Diagrama de temas
Seminar: Visualisierung von Graphen in 3D
Umfang:
5 ECTS
Zeit & Ort:
Freitag, 26.04.2019, 12:15–13:45 Uhr, ÜR II
Freitag, 03.05.2019, 12:15–13:45 Uhr, ÜR II
Freitag, 12.07.2019, 13:00–17:00 Uhr, ÜR II
Freitag, 19.07.2019, 13:00–17:00 Uhr, ÜR II
Voraussetzung:
Algorithmische Graphentheorie (mit Nachdruck empfohlen)
Zielgruppe:
Master Informatik (vorzugsweise), Bachelor Informatik
Dozenten:
Kooperationspartner:
Der erste Termin ist am Fr, 26.04.2019. An diesem Termin besprechen wir den Ablauf des Seminars und stellen die Vortragsthemen vor. Aus diesem Grund bitten wir um vollständige Anwesenheit .
Bitte schreiben Sie sich schon vorher in diesen Wuecampus-Kurs ein, falls Sie am Seminar teilnehmen wollen.
(Klicken Sie dazu im Kursraum ganz oben links auf das Feld mit den weißen Zahnrädern auf blauem Grund und wählen Sie dann "Mich in diesem Kurs einschreiben" aus.)Überblick
Wir beschäftigen uns mit Algorithmen zum Zeichnen von Graphen in 3D. Das ist ein Thema, welches bislang weniger Beachtung in Forschung, Literatur und Praxis erfahren hat. Dort geht es in den allermeisten Fällen um das Zeichnen von Graphen in 2D. Dies ist insofern nachvollziehbar, als die klassischen zweidimensional Darstellungsmedien wie Papier, Poster oder Bildschirme seit langem in unserem Alltag sehr präsent sind und es auch weiterhin sein werden. Neben diesen klassischen Darstellungsmedien erfreuen sich seit einigen Jahren aber auch neue dreidimensionale Medienkonzepte wie Virtual Reality oder Hologramme zunehmend größerer Beliebtheit. Dieses Seminar soll daher ein Anknüpfungspunkt sein, um einen Einblick in die vorhandene Literatur mit ihren Konzepten und Umsetzungen zum Visualisieren von Graphen in 3D zu erlangen.
Das Seminar wird in Kooperation mit den zwei Würzburger IT-Unternehmen Infosim und denkbares durchgeführt, welche auch teilweise die Betreuung bestimmter Themen übernehmen und zu denen so auch ein Kontakt hergestellt und ein Einblick auch für etwaige spätere Tätigkeiten gewonnen werden kann.
Themen
Themen sind sowohl alte Arbeiten zu den Grundlagen zum Zeichnen von Graphen in 3D als auch neue Ergebnisse, sodass alle Teilnehmer und Teilnehmerinnen durch die eigene Arbeit und das Hören der anderen Vorträge einen hilfreichen Überblick in die 3D-Visualisierung von Graphen bekommen sollen. Für jedes Thema geben wir einen Artikel bzw. ein Buchkapitel vor. Sie sollen aber auch noch selbst Literaturrecherche betreiben. Ein Ausgangspunkt dafür können beispielsweise die Referenzen in ihrem Artikel sein. Da wir das Seminar auch auf die aktuelle Forschung hin ausrichten wollen, sind insbesondere offene Fragen ein wichtiger Bestandteil der Themen. Wenn es das eigene Thema anbietet, so können und sollen auch selbst die untersuchten Konzepte einmal grob implementiert werden bzw. vorhandene Programme einmal ausprobiert werden. Dies kann dann als kleine Demonstration Teil des Abschlussvortrags gegen Ende des Semesters sein und möglicherweise als Grundlage für weitere Arbeiten dienen.
