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Diese Arbeit vermittelt einen grundlegenden Überblick über die Funktionsweise und Implementierung von aktuellen Voxelisierungsstrategien auf der GPU. Neben etablierten Voxelisierungsverfahren mithilfe der Rasterisierungspipeline werden neue Möglichkeiten mithilfe von GPGPU-Programmierung untersucht. Auf der Basis der Programmiersprache C++ und der Grafikbibliothek OpenGL wird die Implementierung mehrerer Verfahren erläutert.rnDie Verfahren werden hinsichtlich der Performanz und der Qualität der Voxelisierung verglichen und im Bezug auf mögliche Anwendungsfälle kritisch bewertet. Weiterhin werden zwei Beispielanwendungen beschrieben, in denen die Verwendung einer voxelisierten Szene eine Erweiterung von bestehenden Echtzeitgrafikverfahren ermöglicht. Zu diesem Zweck werden die Konzepte und die Implementierungen von Transmittance Shadow Mapping und von Reflective Shadow Mapping, das um voxelbasierte Umgebungsverdeckung erweitert wird, erläutert. Abschließend wird die anhaltende Relevanz von Voxelisierung in einem Ausblick auf aktuelle Forschungen und weitere Anwendungen und Erweiterungen der vorgestellten Verfahren aufgezeigt.
Diese Arbeit erarbeitet einen Vergleich verschiedener medizinischer Medikamenten-Dispenser. Ein Medikamenten-Dispenser ist eine Vorrichtung, die es erlaubt von einer größeren Menge Medikamente, eine kleinere zu entnehmen. Um den Vergleich durchzuführen wurden 15 Anforderungen an diese Dispenser gefunden. Der Einnahmeerleichterung sind die Anforderungen "Organisation", "Erinnerung" und "Ergonomie" zugeordnet. Zur Compliance, also Therapietreue, gehören "Compliance", "Anpassbarkeit", "Selektivität", "Persistenz", "Funktionalität", "Richtigkeit" und "Spezifität/Sensitivität". Damit stellt diese Kategorie die meisten Anforderungen. Die Kategorie Aufbewahrung sammelt "Hygiene", "Darreichungsformen" und "Robustheit". Schließlich wurden die Anforderungen "Übersichtlichkeit" und "Datenschutz" den sonstigen Anforderungen zugeordnet. Anschließend wurden verschiedene Dispenser-Konzepte zunächst vorgestellt und darauf auf die Erfüllung der Anforderungen hin analysiert. Es wurden folgende Konzepte analysiert: Tablettendose, Wochendispenser, Blister, Schlauchbeutel, MEMS, OtCM, elektronischer Dispenser, App. Nach der Analyse konnten die Dispenser miteinander verglichen werden. Es stellte sich heraus, dass alle Konzepte Mängel aufweisen. Daher entwickelte der Autor ein eigenes Konzept, welches alle Anforderungen bis auf zwei gut bis sehr gut erfüllt. Damit stellt es das mächtigste Konzept dar.
Remote Rendering ist eine Möglichkeit aufwändige Grafik von leistungsstarker Hardware für leistungsschwächere Endgeräte bereitzustellen. Durch den Transfer der Daten über ein Netzwerk entsteht eine Verzögerung, welche die Interaktivität einschränkt. Ein Verfahren, um Befehle an eine virtuelle Kamera auf dem Endgerät direkt umzusetzen, wird 3D-Warping genannt. Das Verfahren erzeugt jedoch Bildartefakte. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze für Remote Rendering Setups aufgezeigt. Zusätzlich werden die auftretenden Artefakte des Warpings und Methoden zur Verbesserung des Verfahrens beschrieben. Es werden eigene Implementationen und Verbesserungen vorgestellt und untersucht.
