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Exzellenzcluster Simulation Technology (SimTech)

Die Universität Stuttgart konnte bei der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder erfolgreichen den Exzellenzcluster „Simulation Technology“ (SimTech) einbringen. Dieser wird seit 2008 für 5 Jahre gefördert; eine Verlängerung wird bei der nächsten Runde der Exzellenzinitiative beantragt werden. Numerische Simulationen sind ein wichtiges Werkzeug in der Forschung und werden auch heute schon in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt. Sie können aufwendige, kostspielige oder auch undurchführbare Experimente ersetzen. Mit weit über 50 Teilprojekten ist eine große Anzahl von Instituten der Universität Stuttgart an SimTech beteiligt. Die Chancen des Clusters liegen insbesondere in der engen interdisziplinären Zusammenarbeit der Teilprojekte, dem aktiven Wissensaustausch zwischen den Disziplinen und den sich daraus ergebenden Synergieeffekten. Gemeinsam wird an der Entwicklung neuer Ansätze geforscht um die numerische Simulation effizienter und robuster zu machen und ihren Einsatz auch in neuen Bereichen sowie komplexeren Szenarien zu ermöglichen. Eines der Hauptziele des Exzellenzclusters ist die Verschmelzung der Einzel-Strategien und Konzepten aus den verschiedenen Disziplinen zur neuen Klasse einer integrativen Simulationsumgebung. Ein Kernpunkt ist hierbei die Entwicklung einer integrierten Simulationsumgebung für die im Cluster entstehenden Simulationen und wissenschaftliche Anwendungen. Interaktive Visualisierung spielt in dieser Umgebung eine wichtige Rolle. Durch Sie wird die Analyse und Auswertung der von Simulationen generierten großen Datenmengen erleichtert oder erst möglich.


VISUS ist in SimTech mit drei Projekten vertreten, deren Forschungsthemen im Bereich der Visualisierung angesiedelt sind. Durch die Mitgliedschaft in der dem Exzellenzcluster angegliederten Graduiertenschule sind die bearbeitenden Doktoranden dabei eng in SimTech eingebunden. So wird über die Kooperationen innerhalb der Projekte hinaus der interdisziplinäre Wissensaustausch gefördert. Auch weitere Mitarbeiter von VISUS, die kein Projekt in SimTech bearbeiten, sind Mitglieder in der Graduiertenschule und können so sowohl von dem dort vertretenen Wissen profitieren als auch dazu beitragen.


Ein Projekt (Leiter: Prof. Dr. Thomas Ertl, Mitarbeiter: Dipl.-Inf. Markus Üffinger) beschäftigt sich mit neuen Visualisierungstechniken für Daten aus Multi-Skalen- und Multi-Physik-Simulationen. Die Entwicklung effizienter Schnittstellen für die enge Kopplung der numerischen Simulationssoftware mit der interaktiven Visualisierungssoftware ist dabei ein weiterer wichtiger Teilaspekt. Das Projekt „Visualisierung für integrierte Simulationssysteme“ (Leiter: Prof. Dr. Daniel Weiskopf, Mitarbeiter: Dipl.-Inf. Marcel Hlawatsch) konzentriert sich auf Methoden der modularen Visualisierung auf Basis von Workflow-Technologie. Auch die Entwicklung neuer Visualisierungstechniken für Daten aus komplexen Simulationen ist Teil des Projekts, z.B. die Visualisierung unsicherer bzw. unscharfer Daten und Systeme. Dipl.-Phys. Gregor Mückl befasst sich in seinem Projekt (Leiter: Juniorprof. Dr. Carsten Dachsbacher) mit der gekoppelten Simulation von Licht- und Schall-Ausbreitung in komplexen Szenen. Zudem entwickelt er ein Framework, das die Nutzung der Rechenleistung moderner Grafikkarten für aufwändige Simulationen erleichtert.

 

