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Ziel dieser Arbeit war es, den in [Rhe06] dargestellten operationalen Ansatz zur Modelltransformation mit Hilfe der am Institut für Softwaretechnik der Universität Koblenz-Landau vorhandenen Bibliotheken "JGraLab" und "GReQL" in Java zu implementieren. Die Implementierung sollte beweisen, dass der aufgezeigte Transformationsansatz in der Praxis umsetzbar ist. Dies wurde durch verschiedene Beispiele bewiesen. Die geplante Verwendung in weiteren Projekten des IST wird für die Zukunft zeigen, ob sich weitere Transformationen umsetzten lassen oder wo die Grenzen des Ansatzes sind. Des weiteren ist denkbar, die Transformationen nicht mehr in zwei Schritten (Schematransformation vor Graphtransformation), sondern beide Schritte auf einmal ablaufen zu lassen. Dieser Schritt setzt jedoch voraus, dass JGraLab dies ebenfalls unterstützt.
Der Idee des Semantic Desktop liegen die gleichen Konzepte zugrunde wie dem Semantic Web mit dem Unterschied, dass sie nun auf die Applikationen und Daten eines durchschnittlichen Desktops angewendet werden. Insbesondere geht es darum, die unterschiedlichen Sichten auf Daten, die durch unterschiedliche Anwendungen erzeugt werden, über eine kontextübergreifende Beschreibung zu integrieren. Z.B. können sich zwei Programme darin unterscheiden, dass eine E-Mail-Adresse in dem einen als aktiver Link dargestellt wird, über den sich direkt eine E-Mail versenden lässt, in dem anderen aber lediglich als Zeichenkette. In der angestrebten idealen Welt des Semantic Desktop würde diese Adresse unabhängig von ihrem Anzeigekontext auch als solche erkannt und behandelt. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Integrationsmöglichkeit, die es Applikationen erlaubt, Informationen über ihre Inhalte auszutauschen. Hierzu werden zunächst die Anforderungen an die zu erarbeitende Kommunikationskomponente aufgeführt und daraus das technische Umfeld abgeleitet. Dabei wird vor allem auf die einzusetzenden Technologien eingegangen, und die angewendeten Konzepte werden erläutert. Die Entwicklung und Beschreibung einer Testanwendung schließen den technischen Teil ab. Zuletzt wird die gesamte Entwicklung kritisch diskutiert und ein Ausblick auf mögliche fortführende Entwicklungen geboten.
Im Rahmen dieser Arbeit werden die Möglichkeiten und Grenzen des Geometry-Shaders in Bezug auf die Triangulierung von Freiformflächen untersucht. Dazu steht die Konzeption und Entwicklung eines Geometry-Shaders im Vordergrund, der Freiformflächen möglichst performant zur Laufzeit triangulieren kann. Hierzu werden NURBS-Datensätze eingelesen, trianguliert und dargestellt.
Die Idee des Displacement Mappings ist 30 Jahre alt und wurde im Laufe der Zeit immer weiterentwickelt, verbessert und realistischer. Die meisten Verfahren basieren auf der Simulation von Geometrie, d.h. das Displacement Mapping Verfahren rechnet auf speziellen Texturen, um den Eindruck von Tiefe zu verstärken. Echte Displacement Mapping Verfahren verändern tatsächlich die Geometrie, doch davon wurde in der Vergangenheit Abstand genommen, da die Berechnung auf der CPU zu aufwändig war bzw. das Ergebnis nicht den Aufwand rechtfertigte. Dazu mussten bisher die Punkte von der Applikation im geeigneten Detailgrad erzeugt werden. Die Verfahren der Geometrieerzeugung sind daher weniger performant. Außerdem können die texturbasierten Simulationsverfahren bereits blickwinkelabhängige Effekte, Selbstverschattung und auch Selbstverdeckungen darstellen. Als Nachteil sind die Randprobleme bei diesen Verfahren zu nennen. Dennoch hat Displacement Mapping mit diesen Verfahren zunehmend Einzug in die Spieleindustrie gehalten, für die es bisher zu rechenaufwändig war. Hier bieten die neusten Erweiterungen der GPU interessante Potentiale, da mit Geometry Shadern die Möglichkeit besteht, echte Geometry beschleunigt und adaptiv zu erzeugen. Ziel dieser Arbeit ist es verschiedene Verfahren für echtes Displacement Mapping mit dem Geometry Shader zu untersuchen. Dabei wird neue Geometrie aus einer Textur heraus erzeugt. Hierbei werden Polygone und Punkte generiert. In der Textur werden neben den Normalen noch die Höhenwerte im Alphawert gespeichert. Außerdem wird noch ein Verfahren untersucht, welches Volumeninformationen simuliert, um Überhänge und schwebende Objekte zu erzeugen.