Community-Plattformen im Internet verwenden codebasierte Governance, um ihre hohe Anzahl an Nutzerbeiträgen zu verwalten. Dazu gehören alle Arten von Funktionalitäten, mit denen die Community Nutzerbeiträge in irgendeiner Form direkt oder indirekt beurteilen kann. Diese Arbeit erklärt zunächst die Bedeutung codebasierter Governance und der verschiedenen dafür nutzbaren Funktionalitäten. Anschließend werden die erfolgreichsten 50 Community-Plattformen auf codebasierte Governance untersucht. Das Ergebnis zeigt die Zusammenhänge zwischen dem Aufbau einer Plattform, der Beschaσffenheit der Nutzerbeiträge und der darauf ausübbaren codebasierten Governance auf.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Unterstützungsmöglichkeiten des stationären Vertriebs mithilfe aktueller mobiler Anwendungen. Das Internet hat bereits dafür gesorgt, dass der Handelsmarkt dynamischer und die Bedingungen für den langjährigen stationären Vertrieb anspruchsvoller geworden sind. Online-Händler bieten aufgrund kleinerer Kostenstrukturen Preise an, bei denen der stationäre Point of Sale nur schwerlich mithalten kann. Zudem steigert sich die Akzeptanz Online-Kaufabschlüsse umzusetzen, weil sich Serviceleistungen der e-Shops verbessert haben und digitale Transaktionen für moderne Konsumenten immer attraktiver werden. Heute haben Smartphones und Tablets die Digitalisierung unserer Gesellschaft auf ein ganz neues Niveau katapultiert. Durch den Einzug des mobilen Internets haben sich die Effekte, die das stationäre Internet bereits hervorbrachte, intensiviert. Die Frage die sich dabei stellt ist: Wie sehr werden sich die Wettbewerbsbedingungen für den stationären Vertrieb verändern? Dabei verfolgt die Arbeit das Ziel aktuelle mobile Dienste, ihre Funktionalitäten und Praxisanwendungen zusammenzutragen und in geeigneter Form in den Vertriebsprozess zu integrieren. Dadurch soll die Erkenntnis gewonnen werden, ob der Einzug des mobilen Internets nicht doch als ein Vorteil für den stationären Vertrieb angesehen werden darf.
By the work presented in this thesis, the CH4 emissions of the River Saar were quantified in space and time continuously and all relevant processes leading to the observed pattern were identified. The direct comparison between reservoir zones and free-flowing intermediate reaches revealed, that the reservoir zones are CH4 emission hot spots and emitted over 90% of the total CH4. On average, the reservoir zones emitted over 80 times more CH4 per square meter than the intermediate reaches between dams (0.23 vs. 19.7 mol CH4 m-2 d-1). The high emission rates measured in the reservoir zones fall into the range of emissions observed in tropical reservoirs. The main reason for this is the accumulation of thick organic rich sediments and we showed that the net sedimentation rate is an excellent proxy for estimating ebullitive emissions. Within the hot spot zones, the ebullitive flux enhanced also the diffusive surface emissions as well as the degassing emissions at dams.
To resolve the high temporal variability, we developed an autonomous instrument for continuous measurements of the ebullition rate over long periods (> 4 weeks). With this instrument we could quantify the variability and identify the relevant trigger mechanisms. At the Saar, ship-lock induces surges and ship waves were responsible for over 85% of all large ebullition events. This dataset was also used to determine the error associated with short sampling periods and we found that with sampling periods of 24 hours as used in other studies, the ebullition rates were systematically underestimated by ~50%. Measuring the temporal variability enabled us to build up a conceptual framework for estimating the temporal pattern of ebullition in other aquatic systems. With respect to the contribution of freshwater systems to the global CH4 emissions, hot spot emission sites in impounded rivers have the potential to increase the current global estimate by up to 7%.
Dezentrale digitale Transaktionssysteme mit öffentlicher Transaktionshistorie haben ihrer Architektur nach keine Transaktionsüberwachung, um unerwünschte Transaktionen zu unterbinden und deren Sender und Empfänger zu identifizieren. Mit Einführung einer öffentlichen Liste von Adressen, welche zu solchen unerwünschten Transaktionen gehören, ist es möglich, diese Adressen durch allgemeinen Ausschluss zu isolieren und dadurch die unerwünschten Transaktionen zu unterbinden sowie Besitzer unerwünschter Adressen zu deanonymisieren. Die Verwaltung von öffentlichen Listen kann dabei dezentral von mehreren Instanzen mit Hilfe eines Vertrauensnetzwerks durchgeführt werden, sodass der dezentrale Charakter der Systeme erhalten bleibt.
