Vojtěch Tomas: Jak vypadá hvězdný povrch

FIT ČVUT v Praze je fakultou, která si klade za cíl vychovávat úspěšné absolventy, kteří jsou špičkami ve svém oboru. Proto své studenty aktivně podporuje, aby se zapojovali do vědeckého výzkumu. V tomto článku Vám právě s jedním takovým úspěšným absolventem, Vojtěchem Tomasem, přinášíme rozhovor.

Bc. Vojtěch Tomas v roce 2019 úspěšně dokončil bakalářské studium na FIT ČVUT v Praze v rámci oboru Webové a softwarové inženýrství, zaměření Počítačová grafika. Se svojí bakalářskou prací zabývající se vizualizací 3-rozměrných dat slunečního povrchu vyhrál jubilejní 20. ročník Soutěže studentů vysokých škol ve vědecké činnosti (SVOČ) v matematice a informatice v sekci I3 – Počítačová grafika a počítačové vidění. Za svou práci také obdržel Cenu děkana FIT za vynikající závěrečnou práci. Projekt dále rozvinul v rámci VýLeTu 2019 (letního studentského výzkumu na FIT ČVUT) a nadále na něm pracuje. Aktuálně je magisterským studentem Počítačové grafiky na FEL ČVUT v Praze, ale na FIT ČVUT se s ním stále můžete potkávat jako s cvičícím bakalářského předmětu BI-MGA (Multimediální a grafické aplikace).

Ahoj Vojto, na úvod bych se tě ráda zeptala, odkud se vůbec vzal nápad na téma tvojí bakalářské práce.

Téma mojí bakalářské práce vzniklo ve spolupráci s Astronomickým ústavem AV ČR. Bylo vypsáno několik možných zadání závěrečných prací zabývajících se vizualizací datasetů, které Astronomický ústav poskytl. Mě, jako studenta počítačové grafiky, zadání ihned velmi zaujala a jedno z nich jsem si vybral. Obecně doporučuji začít s hledáním zadání závěrečné práce dostatečně s předstihem, kdy má člověk ještě hodně času na výběr, a může si počkat na takové téma, které ho nejvíce zaujme.

A čím se tedy tvoje bakalářská práce vlastně zabývala?

Práce se zabývala vývojem prototypu softwaru, postaveného na principech vizuálního programování, umožňujícího vizualizaci vícerozměrných vektorových polí. V práci se konkrétně jedná o vizualizaci 3-rozměrných dat slunečního povrchu.

[1] Vizualizace toku plazmy poblíž slunečního povrchu, horizontální řez vektorovým polem

To zní skvěle, ale neexistuje již spousta programů, které tohle umí?

Software, který jsem vyvinul, je unikátní tím, že se snaží uživateli nabídnout nejen přesné výstupy, ale i pěknou grafiku vizualizace, možnost zpracovat větší množství dat a přívětivé uživatelské rozhraní se snadným ovládáním, které je díky použitému principu vizuálního programování velmi intuitivní i pro lajky. Je pravda, že již existuje řada programů, které řeší podobný problém, ale co jim typicky chybí, je právě ten balanc mezi funkčností a uživatelskou přívětivostí, který nabízí můj software.

Potřebuje tvůj software ke spuštění nějaké speciální vybavení?

Žádné speciální vybavení není potřeba. Software funguje v každém webovém prohlížeči podporujícím technologii WebGL.

Využil jsi tedy vůbec při práci nějaké speciální vybavení fakulty?

Funkčnost svého softwaru jsem, zvláště ke konci, často chodil testovat do Síťové a multimediální laboratoře SAGELab. Software je speciálně vyvinutý, aby podporoval prostředí SAGE2 umožňující grafickou vizualizaci ve vysokém rozlišení, a dá se tak použít na LCD stěně umístěné v laboratoři. Podporuje také 3D, a dá se s ním tak v laboratoři vyhrát i na 3D monitoru. Rád bych speciálně poděkoval Ing. Jiřímu Kubištovi ze SAGELabu za technickou podporu.

