Storia della Computer
Graphics
Docente:
A cura di:
Prof.ssa Francesca Perla
Giuseppe Di Nucci
Marialuisa Falanga
Giulia Monaco
Pinella Pedullà
Anno Accademico 2005/2006
La visualizzazione
scientifica: introduzione
Storia della Computer Graphics
2
La visualizzazione scientifica
Lo
Lo scopo
scopo della
della visualizzazione
visualizzazione scientifica,
scientifica, aa
differenza
differenza delle
delle altre
altre applicazioni
applicazioni della
della
computer
computer Graphic,
Graphic, èè di
di migliorare
migliorare le
le
informazioni
informazioni invece
invece di
di creare
creare illusioni.
illusioni.
Storia della Computer Graphics
3
Legame tra cognizione e visione
La
La cognizione
cognizione ee la
la visione
visione sono
sono
strettamente
strettamente legate:
legate: spesso
spesso diciamo
diciamo
“vedo”
“vedo” per
per dire
dire ho
ho capito.
capito.
Il
Il nostro
nostro sistema
sistema visivo
visivo èè un’estensione
un’estensione
del
del cervello:
cervello: addirittura
addirittura 1/3
1/3 –– 1/4
1/4 del
del suo
suo
volume
volume èè dedicato
dedicato alla
alla visione.
visione. Questo
Questo èè ilil
motivo
motivo per
per cui
cui spesso
spesso usiamo
usiamo ilil sistema
sistema
visivo
visivo per
per comprendere
comprendere delle
delle
informazioni.
informazioni.
Storia della Computer Graphics
4
Provate a denominare, il più velocemente
possibile, il colore delle parole,
senza badare al loro significato
Sperimenterete un conflitto tra il messaggio visuale e quello verbale.
J.R.Stroop, "Studies of Interference in Serial Verbal Reactions", 1935
Storia della Computer Graphics
5
La visualizzazione: definizione
to
to visualize
visualize:: to
to form
form aa mental
mental vision,
vision, image,
image,
or
or picture
picture of
of (something
(something not
not visible
visible or
or
present
present to
to sight,
sight, or
or of
of an
an abstraction);
abstraction);
to
to make
make visible
visible to
to the
the mind
mind or
or
imagination.
imagination.
(The
(The Oxford
Oxford English
English Dictionary,
Dictionary, 1989)
1989)
Storia della Computer Graphics
6
La visualizzazione scientifica:
definizione
“The
“Thepurpose
purposeof
ofcomputing
computingisisinsight
insight not
notnumbers”
numbers”
Richard
RichardHamming
Hamming1962
1962
Visualization
Visualizationisisaamethod
methodof
ofcomputing.
computing.It
Ittransforms
transformsthe
the
symbolic
into
the
geometric,
enabling
researchers
to
observe
symbolic into the geometric, enabling researchers to observe
their
theirsimulations
simulationsand
andcomputations.
computations.
Visualization
Visualizationoffers
offersaamethod
methodfor
forseeing
seeingthe
theunseen.
unseen.It
Itenriches
enriches
the
process
of
scientific
discovery
and
fosters
profound
the process of scientific discovery and fosters profoundand
and
unexpected
insights.
In
many
fields
it
is
already
revolutionizing
unexpected insights. In many fields it is already revolutionizing
the
theway
wayscientists
scientistsdo
doscience”.
science”.
Visualization
VisualizationininScientific
ScientificComputing,
Computing,McCormick
McCormicket
etal.
al.
ACM
SIGGRAPH,
1987
ACM SIGGRAPH, 1987
Storia della Computer Graphics
7
La visualizzazione scientifica: le basi
Realtà
Rappresentazione
(computerizzata)
della realtà
Immagine
Osservatori
La visualizzazione è essenzialmente un processo di
trasformazione da una rappresentazione percettiva ad una
rappresentazione computerizzata, scegliendo una tecnica
di codifica che incrementi le capacità umane di
comprensione e di comunicazione. Lo scopo di un
osservatore potrebbe essere di comprendere un fenomeno
fisico, un concetto matematico o in generale di
rappresentare o risolvere un problema.
Storia della Computer Graphics
8
Uno dei primi esempi di visualizzazione
(Dr. John Snow 1854)
Con
Conuna
unasemplice
sempliceforma
formadi
di
visualizzazione
visualizzazioneèèriuscito
riuscitoaa
ricondurre
ricondurrelalacausa
causadi
diuna
una
serie
seriedi
dicasi
casidi
dicolera
coleraininun
un
quartiere
quartieredi
diLondra
Londraad
adun
un
singolo
pozzo
infetto.
singolo pozzo infetto.
Storia della Computer Graphics
9
La visualizzazione
scientifica nella storia
Storia della Computer Graphics
10
La visualizzazione scientifica
nella storia
1600
-1699: Misure
1600-1699:
Misure ee teorie
teorie
1700
-1799: Nuove
1700-1799:
Nuove forme
forme grafiche
grafiche
1850
–1899: L’età
1850–1899:
L’età d’oro
d’oro della
della grafica
grafica dei
dei dati
dati
1900
–1949: L’oscura
1900–1949:
L’oscura età
età moderna
moderna
1950
–1975: La
1950–1975:
La rinascita
rinascita della
della visualizzazione
visualizzazione dei
dei
dati
dati
1975
–1995: L’era
1975–1995:
L’era della
della visualizzazione
visualizzazione scientifica
scientifica
digitale
digitale
Storia della Computer Graphics
11
1600-1699: Misure e teorie
Il
Il diciasettesimo
diciasettesimo secolo
secolo fu
fu caratterizzato
caratterizzato
dall’esigenza
dall’esigenza di
di effettuare
effettuare misurazioni
misurazioni
riguardanti
riguardanti ilil tempo,
tempo, le
le distanze
distanze ee gli
gli spazi.
spazi. In
In
questo
questo secolo
secolo si
si svilupparono
svilupparono scienze
scienze quali
quali la
la
cartografia,
cartografia, la
la statistica
statistica ee la
la geometria
geometria analitica.
analitica.
Si
Si può
può vedere
vedere questo
questo secolo
secolo come
come ilil secolo
secolo che
che
da
da vita
vita al
al modo
modo di
di pensare
pensare visuale.
visuale.
Storia della Computer Graphics
12
1600-1699: Misure e teorie
1603
1603Christopher
ChristopherScheiner
Scheiner
(1575–1650),
(1575–1650),inventa
inventailil
pantografo
pantografo uno
unostrumento
strumento
che
cheserve
serveaacopiare
copiareuna
una
figura
figura in
in scala
scala diversa
diversa
seguendone
seguendoneililcontorno,
contorno,
costituito
costituitoda
daquattro
quattroaste
aste
articolate
articolatemediante
medianteperni
perni
eecorsoi.
corsoi.
Storia della Computer Graphics
13
1600-1699: Misure e teorie
1614
1614John
JohnNapier
Napier(1550–1617),
(1550–1617),pubblica
pubblica
lalaprima
tabella
dei
logoritmi
prima tabella dei logoritmi. .
