Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Dynamic Label Placement in Practice
Nadine Schwartges Lehrstuhl f¨ ur Informatik I, Universit¨ at W¨ urzburg 17.04.2015 Disputation Beschriftungsplatzierung in interaktiven Karten in der Praxis
Dynamic Label Placement in Practice Beschriftungsplatzierung in - - PowerPoint PPT Presentation
Disputation Dynamic Label Placement in Practice Beschriftungsplatzierung in interaktiven Karten in der Praxis Nadine Schwartges Lehrstuhl f ur Informatik I, Universit at W urzburg 17.04.2015 Dynamic Label Placement in Practice,
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Nadine Schwartges Lehrstuhl f¨ ur Informatik I, Universit¨ at W¨ urzburg 17.04.2015 Disputation Beschriftungsplatzierung in interaktiven Karten in der Praxis
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+ −
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Patrol Road
Old Town River Bridge Cross Road Middle Town
Si d R
d e
B l u e R i v e r
+ − New Town
Main Street
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Patrol Road
Old Town River Bridge Cross Road Middle Town
Si d R
d e
B l u e R i v e r
+ − New Town
Main Street
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Patrol Road
Old Town River Bridge Cross Road Middle Town
Si d R
d e
B l u e R i v e r
+ − New Town
Main Street
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Patrol Road
Old Town River Bridge Cross Road Middle Town
Si d R
d e
B l u e R i v e r
+ − New Town
Main Street
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Patrol Road
Old Town River Bridge Cross Road Middle Town
Si d R
d e
B l u e R i v e r
+ − New Town
Main Street
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen. Maximiere die Anzahl von angezeigten Beschriftungen, sodass jedes Referenzobjekt h¨
keine zwei Beschriftungen ¨ uberlappen.
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen. Maximiere die Anzahl von angezeigten Beschriftungen, sodass jedes Referenzobjekt h¨
keine zwei Beschriftungen ¨ uberlappen. NP-schwer ⇒ Heuristiken
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Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und f¨ ur jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen. Maximiere die Anzahl von angezeigten Beschriftungen, sodass jedes Referenzobjekt h¨
keine zwei Beschriftungen ¨ uberlappen. NP-schwer ⇒ Heuristiken Anwendung: Kartografie
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Regeln f¨ ur gute Beschriftungsplatzierung (Imhof) 1960er
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Regeln f¨ ur gute Beschriftungsplatzierung (Imhof) 1960er automatische Beschriftungsplatzierung 1980 2000
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Regeln f¨ ur gute Beschriftungsplatzierung (Imhof) 1960er automatische Beschriftungsplatzierung Beschriftung interaktiver Karten 1980 2000 2005
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Problem
+ −
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Problem
+ −
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Problem
+ −
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Problem
+ −
→ →
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Problem
+ −
→ →
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Beobachtung
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Beobachtung ≡
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Beobachtung ≡
⇒
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L¨
zmax x z y zmax x z y Finde f¨ ur jeden Referenzpunkt p einen active range A(p) = (0; zp], zp ≤ zmax, sodass sich keine zwei Kegel schneiden und
zp p p
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L¨
zmax x z y zmax x z y Finde f¨ ur jeden Referenzpunkt p einen active range A(p) = (0; zp], zp ≤ zmax, sodass sich keine zwei Kegel schneiden und
⇒ kein Flackern ⇒ kein Springen zp p p
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Stand der Forschung Been et al. (2006 & 2010) zmax x z y Theorie
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Stand der Forschung Been et al. (2006 & 2010) zmax x z y Meine Forschung
Perf. . 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 25 50 75 100 125 150 175 200 225 249 Anzahl Referenzpunkte
MIP Theorie
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(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
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(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
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(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
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(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
(Been et al., 2006 / Been et al., 2010)
Schrumpfende Kegel
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Wachsende Kegel (V0)
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Wachsende Kegel (V0)
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Wachsende Kegel (V0)
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Wachsende Kegel (V0)
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Wachsende Kegel (V0)
Dynamic Label Placement in Practice, Nadine Schwartges
Wachsende Kegel (V0)
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Wachsende Kegel (V0)
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Wachsende Kegel (V1)
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Wachsende Kegel (V1)
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Wachsende Kegel (V1)
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Wachsende Kegel (V1)
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Wachsende Kegel (V1)
p q p′ q′ d(pp′) d(qq′) < ⇒ fixiere p
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Wachsende Kegel (V1)
p q p′ q′ d(pp′) d(qq′) < ⇒ fixiere p ⇒ Hilfsmittel: Delaunay-Triangulierung
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Qualit¨ at . 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 Anzahl Referenzpunkte
Ergebnisse
MIP22 MIP35 Schrumpfende Kegel Wachsende Kegel (V0) Wachsende Kegel (V1)
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Qualit¨ at . 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 Anzahl Referenzpunkte
Ergebnisse
MIP22 MIP35 Schrumpfende Kegel Wachsende Kegel (V0) Wachsende Kegel (V1) Anzahl Referenzpunkte 10–3 10–2 10–1 100 101 102 103 104 105 25 50 75 100 125 150 175 200 225 249 Laufzeit (Sek.) / logarithmisch!