In einem ersten Schritt wurden Feldbeobachtungen durchgeführt um die räumliche und zeitliche Habitatbindung von Kleinkrebsen und Mückenlarven zu erforschen. Larven der Mückenart Ae.vexans entwickelten sich synchron mit der Kleinkrebsordnung Cyclopoida innerhalb einer Woche nach Entstehung eines Gewässers. Larven der Mückenart Cx.pipiens besiedeln dieselben Gewässer wie Cladocera, wobei letztere zeitlich verzögert auftraten. Das zeitliche Auftreten der Arten wurde durch die Biotopstruktur beeinflusst. Schilfbiotope beschleunigten die Entwicklung von Kleinkrebsen, wohingegen Gewässer auf Wiesenflächen schneller von Mückenlarven besiedelt wurden. In einem zweiten Schritt wurde untersucht, auf welche Weise Mückenlarven von Kleinkrebsen beeinflusst werden. In einem Mikrokosmen-Experiment zeigte sich, dass Kleinkrebse sowohl die Eiablage der Mückenart Cx.pipiens vermindern als auch die Entwicklung der Mückenlarven beeinträchtigen. Artgemeinschaften mit hoher Artdiversität, bestehend aus verschiedenen räuberischen und filtrierenden Kleinkrebsen, reduzierten Mückenpopulationen effektiver als Artgemeinschaften mit geringer Artdiversität. Die Anwesenheit diverse Krebsgemeinschaften bewirkte zudem, dass Bti bereits in geringerer Dosierung einen Effekt erzielte und Cx.pipiens Larven längere Zeit benötigten, um ein Gewässer nach der Behandlung durch Bti wieder zu besiedeln. In einem letzten Schritt wurde der kombinierte Einsatz von Bti und Kleinkrebsen unter Freilandbedingungen erprobt. Die Kombination aus Bti und Kleinkrebsen reduzierte die Anzahl der Mückenlarven (Cx.pipiens) über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg. Die alleinige Ausbringung von Bti bewirkte nur eine kurzfristige Reduktion der Mückenlarve, während die Ausbringung von Kleinkrebsen keinen Effekt erzielte. Die Anwesenheit der Mückenlarven verhinderte eine ausreichende Vermehrung der Kleinkrebse, während im kombinierten Ansatz die Mückenlarven kurzzeitig durch das Bti eliminiert wurden, was die Entwicklung der eingesetzten Kleinkrebse begünstigte. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass sowohl räuberische als auch filtrierende Kleinkrebse einen starken negativen Effekt auf Mückenlarven ausüben. Allerdings muss ein Zeitraum von ca. 2 Wochen überbrückt werden, bis sich eine ausreichend starke Artgemeinschaft aus Kleinkrebsen etabliert hat. Der Einsatz von Kleinkrebsen in Kombination mit dem Insektizid Bti erweist sich als vielversprechend und könnte in Zukunft dazu beitragen, Mücken effektiv und nachhaltig zu kontrollieren.
Die Animation von Modellen ist zu einem wichtigen Teil in den unterschiedlichsten und alltäglichen Bereichen unseres Lebens geworden. Es ist eine anspruchsvolle Aufgabe der Computergrafik eine natürliche Deformation von organischen Modellen zu generieren. Skinning ist eine übliche Methode um Modelle zu animieren ohne die Animation jedes Vertices. Die Oberfläche des Modells wird automatisch durch die Manipulation einzelner Knochen eines Skeletts deformiert.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem meist genutzen Algorithmus,dem Linear Blend Skinning Algorithmus, der bezüglich des visuellen Eindrucks und der Performanz optimiert werden soll. Zusätzlich werden Instancing Methoden vorgestellt und in der Anwendung mit Skinning Methoden kombiniert um deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen.