La
Ladiffusione
diffusionedel
delcalcolo
calcolomediante
mediante
logaritmi
costituisce
un
fatto
logaritmi costituisce un fattodidi
grande
grandeimportanza
importanzastorica.
storica.Mediante
Mediantei i
logaritmi
logaritmiKeplero
Kepleroriuscì
riuscìaaelaborare
elaborarei i
dati
datiastronomici
astronomicifino
finoalle
alle
considerazioni
che
gli
consentirono
considerazioni che gli consentironodidi
formulare
formularelelesue
sueleggi,
leggi,con
conlele
conseguenze
conseguenzesullo
sullosviluppo
sviluppo
dell‘astronomia
e
della
dell‘astronomia e dellafisica
fisica. .Come
Come
Nepero
aveva
previsto,
i
calcoli
Nepero aveva previsto, i calcoli
mediante
mediantei ilogaritmi
logaritmihanno
hannoconsentito
consentito
didiridurre
vistosamente
i
tempi
ridurre vistosamente i tempidei
dei
calcoli,
fino
a
far
dire
a
Laplace
calcoli, fino a far dire a Laplace che
che
Nepero
aveva
raddoppiato
la
vita
Nepero aveva raddoppiato la vita
degli
degliatronomi.
atronomi.
Storia della Computer Graphics
14
1600-1699: Misure e teorie
1626
1626Christopher
Christopher
Scheiner
Scheiner(1575–1650),
(1575–1650),ee
Galieo
GalieoGaliei
Galieiutilizzano
utilizzano
contemporaneamente
contemporaneamenteuna
una
rappresentazione
rappresentazione visuale
visuale
per
perdescrivere
descrivereii
cambiamenti
cambiamentidelle
delle
macchie
macchie solari
solarinel
neltempo.
tempo.
Storia della Computer Graphics
15
1600-1699: Misure e teorie
1628-1637
1628-1637
Le
Lefigure
figurepiù
piùeminenti
eminentidella
della
prima
metà
del
‘600
sono
prima metà del ‘600 sonostate
state
senza
dubbio
Renè
Descates
senza dubbio Renè Descates
(Cartesio,
(Cartesio,1596-1650)
1596-1650)eePierre
Pierre
de
Fermats
(1601-1665).
de Fermats (1601-1665).
Essi
Essifurono
furonogli
gliideatori
ideatoridella
della
geometria
analitica.
geometria analitica.
Gli
Glienti
entidella
dellageometria
geometria(linee,
(linee,
superfici
e
volumi)
vennero
superfici e volumi) vennerocosì
così
tradotti
in
espressioni
tradotti in espressioni
matematiche
matematiche(le
(lecosiddette
cosiddette
"funzioni")
"funzioni"). .
Storia della Computer Graphics
16
1600-1699: Misure e teorie
1644
1644Michael
MichaelF.
F.Van
VanLangren
Langren
(1600–1675)
(1600–1675)utilizza
utilizzalala
prima
primarappresentazione
rappresentazione
visuale
visuale dei
dei dati
dati statistici.
statistici.
Egli
graficò
la
variazione
Egli graficò la variazione
nella
nelladeterminazione
determinazionedella
della
longitudine
tra
Toledo
longitudine tra Toledoee
Roma.
Roma.
Storia della Computer Graphics
17
1600-1699: Misure e teorie
1646
1646Athanasius
AthanasiusKirscher
Kirscher
(1602–1680),
inventa
(1602–1680), inventalala
lanterna
lanterna magica
magica ::le
le
immagini
venivano
immagini venivano
disegnate
disegnatesu
suun
unvetro
vetroee
proiettate
proiettatesui
sui muri.
muri.
L’arte
L’artedi
diproiettare
proiettare
immagini
fu
immagini fuclassifficata
classifficata
come
“Intrattenimento.”
come “Intrattenimento.”
Storia della Computer Graphics
18
1600-1699: Misure e teorie
Nel
Nel 1660
1660, ,loloscienziato
scienziatoinglese
inglese
Isaac
Isaac Newton
Newtonscrisse
scrisselala
Teoria
Teoria dei
dei colori
colorisulla
sullabase
base
di
diesperimenti
esperimentiottici
otticicondotti
condotti
inincamera
cameraoscura.
oscura.L’effetto
L’effetto
più
piùseducente
seducentedell’esperienza
dell’esperienza
di
diNewton
Newtonsta
stanella
nella
scomposizione
scomposizione della
della luce
luce
facendo
facendofiltrare
filtrareililraggio
raggio
luminoso
luminosoattraverso
attraversoun
un
cristallo
cristallodi
dispato
spatod’Islanda.
d’Islanda.
Storia della Computer Graphics
19
1600-1699: Misure e teorie
1669
1669Christiaan
Christiaan
Huygens
Huygens(1629–1695)
(1629–1695)grafica
grafica
una
una tabella
tabella delle
delle vita
vita
media
media dell’uomo
dell’uomoee
dimostra
dimostracome
cometrovare
trovare
per
peruna
unapersona
personadi
diuna
una
data
dataetà
etàililtempo
tempodi
divita
vita
restante.
restante.
Storia della Computer Graphics
20
1700-1799: Nuove forme grafiche
Il
Ildiciottesimo
diciottesimosecolo
secolopuò
puòessere
essereconsiderato
consideratoun
unsecolo
secoloche
che
ha
hapreparato
preparatoililterreno
terrenoper
perlalanascita
nascitadella
dellavisualizzazione
visualizzazione
scientifica
scientificaavvenuta
avvenutanel
nelsecolo
secolosuccessivo.
successivo. Durante
Durantequesto
questo
periodo
periodoviene
vienefatta
fattalalaprima
primaclassificazione
classificazionedei
deicolori.
colori.
Verso
Versolalafine
finedi
diquesto
questosecolo
secolovengono
vengonofatti
fattiiiprimi
primi
tentativi
tentatividi
dicreazione
creazionedi
dimappe
mappetematiche:
tematiche:geologiche,
geologiche,
economiche,
economiche,dati
datimedici.
medici.
Storia della Computer Graphics
21
1700-1799: Nuove forme grafiche
1730
1730 Heinrich
HeinrichLambert
Lambert
(1728-1777),
(1728-1777),fisico
fisicoee
matematico,
matematico,elaborò
elaboròun
un
sistema
di
relazione
sistema di relazione fra
fra ii
diversi
diversi colori
colori nella
nella loro
loro
alterazione
alterazionecon
conililbianco
biancoee
con
conililnero.
nero.
Storia della Computer Graphics
22
1700-1799: Nuove forme grafiche
1745
1745IlIlpittore
pittoreTobias
TobiasMayer
Mayerelaborò
elaboròilil
suo
suosistema
sistemapartendo
partendodalla
dallapiramide
piramide
didiLambert.
Egli
dispose
i
colori
Lambert. Egli dispose i coloriinin
una
unadoppia
doppiapiramide
piramideaiaicui
cuivertici
vertici
collocò
in
alto
il
bianco
e
collocò in alto il bianco eininbasso
bassoilil
nero
e
in
una
posizione
equidistante
nero e in una posizione equidistanteee
simmetrica
simmetricadai
daidue
duepoli
polii icolori
coloripuri.
puri.II
colori
puri
schiariscono
verso
l'alto
colori puri schiariscono verso l'altoee
scuriscono
scurisconoverso
versoililbasso.
basso.
1758
1758Tobias
TobiasMayer
Mayerrealizza
realizzaililprimo
primo
sistema
tricromatico
di
ordinamento
sistema tricromatico di ordinamento
dei
deicolori
colorimateriali.
materiali.Mayer
Mayerparte
partedai
dai
tre
trecolori
colorirosso,
rosso,giallo
gialloeeblu
blueelili
rappresenta
rappresentaaiaitre
trevertici
verticididiun
un
triangolo.
Le
mescolanze
triangolo. Le mescolanzedididue
duediditali
tali
colori
colorisono
sonosituate
situatesui
suilati
latidel
del
triangolo,
triangolo,lelemescolanze
mescolanzediditre
trecolori
colori
all’interno
all’internodel
deltriangolo.
triangolo.
