Visualiseerimine

Visualiseerimise näide: auto deformeerumine asümmeetrilise kokkupõrke korral

Visualiseerimine (inglise keeles visualization) üldisemas mõistes on meetod, mille tulemusena teave on esitatud optilisel kujul (näiteks piltide, diagrammide, graafikute, skeemide, kaartide, tabelitena jne). Esialgu kasutati mõistet "visualiseerimine" andmete kujutlusprotsesside iseloomustamiseks, mille tulemusena kujutis muutus ilmekamaks. Tänapäeval kasutatakse seda ka kaudses tähenduses, et iseloomustada psühholoogilisi, kirjanduslikke ja muid protsesse.

Tänapäeval on visualiseerimisel palju rakendusi teaduses, hariduses, projekteerimises, interaktiivses multimeedias, meditsiinis jne. Tüüpiline visualiseerimise valdkond on arvutigraafika, mille teket ja kiiret arengut võib pidada kõige olulisemaks visualiseerimise edusammuks pärast keskperspektiivi leiutamist renessansiajal. Animatsiooni arenemine samuti soodustas visualiseerimise arengut.

Ajalugu

Egiptuse hieroglüüfid võimaldasid mõisteid arusaadavalt kirjeldada

Graafik, mis illustreerib Napoleoni sissetungi Venemaale

Visualiseerimistehnikate kasutamine informatsiooni edastamiseks ei ole uudne nähtus.

Kõige lihtsaimaks visualiseerimisvahendiks esialgu peeti koopamaale, praegu on aga nendeks skeemid, plaanid, kaardid jne. Teisteks ajaloolisteks visualiseerimisvahenditeks saab nimetada Egiptuse hieroglüüfe, mis samal ajal võivad tähendada sõnu või mõisteid (ideogramme), kreeka geomeetriat ning Leonardo da Vinci tehnilisi joonestamise meetodeid teaduslikel ja tehnilistel eesmärkidel.

Visualiseerimist on kasutatud tuhandete aastate jooksul kaartide ja jooniste tegemisel. Näited kartograafia valdkonnast sisaldavad Ptolemaiose "Geograafiat" (2. sajand pKr), Hiina kaarti (1137 pKr) ning Charles Minardi kaardi (1861), kus oli märgistatud Napoleoni sissetung Venemaale 1812. aastal.

Visualiseerimistehnikate näiteid

Tänapäevases teaduses ja projekteerimistöödes on visualiseerimine lahutamatu osa keeruka informatsiooni töötlusest, mis võimaldab saada detailsema ja arusaadavama ettekujutuse objektide ruumilisest ehitusest.

Visualiseerimistehnikad on näiteks

• isotermid, isobaadid
• renderdamine
• tabelid, maatriksid
• diagrammid (sektordiagramm, tulpdiagramm, histogramm jne)
• graafikud
• kaardid
• Venni diagramm
• animeeritud ilmaennustus
• nomogramm
• röntgenipildid
• faasdiagrammid

Visualiseerimise liigid

Teaduslik visualiseerimine

Näide liikumise visualiseerimisest: Cessna tehtud mudel, kus heeliumiga täidetud mullikesed näitavad osakeste trajektoori moodustuvates õhukeeristes lennuki tiibade taga

Teaduslik visualiseerimine on eksperimentidest või simulatsioonidest saadud andmete teisendamine, väljavalimine või esitamine koos nende otsese või kaudse geomeetrilise ehitusega selleks, et võimaldada andmete uurimist, analüüsimist ja arusaamist. See on oluline visualiseerimise roll ning võib-olla ka esmatähtis, kuna eksperimentide ja nähtuste visualiseerimine on sama vana kui teadus ise.

Traditsioonilised teadusliku visualiseerimise valdkonnad on

• liikumise visualiseerimine – nähtamatute osakeste (nt õhu- ja veeosakeste) liikumistrajektoori nähtavaks tegemine selleks, et saada nendest kvantitatiivseid või kvalitatiivseid andmeid;
• meditsiiniline visualiseerimine – inimese kehast ja siseelunditest kujutise või mudeli loomine kliinilise otstarbe või meditsiiniteaduse jaoks;
• astrofüüsikaline visualiseerimine;
• keemiline visualiseerimine – molekulide ja erinevate ühenduste mudelite loomine, et uurida nende omadusi läbi graafilise representatsiooni.

Teadusliku visualiseerimise viimaseid uuringuid ja väljatöötlusi leidub Elektri- ja Elektroonikainseneride Instituudi (ingl Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) konverentside menetluses, mis viiakse läbi iga aastal alates 1990. aastast.

Hariduslik visualiseerimine

Näide hariduslikust visualiseerimisest: inimese ja gorilla luustik

Hariduslik visualiseerimine on mingi asja kujutamine, kasutades tavaliselt arvutisimulatsiooni õpetamise eesmärgiga. Saadud kujutise või mudeli abil on lihtsam õpetada või selgitada nähtusi, mida on keeruline või võimatu silmaga (st ilma eriaparatuurita) näha, näiteks ei saa me palja silmaga vaadelda aatomi struktuuri, kuna aatomid on liiga väiksed.

Visualiseerimist kasutades saab ka reprodutseerida minevikus aset leidnud sündmusi, nagu tagasivaatamine dinosauruste ajastule või näha reaalsuses raskelt nähtavaid asju, nagu näiteks inimese luustik.

Informatsiooni visualiseerimine

Näide informatsiooni visualiseerimisest: ilmaanalüüs

Informatsiooni visualiseerimise all mõeldakse abstraktsete andmete (näiteks arvulised, tekstilised või geograafilised andmed) interaktiivset uurimist arvuti abil selleks, et tugevdada inimtunnetust.