Das Wissen über die genaue Position und Lage eines unbemannten Luftfahrzeugs spielt während der Durchführung einer autonomen Mission eine dominante Rolle. Unbemannte Luftfahrzeuge sind daher mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet. Jeder dieser Sensoren leistet einen Beitrag zu diesem Ziel, wobei ein Sensor entweder eine absolute oder eine relative Angabe über den derzeitigen Aufenthaltsort oder die Fluglage ermöglicht. Alle Sensoren werden zu einer Gesamtlösung verknüpft, der Navigationslösung. Das am häufigsten eingesetzte - und auch meistens einzige - Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung ist die Satellitennavigation. Diese ist abhängig von einer direkten Sichtlinie der mitgeführten Empfangsantenne zu den Satelliten. Falls es zu einer Unterbrechung dieser Sichtlinie kommt, ist eine genaue, absolute Positionsangabe nicht mehr möglich. Die Navigationslösung hat somit nur noch Sensoren zur Verfügung, die eine relative Positions- bzw. Lageangabe ermöglichen. Hierzu gehören das mitgeführte Magnetometer und das Inertialmesssystem. Beide unterliegen dem Phänomen der Drift. Dieses bedeutet, dass die Genauigkeit der Positions- und Lageangabe bei einem Ausfall der Satellitennavigation mit fortschreitender Zeit zunehmend unzuverlässig wird. Um diese Drift in einem bestimmten Rahmen zu kompensieren, kann ein Bildsensor verwendet werden. Dieser ermöglicht eine bildbasierte Bewegungsschätzung und stellt somit einen zusätzlichen Sensor zur Messung von relativen Lage- und Positionsänderungen dar. Ziel der Arbeit ist es, ein Verfahren zur bildbasierten Bewegungsschätzung für einen unbemannten Helikopter zu entwickeln und zu evaluieren.
Zur Erstellung von 3-D-Oberflächenmodellen real existierender Objekte wird häufig sehr teure Hardware eingesetzt, z.B. 3-D-Laser-Range-Scanner. Da diese keine Grauwert- oder Farbinformationen erfassen können, muss das Objekt zur Wiedergabe farbiger Strukturen zusätzlich abfotografiert und mit den Bildern registriert werden. Die Arbeit entwickelt demgegenüber ein Verfahren zum Einsatz eines kalibrierten Stereokamerasystems. Aus den erhaltenen Sequenzen zweidimensionaler Stereobilder kann ein texturiertes 3-D-Mesh rekonstruiert werden. Im Vergleich zum Einsatz eines Scanners ist dieses Verfahren zwar weniger genau, aber dafür preisgünstiger, platzsparend und schneller einsetzbar. Den Schwerpunkt der Arbeit bilden die Fusionierung der Tiefenkarten und die Erstellung eines texturierten Meshs aus diesen.