Die hier vorliegende Arbeit stellt eine Anwendung zur Simulation von Objekten vor, die zwischen den Aggregatzuständen fest und flüssig wechseln können. Dazu wird ein Temperatursystem verwendet. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Simulation von Fluiden, basierend auf einem Partikelsystem, der Generierung einer Oberfläche aus diesem und der Darstellung von Metall. Zusätzlich soll die Anwendung interaktiv sein und muss die Kriterien der Echtzeitfähigkeit erfüllen. Dazu werden verschiedene Shadertypen eingesetzt, um die Berechnungen auf der GPU zu parallelisieren. Weiterhin werden weitere Einsatzmöglichkeiten, sowie mögliche Verbesserungen der Anwendung aufgezeigt.
Winzige vom Wind getriebene Wellen, flache, lange Wellen, steile sich überlagernde Wellen oder stürmische Brecher, sie alle kommen in jedem der Weltmeere und sogar in kleinen Seen vor. Die Wasseroberfläche ist eines der vielfältigsten Naturphänomene. Nicht nur die Bewegung der Wellen, auch die Spiegelung von Himmel, Sonne und Küste machen die Meeresoberfläche einzigartig. Gerade diese einzigartige Komplexität stellt ihre ganz eigenen Herausforderungen an die Nachahmung solcher Phänomene. Deshalb stellt die Berechnung von Wellen schon seit gut 400 Jahren Mathematiker vor eine große Aufgabe.
In den letzten fünfzig Jahren hat sich diese Herausforderung immer mehr in den Bereich der Informatik verschoben. Computergrafiker versuchen seit Jahrzehnten Wasser realistisch darzustellen. Die Forschung auf diesem Gebiet reicht mittlerweile von einfachen Ansätzen wie Rauschfiltern bis zu mathematisch hoch komplexen Ansätzen, wie der Fourier Transformation.
In der nachfolgenden Arbeit wird sowohl auf die geschichtliche Entwicklung der heutigen Wellentheorien, als auch auf die mathematischen Grundlagen dieser eingegangen. Schwerpunkt der Arbeit ist es, diese Methoden in OpenGL 3.3 zu implementieren.
In diesem Bericht wird der Einsatz von drahtlosen Sensornetzen zur Temperaturmessung in Fließgewässern untersucht. Es wird dargestellt, inwieweit solche Netze als Bindeglied zwischen Fernerkundung und stationären Sensoren eingesetzt werden können. Es werden die Anforderungen an Sensornetze für die Anwendung Gewässermonitoring ermittelt und eine prototypische Realisierung von Netzknoten für ein solches Sensornetz dargestellt. Als Ergebnis dieser Arbeit werden die Genauigkeit von Temperaturmessungen mit solchen Sensorknoten im Vergleich zu einem Temperaturlogger als Referenzsystem dargestellt. Die Messungen zeigen, dass eine vergleichsweise gute Messgenauigkeit zu geringen Kosten erreichbar ist. Durch Weiterentwicklung des hier dargestellten Prototypen steht für die Temperaturüberwachung in Gewässern ein vielversprechendes und kostengünstiges neues Messinstrument zur Verfügung. Dieses kann auf der einen Seite in tieferen Regionen Gewässertemperaturen messen, als dies mit Fernerkundung möglich ist, und auf der anderen Seite eine höhere räumliche Auflösung als stationäre Messstationen erreichen. Zusätzlich dienen die Literaturrecherche und die Formulierung der Kriterien einer Eingrenzung des Anwendungsbereichs für weiterführende Arbeiten.