Storia della Computer Graphics
23
1700-1799: Nuove forme grafiche
1787
1787Ernest
ErnestFlorens
Florens
Friedrich
Chladni
Friedrich Chladni(1756–
(1756–
1827)
effettuò
degli
1827) effettuò deglistudi
studi
sugli
effetti
delle
sugli effetti delle
vibrazioni.
vibrazioni.Egli
Eglidispose
disposesu
su
un
undisco
discouna
unastriscia
strisciadi
di
sabbia
sabbiaeeosservò
osservòin
in
seguito
a
delle
vibrazini
seguito a delle vibrazini
come
comeessa
essasisiposizionava.
posizionava.
Storia della Computer Graphics
24
1800-1849: Inizi della moderna grafica dei dati
Nella
Nellaprima
primametà
metàdel
deldiciannovesimo
diciannovesimosecolo
secolosisiassiste
assistead
aduna
una
crescita
crescitaesplosiva
esplosivadelle
dellearti
artigrafiche:
grafiche:vengono
vengonoinventate
inventatele
le
prime
primetecniche
tecniche fotografiche,
fotografiche,vengono
vengonoinvetati
invetatiiimetodi
metodi
della
dellastatistica
statisticagrafica.
grafica.
Storia della Computer Graphics
25
1800-1849: Inizi della moderna grafica
dei dati
1830–1835
1830–1835 Le
Le analisi
analisi
grafiche
dei
fenomeni
grafiche dei fenomeni
naturali
naturali di
di Michael
Michael
Faraday
(1791–1867)
Faraday (1791–1867)
iniziano
inizianoaacomparire
comparirenelle
nelle
pubblicazioni
pubblicazioniscientifiche
scientifiche
inglesi.
inglesi.Per
Peresempio,
esempio,nel
nel
1832,
Faraday
propose
1832, Faraday proposelala
rappresentazione
rappresentazione grafica
grafica
delle
linee
di
forza
delle linee di forza
elettriche
elettriche ee magnetiche.
magnetiche.
Storia della Computer Graphics
26
1800-1849: Inizi della moderna grafica
dei dati
1833
1833 Charles
Charles Wheatstone
Wheatstone(1802–
(1802–
1875),
inventa
lo
stereoscopio,
1875), inventa lo stereoscopio,
un
undispositivo
dispositivoatto
attoaafornire
fornirelala
sensazione
di
tridimensionalità
sensazione di tridimensionalità
nell'osservazione
nell'osservazionedididue
dueimmagini
immagini
piane.
Esso
si
basa
sull'artificio
piane. Esso si basa sull'artificio
didifar
farvedere
vedereaaciascun
ciascunocchio
occhio
un'immagine
leggermente
un'immagine leggermente
sfasata
sfasatarispetto
rispettoaaquella
quellavista
vista
dall'altro
occhio.
Diversi
tubi
dall'altro occhio. Diversi tubi
binoculari
binocularierano
eranodotati
dotatididi
accorgimenti
accorgimentiche
chepermettevano
permettevano
una
visione
tridimensionale
una visione tridimensionaledegli
degli
stereogrammi.
stereogrammi.
Storia della Computer Graphics
27
1800-1849: Inizi della moderna
grafica dei dati
1839
Louis
Jacques
Mand´e
Daguerre
(1787–
1839
Louisinventa
Jacques
Mand´e
Daguerre
(1787–
1851),
il
primo
processo
fotografico
1851),
inventa
il
primo
processo
fotografico
laladagherrotipia.
IlIldagherrotipo
sisiottiene
dagherrotipia.
dagherrotipo
utilizzando
una
lastra
di
rame
su
cui
èottiene
utilizzando
una
lastra
di
rame
su
cui
èstato
stato
applicato
elettroliticamente
uno
strato
applicato
elettroliticamente
uno
strato
d‘argento,
quest'ultimo
viene
sensibilizzato
d‘argento,
quest'ultimo
viene
sensibilizzato
alla
luce
con
vapori
di
iodio.
La
lastra
deve
alla
luce
con
vapori
di
iodio.
La
lastra
deve
quindi
essere
esposta
entro
un'ora
e
per
un
quindi
essere
esposta
entro
un'ora
e
per
un
periodo
variabile
tra
i
10
e
i
15
minuti.
periodo variabile tra i 10 e i 15 minuti.
1841William
H.
mette
aapunto
1841William
H.Fox
FoxTolbat
Tolbatche
mette
puntolala
calotipia
o
talbotipia
è
un
calotipia o talbotipia
cheper
è un
procedimento
fotografico
lolosviluppo
didi
procedimento
fotografico
per
sviluppo
immagini
riproducibili
con
la
tecnica
del
immagini/ riproducibili
con la tecnica del
negativo
negativo /positivo.
positivo.
1861
James
Maxwell
inventa
1861
JamesClerk
Clerk
Maxwell(1831–1879),
(1831–1879),
inventa
ililprocesso
tricromatico
per
fare
processo
tricromatico
per
fare
fotografie
facendo
tre
immagini
fotografieaacolori
colori
facendo
tre
immagini
monocromatiche
con
dei
filtri
di
colore
monocromatiche
con
dei
filtri
di
colore
rosso,
rosso,verde
verdeeeblu.
blu.
Storia della Computer Graphics
28
1850–1899: L’età d’oro della
grafica dei dati
1854
1854John
JohnSnow
Snow(1813–1858
(1813–1858),),usa
usa
una
mappa
a
punti
e
scopre
la
una mappa a punti e scopre la
sorgente
sorgentedidiuna
unaepidemia
epidemiadidi
colera.
colera.
1857
1857 Si
Si tiene
tieneaaVienna
Viennaalal“Third
“Third
International
InternationalStatistical
Statistical
Congress”
Congress”una
unadiscussione
discussionesulla
sulla
standardizzazione
standardizzazioneee
classificazione
classificazionedei
deimetodi
metodi
grafici
grafici. .
Storia della Computer Graphics
29
1850–1899: L’età d’oro della grafica
dei dati
1869
1869 Dmitri
DmitriMendeleev
Mendeleev
(1834–1907),
(1834–1907), usa
usalalatavola
tavola
periodica
periodicaper
perclassificare
classificare
gli
gli elementi
elementi chimici
chimiciin
in
accordo
accordoalle
alleloro
loroproprietà
proprietà
permetendo
permetendolalapredizione
predizione
di
dinuovi
nuovielementi
elementiche
che
saranno
sarannoscoperti
scopertiin
in
seguito.
seguito.
Storia della Computer Graphics
30
1850–1899: L’età d’oro della
grafica dei dati
1878
1878 Etienne-Jules
Etienne-JulesMarey
Marey
(1830–1904)
tenta
(1830–1904) tentaper
perprimo
primo
di
riassumere,
descrivere
di riassumere, descrivere ed
ed
illustrare
i
metodi
grafici
illustrare i metodi grafici
disponibili
disponibili per
per i i dati
dati
sperimentali.
sperimentali.
1882
1882 Etienne-Jules
Etienne-JulesMarey
Marey
(1830–1904),
il
precursore
(1830–1904), il precursore
dell’invenzione
dell’invenzionedella
della
cinepresa;
egli
infatti
cinepresa; egli infatti
svilippò
svilippò molti
molti congegni
congegni alal
fine
fine di
di registrare
registrare ee
visualizzare
visualizzare fenomeni
fenomeni inin
movimento.
movimento.
