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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

Visualisierungen

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

Visualisierungen

XML Datenrepräsentation

Hierarchie Farbkodierte

Primärstruktur

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

Surfaces

Unterschiedliche Arten Van der Walls

Surface (vdWS) Solvent Accessible

Surface (SAS) Solvent Excluded

Surface (SES)

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

Erreichter Zwischenstand I

Plattformunabhängiges Visualisierungstool Auf Plugin-Basis Standardvisualisierungen

Konzepte zur Reduktion von Geometrie:Billboardingcombined BRepsLODUnterteilungsverfahren

Verwendung moderner GPU Features

=> Komplexe Moleküle möglich

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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

Institut für ComputerGraphik, TU Braunschweig

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