【动态】第四期可视化与可视分析国际学术报告成功举办

11月4日，中国图象图形学学会可视化与可视分析专业委员会组织的第四期可视化与可视化分析国际学术报告成功举行。此次报告特邀维也纳科技大学可视计算与人机交互中心的Eduard Gröller教授担任讲者。Gröller教授也是VRVis研究中心的主要研究人员。Gröller教授于2009年当选欧洲图形学协会（Eurographics Association）会士，荣获2015年Eurographics杰出技术贡献奖，2019年IEEE VGTC技术成就奖。

Eduard Gröller教授的报告题为《Visual Analysis through Spatial and Abstract Data Integration》（集成空间与抽象数据的可视分析）。Gröller教授的报告关注数据中的多样性特点。数据的多样性意味着分析的复杂性高，这给选择或者发展对应的可视化方法带来了巨大的挑战。在相关研究中，学者已经提出了一系列方法可能用于应对数据的复杂性，例如比较可视化,多视图关联，沉浸式分析等。Gröller教授着重介绍了集成结合空间数据与抽象表达方式开展的工作。例如将空间数据的绝对几何位置进行变化后可以得到抽象的表达形式，而这种变化、抽象的程度则依赖于具体的任务；对于抽象数据隐射到空间，可视化方式与可利用的空间大小有关。

 图 1  空间数据和抽象数据的关系

Gröller教授的报告重点介绍了两个针对集成空间与抽象数据开展的一系列工作。第一个工作是利用可视化帮助隧道裂缝检修（Visual Analytics and Rendering for Tunnel Crack Analysis）。在传统的隧道维护过程中，工作人员需要对隧道裂缝通过现场人工勘测等方法进行检查记录，这往往会影响隧道的通行，并且难以管理采集到的数据。进一步的方法可以通过自动拍摄高效采集信息，重构建立隧道的三维模型。采集到的裂缝信息需要考虑其长度、宽度、方向等多种属性。针对此前已有的分析方式中隧道几何数据和裂缝多属性信息互相分离，缺乏一个整体的分析流程的问题，Gröller提出的可视分析系统将几何视图和属性视图紧密结合，可以帮助专家更高效发现具备异常属性的裂缝，识别隧道中裂缝密度高、湿度大的部分以及隧道中湿度动态变化。

图 2 针对隧道裂缝数据的可视化系统，结合空间视图和多属性视图

另一个工作则是帮助解决地质研究中数字露头分析的难题（InCorr: Interactive Data-Driven Correlation Panels for DigitalOutcrop Analysis)。基于数字露头的地质信息提取与分析对地质勘探考察非常重要。地质学家在测量获得三维的表层外露模型之后，会根据其地层、交错深度、颗粒大小等信息，构建对应的沉积岩记录。然后将不同采样得到的记录进行关联，绘制得到关键地质层的范围，最终建立相应地层模型。此前研究人员需要手动进行沉积岩记录的构建与组合，这是一个很耗时且不灵活的过程。为了解决这一问题，可以通过可视分析的方法交互式创建并关联地层记录。用户首先可以直接在三维模型中选择一些点位，指定对应的岩石种类及交错层，系统相应自动创建沉积岩记录。随后，用户在关联面板中根据记录的信息连接不同记录中相同的层，以此对这些记录进行关联。同时可视化面板也能够有效支持对不同层的对齐。用户反馈也说明了这个系统会提升地质学家数十倍的工作速度。

图 3 InCorr的系统界面。包括三维数字外露模型以及关联面板

Gröller教授指出，在开展这些工作中，遵循了从了解数据、明确任务、提出方法的探索流程。Gröller教授提出了多属性几何数据（multivariate geometry）的概念。这类数据具备各个元素位置构成的形状属性。针对多属性几何数据分析，Gröller教授建议应该有效利用多视图来展现数据中的多样性以属性之间的关联。在空间视图和属性视图之间应该添加刷选和链接，同时在不同视图之间应该有相同的编码策略来展现关联。  

图 4 有效可视化多属性几何数据的策略 

在提问环节，观众积极参与讨论，气氛热烈。在回答提问者关于虚拟现实或者增强现实如何和本次报告提到的集成空间与抽象数据研究工作结合的问题，Gröller教授指出，沉浸式分析在很久之前就与科学可视化有着联系，目前沉浸式的方法有一些有趣的方向可以探索，例如如何使用增强现实的手段，将抽象数据覆盖在显示场景中，以及如何在复杂的三维视图中做信息的约简与聚合。在讨论进一步抽象视觉表征方法中，Gröller教授建议大家可以关注密集场景的稀疏化的研究。在讨论中，Gröller教授也提到在和领域专家合作的过程中，由于背景的不同，需要克服困难达成真正紧密有效的合作。

本次活动由北京大学支持，可视化与可视分析专委会主任袁晓如主持了报告会。下一期报告将于2021年11月18日下午14:00-15:30举办，日本应庆大学Issei Fujishiro教授受邀作题为《有效查询时变多维数据集》的报告。

来源：CSIG可视化与可视分析专委会

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