Storia della Computer Graphics
31
1850–1899: L’età d’oro della
grafica dei dati
1880
1880 John
JohnVenn
Venn(1834–
(1834–
1923),
1923),rappresenta
rappresenta la
la
logica
proposizionale
logica proposizionale con
con
dei
diagrammi.
dei diagrammi.
Storia della Computer Graphics
32
1850–1899: L’età d’oro della
grafica dei dati
Nel
Nel1895
1895ililfisico
fisicotedesco
tedescoWilhelm
Wilhelm
Konrad
KonradRoentgen
Roentgen(1845-1913)
(1845-1913)scoprì
scoprì
casualmente
che
i
raggi
emanati
casualmente che i raggi emanatida
daun
un
tubo
tubocatodico
catodicopotevano
potevanoattraversare
attraversare
loloscheletro
scheletroeeimpressionare
impressionareuna
una
lastra
fotografica:
in
questo
modo
lastra fotografica: in questo modo
nasce
nascelalaradiologia
radiologia(la
(laprima
prima
radiografia
da
lui
fatta
radiografia da lui fattadella
dellamano
mano
della
moglie,
fece
il
giro
del
mondo).
della moglie, fece il giro del mondo).
Un
Ungrande
grandeprogresso
progressonella
nellaradiografia
radiografia
sisiottenne
successivamente
ottenne successivamentegrazie
grazie
all'americano
Walter
Canon
(1871all'americano Walter Canon (18711945)
1945)che
cheintrodusse
introdussel'uso
l'usodei
deimezzi
mezzi
didicontrasto
che
permettevano
contrasto che permettevanodidi
visualizzare
visualizzareorgani
organialtrimenti
altrimenti
invisibili.
invisibili.In
Inseguito,
seguito,gradualmente,
gradualmente,
vennero
messe
a
punto
vennero messe a puntonuove
nuovetecniche
tecniche
come
l'ecografia
(che
utilizza
come l'ecografia (che utilizzagli
gli
ultrasuoni)
ultrasuoni)cui
cuiseguirono
seguironolalaTAC
TACeelala
risonanza
risonanzamagnetica.
magnetica.
Storia della Computer Graphics
33
1900–1949:
1949 L’oscura età moderna
Se
Se ii primi
primi anni
anni de
de 1800
1800 furono
furono
considerati
considerati la
la “golden
“golden age”
age” della
della
statistica
statistica ee della
della cartografia
cartografia
tematica,
tematica, ii primi
primi anni
anni del
del 1900
1900
furono
furono chiamati
chiamati l’età
l’età oscura
oscura della
della
visualizzazione.
visualizzazione.
Storia della Computer Graphics
34
1900–1949:
1949 L’oscura età moderna
Nel
Nel1929
1929uno
unopsichiatra
psichiatrabavarese,
bavarese,H.
H.
Berger,
Berger,costrui
costruiililprimo
primo
elettroencefalogramma
elettroencefalogramma (EEG),
(EEG),
ottenuto
ottenutointroducendo
introducendodue
duefili
fili
d’argento
d’argentosotto
sottoililcuoio
cuoiocapelluto
capellutoee
rinforzandoli
rinforzandolisuccessivamente
successivamentecon
con
l’applicazione
l’applicazionedidipiccole
piccolelamine
lamine
d’argento,
d’argento,fissate
fissatealla
allacute
cuteda
dauna
una
banda
elastica.
Le
deboli
correnti
banda elastica. Le deboli correnti
elettriche
elettricheottenute
ottenuteda
daquesto
questo
circuito
venivano
raccolte
circuito venivano raccolteee
amplificate
amplificateda
daun
ungalvanometro
galvanometroaa
corda:
corda:lalacurva
curvasinusoidale
sinusoidalecosì
così
ottenuta
presentava
ottenuta presentavaun
unritmo
ritmo
oscillante
oscillanteintorno
intornoaiai10
10c/s,
c/s,frequenza
frequenza
ininseguito
seguitoattribuita
attribuitaalalritmo
ritmoalfa,
alfa,
..
detto
anche
di
Berger
detto anche di Berger
Storia della Computer Graphics
35
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati.
La
Lavisualizzazione
visualizzazionedei
deidati
datiiniziò
iniziòaarisvegliarsi
risvegliarsidalla
dallasua
sua
inattività
alla
metà
degli
anni
sessanta
incentivato
inattività alla metà degli anni sessanta incentivatoda
dadue
due
sviluppi
interessanti:
sviluppi interessanti:
¾¾
¾¾
In
InFrancia,
Francia,Jacques
JacquesBertin
Bertinpublicò
publicònel
nel1967
1967
Graphique”.
Ad
alcuni
questa
““Semiologie
Semiologie Graphique”. Ad alcuni questaapparve
apparve
per
la
grafica
come
ciò
che
aveva
fatto
Mendeleev
per la grafica come ciò che aveva fatto Mendeleevper
per
l’organizzazione
l’organizzazionedegli
deglielementi
elementichimici.
chimici.Egli
Egliinfatti
infatti
organizzò
organizzò gli
gli elementi
elementi percettivi
percettivi ee visuali
visuali della
della grafica
grafica
in
accordo
alle
caratteristiche
dei
dati.
in accordo alle caratteristiche dei dati.
Finalmente
Finalmente ebbe
ebbe inizio
inizio l’elaborazione
l’elaborazione scientifica
scientifica
dei
dati
computerizzata.
dei dati computerizzata.
Storia della Computer Graphics
36
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati
La
Lasemiologia
semiologiagrafica
graficaèèquella
quellascienza
scienzache
cheanalizza
analizzailillinguaggio
linguaggiografico
graficoeeinsegna
insegnaaa
trascrivere
trascriverecorrettamente
correttamenteed
edefficacemente,
efficacemente,secondo
secondoleggi
leggiben
benprecise,
precise,lele
sfumature
del
pensiero
e
delle
informazioni.
sfumature del pensiero e delle informazioni.
IlIllinguaggio
linguaggiografico
graficofa
fauso
usodidiun
uncodice
codiceternario
ternariodidisegni
segni
SEGNO
SEGNO
SEGNO
SEGNOPUNTUALE
PUNTUALE
SEGNOLINEARE
LINEARE
SEGNOZONALE
ZONALE
IIsegni
segniammettono
ammettonodelle
dellevariazioni
variazioniininforma,
forma,ininorientazione,
orientazione,ininspessore,
spessore,inindimensione
dimensione
Queste
Questevariazioni
variazionididisegni
segniinoltre
inoltrepossono
possonoesprimere
esprimeredue
dueordini
ordinididivalori:
valori:
¾¾ VALORI
VALORIQUALITATIVI:
QUALITATIVI:cioè
cioèun
unfenomeno
fenomenosisidistingue
distingueda
daun
unaltro
altroper
perililsuo
suo
carattere
caratterespecifico;
specifico;avremo
avremoallora
allorasolo
solovariazioni
variazionidella
dellaforma
formaoodell'orientazione.
dell'orientazione.
¾¾ VALORI
VALORIQUANTITATIVI:
QUANTITATIVI:cioè
cioèun
unfenomeno
fenomenosisidistingue
distingueda
daun
unaltro
altroper
perlalasua
sua
grandezza
grandezzache
chepuò
puòessere
esseremisurata,
misurata,avremo
avremovariazioni
variazionidididimensione,
dimensione,spessore
spessoreee
intensità
intensitàdidicolore
colore
Storia della Computer Graphics
37
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati.