Visualiseerimise eesmärgiks on lihtsustada arusaamist nähtustest või nende tekitatavatest andmetest, mitte aga saada nendest kujutist. Arusaamise all mõeldakse võimet uurida, otsustada ning seletada. Arvutitarkvara ülesandeks on valida, teisendada ning esitada abstraktseid andmeid sellisel kujul, mis on inimesele uurimiseks ja mõistmiseks lihtsam.

Andmete visualiseerimine on ainult osa informatsiooni visualiseerimise ülesandest ning keskendub sellele faasile, kui info juba andmete kujul kokku kogutud on.

Informatsiooni visualiseerimisel on ülioluline osa teadusuuringutest, digitaalsetest raamatukogudest, andmete hankimisest, finantsandmete analüüsist, turu-uuringutest ning tööstuse toodangu kontrollimisest.

Informatsiooni visualiseerimise eelised:

• Võimaldab säilitada suure hulga andmeid kiiresti ligipääsetavas vormis (nt kaardid)
• Lihtsustab andmete otsingut
• Visualiseerimise poolt tekitatud informatsiooni tuvastamine on lihtsam, kui sama informatsiooni tuvastamine tavalise kasutaja poolt
• Visuaalsed representatsioonid teevad mõningaid probleeme silmanähtavaks

Teadmiste visualiseerimine

Teadmiste visualiseerimine on teadmiste üleandmine vähemalt kahe inimese vahel kasutades visuaalset representatsiooni, mis püüab parandada teadmiste edastamist kasutades arvuti- ja mittearvutipõhiseid visualiseerimismeetodeid. Tulemusena saadakse järgmised visuaalsed vormid: visandid, joonised, pildid, objektid, interaktiivsed visualiseeringud ning informatsiooni visualiseerimise rakendused.

Peale andmete (faktide) edastamise on teadmiste visualiseerimise eesmärk kasutades täiendavaid visualiseeringuid edendada teadmiste, kogemuste, hoiakute, väärtuste, ootuste, perspektiivide ja arvamuste üleandmist.

Heaks teadmiste visualiseerimise näiteks on visuaalsed sõnaraamatud, kus sõnade tähendus kuvatakse foto või joonise kujul. Sellised sõnaraamatud on väga kasulikud õpetamise valdkonnas, sest nad lihtsustavad lastele emakeele ning vanematele õpilastele võõrkeele õpetamist.

Toodete visualiseerimine

Näide toodete visualiseerimisest: hotelli ruumiline mudel

Toodete visualiseerimisel kasutatakse visualiseerimistarkvara järgmisteks tegevusteks:

• ruumiliste mudelite vaatamiseks ja manipuleerimiseks;
• tehniliseks joonestamiseks ja muudeks sellega seotud dokumentatsiooni komponentide ja toodete valmistamiseks.

See on oluline osa toodete elutsükli haldamisest. Toodete visualiseerimise tarkvaral on tavaliselt kõrge fotorealismi tase, mis võimaldab toote välimust näha enne selle tegelikku valmimist. See toetab funktsioone alates toodete disainimisest kuni nende müümise ja turundamiseni.

Tehnilisel visualiseerimisel on samuti tähtis osa toodete arenduses. Algul tehti tehnilisi jooniseid käsitsi, kuid arvutigraafika kiire arenguga kaasnes joonestuslaua asendamine arvuti abil projekteerimisega (CAD-programmid). Võrreldes käsitsi valmistatud joonistega, võimaldavad CAD-joonised ja mudelid 3D-modelleerimist, kiiret [[Tarkvara prototüüp |prototüüpimist]] ja simulatsiooni koostamist.

Visualiseerimine spordis

Visualiseerimiseks ehk ideomotoorseks treeninguks nimetatakse mällu salvestunud informatsiooni kindlasuunalist kasutamist oma kujutlustes.

Visualiseerides saab uuesti luua kogemusi või kujutada ette uusi sündmusi selleks, et end soorituseks paremini ette valmistada. Liigutusvilumuste visualiseerimise korral on kinesteetiline taju sportlastele eriti vajalik. Liigutusvilumuste parandamisele lisaks on oluline õppida, kuidas siduda sinna erinevaid emotsionaalseid seisundeid. Seega, peale liigutusvilumuste aitab visualiseerimine reguleerida tegevusega kaasnevaid seisundeid (enesekindlus ja kontsentreerumine), tundeid (ärevus, viha, rõõm, valu) ja mõtteid.

Geograafiline visualiseerimine

Geovisualiseerimise näide: Yosemite rahvuspargi reljeefi mudel

Geograafiline visualiseerimine ehk geovisualiseerimine on tegelike visuaalsete representatsioonide kasutamine kas paberil, arvutiekraanil vms selleks, et luua ruumilist keskkonda ning tuua probleeme nähtavale. See ergutab inimese nägemismeelt, mis on seotud andmete töötlusvõimega.

Uued geovisualiseerimise vormid avavad ühiskonnale uut tüüpi järelevalvet, paljastades varem peidetud kasutamata tehingutes ja andmebaasides koostoimeid.

Loov visualiseerimine

Loov visualiseerimine on inimese loomuliku kujutlusvõime teadlik rakendamine, mis põhineb loodusseadustel, mille kohaselt igale sündmusele eelneb alati vastav mõte või kujutluspilt.

Loova visualiseerimise põhimõte on mõjutada inimeste elukäiku: tervist, inimsuhteid, tööd, vaimset arengut – mida inimene ise soovib. Samuti rakendades loovat visualiseerimist võib paremaid tulemusi saavutada pedagoogikas, tervishoius, spordis ja äris.

Vaata ka

• Andmete visualiseerimine
• Bioloogiliste andmete visualiseerimine
• Geovisualiseerimine