Gefühle durch ein Medium übertragen, das klingt unglaublich und doch hat es einen grossen Reiz. Was könnten wir alles machen? Wir könnten dabei sein, wenn ein Astronaut in den Weltraum fliegt oder einen Sonnenaufgang in der Südsee erleben ohne dort zu sein. Man könnte die Gefühle eines Gewinners ebenso weitergeben, wie die einer Person, die Angst hat. Aber auch andere Aspekte, wie die Arbeit aus Sicht eines Profis zu betrachten oder etwas Neues kennenzulernen wäre möglich. Den eigenen Tag, die letzte Woche oder sogar weit zurückliegende Ereignisse aus dem eigenen Leben noch einmal erleben, das alles macht den Anreiz an diesem Thema aus. Der Aufbau dieser Arbeit soll die Entwicklung von der Entstehung von Emotionen beim Menschen über die technischen Möglichkeiten zur Aufzeichnung von Sinneswahrnehmungen bis zum Gesamtkonzept mit prototypischer Umsetzung zeigen. Zunächst soll geklärt werden, was nötig ist um Emotionen "einzufangen" und zu konservieren und welche Möglichkeiten sich für die Wiedergabe dieser anbieten. Zentral soll ein Konzept sein, welches die momentanen technischen Möglichkeiten berücksichtigt, aber auch darüber hinaus aufzeigt, was wichtig und nötig wäre um dem Ziel möglichst nahe zu kommen, Emotionen zu übertragen. Dieses Konzept soll im Anschluss prototypisch umgesetzt werden um es so zu evaluieren. Dabei soll eine erweiterbare Plattform zunächst zur Aufzeichnung visueller und auditiver Reize entwickelt werden.

Die Zeitschrift c't stellte in der Ausgabe 02/2006 einen Bausatz für einen kleinen mobilen Roboter vor, den c't-Bot, der diese Studienarbeit inspirierte. Dieser Bausatz sollte die Basis eines Roboters darstellen, der durch eine Kamera erweitert und mit Hilfe von Bildverarbeitung in der Lage sein sollte, am RoboCupSoccer-Wettbewerb teilzunehmen. Während der Planungsphase veränderten sich die Ziele: Statt einem Fußballroboter sollte nun ein Roboter für die neu geschaffene RoboCup-Rescue-League entwickelt werden. In diesem Wettbewerb sollen Roboter in einer für sie unbekannten Umgebung selbstständig Wege erkunden, bzw. Personen in dieser Umgebung finden. Durch diese neue Aufgabenstellung war sofort klar, dass der c't-Bot nicht ausreichte, und es musste ein neuer Roboter entwickelt werden, der mittels Sensoren die Umgebung wahrnehmen, durch eine Kamera Objekte erkennen und mit Hilfe eines integrierten Computers diese Bilder verarbeiten sollte. Die Entstehung dieses Roboters ist das Thema dieser Studienarbeit.

Es wird eine Applikation entwickelt, die die Verbindung zwischen dem Phantom Omni von Sensable mit dem 3D Monitor c-i von Seereal herstellt. Dabei werden 3D Modelle aus Maya mit einen entwickelten Exporter verwendet.