Nella
Nellastoria
storiadella
dellavisualizzazione
visualizzazione,,ilil passaggio
passaggio
dall’analogico
al
digitale
instaura
una
dall’analogico al digitale instaura unarottura
rotturache
chenel
nelsuo
suo
principio
è
equivalente
all’arma
atomica
nella
storia
degli
principio è equivalente all’arma atomica nella storia degli
armamenti
armamentiooalla
allamanipolazione
manipolazione genetica
geneticadella
dellabiologia.
biologia.Da
Da
via
d’accesso
all’immateriale,
l’immagine
informatizzata
via d’accesso all’immateriale, l’immagine informatizzata
diventa
diventaessa
essastessa
stessaimmateriale,
immateriale,informazione
informazione
quantificata,
quantificata,algoritmo,
algoritmo,matrice
matricedi
dinumeri
numerimodificabile
modificabileaa
volontà
volontàeeall’infinito
all’infinitotramite
tramiteun’operazione
un’operazionedi
dicalcolo.
calcolo.
Allora
quel
che
coglie
la
vista
non
è
più
nient’altro
Allora quel che coglie la vista non è più nient’altroche
cheun
un
modello
logico-matematico,
stabilizzato
provvisoriamente.
modello logico-matematico, stabilizzato provvisoriamente.
R.R.Debray,
Debray,Vie
Vieet
etmort
mortde
del’image
l’image, ,Editions
EditionsGallimard,
Gallimard,Parigi
Parigi1992
1992
Storia della Computer Graphics
38
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati.
Nel
Nel1962/63
1962/63Edward
Edward Zajac,
Zajac,presso
presso
i ilaboratori
laboratori della
dellaBell
Bellprodusse
produsse
uno
uno dei
dei primi
primi filmati
filmati creati
creati con
con
l’ausilio
al
computer.
Egli
con
l’ausilio al computer. Egli con
questo
questofilmato
filmatosisiproponeva
proponevadidi
dimostrare
dimostrareche
cheun
unsatellite
satellitepuò
può
essere
esserestabilizzato
stabilizzatomostrando
mostrando
sempre
semprelalastessa
stessafaccia
facciaalal
pianeta
pianetaattorno
attornoalalquale
qualeorbita.
orbita.
Questo
filmato
fu
intotolato
Questo filmato fu intotolato“A
“A
Two
Gyro
Gravity
Gradient
Two Gyro Gravity Gradient
Altitude
Altitude Control
Control System”.
System”.
Storia della Computer Graphics
39
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati
Nel
Nel 1966
1966Nelson
NelsonMax,
Max,
professore
professoredell’
dell’Università
Università
della
dellaCalifornia,
California,elaborò
elaborò
una
unaserie
seriedi
difilmati
filmatisulla
sulla
struttura
struttura delle
delle molecole.
molecole.
Storia della Computer Graphics
40
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati.
Nel
Nel 1969
1969ililDr
DrLouis
LouisFrank
Frank
dell’Università
dell’UniversitàIowa
Iowa
produsse
produsseuna
unaprime
prime
visualizzazioni
visualizzazioni
computerizzate
computerizzateaacolori.
colori.
Egli
Eglirappresentò
rappresentòlo
lo
spettro
spettro dell’energia
dell’energia di
di
un
un veicolo
veicolo spaziale
spazialenel
nel
tempo.
tempo.
Storia della Computer Graphics
41
1950–1974: La rinascita della
visualizzazione dei dati.
Nel
Nel1973
1973lolostatistico
statisticoHerman
Herman
Chernoff
introdusse
Chernoff introdusseuna
una
tecnica
di
visualizzazione
tecnica di visualizzazioneper
per
illustrare
i
dati
illustrare i dati
multidimensionali.
multidimensionali.In
In
particolare,
egli
rappresentò
particolare, egli rappresentò
dati
datidi
didimensioni
dimensionidiverse
diversecon
con
l’ausilio
di
caratteristiche
l’ausilio di caratteristiche
facciali,
facciali,quali
qualiad
adesempio
esempiolala
larghezza
larghezzadel
delviso,
viso,ilillivello
livello
degli
occhi,
la
lunghezza
degli occhi, la lunghezzaeelala
curvatura
curvaturadella
dellabocca,
bocca,lala
lunghezza
lunghezzadel
delnaso
nasoeecosì
cosìvia.
via.
Storia della Computer Graphics
42
1975-1995: L’era digitale della
visualizzazione scientifica
“A
“Agraphic
graphicisisnever
neveran
anend
endin
in
itself;
itself;ititisisaamoment
momentin
inthe
the
process
processof
ofdecision-making”.
decision-making”.
Jacques
JacquesBertin.
Bertin.
Graphic
GraphicInformation
Information
Processing
Processing1977
1977
Storia della Computer Graphics
43
1975-1995: L’era digitale della
visualizzazione scientifica
SIGGRAPH
SIGGRAPHèèlolo Special
Special Interest
Interest Group
Group on
on Computer
Computer Graphics
Graphics ee
Interactive
Interactive Techniques.
Techniques.Nel
Nelcorso
corsodidi30
30anni,
anni,SIGGRAPH,
SIGGRAPH,nata
nata
come
un
gruppo
ristretto
di
entusiasti
della
computer
grafica,
come un gruppo ristretto di entusiasti della computer grafica,sisièè
allargata
allargatafino
finoaacomprendere
comprendereartisti,
artisti,ingegneri,
ingegneri,animatori,
animatori,
produttori
produttoricinematografici,
cinematografici,creatori
creatorididisoftware
softwareeehardware,
hardware,
scienziati,
matematici
e
altri
professionisti
del
campo
scienziati, matematici e altri professionisti del campodella
della
computer
grafica.
Oltre
che
con
il
suo
appuntamento
annuale,
computer grafica. Oltre che con il suo appuntamento annuale,
SIGGRAPH
SIGGRAPHdà
dàililsuo
suocontributo
contributoalla
allacomunità
comunitàmondiale
mondialedella
dellagrafica
grafica
con
la
sponsorizzazione
di
conferenze
mirate,
sezioni
professionali,
con la sponsorizzazione di conferenze mirate, sezioni professionali,
premi,
premi,borse
borsedidistudio,
studio,risorse
risorsedidattiche,
didattiche,risorse
risorseonline,
online,eelala
SIGGRAPH
SIGGRAPHVideo
VideoReview.
Review.IIbenifici
benificididiun
unnuovo
nuovomembro
membroincludono
includonoilil
suo
suonotiziario
notiziariotrimestrale,
trimestrale,Computer
ComputerGraphics,
Graphics,eesconti
scontiper
per
l'iscrizione
e
le
pubblicazioni
della
conferenza
annuale
e
l'iscrizione e le pubblicazioni della conferenza annuale edelle
dellealtre.
altre.
http://old.siggraph.org/conferences/
http://old.siggraph.org/conferences/
Storia della Computer Graphics
44
1975- 1995: L’era digitale della
visualizzazione scientifica
Nel
Nel1977
1977iiricercatori
ricercatoridello
dello
stato
statodello
delloOhio
Ohiocrearono
crearono
un
unfilm
filmsulla
sullainterazione
interazione
delle
delle galassie
galassie vicine.
vicine.
Storia della Computer Graphics
45
1975- 1995: L’era digitale della
visualizzazione scientifica
Agli
Agliinizi
inizidegli
deglianni
annisettanta
settantafurono
furonoprodotte
prodotte
leleprime
immagini
tridimensionali
prime immagini tridimensionalidel
del
cervello
umano
grazie
all’invenzione
cervello umano grazie all’invenzionedella
della
tomografia
assiale
compiuterizzata
tomografia assiale compiuterizzata
(per
(perquale
qualenel
nel1979
1979ililfisico
fisicoA.
