Visualization of Astrometric and Astrophysical Data

Diese Dissertation basiert auf wissenschaftlicher Visualisierung und Computergrafik und entwickelt Methoden und Techniken, die dazu dienen, astrophysikalische Systeme und Prozesse zu analysieren und zu verstehen. Im ersten Teil konzentrieren wir uns auf die Topologie von Vektorfeldern und den Finite-Time Lyapunov Exponent (FTLE), die sich typischerweise mit der nichtinertialen Dynamik zeitabhängiger Strömungen befassen, und erweitern sie, um die Untersuchung von kräfteinduzierten Inertialsystemen zu ermöglichen. Anschließend stellen wir einen Rahmen für ihre visuelle Analyse vor und liefern einen quantitativen Ansatz für die Extraktion von Lagrangian coherent structures (LCS), d. h. von Mannigfaltigkeiten, die Regionen mit unterschiedlicher Dynamik voneinander trennen. Im zweiten Teil richten wir unsere Aufmerksamkeit auf die groß angelegte interaktive Visualisierung großer astrometrischer Datensätze. Hier entwickeln wir eine Technik zur effizienten Navigation und Erkundung von Katalogen mit Milliarden von Objekten, stellen eine Methode zur effektiven Nutzung der Fließkommaarithmetik bei der Darstellung von Szenen mit hohem dynamischen Entfernungsbereich vor und präsentieren eine integrierte Visualisierung relativistischer Effekte.