Thema
Autoren
Artikel
Konferenz/Journal Link Bearbeitet Betreut
Vortragstermin Motivation für 3D
(Benutzerstudien)
C. Ware, G. Franck
und
C. Ware, P. Mitchell
und
O.-H. Kwon, C. Muelder, K. Lee, K.-L. Ma
Evaluating Stereo and Motion Cues for Visualizing
Information Nets in Three Dimensions
Visualizing Graphs in Three Dimensions
A Study of Layout, Rendering, and Interaction
Methods for Immersive Graph Visualization
ACM Trans. Graphics '96
ACM Trans. Appl. Percept. '08
IEEE Tran. on Vis. & Comp. Graphics '16
hier
hier
hier
PS Infosim 12.07.2019 Überblick über 3D-Bibliotheken
(freie Recherche)
–
–
–
– SL Infosim 19.07.2019 VLSI-Design in 3D
F. T. Leighton, A. L. Rosenberg
Three-Dimensional Circuit Layouts
SIAM J. Comput. '86
hier
BR A. Wolff
19.07.2019 Volumen von Zeichnungen allgemeiner und planarer Graphen
R. E Cohen, P. Eades,
T. Lin, E. Ruskey
Three-Dimensional Graph Drawing
Algorithmica '96
hier FK O. Firman
12.07.2019 Volumen und Färbbarkeit
J. Pach, T. Thiele, G. Tóth
Three-Dimensional Grid Drawings of Graphs
Adv. in Disc. & Comp. Geom. '99
hier
JG A. Wolff
19.07.2019 Notwendiges Volumen
J. Bose, J. Czyzowicz,
P. Morin, D. R. Wood
The Maximum Number of Edges in a
Three-Dimensional Grid-Drawing
J. of Graph Algo. & Appl. '98
hier
PT J. Zink
19.07.2019 Track-Zahl, Knotenfärbung
V. Dujmović, P. Morin, D. R. Wood
Layout of Graphs with Bounded Tree-Width
SIAM J. of Computing '05
hier
MK & YR
J. Zink
12.07.2019 Geometrische vs. allgemeine Thickness
D. Eppstein
Separating Thickness from Geometric Thickness
Towards a Theo. of Geom. Graphs '04
hier
YA S. Chaplick
19.07.2019 Orthogonale Gitterzeichnungen
P. Eades, A. Symvonis, S. Whitesides
und
D. R. Wood
Three-dimensional orthogonal graph drawing algorithms
Optimal three-dimensional orthogonal graph drawing in the general position model
Discrete Applied Mathematics '00
Theoretical Computer Science '03
hier
hier
BH J. Zink
19.07.2019 Ästhetikmaße in 3D
(Freie Literaturrecherche,
möglicher Ausgangspunkt:)
V. Dujmović, P. Morin, D. R. Wood
(enthält aspect ratio und zählt
ein paar Kriterien auf)
Pathwidth and Three-Dimensional
Straight-Line Grid Drawings of Graphs
Proc. 10th Int. Symp. on Graph
Drawing (GD) '02
hier ML denkbares
– Graphen als 3D-Landschaften
M. Gronemann, M. Jünger
Drawing Clustered Graphs as Topographic Maps
Proc. 20th Int. Symp. on Graph
Drawing (GD) '12
hier
DB denkbares 12.07.2019 Graphen als Landkarten
E. R. Gansner, Y. Hu, S. G. Kobourov
GMap: Drawing Graphs as Maps Proc. 17th Int. Symp. on Graph
Drawing (GD) '09
hier KM denkbares 12.07.2019
Die Artikel können Sie über die Links herunterladen, die meisten auch außerhalb des Uninetzes. Anderenfalls wenden Sie sich an uns.
Lernziele
Die Teilnehmer und Teilnehmerinnen lernen, sich intensiv in ein abgegrenztes Thema aus dem Themengebiet einzuarbeiten, dieses didaktisch aufzubereiten und den anderen Kursteilnehmern in einem Vortrag zu vermitteln.
Sie bekommen im Seminar einen Überblick über Techniken der Graphvisualisierung in 3D und vertiefen ihre Kenntnisse über das Modellieren und Lösen von Problemen mithilfe von Graphen und Graphalgorithmen. Dieses Thema eignet sich übrigens auch gut für Abschlussarbeiten.
Außerdem sollen sie einen Eindruck von Forschung in der Informatik bekommen: vom Erkennen und Formulieren geeigneter Problemstellungen über das Entwickeln von Lösungsstrategien für diese Probleme bis zum Festhalten der Ergebnisse in einer wissenschaftlichen Arbeit.
Module
Unser Seminar richtet sich in erster Linie an Studenten und Studentinnen im Master Informatik, welche wir bei der Themenwahl evtl. bevorzugen werden.
Darüber hinaus können aber auch interessierte Studenten und Studentinnen im Bachelor Informatik (oder ähnliches) daran teilnehmen.