A.M.
M.
Cormack
e
l'ingegnere
G.
N.
Hounsfield
Cormack e l'ingegnere G. N. Hounsfield
ricevettero
ricevetteroililpremio
premioNobel
Nobelper
perlala
medicina).
medicina).La
Latac
tacutilizza
utilizzai idati
datididi
attenuazione
attenuazionedidifasci
fascididiraggi
raggiXXche
che
attraversano
il
corpo
del
paziente
attraversano il corpo del pazientelungo
lungo
varie
direzioni
in
un
dato
piano
assiale
varie direzioni in un dato piano assiale
per
perottenere
ottenereuna
unamappatura
mappaturapunto
puntoper
per
punto
del
coefficiente
di
assorbimento
punto del coefficiente di assorbimento
del
delcorpo
corpolungo
lungoquel
quelpiano;
piano;lalaprocedura,
procedura,
ripetuta
per
vari
piani
paralleli
ripetuta per vari piani paralleliaabreve
breve
distanza
l'uno
dall'altro
sino
a
coprire
distanza l'uno dall'altro sino a coprire
tutta
tuttalalazona
zonadidiinteresse,
interesse,fornisce
forniscecosì
così
dati
tridimensionali.
dati tridimensionali.
Storia della Computer Graphics
46
1975- 1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
Nel
1978
Carol
inventa
“linked
NelIl
1978
Carol
Newton
inventa
“linked brushing”.
brushing”.
linking
è Newton
una
tecnica
cheililconsente
di
Il brushing
è unacontemporaneamente
tecnica che consentepiù
di effettuare le
visualizzare
direttamente
sulla rappresentazione
Lomodifiche
spinning
consente
di effettuare
tante
piccole
rappresentazioni
degli
stessi
dati;
le diverse
Nel
1982
John
A.
McDonald
inventa
indipendentemente
da
Nel 1982
John
A.
McDonald
inventa
indipendentemente
daNewton
Newton
grafica
e di
l’attenzione
su unun
rotazioni
infocalizzare
sequenza
intra
modo
da
creare
rappresentazioni
sono
loro
collegate
in
un’altra
versione
di
brushing
un
sistema
sottoinsieme
di
osservazioni
e dicon
esaminarne
ilrotazionale
vero
etale
proprio
grafico
ininsieme
movimento,
un’altra
diuna
brushing
insieme
con
uncosì
sistema
rotazionale
modoversione
che
modifica
effettuata
suda
una
3-D
dati
comportamento
rispetto
a molte
variabili
modificare
la prospettiva;
si ad
tratta
di
una
3-D
dei
dati(spinning).
(spinning).
sidei
riflette
negli
altri grafici
essa
collegati;
simultaneamente.
tecnica
moltoconsente
utile chediconsente
visione
tale tecnica
rilevare una
come
le più
corretta
della
posizione
reciproca
dei puntialla
differenze
su una
variabile
corrispondono
nello
spazio.
variabilità
delle altre.
Storia della Computer Graphics
47
1975- 1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
Nel
Nel1980
1980Ronald
Ronald Baecker
Baeckerpresso
presso
l’università
di
Toronto
creò
l’università di Toronto creòililpiù
più
famoso
e
conosciuto
esempio
di
famoso e conosciuto esempio di
prima
primavisualizzazione
visualizzazione
(presentato
(presentatoalalSiggraph
Siggraph'81.)
'81.)Egli
Egli
spiegò
il
concetto
di
ordinamento
spiegò il concetto di ordinamento
didiun
unarray
arraydidinumeri,
numeri, illustrando
illustrando
i i confronti
e
gli
scambi
confronti e gli scambi nei
nei vari
vari
algoritmi.
Il
film
fu
un
grande
algoritmi. Il film fu un grande
successo
successoèèfu
fuutilizzato
utilizzatoper
per
insegnare
i
concetti
che
sono
insegnare i concetti che sonoalla
alla
base
degli
algoritmi
di
base degli algoritmi di
ordinamento.
ordinamento.
Per vedere una simulazione
simile a quella effettuata da
Becker:
http://www.cs.ubc.ca/spider/ha
rrison/Java/sortingdemo.html
Storia della Computer Graphics
48
1975- 1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
1986
1986Un
Unesempio
esempiofamoso:
famoso:
Questa
Questaèèuna
unadelle
delle
visualizzazioni
visualizzazionicon
concui
cuiilil
produttore
produttoredei
deiboosters
boostersha
ha
cercato
cercatodidiconvincere
convincereilil
management
managementdella
dellaNASA
NASAaa
ritardare
ritardareilillancio
lanciodel
delChallenger.
Challenger.
Sfortunatamente
Sfortunatamentenon
nonèèriuscita
riuscitaaa
convincere
convincere……
Storia della Computer Graphics
49
1975- 1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
Nel
Nel 1987
1987fu
fu publicato
publicatoun
un rapporto,
rapporto, aacura
curadella
della
National
NationalScience
ScienceFoundation,
Foundation,intitolato
intitolato
Visualization
Visualization in
in Scientific
Scientific Computing,
Computing,che
che può
può
essere
essereconsiderato
consideratouna
unapietra
pietra miliare
miliare per
per lo
lo sviluppo
sviluppo
della
della visualizzazione
visualizzazione scientifica.
scientifica.In
Inquesto
questorapporto
rapportoii
ricercatori
ricercatorivennero
vennerosollecitati
sollecitatiad
adinvestigare
investigarenuovi
nuovi
approcci
approccialla
allavisualizzazione
visualizzazioneed
edaasviluppare
svilupparesoftware
software
ed
edambienti
ambientiintegrati
integratiper
perlalavisualizzazione.
visualizzazione.
Storia della Computer Graphics
50
1975- 1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
Verso
Versolalafine
finedeglia
degliaanni
anni80
80Stellar
Stellar
Computer
(divenuta
in
seguito
la
Computer (divenuta in seguito la
Advanced
AdvancedVisual
VisualSystems)
Systems)
commerciallizzò
uno
commerciallizzò unodei
deiprimi
primi
supercomputer
grafici
e
supercomputer grafici esviluppò
sviluppòun
un
pacchetto
software
chiamato
pacchetto software chiamato
Application
ApplicationVisualization
VisualizationSystem.
System.
AVS
fu
uno
dei
primi
sistemi
AVS fu uno dei primi sistemigrafici
grafici
integrati.
integrati.
Storia della Computer Graphics
51
1975-1995: L’era della
visualizzazione scientifica digitale
Nel
Nel1993
1993 Wayne
Wayne Lytle,
Lytle,che
che
lavorava
al
Cornell
Theory
lavorava al Cornell Theory
Center,
Center,produsse
produsseuna
una parodia
parodia
(presentanta
(presentanta alalSiggraph
Siggraph93)
93)
della
dellavisualizzazione
visualizzazionescientifica
scientifica
intititolata
“
The
Dangers
intititolata “ The Dangers of
of
Glitziness
Glitziness and
and Other
Other
Visualization
Faux
Visualization Faux Pas”
Pas”, ,usando
usando
un
unsoftware
softwarefittizio
fittiziochiamato
chiamato
""Viz-o-Matic
Viz-o-Matic."."
