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Visualisierung

Die Visualisierung von Datensätzen spielt in der modernen Astronomie eine bedeutende Rolle. In der E-Science nimmt sie daher ebenfalls einen besonderen Stellenwert ein.

Die meisten Visualisierungen entstehen in enger Zusammenarbeit mit den jeweiligen Arbeitsgruppen. Die resultierenden Grafiken und Animationen sind in der Regel auf den Seiten der entsprechenden Projekte zu finden. Auf dieser Seite geben wir eine Übersicht und stellen zusätzliches Material zur Verfügung.

Noch mehr Videos und Bilder haben wir in unserer Visualisation Gallery zusammengestellt. Auf  unserer E-Science-Visualisierungsseite http://escience.aip.de/visualisation gibt es außerdem noch einige Anleitungen, wie man Daten visualisieren kann.

Ein paar Hinweise zum Abspielen unserer stereoskopischen 3D Filme befinden sich am Ende dieser Seite.

 

Kosmologische Simulationen und Galaxienkollisionen

Die Software PMViewer (von Arman Khalatyan, erhältlich über SourceForge) wurde benutzt, um die Verteilung der dunklen Materie sowie von Gas und Sternen in kosmologischen Simulationen verschiedener Projekte zu visualisieren. Bitte schauen Sie sich die einzelnen Projektseiten am, um Beispiele für solche Filme und Bilder zu finden (suchen Sie nach "PMViewer" in den Beschreibungen, alle Seiten nur auf englisch):

PMViewer erlaubt es auch, stereoskopische 3D Filme zu erzeugen. Hier sind einige Beispiele:

  • Entwicklung des Universums
    Visualisierung der Entwicklung des Universums in einer Simulationsbox mit 50 Mc/h Kantenlänge. Am Ende gibt es einen Flug durch die Simulationsbox.
    Credits: Arman Khalatyan

    Box50, mp4, 46 MB, 2D
    Box50-stereo, mp4, 96 MB, 3D side-by-side
    Box50-agmd, mp4, 46 MB, 3D anaglyph, magenta-grün, Dubois
  • Verschmelzung von Milchstraße und Andromeda
    Dieser Film zeigt die Gasverteilung der Galaxien, zentriert auf die Milchstraße. In der rechten oberen Ecke sieht man die Sternverteilung aus größerer Entfernung, so dass man besser verfolgen kann, wo sich die Andromeda-Galaxie gerade aufhält. Die lilafarbene Kugel gibt die ungefähre Position der Sonne an.  
    Credits: Arman Khalatyan

    mw_gas-stereo, mp4, 9 MB  or avi (30 MB),  3D side-by-side
    mw_gas-agmd, mp4, 4 MB, 3D anaglyph, magenta-grün, Dubois
    mw_gas-single, avi, 11 MB, 2D

RAVE Sterne

Dieser 3D Film zeigt einen Flug durch etwa ~ 380.000 Sterne des RAVE DR4. Die Farben entsprechen den Radialgeschwindigkeiten der Sterne, von rot (>50 km/s) über orange, gelb und zyan zu blau (< -50 km/s). Das ist dieselbe Farbgebung, wie sie auch für die RAVE-Karten auf derRAVE webpage verwendet wurde.

  • Flug durch die RAVE Sterne
    Credits: Kristin Riebe

    ravestars-stereo
    , mp4, 125 MB, 3D side-by-side
    ravestars-single, mp4, 63 MB, 2D Version

    Auf der RAVE-Webseite findet man auch eine erweiterte Version, bei der die Milchstraße am Ende eingeblendet wird.
    Eine kurze Anleitung zur Erstellung solcher Filme befindet sich auf E-Science docs (englisch).

  • RAVE Eierschale
    RAVE Sterne auf der Himmelskugel verteilt
    Credits: Kristin Riebe

    rave-eggshell, mp4, 17 MB, 3D side-by-side

 

Weitere Filme

  • Massenfunktionen Dunkler-Materie-Halos
    Dieser Film zeigt die Massenfunktion (Anzahl an Halos pro Massenbereich) für verschiedene Zeitschritte der kosmologischen Simulation MDR1. Die Daten wurden direkt aus der öffentlichen CosmoSim Datenbank gezogen.  
    Credits: Kristin Riebe

    massfunctions, mp4, 9 MB, 3D side-by-side
    massfunctions-single, mp4, 4 MB, 2D Version
  • Verschmelzende Dunkle-Materie-Halos
    Positionen und Größen von Halos, die zwischen einer Rotverschiebung von z ~ 5 bis heute zum massereichsten Objekt der MDR1-Simulation verschmelzen. 
    Die Farben repräsentieren die verschiedenen Zeitschritte; die große rote Kugel im Zentrum entspricht der Position und Größe des Halos am Ende. Der Kasten hat eine Kantenlänge von 40 Mpc/h und soll nur zur Orientierung dienen. 
    Alle Informationen können direkt aus der öffentlichen CosmoSimDatenbank heruntergeladen werden
    Credits: Kristin Riebe

