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392179 CELLmicrocosmos Cell Visualization (Pj) (WiSe 2014/2015)

Inhalt, Kommentar

Projekt zum neuen Modul: Interdisziplinäre ZellVisualisierung für Naturwissenschaftliche Informatik, Bioinformatik und Genomforschung, Molekulare Biotechnologie, Medienwissenschaften, Medieninformatik und Gestaltung

Zur Modulbeschreibung ...

(Kann auch unabhängig vom Modul belegt werden.)

Abstract

Das CELLmicrocosmos Projekt beschäftigt sich mit der drei-dimensionalen Modellierung und 3D-stereoskopischen Visualisieren von Zellen.

Aufbauend auf Vorarbeiten aus den letzten Semestern, werden wir uns mit der Visualisierung von Zellen und deren internen Prozessen beschäftigen. Dabei kann auf Zell- und Membranmodelle zurückgegriffen werden, die mit Hilfe von unterschiedlichen CELLmicrocosmos-Tools erstellt worden sind.

Des Weiteren ist im Kontext dieses Themas das Freistellen von zellmikroskopischen Aufnahmen möglich, die im Anschluss in 3D-Modelle umgewandelt werden können und in die Blender-Szenarien integriert werden können.

Zu Beginn wird - möglichst im Block - ein kleiner Blender-Workshop stattfinden.

Wie jedes Semester ist es auch möglich, sich programmiertechnisch zu engagieren. Mögliche Aufgaben gibt es hier en masse.

Software

Der Hauptaugenmerk wird dieses Semester auf Blender liegen, wobei zusätzliche Plugins benutzt werden, um insbesondere die molekulare Ebene und stereoskopische Effekte zu visualisieren. Das zweite wichtige Tool wird FIJI sein, welches zur dreidimensionalen Freitstellung von Zellen zum Einsatz kommen wird.

Natürlich wird auch Software aus unserem CELLmicrocosmos Projekt verwendet werden:

Der CELLmicrocosmos CellExplorer (CmCX) bietet eine virtuelle interaktive Zellumgebung, die sowohl für wissenschaftliche als auch edukative Zwecke eingesetzt wird. Dabei wird sowohl auf mikroskopische als auch abstrakt modellierte Zellkomponenten zurückgegriffen, die bedarfsweise mit biologischen Netzwerken verknüpft werden können. Touren durch die Zelle können erstellt sowie HTML-Informationsseiten hinzugefügt werden.

Der CELLmicrocosmos MembraneEditor (CmME) ermöglicht die Generierung von biologischen Membranen basierend auf PDB-Struktur-Dateien. Neben der Entwicklung neuer Algorithmen für den CmME ist es auch möglich, sich an unseren Ausflügen ins Reich der Molekular Dynamischen Simulationen zu beteiligen. Hier werden die in CmME generierten Membranen als Grundlage für die Berechnung einer möglichst realistischen atomaren Struktur mit Hilfe externer Programme genutzt.

Ablauf

Der zeitliche Ablauf des Projektseminars wird in den ersten Sitzungen festgelegt werden, wobei angedacht ist, den größten Teil im Block stattfinden zu lassen.
Möglicher Ablauf:

  • Recherche und Analyse zu bereits vorhandenen Ansätzen
  • Präsentation der Ergebnisse (Referate)
  • Konzeption des Projektes
  • Visualisierung in Gruppen
  • Abschlusspräsentation

Programmierung/Modellierung

Als Programmiersprache kommt eine Kombination aus Java und Java3D zum Einsatz. Für die Modellierung mit ImageJ und den CELLmicrocosmos Tools wird keine Programmierung benötigt. Für die 3D-Stereoskopische Visualisierung stehen mehrere Workstations mit entsprechenden Monitoren zur Verfügung.

Formate

Die Zellkomponenten liegen im VRML97/WRL-Format vor. Zell-Editor-Dateien werden per XML verwaltet. Die Membranen liegen sowohl im PDB-Format als auch in einem projekt-eigenen XML-Format vor.

Vorbesprechung

Mittwoch, 08.10.2014, 14:00 Uhr c.t., Raum C5-151

Teilnahmevoraussetzungen, notwendige Vorkenntnisse

Die Teilnehmer werden in alle Arbeitsprozesse wie Entwurf, Konzeption, Realisierung, Kommentierung etc. involviert sein. Eigeninitiative und -organisation sind wichtige Eigenschaften, die jeder Teilnehmer mit- und einbringen sollte.

Zellbiologische oder stoffwechsel-bezogene Vorkenntnisse sind sehr hilfreich, aber nicht obligatorisch für die Teilnahme. Erste programmierpraktische Erfahrungen sind diesmal nicht unabdingbar. Voraussetzung ist natürlich die Bereitschaft, sich in das jeweilige Themengebiet einzuarbeiten.

Externe Kommentarseite

http://www.CELLmicrocosmos.org

Lehrende

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Klausuren

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Fachzuordnungen

Modul Veranstaltung Leistungen  
39-Inf-IZV Interdisziplinäre ZellVisualisierung CELLmicrocosmos Cell Modelling Studienleistung
Studieninformation
39-M-Inf-P1_NWI Projekt 1 Projekt 1 unbenotete Prüfungsleistung
Studieninformation

Die verbindlichen Modulbeschreibungen enthalten weitere Informationen, auch zu den "Leistungen" und ihren Anforderungen. Sind mehrere "Leistungsformen" möglich, entscheiden die jeweiligen Lehrenden darüber.

Studiengang/-angebot Gültigkeit Variante Untergliederung Status Sem. LP  
Bioinformatik und Genomforschung / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Projekt Bioinformatik Wahlpflicht 2. 4. 10  
Bioinformatik und Genomforschung / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Individueller Ergänzungsb Wahl 5  
Bioinformatik und Genomforschung / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Analyse Metabolischer Netzw; Informationssysteme Wahlpflicht 2. 4. 3  
Medienwissenschaft, interdisziplinäre / Master (Einschreibung bis SoSe 2014) Hauptmodul 4 Wahlpflicht 5  
Medienwissenschaft, interdisziplinäre / Master (Einschreibung bis SoSe 2014) Wahl 2. 4. 5  
Molekulare Biotechnologie / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Analyse Metabolischer Netz; Informationssysteme Wahlpflicht 5.  
Molekulare Biotechnologie / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Individuelle Ergänzung Wahl 5/10  
Naturwissenschaftliche Informatik / Diplom (Einschreibung bis SoSe 2004) allgem.HS Pflicht GS und HS
Naturwissenschaftliche Informatik / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Vertiefung Informatik I; Individuelle Ergänzung Wahlpflicht 2. 4. 5  
Naturwissenschaftliche Informatik / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Analyse Metabolischer Netzw; Informationssysteme in der mol Wahlpflicht 2. 4. 3  
Naturwissenschaftliche Informatik / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Individuelle Ergänzung Wahl 5  
Naturwissenschaftliche Informatik / Master (Einschreibung bis SoSe 2012) Projekt II Wahlpflicht 2. 4. 10  
Konkretisierung der Anforderungen
Keine Konkretisierungen vorhanden
Lernraum
TeilnehmerInnen
Automatischer E-Mailverteiler der Veranstaltung
Änderungen/Aktualität der Veranstaltungsdaten
Sonstiges