Storia della Computer Graphics
52
La visualizzazione scientifica:
tecniche di visualizzazione
Storia della Computer Graphics
53
Tecniche di visualizzazione
Una
Una tecnica
tecnica di
di visualizzazione
visualizzazione èè un
un metodo
metodo per
per
creare
creare oo manipolare
manipolare una
una rappresentazione
rappresentazione grafica
grafica aa
partire
partire da
da un
un insieme
insieme di
di dati.
dati. ÈÈ composta
composta da:
da:
¾¾
¾¾
¾¾
Il
Il modello
modello fisico
fisico dei
dei dati
dati
Gli
Gli algoritmi
algoritmi per
per rappresentare
rappresentare questo
questo modello
modello
Il
Il rendering
rendering dell’immagine
dell’immagine sul
sul display
display grafico
grafico
Storia della Computer Graphics
54
Effetto della direzione della luce sulla
percezione dei dettagli e della profondità
Storia della Computer Graphics
55
Tecniche di visualizzazione
Pseudocolor
PseudocolorMapping
Mapping
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Ad
Adogni
ognivalore
valoredella
dellavariabile
variabile
scalare
è
associato
un
scalare è associato un
indice
indicedidiuna
unalista
listadidicolori
coloridetta
detta
colormap.
colormap.
llllcambio
cambiodella
dellacolormap
colormapda:
da:
Rainbow
Rainbow
Scala
Scaladidigrigi
grigi
HSV
(0.66,
HSV (0.66,0,
0,0)0) (0,
(0,1,
1,1)1)
Cambia
lalapercezione
dei
Cambiatotalmente
totalmente
percezione
dei
particolari
degli
stessi
dati.
particolari degli stessi dati.
Storia della Computer Graphics
56
Tecniche di visualizzazione
Pseudocolor
Pseudocolor Mapping
Mapping Discreto
Discreto
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Ad
Adogni
ognivalore
valoredella
dellavariabile
variabile
scalare
scalareèèassociato
associatoun
unindice
indiceininuna
una
lista
discreta
di
colori
detta
“step
lista discreta di colori detta “step
colormap”.
colormap”.
ÈÈutile
utilenell’evidenziare
nell’evidenziarevalori
valoricritici
critici
ooaree
di
rischio.
Questo
perché
aree di rischio. Questo perché
l’occhio
l’occhioumano
umanoèèattirato
attiratodalle
dalle
discontinuità.
discontinuità.
Storia della Computer Graphics
57
Tecniche di visualizzazione
Surface
Surface View
View
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D
Dominio: 2D
IlIlvalore
dello
scalare
come
valore
dello
scalareèèusato
usato
come
valore
per
la
componente
z
(altezza).
valore per la componente z (altezza).
IlIldato
2D
diventa
dato
2D
diventa3D.
3D.ÈÈdidiuso
usocomune
comune
per
i
dati
GIS.
per i dati GIS.
CiCisono
sonodue
duevariazioni
variazionididiquesto
questotipo
tipodidi
visualizzazione:
visualizzazione:
City
Cityscapes
scapes
(colonne
(colonnediscrete)
discrete)
Ribbon
plots
Ribbon plots
(nastri
(nastridiscreti
discretilungo
lungoun
unasse)
asse)
Storia della Computer Graphics
58
Tecniche di visualizzazione
Texture
Texture Mapping
Mapping
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Su
Suuna
unaqualsiasi
qualsiasisuperficie
superficiesisi
“incolla”
un’immagine
“incolla” un’immaginespecificando
specificandolala
corrispondenza
corrispondenzafra
fraun
uninsieme
insiemedidi
punti
dell’immagine
ed
un
punti dell’immagine ed uninsieme
insiemedidi
punti
della
superficie
stessa.
punti della superficie stessa.Serve
Serve
sia
siaper
perdare
darecontesto
contestoalla
alla
visualizzazione,
visualizzazione,sia
siacome
comebase
base
per
altre
tecniche
(LIC),
sia
per altre tecniche (LIC), siacome
come
metodo
metodoalternativo
alternativodidirendering
renderingche
che
sfrutta
sfruttalelecapacità
capacitàdella
dellascheda
scheda
grafica.
grafica.Una
Unatipica
tipicaapplicazione
applicazioneper
per
lalavisualizzazione
visualizzazioneèèl'inserimento
l'inserimentodidi
una
unafoto
fotoaerea
aereasu
suun
unmodello
modello
tridimensionale
del
terreno
tridimensionale del terreno
corrispondente.
corrispondente.
Storia della Computer Graphics
59
Tecniche di visualizzazione
Slicing
Slicing
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
3D
Dominio: 3D
Lo
Lo spazio
spazio fisico
fisico dei
dei dati
dati viene
viene
sezionato
sezionato con
con un
un piano
piano didi
taglio.
taglio. IlIl piano
piano può
può essere
essere
arbitrario
oppure
seguire
arbitrario oppure seguire uno
uno
dei
piani
coordinati
generati
dei piani coordinati generati
dalla
dalla griglia
griglia strutturata
strutturata
(orthoslice).
Sulla
(orthoslice). Sulla sezione
sezione viene
viene
applicato
uno
pseudocolor
applicato uno pseudocolor
mapping
mapping della
della variabile
variabile scalare.
scalare.
Storia della Computer Graphics
60
Tecniche di visualizzazione
Cropping
Cropping
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
La
Lageometria
geometriaviene
vienesezionata
sezionatacon
con
dei
piani
di
taglio.
Le
sezioni
sono
dei piani di taglio. Le sezioni sono
colorate
coloratecon
conpseudocolor
pseudocolormapping.
mapping.
Serve
per
visualizzare
l’andamento
Serve per visualizzare l’andamento
didiuna
unavariabile
variabileall’interno
all’internodidiun
un
volume.
volume.
Storia della Computer Graphics
61
Tecniche di visualizzazione
Isosurface,
Isosurface, Isoline,
Isoline, Isovolume
Isovolume
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Isosurface
IsosurfaceeeIsoline
Isoline calcolano
calcolano
rispettivamente
rispettivamente lalasuperficie
superficieeelala
linea
lineadove
dovelalavariabile
variabilescalare
scalareèè
uguale
ad
un
valore
prefissato.
uguale ad un valore prefissato.
L’isovolume
L’isovolumeinvece
inveceracchiude
racchiudetutti
tuttii i
punti
in
cui
la
variabile
è
maggiore
punti in cui la variabile è maggiore
oominore
minoredel
delvalore
valoreprefissato.
prefissato.
Eventualmente
un’altra
Eventualmente un’altravariabile
variabile
viene
vienemappata
mappatacon
conililcolore
coloredella
della
superficie.
superficie.
Storia della Computer Graphics
62
Tecniche di visualizzazione
Isosurface
Isosurface nestig
nestig
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
3D
Dominio: 3D
L’uso
L’usodidiisosuperfici
isosuperficitrasparenti
trasparenti
calcolate
calcolateaadiversi
diversilivelli
livellipermette
permette
rendere
renderemeglio
megliolalastruttura
strutturadidiun
un
volume
senza
ricorrere
a
tecniche
volume senza ricorrere a tecniche
didiVolume
VolumeRendering.
Rendering.La
Lascelta
scelta
mirata
miratadei
deilivelli
livelliininmodo
modoche
che
rispecchino
cambiamenti
topologici
rispecchino cambiamenti topologici
della
dellastruttura
strutturadel
delvolume,
volume,migliora
migliora
ulteriormente
ulteriormentel’analisi
l’analisidel
deldato.
dato.