Bei erfolgreicher Teilnahme wird die Leistung als (benotetes) Seminar für den Bachelor- oder Masterstudiengang Informatik eingetragen. Bei großem Engagement über den Vortrag und die Ausarbeitung hinaus (siehe Ablauf), wäre auch eine Anrechnung als Praktikum denkbar.Allgemeine Literatur zum Graphzeichnen in 3D
- Three-dimensional drawings, V. Dujmović and S. Whitesides;
in The Handbook of Graph Drawing and Visualization , Roberto Tamassia (Hrsg.); CRC Press, 2014.
http://cs.brown.edu/people/rtamassi/gdhandbook/chapters/3d.pdf
- Three-dimensional drawings, V. Dujmović and S. Whitesides;
Ablauf
- Im ersten Treffen am Freitag, den 26.04.2019 werden wir einen kurzen Überblick über die möglichen Themen geben und diese auf die Teilnehmer verteilen. Davor werden wir den Ablauf des Seminars erklären.
- Im zweiten Treffen am Freitag, den 03.05.2019 gibt jeder Teilnehmer einen kurzen Überblick über sein Thema (max. 5 Minuten, 3 Folien). Außerdem werden wir Genaueres zur Gestaltung der Vorträge und der Ausarbeitung sagen.
Nach den Kurzvorträgen soll die Zuweisung der Betreuung stattfinden. Mögliche Betreuer sind Mitarbeiter oder Mitarbeiterinnen der Unternehmen Infosim und denkbares sowie des Lehrstuhls für Informatik I. - Eine erste Version der schriftlichen Ausarbeitung soll bis 12.06.2019 dem Betreuer vorgelegt werden. Dieser gibt dann
Feedback, das in die finale Version eingebracht werden soll. Die finale Version ist bis zum 23.06.2019 abzugeben.
- Die folgenden Treffen im Juli gegen Ende des Semesters sind als Blockveranstaltung für die eigentlichen Vorträge der Teilnehmer gedacht. Neben dem Vortrag bleibt auch Zeit zur Diskussion der Themen und daraus resultierender offener Fragen für mögliche
weitere Forschung.
- Darüber hinaus besteht die Möglichkeit weiter an den untersuchten und vorgestellten Themen zu arbeiten und zu forschen.
Das kann im Rahmen einer Tätigkeit am Lehrstuhl für Informatik I sein, ggf. zusammen mit oder bei Infosim oder denkbares.
Termine
Termin Thema Vortragende
Anmerkungen 26.04.2019 Einführung
LS1, Infosim, denkbares
Vergabe der Themen
03.05.2019 Kurzvorträge Alle Zuweisung der Betreuer
12.06.2019 Vorlage der vorläufigen Ausarbeitung beim Betreuer 23.06.2019 Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung 30.06.2019 Vorlage der vorläufigen Folien beim Betreuer PS, FK, KM, DB, MK & YR 07.07.2019 Vorlage der vorläufigen Folien beim Betreuer BR, JG, PT, BH, YA, SL 12.07.2019 Blockvorträge
PS, FK, KM, DB, MK & YR
19.07.2019 Blockvorträge
BR, JG, PT, BH, YA, SL
Ausarbeitungen
Die Ausarbeitung zu ihrem Thema sollte etwa 10 Seiten (zuzüglich Titelseite) umfassen. Sie soll nicht nur den von uns vorgegebenen Artikel zusammenfassen, sondern auch darüber hinaus gehen. Zum Einen eignet sich dafür das Material, das sie durch eigene Literaturrecherche gefunden haben. Zum anderen kann man hier auch auf interessante offene Fragen eingehen.
Die Themen des Seminars sollen nicht für sich alleine stehen, sondern wurden bewusst aus einem bestimmten Gebiet gewählt. Nutzen Sie das in ihrer Ausarbeitung und zeigen Sie Verbindungen zu anderen Vortragsthemen des Seminars auf! Vielleicht können Sie dadurch auch neue Fragestellungen entwickeln, die für die weitere Forschung interessant sind.
Die Ausarbeitungen sollen mit LaTeX erstellt werden. Wenn Sie noch keine Erfahrung mit LaTeX haben, könnte ein kostenloser LaTeX-Kurs im Rechenzentrum hilfreich sein.
Vorträge
- Ihr Vortrag sollte 25–30 Minuten dauern und auch nicht länger sein (45–50 Minuten bei zwei Personen mit einem Thema).
- Wir empfehlen für die Erstellung der Folien das kostenlose Programm ipe (verfügbar für Linux, Windows, Mac).
Im Vergleich zu Powerpoint erleichtert es die Mischung von Text und Bildern. Man kann mit ipe geometrisch konstruieren und LaTeX-Befehle verwenden. - Ihr Vortrag kann auch offene Probleme ansprechen und vorhandene Programme/Demonstratoren können gezeigt werden.
- Die Folien ihres Vortrages stellen wir hier für alle Teilnehmer des Seminars zur Verfügung.