    mergers-box, mp4, 9 MB, 3D side-by-side
    mergers-box-agmd, mp4, 6 MB, 3D anaglyph, magenta-grün, Dubois
    mergers-box-single, mp4, 4 MB, 2D Version
  • MUSE cube for Orion nebula (M42)
    Der MUSE-Spektrograf produziert Datenkuben, mit Bildschnitten für verschiedene Wellenlängen. Eine Auswahl solcher Bildschnitte (Fits an charakteristische Emissionslinien) wird in diesem Film gezeigt. Im zweiten Teil des Films werden nur die Bilder der Wellenlängenbereiche gezeigt, die für das jeweilige Komposit-Bild (RGB) verwendet wurden. Die Wellenlängen sind in nm angegeben.
    Credits: Kristin Riebe, Peter Weilbacher, MUSE Kollaboration 

    musecube-1280, mp4, 5 MB, 2D version
    musecube-fullhd, mp4, 11 MB, 2D version
    musecube, justfly, 3D, mp4, 9 MB, 3D side-by-side, just fly around

Hinweise zum Abspielen stereoskopischer 3D Filme.

Einige unserer Bilder und Filme wurden für 3D-Systeme erstellt. In der Regel genügt dazu eine Filmdatei, die aus jeweils zwei separaten Bildern zusammengesetzt wurde: ein Bild für das linke und das andere für das rechte Auge. Das beste 3D-Erlebnis bieten Polarisationsfernseher (oder entsprechende Projektorsysteme). Dann benötigt man nur noch eine Verbindung zum 3D-Bildschirm (z.B. über HDMI-Kabel), eine Polarsationsbrille und einen Movie-Player, bei dem man das Seitenverhältnis manuell einstellen und den Film im Vollbildmodus abspielen lassen kann. Wir empfehlen den VLC player oder auch Bino für eine Mac/Unix Umgebung oder den NVIDIA Stereo Player für Windows.

Hat man keinen Polarisationsfernseher zur Hand, aber eine Anaglyphenbrille (z.B. grün-magenta oder rot-zyan), dann kann man einen normalen Computer-Bildschirm mit einem 3D-Player wie Bino, verwenden, der einen 3D-Film mit zwei Bildern (side-by-side-movie) in einen anaglyphen Film intern umwandeln kann. Einige der obigen Filme bieten wir bereits vorkonvertiert im anaglyphen Modus an.  Wenn der 3D-Effekt nicht korrekt wirkt (man z.B. Linien doppelt sieht), dann sollte man den Abstand zum Bildschirm vergrößern. Wenn vorn/hinten vertauscht erscheinen, vertauschen Sie die Farben für die Augen (die Brille einfach umdrehen oder über eine Einstellung im Movie Player). In jedem Fall bietet die Polarisationstechnik mehr Freude.

  • VLC: Starten Sie den VLC Player und öffnen Sie die Filmdatei. Gehen Sie auf Video -> Aspect ratio, und geben Sie das Seitenverhältnis des einfachen Bildes an. Das ist ind erRegel 16:9, zumindest bei unseren neuesten Videos. Dieser Schritt ist wichtig, um das Bild richtig zu skalieren, wenn man dann in den Vollbildmodus wechselt (View -> Full Screen).
    Man kann all die Schritte auch per Kommandozeile auf einmal erledigen: (ersetzen Sie <moviefile> mit dem jeweiligen Dateinamen):
    vlc -vvv <moviefile> --full-screen --aspect-ratio=16:9 --loop
    Bitte beachten Sie, dass der VLC-Player nicht in der Lage ist, zwei separate Filmdateien für links und rechts gleichzeitig abzuspielen. Er benötigt für 3D-Filme immer side-by-side Movies. 
    Falls rot-zyan Anaglyphbrillen zur Verfügung stehen, kann man den 3D Film auch auf einem gewöhnlichen Bildschirm anschauen: wählen Sie im VLC-Player 'Tools' -> 'Effects and Filters', dann im Tab 'Video Effects', 'Advanced' oder 'Miscellaneous'. Setzen Sie einen Haken bei 'Anaglyph 3D' und setzen Sie wieder das Seitenverhältnis (aspect ratio), damit die Skalierung stimmt. Wenn Sie andersfarbige Brillen haben, schlagen Sie die erhältlichen Optionen zum Beispiel auf VLC-Anaglyphnach.
  • Bino: Starten Sie den Bino-Player und öffnen Sie die Filmdatei. Passen Sie Input/Output an; für unsere Links-rechts-Movies bedeutet das:  Input: Left/rightOutput:  Left/right, half width für Polarisationsfernseher. 
    Bino bietet viele weitere Möglichkeiten für die Ausgabe an. So kann man hier den Film alternativ auch mit verschiedenen Anaglyphbrillen anschauen (e.g. magenta-green). Beste Farbergebnisse bekommt man in der Regel mit der Dubois-Methode.