[2] Vizualizace toku plazmy poblíž slunečního povrchu, horizontální řez vektorovým polem přes celou šířku datasetu

Teď se přesuneme k soutěži SVOČ v matematice a informatice. Zajímalo by mě, co tě vedlo k tomu se do ní se svou bakalářskou prací přihlásit.

K tomu přihlásit se do SVOČ mě motivoval vedoucí mé práce, Ing. Radek Richtr, Ph.D., kterému patří ještě jednou velký dík. Na práci jsem dělal 2 roky, první rok jsem přihlášku zvažoval, ale nakonec nepodal. Druhý rok jsem se do soutěže již odhodlal přihlásit, i když tedy práce taky ještě nevypadala tak, jak bych si ideálně představoval. Nějaké věci jsem do ní dodělával opravdu těsně před soutěží. Z toho plyne ponaučení, že ať se člověk hlásí kamkoliv, nikdy se necítí připravený tak, jak by chtěl.

Jak samotná soutěž probíhala, co vše jsi musel v rámci účasti udělat?

Já jsem se do soutěžního klání zapojil až v celostátním kole soutěže. Celostátní kolo bylo naplánováno na jediný den, soutěžili jsme v rámci jednotlivých matematických a informatických sekcí a po celý den prezentovali své práce. Člověk měl za úkol před odbornou porotou odprezentovat předem připravený zhruba 15minutový referát a pak ho čekalo také přibližně stejně dlouhé odpovídání na záludné dotazy, které si na něj porota vymyslela. Odpoledne si pro nás organizátoři připravili procházku po Brně (soutěž pořádala FI MUNI v Brně, pozn. red.) a večer nás již čekalo samotné vyhlášení výsledků.

V jaké sekci jsi soutěžil ty?

Soutěže jsem se zúčastnil v rámci sekce I3 – Počítačová grafika a počítačové vidění. Soutěžilo nás tam celkem 6. Zajímavostí může být, že jsem byl ve své sekci jediný soutěžící hájící české barvy, všichni ostatní hájili ty slovenské.

[3] Vítězové SVOČ 2019 v matematice a informatice v sekci I3, Vojtěch Tomas na fotce první zleva

Co jsi říkal na výhru?

Za výhru jsem byl samozřejmě moc rád, ale za co účasti v soutěži vděčím nejvíc, je, že jsem se díky ní seznámil se spoustů fajn lidí, kteří mají podobné zájmy jako já. Měl jsem také příležitost navázat mnoho nových kontaktů v oboru.

Teď by mě zajímalo, jak jsi v práci na projektu pokračoval v rámci VýLeTu.

Během léta jsme měli v rámci VýLeTu za úkol vytvořit blog post, kde jsme měli reflektovat vývoj projektu a navrhnout, kam se budeme v rámci výzkumu ubírat dál. Do konce ledna 2020 je pak cílem sepsat vědecký článek, který následně budu posílat na mezinárodní konferenci. Uvažuji o konferenci IEEE VIS 2020, zabývající se vizualizací dat (jedná se o jednu z nejprestižnějších konferencí v oboru, pozn. red.). Aktuálně v rámci projektu pracuji, a mám z toho upřímně docela zavařenou hlavu, na větší univerzálnosti aplikace, aby uměla pracovat s datasety různých typů a vizualizovat více prostředí.

A proč z toho máš zavařenou hlavu?

Tím, že každý dataset má data jinak organizovaná, tak je potřeba se v něm jinak pohybovat a je pro něj vhodná jiná matematická metoda výpočtu. Zjistil jsem, že rozhodnout, jakou metodu výpočtu na daný dataset zrovna použít, je docela věda. Články na to téma se často navzájem opravují, tak si s tím užiju hodně zábavy. Aktuálním cílem, který jsem si stanovil, je do konce ledna vytvořit univerzálně použitelnou jednoduchou a uživatelsky přívětivou desktopovou aplikaci.

[4] Ukázka grafického uživatelského rozhraní

Chápu to tedy správně, že desktopová aplikace, kterou plánuješ vytvořit, bude komerční?

