Der Zwang zur Entwicklung immer neuer Technologien hat den Entwicklungsaufwand vieler Spiele enorm in die Höhe getriebenen. Aufwändigere Grafiken und Spiele-Engines erfordern mehr Künstler, Grafiker, Designer und Programmierer, weshalb die Teams immer größer werden. Bereits jetzt liegt die Entwicklungszeit für einen Ego-Shooter bei über 3 Jahren, und es entstehen Kosten bis in den zweistelligen Millionenbereich. Neue Techniken, die entwickelt werden sollen, müssen daher nach Aufwand und Nutzen gegeneinander abgewogen werden. In dieser Arbeit soll daher eine echtzeitfähige Lösung entwickelt werden, die genaue und natürlich aussehende Animationen zur Visualisierung von Charakter-Objekt-Interaktionen dynamisch mithilfe von Inverser Kinematik erstellt. Gleichzeitig soll der Aufwand, der für die Nutzung anfällt, minimiert werden, um möglichst geringe zusätzliche Entwicklungskosten zu generieren.

Computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) in the medical area deliver huge amounts of data, which doctors have to handle in a short time. These data can be visualised efficiently with direct volume rendering. Consequently most direct volume rendering applications on the market are specialised on medical tasks or integrated in medical visualisa- tion environments. Highly evolved applications for tasks like diagnosis or surgery simulation are available in this area. In the last years, however, another area is making increasing use of com- puted tomography. Companies like phoenix |x-ray, founded in 1999 pro- duce CT-scanners especially dedicated to industrial applications like non destructive material testing (NDT). Of course an application like NDT has different demands on the visualisation than a typical medical application. For example a typical task for non destructive testing would be to high- light air inclusions (pores) in a casting. These inclusions usually cover a very small area and are very hard to classify only based on their density value as this would also highlight the air around the casting. This thesis presents multiple approaches to improve the rendering of in- dustrial CT data, most of them based on higher dimensional transfer func- tions. Therefore the existing volume renderer application of VRVis was extended with a user interface to create such transfer functions and exist- ing render modes were adapted to profit from the new transfer functions. These approaches are especially suited to improve the visualisation of sur- faces and material boundaries as well as pores. The resulting renderings make it very easy to identify these features while preserving interactive framerates.

Eine Art der Darstellung von Geschäftsprozessen sind die Modulnetze, eine spezielle Form von Petri-Netzen. Die Software Join ist in der Lage, Prozessdefinitionen textueller Art entgegenzunehmen und sie in ein Modulnetz zu überführen. In dieser Arbeit wird ein Layout-Modul für Join entwickelt, das eine grafische Darstellung der Modulnetze generiert und zur Anzeige aufbereitet. Zunächst werden einige Grundlagen der Graphentheorie erläutert. Sodann werden alle zum Netz gehörenden Elemente durch Zuteilung abstrakter Koordinaten auf einer gedachten Zeichenfläche verteilt. Dazu wurde der Graph in Flüsse, zusammenhängende Knotenfolgen, aufgeteilt und das gesamte Layout an diesen Flüssen ausgerichtet. Aus dem abstrakten Layout wird anschließend eine SVG-Datei generiert. Die Dokumentation der Implementation erfolgt zusammen mit einer Beschreibung der Architektur von Join und des neuen Layout-Moduls. Die Integration des Moduls in Join ist noch nicht vollständig. Später sollen z.B. Modulnetzbeschreibungen automatisch entgegengenommen und bearbeitet werden. Durch Modifikationen werden auch ereignisgesteuerte Prozessketten visualisierbar sein.

