Refine
Year of publication
Document Type
- Bachelor Thesis (88)
- Diploma Thesis (76)
- Study Thesis (74)
- Master's Thesis (30)
- Doctoral Thesis (9)
- Part of Periodical (5)
Language
- German (282) (remove)
Keywords
- Augmented Reality (13)
- Bildverarbeitung (12)
- Computergrafik (9)
- Robotik (9)
- Computervisualistik (8)
- Computergraphik (7)
- OpenGL (6)
- GPGPU (5)
- Volumendaten (5)
- Android (4)
- Computerspiel (4)
- GPU (4)
- Mustererkennung (4)
- Programmierung (4)
- Raytracing (4)
- Shader (4)
- VOXEL (4)
- Analyse durch Synthese (3)
- Computersimulation (3)
- Datenstruktur (3)
- Erweiterte Realität (3)
- Globale Beleuchtung (3)
- Interaktion (3)
- Line Space (3)
- Markerloses Tracking (3)
- Modellbasiertes Tracking (3)
- Objektverfolgung (3)
- Segmentierung (3)
- Software (3)
- Tracking (3)
- Virtual Reality (3)
- Visualisierung (3)
- 3D (2)
- Applikation (2)
- Augenbewegung (2)
- Autonomes Robotersystem (2)
- Bild (2)
- Bildregistrierung (2)
- C++ (2)
- Compute Shader (2)
- Computer (2)
- Datenschutz (2)
- Frau (2)
- GLSL (2)
- Gaze Tracker (2)
- Global Illumination (2)
- Grafikkarte (2)
- Grafikprozessor (2)
- Graphik (2)
- Graphikprozessor (2)
- High dynamic Range (2)
- Immersion (2)
- Informatik (2)
- Kalibrierung (2)
- Kamera (2)
- Laserscanner (2)
- Linespace (2)
- Mikroskopie (2)
- Navigation (2)
- OpenGL Shading Language (2)
- Partikelsystem (2)
- Path Tracing (2)
- Physiksimulation (2)
- Point Rendering (2)
- Ray tracing (2)
- Realistische Computergrafik (2)
- Registrierung <Bildverarbeitung> (2)
- Rendering (2)
- Rettungsroboter (2)
- Schatten (2)
- Selbstlokalisation (2)
- Smartphone (2)
- Spiel (2)
- Starrkörper (2)
- Stereosehen (2)
- Textur-Mapping (2)
- Tourismus (2)
- Transform Feedback (2)
- Virtuelle Realität (2)
- Volumen (2)
- Volumen-Rendering (2)
- Volumenrendering (2)
- Webcam (2)
- Whiteboard (2)
- Wiimote (2)
- Wiki (2)
- Zielverfolgung (2)
- interaktiv (2)
- 2-D (1)
- 2D/3D-Segmentierung (1)
- 3-D-Laserscannen (1)
- 3-D-Modell (1)
- 3-D-Modelle (1)
- 3-D-Scanning (1)
- 360 Grad (1)
- 360 degree (1)
- 3D Modell Referenz Bildsynthese (1)
- 3D Painting (1)
- 3D-Abbildungen (1)
- 3D-Color-Structure-Code (1)
- 3D-Darstellung (1)
- 3D-RETISEG (1)
- 3D-Scan (1)
- 3D-Vermessung (1)
- 3D-Videospiel (1)
- 3D-Visualisierung (1)
- AMIRE (1)
- AR (1)
- ARToolkit (1)
- ARToolkitPlus (1)
- Adaptive Abtastung (1)
- Algorithmus (1)
- Ambient Occlusion (1)
- Analyse-durch-Synthese (1)
- Android development (1)
- Androidentwicklung (1)
- Angiographiebilder (1)
- Animationsverfahren (1)
- Anzeige (1)
- App (1)
- Assembly (1)
- Astrophysik (1)
- Augenblick-SDK (1)
- Augmented Reality Szenario (1)
- Ausrichtungswerkzeug (1)
- Austausch (1)
- Auszeichnungssprache (1)
- Automatische Klassifikation (1)
- Automatische Kontrolle im Produktionsprozess (1)
- Autonome Exploration (1)
- Autonome Robotik (1)
- Autonomous Exploration (1)
- Autorensystem (1)
