Institut für C omputer G raphik, TU Braunschweig BioBrowser Interaktive Molekülmodelle als...

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

BioBrowser

Interaktive Molekülmodelle als zentrales Zugangs- und Dokumentationswerkzeug

für biologische Information

Teilprojekt: Visualisierung

Prof. Dr. Dieter Fellner, Lars Offen, Andreas HalmInstitut für Computergraphik, TU Braunschweig

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

Ziele

BioBrowser als Zugangs-/Integrationstool bestehender Informationsquellen

Herausforderungen an die Visualisierung Alle gängigen Darstellungen sollen unterstützt

werden Visualisierung sehr großer Datenmengen in

Echtzeit Precomputed Data minimieren

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Visualisierungen

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Visualisierungen

XML Datenrepräsentation

Hierarchie Farbkodierte

Primärstruktur

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Allgemeine Konzepte I

Visualisierung großer Datenmengen in Echtzeit Just-in-Time Generierung der Geometrie Geometriereduktion durch

Level-of-Detail Billboarding Subdivision-Verfahren

Verwendung moderner GPU Features Precomputed Data minimieren

Verwendung/Entwicklung schneller Algorithmen Daten können in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden

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Allgemeine Konzepte II

Erweiterbarkeit soll sicher gestellt werden Spezifizierte Plugin-Schnittstelle zum Einbinden

weiterer Module Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen

Plattformunabhängig Keine Verwendung plattformabhängiger

Bibliotheken, wie zum Beispiel MFC

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Spacefill

Darstellung des Van der Waals-Radius der Atome

LOD-Halbkugeln bei älteren Grafikkarten

Depth Sprites mit Pixelshadern auf neuer Hardware

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Ribbons combined B-Reps für

die Darstellung von „Ribbons“

Cα-Atome bestimmen Form und Lage der Ribbons

LOD: Anpassung an Rechnerstärke, Nähe zum Betrachter und Idle-Time des Rechners

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Surfaces

Unterschiedliche Arten Van der Walls

Surface (vdWS) Solvent Accessible

Surface (SAS) Solvent Excluded

Surface (SES)

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Surfaces - Anforderungen

Anforderungen: Korrekt Interaktiv Keine festgelegte Auflösung (wie zum Beispiel

beim Marching Cubes) Unser Lösungsansatz:

Verwendung von Unterteilungsflächen (Subdivision-Surfaces)

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Surfaces - Berechnung

Berechnung: Molekül Spacefill Reduced

Surfaces BaseMesh Unterteilungs-

flächen

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Struktur Lupe

Verschiedene Visualisierungen, nach Detailgrad gestaffelt kombinieren

z.Z. noch nicht kontextsensitiv

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Erreichter Zwischenstand I

Plattformunabhängiges Visualisierungstool Auf Plugin-Basis Standardvisualisierungen

Konzepte zur Reduktion von Geometrie:Billboardingcombined BRepsLODUnterteilungsverfahren

Verwendung moderner GPU Features

=> Komplexe Moleküle möglich

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Erreichter Zwischenstand II

Visualisierungsleistung vorhanden, umOnline-Abfrage wichtiger Datenbanken wie zum Beispiel

European Bioinformatics Institute (z.B. UniProt): http://www.ebi.ac.uk/

GenomeNet (z.B. KEGG):http://www.genome.jp/

Proteindatabank:http://www.pdb.org/

zu ermöglichen.

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Ausblick (3.Jahr) Erweiterung der Lupe durch kontext-sensitive

Aspekte => Semantische Linse Kombination der Ansichten Teilbereiche können markiert und in anderen

Ansichten angezeigt werden Anzeige spezifischer Details für jede Ansicht

aus Online-Datenbanken Lokal hinzugefügt

Algorithmische Verbesserung (Performance/Speicher) bei Solvent Surfaces

Unterstützung weiterer Dateiformate

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Ausblick

Einbinden wichtiger Tools in das Plugin-System Sequenz-Analyse/Alignment

Blast FASTA

Strukturdefinition DSSP

Portierung auf weitere Plattformen Cave-Umgebungen PDA

Integration in Anwendungsumgebungen