Inhaltsverzeichnis
3.3. Zerlegen in Assur-Gruppen

4. Automatische grafische Darstellung

Die Gliedmatrix legt eine Struktur eindeutig und auf elementare Art fest. Sie ist deshalb als Beschreibung einer Struktur sehr gut geeignet, solange es um eine elektronische Weiterverarbeitung geht. In dem Moment jedoch, wo der Aufbau einer Struktur dem Anwender einer Software vermittelt werden soll, ist das Abbilden der Gliedmatrix auf dem Bildschirm nicht die optimale Lösung. In der Regel würde der Anwender mit Hilfe dieser Daten von Hand ein grafisches Schema anfertigen, denn ein solches kommt dem intuitiven Verständnis des Menschen deutlich näher als die Gliedmatrix. Diese Prozedur ist aber - besonders bei Strukturen mit vielen Gliedern - mit einigem Zeitaufwand verbunden, weshalb eine Automatisierung erstrebenswert ist.

Dies ist nun kein neues Problem. Seit sich Dobrjansky und Freudenstein 1967 mit der automatisierten Darstellung von Mechanismen beschäftigten [3], ist dieser Stoff Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen. Eine kurze, kritische Zusammenfassung der entscheidenden bisher veröffentlichten Arbeiten geben Mauskaur und Krishnamurty in [4]. Dabei wird deutlich, dass eine uneingeschränkt befriedigende Lösung, so denn überhaupt eine existiert, noch nicht gefunden ist. Viele Arbeiten legen interessante Ansätze dar, erheben aber keinen Anspruch darauf, für wirklich alle Strukturen eine Lösung zu liefern. Häufig bleiben große Strukturen oder Strukturen, die sich nicht ohne Überschneidung darstellen lassen, außen vor. Überdies nähern die meisten der Verfahren sich dem Problem über die Betrachtung von in der Struktur enthaltenen Schleifen ("Loops"). Das ist zwar sehr anschaulich, algorithmisch aber vergleichsweise schwer zu fassen und liefert im Ergebnis auch nur eine abstrakte Anordnung von Schleifen. Wie daraus letztendlich die für die grafische Darstellung benötigten ebenen Koordinaten gewonnen werden können, bleibt ungeklärt.

In dieser Arbeit soll nun die Visualisierung von Strukturen am Ende auch implementiert werden. Es wird also ein maschinengerechtes Verfahren benötigt, das

  1. geometrische Objekte in ebenen Koordinaten zum Ergebnis hat
  2. jede Struktur darstellen kann
  3. diese Darstellung in angemessen kurzer Zeit findet
und überdies mit einem vertretbaren Aufwand bei der Implementierung auskommt, um den Rahmen der Arbeit nicht zu sprengen.

Danach folgt in der Reihenfolge der Prioritäten die Anschaulichkeit der erzeugten grafischen Darstellung. Das am leichtesten messbare Kriterium ist hier die Anzahl der Überschneidungen einzelner Glieder. Es wird von der Annahme ausgegangen, dass eine Darstellung um so übersichtlicher ist, je weniger Überschneidungen sie enthält. Andere Aspekte der Anschaulichkeit sind schwerer oder überhaupt nicht objektiv erklärbar und werden im Rahmen dieser Arbeit auch nicht weiter beachtet.

Das Problem der Laufzeiteffizienz ist bei der Visualisierung zwar zu berücksichtigen (Punkt 3), letztendlich aber wesentlich unkritischer als etwa bei den Basisfunktionen der Bibliothek. Denn die Visualisierung ist nie Bestandteil interner Berechnungsprozesse, sondern tritt immer nur in einem Verhältnis von 1:1 mit Ausgabeoperationen auf. Bestandteil des Visualisierungsprozesses ist also letztendlich immer auch das Erfassen der automatisch erzeugten Grafik durch den Menschen, weshalb Laufzeitoptimierungen im Bereich von Millisekunden am Gesamtvorgang der Visualisierung keinen großen Unterschied machen.

4.1. Das Problem der überschneidungsfreien Darstellung