- Avatare (1)
- Axis Aligned Bounding Box (AABB) (1)
- BRDF (1)
- Balancetheorie (1)
- Beleuchtung (1)
- Beleuchtungsverfahren (1)
- Benutzerorientierung (1)
- Benutzerprofil (1)
- Benutzerschnittstelle (1)
- Beschleunigungsensor (1)
- Besuchersoftware (1)
- Bewegungsmodell (1)
- BildKlang (1)
- Bildanalyse (1)
- Bildanalyse-Verfahren (1)
- Bildaufloesung (1)
- Bildauflösung (1)
- Bilderkennung (1)
- Bildsensor (1)
- Billard (1)
- Blinder Fleck (1)
- Bordinstrument (1)
- Bounding Volume Hierarchie (1)
- Bounding Volume Hierarchy (1)
- Breaking (1)
- Brechung (1)
- Bruchsimulation (1)
- Business Intelligence (1)
- CAD (1)
- CB2 (1)
- CSMs (1)
- CT-Datensätze (1)
- Cascada (1)
- Casual Game (1)
- Cg (1)
- Charakter-Objekt-Interaktion (1)
- Charakteranimation (1)
- Colonoscopy (1)
- Color Structure Code (1)
- ColorSym (1)
- Communication System (1)
- Compute-Shader (1)
- Computer-aided diagnosis (1)
- Computeranimation (1)
- Computerspiele (1)
- Computertomografie (1)
- Computertomographie (1)
- Constitutive Model (1)
- CosiMail (1)
- Cybersickness (1)
- DCMTK (1)
- DICOM (1)
- DIN EN ISO 9241 (1)
- DTI (1)
- Darmspiegelung (1)
- Datenanalyse (1)
- Datenbrille (1)
- Datenschutzkompetenz (1)
- Datenschutzkompetenzmodell (1)
- Deep Learning (1)
- Designwerkzeug (1)
- Digital Storytelling (1)
- Displacement Mapping (1)
- Display (1)
- Distanzfeld (1)
- Dreidimensionale Visualisierung (1)
- Dreidimensionales Modell (1)
- Dynamische Programmierung (1)
- E-Learning (1)
- E-Mail (1)
- EEG (1)
- Echtzeit (1)
- Echtzeit Anwendung (1)
- Echtzeit Raytracing (1)
- Echtzeit-Raytracer "Augenblick" (1)
- Echtzeitanimationssystem (1)
- Echtzeitfähigkeit (1)
- Elektroencephalographie (1)
- Enhanced Reality (1)
- Entwicklung (1)
- Erweiterte Realität <Informatik> (1)
- Eulerian grid (1)
- Evaluation (1)
- Explorationstransformation (1)
- Exporation Transform (1)
- Extended Reality (1)
- Extension (1)
- Eye-Tracking (1)
- Eyetracking (1)
- FPIC (1)
- Fachinformationssysteme (1)
- Farbsymmetrie (1)
- Fast Convolution (1)
- FastSLAM Algorithmus (1)
- Fedora (1)
- Fell (1)
- Fell Rendering (1)
- Fernsehtechnik (1)
- Feuer (1)
- Fire (1)
- Flow-Erlebnis (1)
- Flugkörper (1)
- Fluid Simulation (1)
- Fluid dynamics (1)
- Fluiddynamik (1)
- Fluidsimulation (1)
- Foils <Programm> (1)
- Fourier (1)
- Fracturing (1)
- Fragmentshader (1)
- Framework (1)
- Frei Programmierbares Kombinationsinstrument (1)
- Fresnel (1)
- Funktionelle NMR-Tomographie (1)
- GPGPU-Programmierung (1)
- GPU - Raycasting (1)
- GPU Programmierung (1)
- GPU basiert (1)
- GPU-Programmierung (1)
- Gamebased (1)
- Gamebasiertheit (1)
- Gaze-Tracking (1)
- Gebrauchstauglichkeit (1)
- Gebäudemodelle (1)
- Geländemodell (1)
- Geodaten (1)
- Geometrie-Shader (1)
- Geometry (1)
- Geometry-Shader (1)
- Geometryshader (1)
- Gerstner (1)
- Geste (1)
- Gesteninterpretation (1)
- Gittererzeugung (1)
- Glaukom (1)
- Glint Center Estimation Algorithmus (1)