Die Informationstechnologie hat in den letzten Jahren einen rasanten Anstieg genommen. Durch die Entwicklung des Web 2.0 zum Social Web nehmen immer mehr Menschen und Unternehmen am Informationsaustausch im Web teil. In den Sozialen Netzwerken wie Facebook oder Xing, Blogs von Personen der Öffentlichkeit oder unbekannten Personen oder der Vielzahl an Foren und ähnlichen Plattformen hat jeder die Möglichkeit, am Informationsaustausch selbst mitzuwirken. Dieser Tatsache geschuldet sind nicht nur Unternehmen sondern auch Privatpersonen gezwungen, diese Entwicklung anzunehmen. Durch die Menge an zugänglichen Informationen ist auch die Reputation zwangsläufig betroffen. Durch diese Entwicklung entstand die virtuelle Reputation, die das Gerüst der Gesamtreputation erweitert. Wer sich um einen Auftrag oder eine Stelle bewirbt mussrndamit rechnen, dass sein Name gegoogelt wird, egal ob es sich hierbei um eine internetaffine Branche handelt oder nicht. Durch Suchmaschinen sind Informationen über eine Person leicht zugänglich. Auch ein Blick in ein Profil bei Facebook oder Xing gibt erste Anhaltspunkte. Der Kommunikationsexperte Klaus Eck sagt dazu: "Nur wer das Netz wirklich ernst nimmt, profitiert bei der Entwicklung seines digitalen Rufs". Diese Forschungsarbeit zeigt anhand eines selbstentwickelten Fragebogens, was in Social Networkrnals reputationsfördernd bzw. reputationsschädigend angesehen wird und in wieweit die virtuelle Reputation die Gesamtreputation beeinflusst.
Die Diffusionsbildgebung misst die Bewegung von Wassermolekülen in Gewebe mittelsrnvariierender Gradientenfelder unter Verwendung der Magnetresonanztomographie(MRT). Diese Aufnahmetechnik stellt eine große Chance für in vivo Untersuchung von neuronalen Bahnen dar, da das lokale Diffusionsprofil Rückschlüsse über die Position und Richtung von Nervenbahnen erlaubt. Zu den Anwendungsgebieten der Diffusionsbildgebung zählt die Grundlagenforschung in den Neurowissenschaften, in denen Nervenbahnen als Verbindungen kortikaler Areale bestimmt werden, und die neurochirurgische Operationsplanung, in der rekonstruierte Bahnen als Risikostrukturen für Interventionen angesehen werden.
Die Diffusionstensor-MRT (DT-MRT) ist aufgrund ihrer schnellen Aufnahme- und Rekonstruktionsgeschwindigkeit derzeitig klinischer Standard zur Bestimmung von Nervenbahnen. Jedoch erlaubt die DT-MRT nicht die Darstellung von komplexen intravoxel Diffusionsverteilungen. Daher etablierte sich eine weitere Modellierungstechnik, die als High Angular Resolution Diffusion Imaging (HARDI) bekannt ist. HARDITechniken erhielten wachsendes Interesse in den Neurowissenschaften, da sie großes Potential zur exakteren Darstellung der Nervenbahnen im menschlichen Gehirn besitzen.
Um die Vorteile von HARDI-Techniken gegenüber DT-MRT voll auszuschöpfen, werden fortgeschrittene Methoden zur Rekonstruktion und Visualisierung der Bahnen benötigt. In der vorliegenden Arbeit werden neue Techniken vorgestellt, welche zur aktuellen Forschung hinsichtlich der Verarbeitung und Visualisierung von Diffusionsbildgebungsdaten beitragen. Ansätze zur Klassifizierung, Traktographie und Visualisierung wurden entwickelt um eine aussagekräftige Exploration neuronaler Bahnen und deren Beschaffenheit zu ermöglichen. Des Weiteren wurde eine interaktive Software für die neurochirurgische Operationsplanung implementiert, welche Nervenbahnen als Risikostrukturen berücksichtigt.
Die vorgestellten Forschungsergebnisse bieten einen erweiterten und aufgabenorientierten Einblick in neuronale Verbindungen sowohl für Neurowissenschaftler als auch für Neurochirurgen und tragen zum Einsatz von HARDI-Techniken in einer klinischen Umgebung bei.