Die Computergrafik befasst sich mit der Erzeugung von virtuellen Bildern. Im Bereich der 3D-Computergrafik werden die dargestellten Objekte im dreidimensionalen Raum beschrieben. Dazu bedient man sich diverser Generierungsverfahren. Einer dieser so genannten Renderer ist das Raytracing-Verfahren. Es erfreut sich in der Computergrafik wegen der erreichten Bildqualität bei ueberschaubarer Komplexität großer Beliebtheit. Dabei wird versucht, immer realistischere Ergebnisse zu erreichen. In der Vergangenheit wurde Raytracing deswegen beispielsweise um globale Beleuchtungsmodelle oder um reflektierende beziehungsweise um transparente Objekte erweitert. Dabei wurde aber ein wichtiger Punkt häufig vernachlässigt, welcher ebenfalls den Grad an Realismus deutlich erhöhen kann: die Kamera. Meistens geht man auch heutzutage von einem vereinfachten Lochkameramodell aus. Aus diesem Grund genügen solche Modelle nicht den Ansprüchen physikalisch-korrekter Renderingverfahren. Eine wirklich umfassend korrekte Abbildung von Szenen darf also nicht vernachlässigen, dass ein generiertes Bild durch ein Linsensystem noch einmal entscheidend beeinflusst wird. In dieser Arbeit wird deswegen ein physikalisch korrektes Kameramodell vorgestellt, welches die geometrischen Eigenschaften des Linsensystems berücksichtigt und die Belichtung auf der Bildebene korrekt berechnet.

Ziel des Verbundprojektes 3D-RETISEG ist es, ein optimiertes echtzeitfähiges Soft- und Hardwarepaket zur 2D/3D-Segmentierung und Klassifizierung basierend auf hierarchischen Inselstrukturen, und zur schnellen Volumenvisualisierung sehr großer Volumendaten aus komprimierten Datensätzen zu entwickeln. Die Entwicklungen sollen in konkreten Anwendungsfällen der Forschung und der Wirtschaft als marktreifes Modul in das Softwarepaket VGStudioMax integriert werden. In der Medizin, speziell bei der Segmentierung von Volumendatensätzen, die durch unterschiedliche Tomographietechniken (z.B. CT und MRI) erzeugt werden, liefern zweidimensionale Verfahren häufig eine unzureichende Qualität aufgrund der anisotropen Berücksichtigung der Rauminformationen. Bisher entwickelte dreidimensionale Verfahren sind, neben der der schlechten Verfügbarkeit ihrer Implementierungen, häufig nur für bestimmte Fragestellungen dediziert und daher für andere Anwendungsfälle schlecht adaptierbar. Weiterhin benötigen Verfahren, die gute Ergebnisse liefern, meist eine hohe Laufzeit. Dies ist aber speziell in medizinischen Anwendungen von großem Nachteil, da hier die Qualität der Ergebnisse in letzter Instanz von einem Experten beurteilt wird. Damit das Ergebnis schnell zu benutzerdefinierten Optimierungen durch Veränderung der Verfahrensparameter zur Verfügung steht, sollte ein Verfahren nur sehr kurze Rechenzeiten benötigen. Weist ein Verfahren eine geringe Laufzeit auf, so kann es außerdem intra-operativ eingesetzt werden. Der hier im Projekt verwendete 3D-Color-Structure-Code verspricht, ein besseres und generisches Verfahren zu ermöglichen.

Diese Diplomarbeit analysiert die Voraussetzungen für eine Simulation mit Normen, schlägt einen Coderahmen vor und stellt ein Modellierungs- und Codegenerierungs-Plugin für Eclipse, das auf einem Metamodell für Multi-Agenten-Simulationen basiert, zur Verfügung. Mit Hilfe des Plugins werden zwei Beispiele, die Normen aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, implementiert und diskutiert. Das erste ist das Kirk-Coleman-Modell, welches sich mit dem Verhalten von Menschen in einer 3-Personen-Gruppe beschäftigt. Das zweite Modell beinhaltet den fördernden Effekt von Sanktionierung auf Kooperation. Abschließend werden die erarbeiteten Lösungsansätze und Alternativen diskutiert und Vorschläge für das EU-Projekt "Emergence in the Loop" (EMIL) abgeleitet.

Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Emergenz eines gemeinsam genutzten Lexikons anhand einer Implementierung des Modells von Edwin Hutchins und Brian Hazlehurst. Zunächst erläutert diese Arbeit das oben genannte Modell und analysiert sowohl verschiedene Simulationstechniken, insbesondere die der Multi-Agenten-Simulation, als auch den Aufbau und die Funktionalität künstlicher neuronaler Netze, welche als Hauptbestandteile des Modells angesehen werden können. Der Modellbeschreibung folgen Entwurf, Architektur und eine detaillierte Erläuterung der Implementierung des Werkzeugs LexLearn. LexLearn ist ein in Java komplett neu konzipiertes und implementiertes Programm und bietet dem Benutzer die Möglichkeit, die Emergenz einer gemeinsam genutzten Sprache innerhalb verschiedener Agentengemeinschaften zu simulieren und zu analysieren. In mehreren Simulationsdurchläufen werden sowohl die Ergebnisse von Edwin Hutchins und Brian Hazlehurst reproduziert als auch weitere Erkenntnisse durch neu erstellte Simulationen gewonnen.

Im Rahmen der Arbeit wurde ein mehrstufiger Algorithmus entwickelt, der es ermöglicht, aus Bildfolgen eine Trajektorie der Kamerabewegung zu rekonstruieren. Die Kalibrierung der Kamera beruht auf dem Verfahren von Zhang und ermöglicht den Ausgleich der durch das Objektiv entstehenden radialen Verzerrung der Bilder. Die sich anschließende Detektion prägnanter Merkmale wird durch den SIFT-Operator geleistet, welcher neben subpixelgenauer Lokalisation der Merkmale zusätzlich einen stark markanten Deskriptor zu deren Beschreibung liefert. Außerdem sind die Merkmale invariant gegenüber Rotationen, was für einige mögliche Anwendungsfälle sehr relevant ist. Die Suche nach Korrespondenzen wurde auf Basis der Distance Ratio ausgeführt. Hier wurde eine komplette Formalisierung der Korrelationsbeziehung zwischen Merkmalsvektoren präsentiert, welche eindeutig eine symmetrische Beziehung zwischen SIFT-Merkmalsvektoren definiert, die den an eine Korrespondenz gestellten Ansprüchen gerecht wird. Zusätzlich wurde motiviert, warum die sonst in der Bildverarbeitung gängige Methode der Hierarchisierung zur Reduktion des Aufwands in diesem speziellen Fall zu schlechteren Inlier-Raten in den gefundenen Korrespondenzen führen kann. Anschließend wurde ein genereller Überblick über den RANSAC-Algorithmus und die aus ihm entspringenden Derivate gegeben.

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung eines Prototyps, der einen Lebensmittelallergiker bei der Auswahl von Produkten beim Einkaufen unterstützen soll. Dazu wird die berührungslose RFID-Technologie zu Hilfe genommen, mit der es möglich ist RFID-Tags (die an Produkten angebracht sind) ohne direkten Sichtkontakt auszulesen. Die eingelesenen Produktnummern können dazu verwendet werden in einem Datenbank-System die Inhaltsstoffe des Produktes abzufragen. Ein Vergleich mit den Allergenen des Benutzers und eine entsprechende Warnung sind somit möglich.

Der an der Universität Koblenz-Landau entwickelte RIP-MTI-Algorithmus stellt eine Modifikation des Routingalgorithmus RIP dar, die es dem RIP-Algorithmus ermöglichen soll, die Häufigkeit des Auftretens des Counting-to-infinity-Problems (CTI) zu reduzieren. Um die Korrektheit und Zuverlässigkeit dieses Algorithmus nachweisen, aber auch Schwächen aufdecken zu können, bedarf es der Möglichkeit, das Verhalten des Algorithmus zu testen. Ziel der Arbeit ist die Nutzbarmachung der von unter VNUML laufenden RIP-Routern dezentral verwalteten Routing-Informationen, um die Entstehung von CTIs zentral protokollieren und analysieren zu können. Zu diesem Zweck wird eine Software entwickelt, die Informationen zur Netzkonfiguration, zu Erreichbarkeiten und Update-Aufkommen sammelt, verwaltet und analysiert. So können neben den bereits bekannten problematischen Netztopologien weitere für die einzelnen RIP-Ausprägungen problematische Topologien ermittelt werden.