- Gonioreflectometer (1)
- Gradientenanalyse (1)
- Grafik (1)
- Graphikhardware (1)
- Graphpipes (1)
- Grundschule (1)
- HDR-Bild (1)
- HDR-Bilder (1)
- HDR-Kamera (1)
- Haare (1)
- Halbschatten (1)
- Haptik (1)
- Headerdaten Netzwerkpaket SOCK_RAW SOCK_PACKET (1)
- Heidelberg Retina Tomograph (1)
- Herausforderung (1)
- Herzerkrankungen (1)
- Hochgeschwindigkeitstracking (1)
- Hochpräzise Volumenmessung (1)
- HoloLens (1)
- ICP-Algorithmus (1)
- IK-Algorithmus (1)
- Implizite Oberfläche (1)
- Indirekte Beleuchtung (1)
- Informatikunterricht (1)
- Information Retrieval (1)
- Information-Retrieval (1)
- Informationsvisualisierung (1)
- Innenarchitektur (1)
- Interaktionselemente (1)
- Interaktives Whiteboard (1)
- Inverse Kinematik (1)
- Inverses Modell (1)
- Iterative Closest Points (1)
- Iterative Dual Correspondences (1)
- J2ME (1)
- JGraph (1)
- Jump'n Run-Spiel (1)
- KD-Bäume und Binary-Space-Partitioning-Bäume (1)
- Kabel (1)
- Kalibrieren <Messtechnik> (1)
- Kamera Pose Tracking (1)
- Kartesisches Euler-Gitter (1)
- Kartesisches Gitter (1)
- Kartographie (1)
- Katadioptrisches Stereosystem (1)
- Kinect (1)
- Klassifikation (1)
- Klassifikationsframework (1)
- Kohärenzanalyse (1)
- Kollaboration (1)
- Kollisionserkennung (1)
- Koloskopie (1)
- Kontrastlose Oberflächen (1)
- Landschaftsgestaltung (1)
- Landschaftsmodell (1)
- Leap-Motion (1)
- Lehrer (1)
- Lernen (1)
- Lernspiel (1)
- Lichttransport (1)
- Light Injection (1)
- Linienkorrelationen (1)
- Lokale Bildmerkmale (1)
- Lokalisierung (1)
- MP3 Player (1)
- Machine Learning (1)
- Malen (1)
- Mammographie (1)
- Matching-Verfahren (1)
- Matchingverfahren (1)
- Material Point Method (1)
- Material point method (1)
- Materialmodell (1)
- Materie-Punkt-Methode (1)
- Matting (1)
- Maya (1)
- Medizinische Bildverarbeitung (1)
- Medizinische Visualisierung (1)
- Medizintechnik (1)
- Mensch-Maschine-Schnittstelle (1)
- Merkmalsbewertung (1)
- Merkmalsmanagement (1)
- Merkmalssynthese (1)
- Metric based Icp (1)
- Mikroskopische Objekte (1)
- Mind Maps (1)
- Mixed Reality (1)
- Mobile Kommunikation (1)
- Mobile Roboter (1)
- Mobile Robots (1)
- Mobiler Roboter (1)
- Mobiles Informatinssystem (1)
- Modellieren (1)
- Modellierung (1)
- Modellierungstool (1)
- Modulare Softwarearchitektur (1)
- Modulares Softwaresystem (1)
- Montage (1)
- Motion Sickness (1)
- Motivation (1)
- Multivariate Datenanalyse (1)
- Musik (1)
- Musteranalyse (1)
- Myokard (1)
- NURBS (1)
- Natural Image Matting (1)
- Navier"Stokes equations (1)
- Navier-Stokes-Gleichungen (1)
- Networked Graphs (1)
- Netzhaut (1)
- Netzwerkmanagement (1)
- Netzwerkmonitoring (1)
- Netzwerkschicht (1)
- Netzwerktechnik (1)
- Nicht-photorealistisches Rendering (1)
- Nintendo DS (1)
- Nintendo Wii Fernbedienung (1)
- Nvidia CUDA (1)
- OGRE (1)
- Oberflächenentwurf (1)
- Oberflächengestaltung (1)
- Oberflächenorientierung (1)
- Oberflächenstruktur (1)