Storia della Computer Graphics
63
Tecniche di visualizzazione
Threshold,
Threshold,Clamping
Clamping
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
Dominio:2D,
2D,3D
3D
Threshold
Thresholdfiltra
filtrai idati
datiininmodo
mododa
da
visualizzare
solo
quelli
in
cui
visualizzare solo quelli in cuilala
variabile
variabilescalare
scalareèèmaggiore
maggiore(o(o
minore)
di
una
certa
minore) di una certasoglia.
soglia.CiCidà
dà
anche
un
esempio
dell’uso
anche un esempio dell’usodei
dei“null
“null
values”
values”per
perrappresentare
rappresentaredati
dati
mancanti.
mancanti.
Con
Conililclamping
clampinginvece
invecesisieliminano
eliminanoi i
valori
valoriesterni
esterniad
adun
undato
datointervallo
intervallo
sostituendoli
con
il
limite
sostituendoli con il limite
dell’intervallo
dell’intervallostesso.
stesso.
Storia della Computer Graphics
64
Tecniche di visualizzazione
Volume
Volume Rendering
Rendering
Tipo
Tipodato:
dato:SCALARE
SCALARE
Dominio:
3D
Dominio: 3D
IlIlvolume
volumeviene
vienevisto
vistodirettamente
direttamente
senza
il
passaggio
intermedio
senza il passaggio intermedioad
aduna
una
rappresentazione
rappresentazioneaasuperfici.
superfici.
La
descrizione
èèdata
ininun
descrizione
data
un linguaggio
linguaggiooo
inLa
un
struttura
dati
definiti
in un strutturae dati
definiti
rigorosamente
rigorosamente edeve
devecontenere
contenere
lalageometria,
il
punto
di
lele
geometria,
il punto
divista,
vista,
informazioni
sulla
mappatura
delle
informazioni
sulla mappatura
delle
superfici
superficivisibili
visibilieesull'
sull'illuminazione.
illuminazione.
Storia della Computer Graphics
65
Tecniche di visualizzazione
Streamlines
Streamlines
Tipo
Tipodato:
dato:VETTORIALE
VETTORIALE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Vengono
Vengonocalcolate
calcolatelelelinee
lineedidi
flusso
flussodidiun
uncampo
campovettoriale.
vettoriale.Le
Le
linee
partono
da
un
insieme
linee partono da un insiemedidipunti
punti
stabilito
dall’utente.
Il
colore
della
stabilito dall’utente. Il colore della
streamline
streamlinedipende
dipendedal
dalmodulo
modulodel
del
vettore.
vettore.
Storia della Computer Graphics
66
Tecniche di visualizzazione
Streaklines
Streaklines
Tipo
Tipodato:
dato:VETTORIALE
VETTORIALE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Vengono
Vengonocalcolate
calcolatelelelinee
lineedidiflusso
flusso
didiun
campo
vettoriale
variabile
un campo vettoriale variabilenel
nel
tempo.
tempo.
Le
Lelinee
lineepartono
partonoda
daun
uninsieme
insiemedidi
punti
stabilito
dall’utente.
punti stabilito dall’utente.IlIlcolore
colore
della
streakline
dipende
dal
modulo
della streakline dipende dal modulo
del
delvettore.
vettore.
Rispetto
Rispettoalla
allastreamline
streamlinepermette
permettedidi
vedere
meglio
alcuni
fenomeni
vedere meglio alcuni fenomeni
dipendenti
dipendentidal
daltempo
tempocome
comei ivortici.
vortici.
http://sfports.wr.usgs.gov/wind/streaklines.shtml
http://sfports.wr.usgs.gov/wind/streaklines.shtml
Storia della Computer Graphics
67
Tecniche di visualizzazione
Particle
Particle Tracking
Tracking
Tipo
Tipodato:
dato:VETTORIALE
VETTORIALE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Delle
Delleparticelle
particellesenza
senzamassa
massa
vengono
vengonomesse
messeall’interno
all’internodel
delcampo
campo
vettoriale
in
una
certa
vettoriale in una certa
configurazione
configurazioneiniziale.
iniziale.Le
Leparticelle
particelle
vengono
vengonopoi
poilasciate
lasciatelibere
liberedidi
essere“trasportate”
essere“trasportate”dal
dalcampo.
campo.
IlIlcampo
vettoriale
in
figura
campo vettoriale in figura
rappresenta
rappresentaililmovimento
movimentodell’aria
dell’ariainin
una
stanza
dovuto
ad
un
una stanza dovuto ad un
termosifone
termosifoneacceso.
acceso.
Storia della Computer Graphics
68
Tecniche di visualizzazione
LIC
LIC (Line
(Line Integral
Integral Convolution)
Convolution)
Tipo
Tipodato:
dato:VETTORIALE
VETTORIALE
Dominio:
2D,
Dominio: 2D,3D
3D
Obbiettivo
Obbiettivodella
dellaLIC
LIC(Line
(Line
IntegralConvolution)
IntegralConvolution)èèlala
visualizzazione
visualizzazioneglobale
globaleeerealistica
realistica
didiun
unflusso
flussosu
suuna
unasuperficie.
superficie.
La
Latecnica
tecnicaèèbasata
basatasu
sudidiun
un
elevato
numero
di
corte
elevato numero di corte
streamlines,
streamlines,convolute
convolutecon
conuna
una
distribuzione
distribuzionecasuale
casualedidipunti
punti
bianchi
bianchieeneri
nerisulla
sullasuperficie
superficieinin
esame.
esame.
Storia della Computer Graphics
69
Tecniche di visualizzazione
Surface
Surface Displacement
Displacement
Tipo
Tipodato:
dato:VETTORIALE
VETTORIALE
Dominio:
Dominio:2D,
2D,3D
3D
Un
Unflusso
flussopuò
puòanche
ancheessere
essere
visualizzato
come
deformazione
visualizzato come deformazionedidi
una
unasuperficie
superficielungo
lungoi ivettori
vettoridel
del
flusso.
Più
intuitivamente,
flusso. Più intuitivamente,se
sei i
vettori
vettorirappresentano
rappresentanouna
una
deformazione,
deformazione,ililmetodo
metodovisualizza
visualizza
l’oggetto
non
deformato
e
l’oggetto non deformato edopo
dopolala
deformazione.
deformazione.
Storia della Computer Graphics
70
Foto Gallary
Streamline
Illuminato
Storia della Computer Graphics
71
Foto Gallary
Simulazione
dei venti
Storia della Computer Graphics
72
Foto Gallary
Struttuta molecolare
dell’albumina umana
Storia della Computer Graphics
73
Foto Gallary
Struttura
molecolare
della
parvalbumina
Storia della Computer Graphics
74
Foto Gallary
Glomerulo
olfattivo
Storia della Computer Graphics
75
Foto Gallary
Derma umano e
globuli rossi
Storia della Computer Graphics
76
Foto Gallary
Risonanza
magnetica
Storia della Computer Graphics
77
Foto Gallary
Immagini di Risonanza
Magnetica Funzionale
Storia della Computer Graphics
78
Foto Gallary
Ecografie
fetali
tridimensionali
Storia della Computer Graphics
79
Fine visualizzazione
scientifica
Storia della Computer Graphics
80
Bibliografia
Milestones in the History of Thematic Cartography,
Statistical Graphics, and Data Visualization
http://www.math.yorku.ca/SCS/Gallery/milestone/
A Critical History of Computer Graphics and Animation
Section 18:Scientific Visualization
http://accad.osu.edu/~waynec/history/lesson18.html
Mario Valle Swiss National Supercomputing Centre (CSCS)
Data Management, Analysis & Visualization Group
http://www.cscs.ch/~mvalle/visualization/index.html
http://old.siggraph.org/conferences/
Storia della Computer Graphics
81