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Problem
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Problem
+ −
→ → 1 1 2
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Problem
+ −
→ → 1 1 2
fi
→ Sichtbereich → Frame
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Problem
+ −
→ → 1 1 2
fi fi+1
→ Historie → Sichtbereich → Frame
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Problem
+ −
→ → 1 1 2
fi fi+1
→ Historie → Sichtbereich → Frame
Maximiere unter Beachtung der Historie die Summe der Gewichte aller beschrifteten Punkte eines ¨ uberlappungsfreien Labelings.
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Problem
+ −
→ → 1 1 2
fi fi+1
→ Historie → Sichtbereich → Frame
→ kein Springen Maximiere unter Beachtung der Historie die Summe der Gewichte aller beschrifteten Punkte eines ¨ uberlappungsfreien Labelings.
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Stand der Forschung statisch: 15% Van Kreveld et al. (1999) 1P 1S
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Stand der Forschung statisch: 15% Van Kreveld et al. (1999) 1P 1S Maass & D¨
→ Beschriftung je Frame
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Stand der Forschung statisch: 15% Van Kreveld et al. (1999) 1P 1S Maass & D¨
→ Beschriftung je Frame De Berg et al. (2008)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze)
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Schiebe-Algorithmus (Skizze) +
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Datenstruktur: Rechtseckszerlegung
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Datenstruktur: Rechtseckszerlegung
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Warteliste → Performanz & Reduktion von Flackern
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Warteliste → Performanz & Reduktion von Flackern p
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Warteliste → Performanz & Reduktion von Flackern p Verz¨
achsten Test von p um mindestens W Frames.
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Demo
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Ergebnisse: Multi-Interaktionspfad – 1S: Framerate – 1S vs. 1P, W = 30: Qualit¨ at (41%) – 1S vs. 1P, W = 0: Qualit¨ at (49%) 1S 1P
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Ergebnisse: Multi-Interaktionspfad – Rechteckszerlegung: Framerate – Warteliste: Framerate – 35 Labels: > 24 FPS – 205 Labels: 4 − 10 FPS – 1S: Framerate – 1S vs. 1P, W = 30: Qualit¨ at (41%) – 1S vs. 1P, W = 0: Qualit¨ at (49%) 1S 1P
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Problem
+ −
Label
→ →
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Problem Label L a b e l
+ −
Label
→ →
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Problem Label L a b e l
+ −
Label Label
→ →
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Problem Label L a b e l
+ −
Label Label
→ →
Label Label
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Problem Label L a b e l
+ −
Label Label Hauptstr.
Nebenstr. → →
Label Label
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Problem Label L a b e l
+ −
Label Label Hauptstr.
Nebenstr. NP-schwer → →
Label Label
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f¨ ur jede unbeschriftete Straße in jedem Frame bewerte jede m¨
L¨
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Stand der Forschung Strijk (2001) L a b e l → Bewertungsfunktion statisch
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Stand der Forschung Strijk (2001) L a b e l → Bewertungsfunktion statisch Maass & D¨
G e r a d l i n i g
Konfliktgraph Interaktionen: Work-Around
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Stand der Forschung Strijk (2001) L a b e l → Bewertungsfunktion statisch Maass & D¨
G e r a d l i n i g G e r a d l i n i g
kr¨ aftebasierter Algorithmus Konfliktgraph Interaktionen: Work-Around
Billboard
Vaaraniemi et al. (2012)
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Bewertung summiere Kosten der Bewertungskriterien bi
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Bewertung summiere Kosten der Bewertungskriterien Kosten wa · α2 bi α bi
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Bewertung summiere Kosten der Bewertungskriterien bj−1 bk bk+1 bj C(ℓ) = k
i=j C(bi)
Kosten wa · α2 bi α ℓ Kosten wa · α2 bi
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Diskretisierung ℓ
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Diskretisierung ℓ → ℓ′ ⇒ C(ℓ) = C(ℓ′) ℓ ℓ′
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Problem
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Problem
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Problem Schellingstraße Gegenbaurstraße
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Problem Schellingstraße Gegenbaurstraße
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L¨
aftebasierter Algorithmus Schellingstraße Gegenbaurstraße
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L¨
aftebasierter Algorithmus Schellingstraße Gegenbaurstraße Schellingstraße
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Stand der Forschung Eades (1984)
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Stand der Forschung Eades (1984) Maass & D¨
→ Beschriftung je Frame
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Stand der Forschung Eades (1984) Vaaraniemi et al. (2012)
G e r a d l i n i g
kr¨ aftebasierter Algorithmus Maass & D¨
→ Beschriftung je Frame
Billboard
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Demo
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Ergebnisse – Framerate, 23 Billboards, 55 eingebettete Labels, * kombiniert: 92 FPS * eingebettet: 94 FPS * Billboard: 211 FPS
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im Fest-Positionen-Modell im Schiebemodell Billboard-Beschriftungen Eingebettete Beschriftungen
Sophienstr. Dynamic Label Placement in Practice,
Kombination von zwei Beschriftungsarten