- Objekterkennung (1)
- Octree Textur (1)
- Oktalbaum (1)
- Oktonärbäume (1)
- Open Source 3D Graphics Engine (1)
- OpenCL (1)
- Optische Messtechnik (1)
- Optisches Mikroskop (1)
- Ornamentik (1)
- Ornamentklassifikation (1)
- PACS- Picture Archiving (1)
- PBRT (1)
- Packet Header SOCK_RAW SOCK_PACKET (1)
- Par (1)
- Partikel (1)
- Partikelsimulation (1)
- Path transformation (1)
- Pathtracing (1)
- Personentracking (1)
- Personenverfolgungssystem (1)
- Pfadtransformation (1)
- Phantom Omni (1)
- Photogrammetrie Kalibrierung EMVA-1288 (1)
- Photogrammetry (1)
- Physik (1)
- Physikengine (1)
- Planspiegel-System (1)
- Planspiel 2.0 (1)
- Pollenanalyse (1)
- Polypendetektion (1)
- Pose (1)
- Posebestimmung (1)
- Poseschätzung (1)
- Position Based Dynamics (1)
- Positionsbestimmung (1)
- Potenzialfeld (1)
- Pre-Integration (1)
- Primus (1)
- Privacy Competence Model (1)
- Präsentation (1)
- Punktkorrelationen (1)
- Punktrendering (1)
- Pupil Center Estimation Algorithmus (1)
- Qt/C++ (1)
- Qualitätssicherung (1)
- RIP-MTI (1)
- RIP-XT (1)
- RMTI (1)
- Radiales System (1)
- Radiosity (1)
- Raumplanung (1)
- Ray Tracer (1)
- Ray Tracing (1)
- Ray casting (1)
- Ray-Casting (1)
- Real-time computing (1)
- Realistisches Kameramodell (1)
- Reengineering (1)
- Reflexion (1)
- Relativitätstheorie (1)
- Rescue League (1)
- Rescue Robots (1)
- Retinex-Algorithmus (1)
- Reverberation (1)
- Rich Internet Application (1)
- Riss (1)
- Rissmusteranalyse (1)
- RoboCup Rescue (1)
- Roboter (1)
- Robotersystem (1)
- Routing (1)
- SIFT-Algorithmus (1)
- SIFT-Merkmale (1)
- SIFT-Verfahren (1)
- SIMD (1)
- SPARQL (1)
- STOR (1)
- SURF-Algorithmus (1)
- Sand (1)
- Scanmatching (1)
- Schlauch (1)
- Schnee (1)
- Schnelle Faltung (1)
- Semantic Desktop (1)
- Semantic Web (1)
- Semantik (1)
- Sensor (1)
- Sensorensteuerung (1)
- Separating-Axis-Theorem (1)
- Shaderframework (1)
- Shaderhochsprache (1)
- Shaderprogramm (1)
- Shattering (1)
- Simulation (1)
- Skript (1)
- Skript <Programm> (1)
- Socket (1)
- Socket-Schnittstelle (1)
- Software Engineering (1)
- Software- Ergonomie (1)
- Spaß (1)
- Spielkonsole (1)
- Sprachverarbeitung (1)
- Sprechtherapie (1)
- Stadt (1)
- Stadtmodelle (1)
- Standortbestimmung (1)
- Stereobildfolgen (1)
- Stereografie (1)
- Stereoskopie (1)
- Sterne (1)
- Steuerung (1)
- Stilisierung (1)
- Subsurface Scattering (1)
- Szeneneditor (1)
- Tageslichtprojektor (1)
- Tanzspiel (1)
- Textur (1)
- Texturierung (1)
- Thunderbird <Programm> (1)
- Tiefenbild (1)
- Tiefenkarte (1)
- Ton (1)
- Tone Mapping (1)
- Tone-Mapping (1)
- Tone-Mapping-Verfahren (1)
- Tonemapping (1)
- Tonemapping-Verfahren (1)
- Touchscreen (1)
- Tourism (1)
- Trackingsystem (1)
- Transfer function (1)
- Transferfunktion (1)
- Transportschicht (1)
- Triangulierung (1)
- USARSim (1)
- Umgebungslicht (1)
- Ungarische Methode (1)
- Uniforme Raumunterteilung (1)
- Unterricht (1)
- User Interface (1)
- VR (1)
- VST (1)