Publikationen

2011

Progressive Splatting of Continuous Scatterplots and Parallel Coordinates
Heinrich, Julian; Bachthaler, Sven; Weiskopf, Daniel: Progressive Splatting of Continuous Scatterplots and Parallel Coordinates. In: Computer Graphics Forum: Nr. 3 (2011), S. 653–662.
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Flow Radar Glyphs - Static Visualization of Unsteady Flow with Uncertainty
Hlawatsch, Marcel; Leube, Philipp; Nowak, Wolfgang; Weiskopf, Daniel: Flow Radar Glyphs - Static Visualization of Unsteady Flow with Uncertainty. In: IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics: Nr. 12 (2011), S. 1949-1958.
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Hierarchical Line Integration
Hlawatsch, Marcel; Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel: Hierarchical Line Integration. In: IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics: Nr. 8 (2011), S. 1148-1163.
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Coherent Structures of Characteristic Curves in Symmetric Second Order Tensor Fields
Hlawatsch, Marcel; Vollrath, Joachim E.; Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel: Coherent Structures of Characteristic Curves in Symmetric Second Order Tensor Fields. In: IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics: Nr. 6 (2011), S. 781-794.
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Pagot, Christian; Osmari, Daniel; Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel; Ertl, Thomas; Comba, João L. D.: Efficient Parallel Vectors Feature Extraction from Higher-Order Data. In: Computer Graphics Forum (EuroVis 2011): Nr. 3 (2011), S. 84-91.
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Visualization of Cell-Based Higher-Order Fields
Sadlo, Filip; Üffinger, Markus; Pagot, Christian; Osmari, Daniel; Comba, João L. D.; Ertl, Thomas; Munz, Claus-Dieter; Weiskopf, Daniel: Visualization of Cell-Based Higher-Order Fields. In: Computing in Science & Engineering: Nr. 3 (2011), S. 84-91.
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Supporting children with special needs through multi-perspective behavior analysis
Alt, Florian; Bungert, Andreas; Pfleging, Bastian; Schmidt, Albrecht; Havemann, Meindert: Supporting children with special needs through multi-perspective behavior analysis. In: Proceedings of the 10th International Conference on Mobile and Ubiquitous Multimedia, S. 81-84, 2011.
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GPU-based 2D Flow Simulation Steering using Coherent Structures
Ament, Marco; Frey, Steffen; Sadlo, Filip; Ertl, Thomas; Weiskopf, Daniel: GPU-based 2D Flow Simulation Steering using Coherent Structures. In: Proceedings of the 2nd International Conference on Parallel, Distributed, Grid and Cloud Computing for Engineering, S. paper18, 2011.
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Pagot, Christian; Vollrath, Joachim E.; Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel; Ertl, Thomas; Comba, João L. D.: Interactive Isocontouring of High-Order Surfaces. In: Dagstuhl Follow-Ups, S. vol.2, 2011.
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AutoNUI: a workshop on automotive natural user interfaces
Pfleging, Bastian; Döring, Tanja; Knobel, Martin; Schmidt, Albrecht: AutoNUI: a workshop on automotive natural user interfaces. In: Proceedings of the 3rd International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications, S. 207-209, 2011.
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Support for Modeling Interaction with Automotive User Interfaces
Schneegaß, Stefan; Pfleging, Bastian; Kern, Dagmar; Schmidt, Albrecht: Support for Modeling Interaction with Automotive User Interfaces. In: Proceedings of the 3nd International Conference on Automotive User Interfaces and Interactive Vehicular Applications (AutomotiveUI '11), S. 71-78, 2011.
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MobiDev: A Tool for Creating Apps on Mobile Phones
Seifert, Julian; Pfleging, Bastian; Valderrama Bahamóndez, Elba d. C.; Hermes, Martin; Rukzio, Enrico; Schmidt, Albrecht: MobiDev: A Tool for Creating Apps on Mobile Phones. In: Proceedings of the 13th international conference on Human computer interaction with mobile devices and services (MobileHCI '11), S. 109-112, 2011.
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Direct Visualization of Particle-Partition of Unity Data
Üffinger, Markus; Schweitzer, Marc A.; Sadlo, Filip; Ertl, Thomas: Direct Visualization of Particle-Partition of Unity Data. In: International Workshop on Vision, Modeling and Visualization, S. 255-262, 2011.
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2010

Fuchs, Raphael; Kemmler, Jan; Schindler, Benjamin; Waser, Jürgen; Sadlo, Filip; Hauser, Helwig; Peikert, Ronald: Toward a Lagrangian Vector Field Topology. In: Computer Graphics Forum: Nr. 3 (2010), S. 1163-1172.
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Time-Dependent 2D Vector Field Topology: An Approach Inspired by Lagrangian Coherent Structures
Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel: Time-Dependent 2D Vector Field Topology: An Approach Inspired by Lagrangian Coherent Structures. In: Computer Graphics Forum: Nr. 1 (2010), S. 88-100.
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Interactive Isocontouring of High-Order Surfaces
Pagot, Christian; Vollrath, Joachim E.; Sadlo, Filip; Weiskopf, Daniel; Ertl, Thomas; Comba, João L. D.: Interactive Isocontouring of High-Order Surfaces. In: Dagstuhl Follow-Ups. Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik, 2010.
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Trajectory-Augmented Visualization of Lagrangian Coherent Structures in Unsteady Flow
Falk, Martin; Seizinger, Alexander; Sadlo, Filip; Üffinger, Markus; Weiskopf, Daniel: Trajectory-Augmented Visualization of Lagrangian Coherent Structures in Unsteady Flow. In: International Symposium on Flow Visualization (ISFV14), 2010.
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Interactive High-Quality Visualization of Higher-Order Finite Elements
Üffinger, Markus; Frey, Steffen; Ertl, Thomas: Interactive High-Quality Visualization of Higher-Order Finite Elements. In: Computer Graphics Forum (CGF) Volume 29(2) (Euro Graphics 2010) Pages 115-136, S. 337-346, 2010.
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2008

GPU-Based Streamlines for Surface-Guided 3D Flow Visualization
Üffinger, Markus; Klein, Thomas; Strengert, Magnus; Ertl, Thomas: GPU-Based Streamlines for Surface-Guided 3D Flow Visualization. In: Proceedings of Vision Modeling and Visualization 2008 (VMV 2008), S. 91-100, 2008.
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