Fakultät Informatik

Visualisierung von bakteriellen Genomen

Autoren:  Daniel Koitzsch,  Christian Becker, März - September 2004

Unsere Aufgabe

Die Aufgabe des SEPs bestand darin, das bereits vorhandene Programm  ARB, welches bereits Genome darstellen konnte, zu erweitern. Die schlichte, vorhandene Darstellung der Genome wurde von uns durch eine hardware-unterstützende OpenGL-Version ersetzt. Zudem haben wir verschiedene Fragment-Programme geschrieben um die Visualisierung zu verbessern.


Was sind Genome?

Ein  Genom bezeichnet die Gesamtheit der Erbanlagen eines Lebewesens. Die Informationen, die für die Vererbung von Eigenschaften erforderlich sind, sind in den Desoxyribonukleinsäuren (DNS) enthalten. Ein Gen ist ein aminosäurecodierender DNS Abschnitt. Die Visualisierung stellt die einzelnen Gene des Genoms da.


Die alte Darstellung

In der alten Darstellung gab es drei verschiedene Sichten auf das Genom. Die einzelnen Gene konnten im Kreis, untereinander oder in einer speziellen "Book"-Darstellung betrachtet werden. Die Striche konnten je nach Eigenschaften der Gene eingefärbt und bezeichnet werden.


Die verbesserte Darstellung

Wichtig war hier dass die alte Funktionalität beibehalten wird, deshalb haben wir zunächst diese drei Darstellungsarten nachgebaut. Als nächstes haben wir die Maus stärker in die Bedienung eingebaut, damit man das Genom handlicher anzoomen und bewegen kann.

Hier eine Übersicht über die erweiterten Visualisierungsmöglichkeiten:

  • Linesmooth
  • verschiedene Farbkodierungen
  • 3-dimensionales Drehen möglich
  • Leserichtung eines Genes kann beachtet werden
  • Darstellen der Baseninformationen auf einem Gene durch Texturen
  • On-Screen Hilfeanzeige

Fragment-Programme

1.Shader: Trennt die Basen voneinander ab, ermöglicht besseres Abzählen
2.Shader: Ersetzt die Farben der Basen durch symbolische Bilder
3.Shader: Jeweils 3 Basen werden durch eine Aminosäure visualisiert

Weitere Bilder

+
Ursprüngliche Radialdarstellung
+
Ursprüngliche Bookdarstellung
+
Radialdarstellung mit Baseninformationstextur
+
Gene vertikal dargestellt, mit 2.ten Shader aktiviert
+
3D-Radialdarstellung
+
Darstellung der Aminosäuren
+
Markierte Gene werden hervorgehoben
+
On-Screen Informationsanzeige

Ausarbeitung und Präsentationsfolien

Ausarbeitung: im OpenOffice Format .sxw
Ausarbeitung: im Adobe PDF-Format
Präsentationsfolien: im OpenOffice Format .sxi

 

News

Matthias Niessner, our new Professor from Stanford University, offers a number of interesting topics for  master theses.

 

A new PhD/PostDoc position on  Computational Fabrication and 3D Printing is available at the Computer Graphics & Visualization group.

 

A new PhD position is available at the games engineering group.  Check it out here.