ZiNsVis: Verbesserte Zugänglichkeit zu industriellen Netzwerken durch smarte Visualisierung

Um automatisiert Graphen orthogonal zu zeichnen, wurde im Projekt eine flexible Pipeline namens WueOrtho implementiert, die aus mehreren austauschbaren Programmteilen besteht.  Diese Pipeline haben wir um ein Modul ergänzt, mit dem man zu einem bereits gezeichneten Netzwerk rechteckige Beschriftungen beliebiger Größe hinzufügen kann, und zwar ohne Überschneidungen und mit geringem zusätzlichen Platzverbrauch.  Werden Beschriftungen (oder andere interaktive Elemente) vom Nutzer angefragt, werden diese situativ eingeblendet.  Hier erzielte die Methodik, bestehende Elemente zu verschieben, um neu eingeblendeten Elementen Platz zu verschaffen, gute Ergebnisse.  Das bedeutet, dass (1) die Elemente nicht zu Überlappungen führen, dass (2) die relativen Knotenpositionen erhalten bleiben, sich also Anordnungen („Knoten 4 befindet sich rechts von Knoten 7“), die sich der Nutzer eingeprägt hat, nicht ändern, und dass (3) die Zeichnung weiterhin möglichst kompakt bleibt.  Die im Zuge des Projekts entwickelten Algorithmen zeigten sich im Vergleich mit etablierten Zeichenverfahren hinsichtlich der von uns als besonders wichtig identifizierten Gütekriterien (z.B. Platzverbrauch) als überlegen.  Bezüglich anderer Gütekriterien (Anzahl der Kantenkreuzungen und -knicke) konnte ein relativer Gleichstand erzielt werden [Hegemann, Wolff. GD'23].

Ein weiterer Anwendungsfall, für den die Persistenz von Zeichnungen essentiell ist, ist die Analyse bestehender (oft handgezeichneter) Pläne.  Hierfür wurde ein Programm entwickelt, das Abbildungen in bestimmten, gängigen Formaten erkennt und hinsichtlich des dargestellten Graphen analysiert [Mooney, Hegemann, Wolff, Wybrow, Purchase. GD'25]. Dabei wird auch die Geometrie der Zeichnung abgespeichert, wie die Form und Lage der Knoten und der genaue Verlauf der Kanten.

Zeichenstile, die domänenspezifische Anforderungen umsetzen (z. B. Aufteilung in Kern- und Übertragungsnetz in IT-Netzwerken oder Haupt- und Nebenfiguren in Figurennetzwerken) ermöglichen es Nutzern, zentrale Eigenschaften des Netzwerks auf den ersten Blick zu erfassen.  Die Abbildung zeigt ein Beispiel für die Kombination unterschiedlicher Zeichenstile.  Dabei könnte ein IT-Netzwerk in einem domänenspezifischen Stil für Kern- und Übertragungsnetz gezeichnet und dann mit einer orthogonalen Zeichnung der Netzwerkperipherie kombiniert werden.  Die eingesetzten Zeichenalgorithmen müssen dabei an den Übergabepunkten Kompatibilität wahren und jeweils flexibel mit den im jeweils anderen Stil gezeichneten Bereichen umgehen.  Im Projekt wurden Algorithmen mit diesen speziellen Eigenschaften als Proof-of-Concept entwickelt.