- Verbindungsschicht (1)
- Vertex Buffer Object (1)
- Vertex Buffer Objekt (1)
- Video (1)
- Video-Installation (1)
- Videospielentwicklung (1)
- Virtuelle Menschen (1)
- Visualisierungstechniken (1)
- Visuelle Installation (1)
- Visuelle Odometrie (1)
- Volume Rendering (1)
- Volumenvisualisierung (1)
- Vorliebe (1)
- Vorwärtsmodell (1)
- Voxel (1)
- Voxelisierung (1)
- Wasseroberfläche (1)
- Weibliches Publikum (1)
- Weiterentwicklung (1)
- Wellen (1)
- Wiederhall (1)
- Wii-Balance Board (1)
- Wolkensimulation (1)
- X-Cosim (1)
- XML (1)
- XTpeer (1)
- Zerbrechen (1)
- accelerometer (1)
- android (1)
- area light (1)
- augmented reality (1)
- computer games (1)
- depth map (1)
- disparity map (1)
- dreidimensionale Computergraphik (1)
- dynamic programming (1)
- engine (1)
- flow (1)
- fur rendering (1)
- game (1)
- general purpose (1)
- geometry shader (1)
- graphics card (1)
- hybride App (1)
- image processing (1)
- indirect lighting (1)
- indirektes Licht (1)
- interactive (1)
- interactive application (1)
- interaktive Applikation (1)
- interaktiven (1)
- jump'n run game (1)
- line space (1)
- markerless tracking (1)
- medizinische Bilddaten (1)
- menschliches Auge (1)
- multidimensional transfer function (1)
- multidimensionale Transferfunktion (1)
- natural language processing (1)
- natürliche Sprache (1)
- octree texture (1)
- physics (1)
- physics simulation (1)
- polyp detection (1)
- projektives Malen (1)
- prozedural (1)
- ray casting (1)
- ray tracing (1)
- raycasting (1)
- raytracing (1)
- reflection (1)
- refraction (1)
- relativity (1)
- rigid body (1)
- rtx (1)
- sensor control (1)
- shader (1)
- snow (1)
- soft shadow (1)
- stereo vision (1)
- syntaktische Analyse (1)
- texturing (1)
- transform feedback (1)
- virtual human (1)
- visualization (1)
- volume rendering (1)
- volume visualization (1)
- volumenrendering (1)
- voxelization (1)
- vulkan (1)
- water surface (1)
- waves (1)
Institute
- Institut für Computervisualistik (282) (remove)
Point Rendering
(2021)
In this thesis different methods for rendering point data are shown and compared with each other. The methods can be divided into two categories. For one visual methods are introduced that strictly deal with the displaying of point primitves. The main problem here lies in the depiction of surfaces since point data, unlike traditional triangle meshes, doesn't contain any connectivity information. On the other hand data strucutres are shown that enable real-time rendering of large point clouds. Point clouds often contain large amounts of data since they are mostly generated through 3D scanning processes such as laser scanning and photogrammetry.
Der Wettbewerb um die besten Technologien zur Realisierung des autonomen Fahrens ist weltweit in vollem Gange.
Trotz großer Anstrengungen ist jedoch die autonome Navigation in strukturierter und vor allem unstrukturierter Umgebung bisher nicht gelöst.