Implementierung eines Subsurface Scattering Shader Plugins für die Augenblick Raytracing Engine
(2009)
In dieser Ausarbeitung werden drei Beleuchtungsverfahren und mögliche Implementierungen zur Realisierung eines Subsurface Scattering Shaders vorgestellt und diskutiert. Subsurface Scattering bezeichnet allgemein den Lichttransport in die Oberfläche von Objekten hinein und durch sie hindurch. Die korrekte Darstellung dieses Phänomens ist sehr komplex und ist nicht mittels einer einfachen BRDF und gängiger Beleuchtungsverfahren darstellbar. Die drei Verfahren sind: Physikalisch korrektes Subsurface Scattering durch das Monte Carlo Pathtracing, vereinfachtes Subsurface Scattering durch Nutzung eines Licht-Lots, stark vereinfachtes Subsurface Scattering durch ein normalenabhängiges Aufhellen der Kanten. Durch die Nutzung des Monte Carlo Pathtracers können zudem Beleuchtungseffekte wie das sogennante Colorbleeding, dass heißt Lichttransport von einer farbigen Fläche auf eine andere mittels indirekter Beleuchtung, ermöglicht werden. Jedes Verfahren beinhaltet eine andere Kombination der bekanntlich gegenläufigen Eigenschaften Performanz und Korrektheit, je nachdem in welchem Rahmen und Aufgabenbereich Subsurface Scattering benötigt wird.Am Schluss der Arbeit werden Ergebnisse präsentiert, diskutiert und ein Ausblick auf weiterführende Arbeiten gegeben. Alle drei Verfahren wurden als Plugin für den Raytracer Augenblick von Oliver Abert realisiert.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, katadioptrische Stereosysteme aufzubauen und zu testen. Hierfür gilt es, die Komponenten auszuwählen und zu beschaffen. Es soll ein System mit einem Planspiegel und eines mit einem gekrümmten Spiegel aufgebaut werden. Die Vorgehensweise in beiden Fällen unterscheidet sich jedoch deutlich voneinander. Das Planspiegel-System wird unter den Vorraussetzungen angefertigt, dass es möglichst kostengünstig ist und bietet sich vor allem deshalb für eine solches Vorgehen an, da es mit handelsüblichen Komponenten realisierbar ist. Die Verwendung dieser Komponenten bringt allerdings Einschränkungen in der Bildqualität mit sich. Hinzu kommt noch die Tatsache, dass es sich um eine Computational Camera mit geringer Komplexität handelt, da es direkt rektifizierte Ergebnisse liefert und aufgrund dessen leicht zu implementieren ist. Diese Kombination von Eigenschaften macht es zu einem geeigneten Kandidaten für eine solche Herangehensweise. Das radiale System wird hingegen unter der Prämisse maximaler Qualität gebaut. Der verwendete Spiegel ist eine Einzelanfertigung und zusätzlich wird ein zirkuläres Fisheye-Objektiv benötigt, was die Kosten für ein solches System relativ hoch werden lässt. Des Weiteren ist die Dekodierung der Rohaufnahmen deutlich komplexer, als bei den bereits rektifizierten Aufnahmen des Planspiegel-Systems. Nach erfolgreichem Aufbau der beiden Gesamtsysteme sollen diese unter qualitativen Aspekten miteinander verglichen werden.