Die Visualisierung von Volumendaten ist ein interessantes und aktuelles Forschungsgebiet. Volumendaten bezeichnen einen dreidimensionalen Datensatz, der durch Simulation oder Messungen generiert wird. Mit Hilfe der Visualisierung sollen interessante bzw. in einem gewissen Kontext bedeutsame Informationen aus einem Datensatz extrahiert und grafisch dargestellt werden. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Visualisierung von Volumendaten, die in einem medizinischen Kontext erstellt worden sind. Dabei handelt es sich z.B. um Daten, die durch Computertomographie oder Magnet-Resonanz-Tomographie gewonnen wurden. Bei der Darstellung von Volumendaten hat man mehrere Möglichkeiten, welche Art von Beleuchtungsmodellen man einsetzen möchte. Ein Beleuchtungsmodell beschreibt, welche Art von Licht verwendet werden soll und wie dieses mit dem Volumendatensatz interagiert. Die Beleuchtungsmodelle unterscheiden sich in ihrer physikalischen Korrektheit und somit in ihrer Darstellungsqualität. Das einfachste Beleuchtungsmodell zieht keine Lichtquellen in Betracht. Das Volumen verfügt in diesem Fall nur über ein "Eigenleuchten" (Emission). Der Nachteil hierbei ist, dass z.B. keinerlei Schatten vorhanden sind und es somit schwierig ist, räumliche Tiefe zu erkennen. Ein Vorteil des Verfahrens ist, dass die benötigten Berechnungen sehr einfach sind und somit in Echtzeit ausgeführt werden können. Unter einem lokalen Beleuchtungsmodell hingegen versteht man ein Modell, bei dem das Licht berücksichtigt wird, welches direkt von der Lichtquelle auf den Volumendatensatz trifft. Hierbei können z.B. Schatten dargestellt werden, und der Betrachter kann eine räumliche Tiefe in der Darstellung erkennen. Der Berechnungsaufwand steigt, das Verfahren ist aber immer noch echtzeitfähig. Volumendaten haben aber die Eigenschaft, dass sie einen Teil des Lichts, welches durch sie hindurchgeht, in verschiedene Richtungen streuen. Dabei spricht man von indirektem Licht. Um sowohl das direkte als auch das indirekte Licht zu berücksichtigen, muss man eine sogenannte globale Beleuchtungssimulation durchführen. Es ist das am aufwendigsten zu berechnende Beleuchtungsmodell, führt aber zu photorealistischen und physikalisch korrekten Ergebnissen, denn eine globale Beleuchtungssimulation errechnet eine (angenähert) vollständige Lösung des in Abschnitt 4.2 vorgestellten Volumen-Rendering-Integrals (Gleichung (8)).

Die Planung in Form eines visuellen Entwurfs ist schon seit jeher Bestandteil des Prozesses der Entwicklung von Artefakten aller Art. Heutzutage wird der visuelle Entwurf zukuenftiger Produkte mithilfe von CAD-Systemen umgesetzt. Im ersten Teil der Arbeit wird daher ein einfaches System implementiert und erlaeutert, das die grundlegenden Funktionen umsetzt, die auch in professionellen CAD-Systemen unerlaesslich sind. Im zweiten Teil werden ueber die Grundfunktionen hinaus ausgewaehlte Algorithmen der parametrischen Modellierung vorgestellt, die die Grundlage fuer die leistungsfaehigen, flexiblen und produktiven Systeme im modernen computer-unterstuetzten Entwurf bilden.

Diese Studienarbeit soll eine Einführung in die Arbeit mit virtual network user mode linux (VNUML) geben. Mit Hilfe dieser Arbeit möchte ich speziell die Version VNUML 1.6 näher bringen und die wesentlichen Unterschiede, Vor- und Nachteile zur Version 1.5 zeigen. In den nächsten zwei Kapiteln wird auf das Thema VNUML und UML oberflächlich eingegangen. Das darauffolgende Kapitel befasst sich mit der Installation von VNUML 1.6, der Vorraussetzung und den möglichen Fehlermeldungen. Wenn dies abgeschlossen ist, wird VNUML 1.6 mit eigenen Beispielen ausfürlich, praktisch und theoretisch vorgestellt. Danach werden die wesentlichen Unterschiede von VNUML 1.5 zu VNUML 1.6 beschrieben. Zum Abschluss sind noch ein Kapitel mit kurzen Begriffsdefinitionen und der Anhang mit allen XML-Dateien zu finden. Auf den Aufbau einer XML-Datei möchte ich in meiner Arbeit nicht weiter eingehen. Dazu verweise ich auf die Arbeit von Thomas Chmielowiec und Tim Keupen. In diesen Arbeiten sind die XML-Syntax und Semantik ausfürlich beschrieben.

This akademic Work presents a Particelsystem for firesimulation, as well as the required technics.(such as FBO's, VBO's, MRT, etc...). The Particelsystem is exclusively implemented on the GPU and is for this reason a GPGPU application. It uses the newest technichs, such as Vertexshader texturaccess. After a view over several different Particelsystemtypes, many of thiese technics are described, bevor the Implementation is focused.