XML ist aus der heutigen IT-Welt nicht mehr wegzudenken und wird für vielfältige Zwecke verwendet. Die Befürworter von XML führen insbesondere die Menschenlesbarkeit und leichte Editierbarkeit als Gründe für diesen Erfolg an. Allerdings hat XML gerade dadurch auch in manchen Anwendungsgebieten gravierende Nachteile: XML ist sehr verbos, und das Parsen von XML-Dateien ist relativ langsam im Vergleich zu binären Dateiformaten. Deshalb gibt es Bestrebungen ein binäres XML-Format zu schaffen und gegebenenfalls zu standardisieren. Die vorliegende Studienarbeit beschreibt einige schon existierende binäre XML-Formate und zeigt auf, wie weit der Entwurf und die Standardisierung eines allgemein akzeptierten Binary-XML-Formats fortgeschritten sind. Der praktische Teil der Studienarbeit umfasst den Entwurf und die Implementierung eines eigenen Binärformats für den XML-Dialekt GXL. Zur Bewertung der entwickelten Lösung wird diese mit den heute üblichen Kompressionstools verglichen.

Zielsetzung: Für die Feuerwehr- und Katastrophenschutzschule Rheinland - Pfalz (LFKS) sollen auf der Basis von Flash und XML interaktive Quizzes realisiert werden, die im Rahmen des Gruppenführerlehrgangs als Lernerfolgskontrolle dienen sollen. Als Grundlage wird ein selbstentwickeltes MVC Framework und Adobe (ehemals Macromedia) Flash herangezogen. Entwicklung: Bei der Entwicklung der Quizzes wurde sehr viel Wert auf eine systemunabhängige, bestmöglich standardisierte Datenhaltung gelegt. Hier war die Verbindung von Flash und XML eine optimale Lösung. Technik: Mit der Kombination aus ActionScript2, XML und Flash ist es möglich, innerhalb kürzester Zeit unterschiedliche Quizzes zu erstellen. Der Grundgedanke bei dieser Technik ist es, Daten und ihre Repräsentation zu trennen. Die Flash Entwicklungsumgebung wird für die Erstellung der Views (Darstellungselemente) verwendet. Die Views werden anhand von dynamischen Textfeldern, interaktiven Animationen und weiteren Darstellungselementen definiert. Diese Views werden über das MVC-Framework mit Actionscript2 angesprochen und mit Inhalten aus einer externen XML Datei gefüllt. Der Vorteil dabei ist, dass die Inhalte und zum Teil auch das Design recht schnell ausgewechselt werden können, ohne an der Applikation Änderungen vornehmen zu müssen. Die XML Dateien werden mit Hilfe der Software Infopath der Firma Microsoft erstellt. Eine weitere Möglichkeit die Daten zu standardisieren ist das IMS Question and Test Interoperability (IMS QTI) Datenformat, welches explizit für solche Anwendungen entwickelt wurde. Dieses Format wird jedoch nur am Rande behandelt. Diese Flashapplikationen können sowohl als eigenständige Programme betrachtet oder als Elemente einer HTML Datei in einem Browser dargestellt werden. Aus diesem Grund ist es möglich, auf fast jedem Gerät (PC, Notebook, Handheld und Mobiltelefon) und auf jedem Betriebssystem (Windows, Mac OS, Linux, etc.) eine Flashapplikation zum Laufen zu bringen. Ausblick: Durch das selbstentwickelte MVC-Framework kann die Applikation schnell und einfach erweitert werden. Es wurde jedoch drauf geachtet, dass die Applikation auch ohne den Quellcode neu zu kompilieren vom Aussehen verändert werden kann.

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.