Komerční verzi neplánuji. Rád bych, aby celý můj projekt zůstal open source.

Máš už pro aplikaci vymyšlené nějaké jméno?

Ještě ne. Původně jsem svůj software pojmenoval FlowApp, ovšem záhy jsem zjistil, že už se tak něco jmenuje. Teď se tedy snažím přijít s nějakým jiným názvem, který bude výstižný, originální a snadno zapamatovatelný.

Kdo je vlastně cílová skupina uživatelů tvé aplikace? Cílíš spíše na vědeckou komunitu nebo i na běžné uživatele hledající nějaký grafický software?

To je dobrá otázka. Primárně samozřejmě cílím na vědce z Akademie věd, ale myslím, že u takovýchto projektů se pak nakonec vynoří finální produkt, který by si, doufám, mohl najít cestu i k běžným uživatelům. Teď jsem v takové fázi vývoje, že to nechávám tak nějak organicky plynout, uvidím, jestli se to chytne nebo ne, a spíše jen sbírám feedback od lidí, kteří mi software pomáhají vyvíjet. Musím ovšem říct, že do budoucna by se mi líbilo, kdybych měl možnost navázat spolupráci na projektu zase s někým dalším, který bude mít jiné požadavky a do projektu přinese nový pohled.

[5, 6] Vizualizace toku plazmy poblíž slunečního povrchu, část vektorového pole, vizualizace pomocí glyfů

Když mi to takhle popisuješ, tak se mi to zdá jako projekt, na kterém by klidně mohlo pracovat více lidí. Plánuješ do budoucna nějak rozšířit vývojářský tým?

Teď mám hlavně v plánu dodělat práci, kterou mám naplánovanou v rámci VýLeTu, a přežít zimní semestr. Ale samozřejmě když přijde někdo namotivovaný, který mi s projektem bude chtít pomoct, tak budu moc rád.

A jaké jsou tvé plány s projektem do vzdálenější budoucnosti?

Co se týče nějakých konkrétnějších plánů které mám, tak bych byl do budoucna rád, aby jádro aplikace tvořil samostatně distribuovatelný Python balíček s veškerými funkcionalitami, nad kterým teprve by byla postavená samotná desktop aplikace. Projekt pak také nejspíš využiji i pro svou diplomovou práci. Vzdálenější budoucnost projektu je těžké předvídat, ale bylo by skvělé pustit se do vizualizací i jiných dat, než jen dat proudění. Možností je nekonečně mnoho a zajímavá je například oblast vizualizace dat ve více dimenzích. Poměrně horkými tématy jsou také možné vizualizace a manipulace s daty ve virtuální nebo rozšířené realitě. Vedle všech technologických problémů je neodmyslitelným prvkem vizualizace lidská interakce. Vizualizace by měla přinést vhled, ale také vzbudit zvědavost a touhu pochopit. Tím přirozeně vyvstává otázka jak vizualizaci navrhnout, aby lépe umožnila interpretovat to, co by běžně zůstalo ukryto a nepochopeno. Na řešení těchto problémů bych se chtěl do budoucna více zaměřit.

[7, 8] Vizualizace toku plazmy poblíž slunečního povrchu, část vektorového pole, vizualizace pomocí streamlines

Je něco, co bys na závěr čtenářům rád vzkázal?

Studujte grafiku, je to fajn!

Foto:
[1-2, 4-8] Osobní archiv Vojtěcha Tomase
[3] Oficiální fotogalerie studentské soutěže SVOČ 2019 v matematice a informatice

Kristýna Klesnilová

Na FITu studuju bakaláře na oboru Znalostní inženýrství, a abych školu poznala i z jiné stránky než jen z té studijní, rozhodla jsem se přidat do redakce časopisu. Když o sobě zrovna nemůžu říct: „Nemám čas, dělám progtest”, tak si s oblibou kromě cppreference.com přečtu i nějakou jinou zajímavou knížku nebo se zvednu od počítače a vyrazím si ven zasportovat. Kontaktovat mě můžete na klesnkri@fit.cvut.cz.