Seit Ende der 1990er Jahre existieren im Internet Plattformen mit umfassenden Informations- und Kommunikationsangeboten für Menschen mit seelischen oder körperlichen Erkrankungen. Sie liefern umfangreiche Informationen über ihren Themenbereich, bieten einen geschützten Raum zum Austausch zwischen Betroffenen und verstehen sich als seriöses Sprachrohr ihrer Interessengruppe gegenüber der Öffentlichkeit. Dabei leben sie neben dem Austausch der Betroffenen untereinander vom Engagement ehrenamtlicher Mitarbeiter und verzeichnen einen ansteigenden Zulauf. Obwohl oder gerade weil die wachsende Bedeutung dieser virtuellen Angebote unumstritten ist, wird ihre Funktion immer wieder ambivalent diskutiert (vgl. Ott & Eichenberg, 2003). Die vorliegende Studie analysiert und vergleicht die Erwartungen und den erlebten Nutzen der User solcher Selbsthilfeplattformen am Beispiel einer Plattform zum Thema Essstörungen und identifiziert mögliche Einflussfaktoren. Im Rahmen einer Online-Befragung wurden Daten von 230 Usern der Internetplattform www.magersucht.de erhoben. Als Grundlage dienten modifizierte Skalen allgemeiner Internetnutzungsmotive (u.a. Papacharissi & Rubin, 2000). Grundlegender theoretischer Bezugsrahmen war der Uses-and-Gratifications-Ansatz in Form des Transaktionalen Nutzen- und Belohnungsmodells von McLeod & Becker (1981), das für die eigenen Forschungsfragen entsprechend modifiziert wurde. Das resultierende Modell berücksichtigt Einflüsse durch den persönlichen sozialen Hintergrund der Nutzer, die Intensität der Zuwendung zum Medium sowie die Verfügbarkeit und Nutzung von alternativen (nicht-medialen) Hilfsangeboten. Als zentraler Faktor konnte für die Erwartungen und den erlebten Nutzen jeweils die soziale Nützlichkeit i.S.v. gegenseitiger sozialer Unterstützung extrahiert werden. Daneben spielte der Genesungswille eine entscheidende Rolle als Motivfaktor und die bequeme Informationsgewinnung als Faktor für den erlebten Nutzen. Als bedeutende Einflussfaktoren auf die Nutzungserwartungen kristallisierten sich der Leidensdruck der User sowie das Alter und die Dauer der Erkrankung heraus. Die Nutzungseffekte wurden insbesondere durch die Intensität der Zuwendung zu den Angeboten und die Nutzung nicht-medialer Alternativen (u.a. Psychotherapie) beeinflusst. Die Ergebnisse untermauern Hinweise auf Gründe für die Nutzung internetbasierter Selbsthilfe aus früheren Untersuchungen und konkretisieren sie durch die Herausarbeitung expliziter Erwartungs- und Nutzenfaktoren. Indem ein erster Versuch unternommen wurde, die Nutzung internetbasierter Selbsthilfe auf eine modelltheoretische Basis im Rahmen der medienpsychologischen Forschung zu stellen, konnten darüber hinaus Einflüsse identifiziert werden, die Auswirkungen auf die Nutzungs-erwartungen und den tatsächlichen Nutzen für die User haben. Die Untersuchung liefert zudem empirisch gestützte Hinweise auf die Funktion von internetbasierter Selbsthilfe. Die Untersuchungsergebnisse sprechen in erster Linie für eine Einordnung internetbasierter Selbsthilfe als Einstiegs- und Begleitmedium neben professionellen Interventionsangeboten (insbesondere Psychotherapie) und bestätigen damit den wissenschaftlichen Konsens, der bislang in konzeptionellen Beiträgen zum Thema klinisch-psychologische Intervention herrscht. Die Ergebnisse deuten aber ebenfalls darauf hin, dass Selbsthilfe-Internetplattformen von den Usern durchaus auch als Ersatz für fehlende reale Ansprechpartner oder professionelle Hilfe betrachtet werden. Es ist deutlich geworden, dass für die Nutzung des Internet zu Selbsthilfezwecken zwar ebenso wie für die allgemeine Internetnutzung das Anbieten und Suchen von Information eine wichtige Rolle spielt, dass hier aber für die Nutzer die soziale Nutzbarmachung des Mediums an erster Stelle steht. Das Internet ist für die Initiatoren und Nutzer von Selbsthilfe-Internetplattformen in erster Linie aufgrund seiner Interaktivität interessant. Das Motiv der Informationssuche und -vermittlung fügt sich dann in den Rahmen eines interaktiven Angebots ein.