Ein entscheidender Baustein in diesem Themenkomplex ist die Umgebungswahrnehmung und Analyse durch passende Sensorik und entsprechende Sensordatenauswertung.
Insbesondere bildgebende Verfahren im Bereich des für den Menschen sichtbaren Spektrums finden sowohl in der Praxis als auch in der Forschung breite Anwendung.
Dadurch wird jedoch nur ein Bruchteil des elektromagnetischen Spektrums genutzt und folglich ein großer Teil der verfügbaren Informationen zur Umgebungswahrnehmung ignoriert.
Um das vorhandene Spektrum besser zu nutzen, werden in anderen Forschungsbereichen schon seit Jahrzehnten \sog spektrale Sensoren eingesetzt, welche das elektromagnetische Spektrum wesentlich feiner und in einem größeren Bereich im Vergleich zu klassischen Farbkameras analysieren. Jedoch können diese Systeme aufgrund technischer Limitationen nur statische Szenen aufnehmen. Neueste Entwicklungen der Sensortechnik ermöglichen nun dank der \sog Snapshot-Mosaik-Filter-Technik die spektrale Abtastung dynamischer Szenen.
In dieser Dissertation wird der Einsatz und die Eignung der Snapshot-Mosaik-Technik zur Umgebungswahrnehmung und Szenenanalyse im Bereich der autonomen Navigation in strukturierten und unstrukturierten Umgebungen untersucht. Dazu wird erforscht, ob die aufgenommen spektralen Daten einen Vorteil gegenüber klassischen RGB- \bzw Grauwertdaten hinsichtlich der semantischen Szenenanalyse und Klassifikation bieten.
Zunächst wird eine geeignete Vorverarbeitung entwickelt, welche aus den Rohdaten der Sensorik spektrale Werte berechnet. Anschließend wird der Aufbau von neuartigen Datensätzen mit spektralen Daten erläutert. Diese Datensätze dienen als Basis zur Evaluation von verschiedenen Klassifikatoren aus dem Bereich des klassischen maschinellen Lernens.
Darauf aufbauend werden Methoden und Architekturen aus dem Bereich des Deep-Learnings vorgestellt. Anhand ausgewählter Architekturen wird untersucht, ob diese auch mit spektralen Daten trainiert werden können. Weiterhin wird die Verwendung von Deep-Learning-Methoden zur Datenkompression thematisiert. In einem nächsten Schritt werden die komprimierten Daten genutzt, um damit Netzarchitekturen zu trainieren, welche bisher nur mit RGB-Daten kompatibel sind. Abschließend wird analysiert, ob die hochdimensionalen spektralen Daten bei der Szenenanalyse Vorteile gegenüber RGB-Daten bieten
Soziale Netzwerke spielen im Alltagsleben der Schülerinnen und Schüler eine entscheidende Rolle. Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde ein Konzept für die Anzeige von Profilvorschlägen innerhalb des sozialen Netzwerks „InstaHub“, welches ein speziell für den Informatikunterricht programmiertes Werkzeug zum Thema „Datenbanken“ darstellt, entwickelt. Als Hürde stellte sich dabei dar, dass von den etablierten sozialen Netzwerken nur wenig bis gar keine Informationen über die Berechnung von Profil- oder Freundschaftsvorschlägen preisgegeben werden. Daher wurde zunächst das Wesen von Beziehungen zwischen Menschen in nicht-internetbasierten und in internetbasierten sozialen Netzwerken sowie die Gründe für Beziehungen zwischen Menschen in diesen Netzwerken dargelegt. Anhand der Beobachtung von Vorschlägen in anderen sozialen Netzwerken sowie der in InstaHub gespeicherten Nutzerdaten wurde ein Algorithmus für Profilvorschläge in InstaHub entworfen und mitsamt einer passenden Visualisierung entsprechend implementiert. Den zweiten Teil der Arbeit bildete eine Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe II mit dem Thema Gefahren der Erzeugung und Verarbeitung von personenbezogenen Daten. In der Unterrichtseinheit dienen die Profilvorschläge in InstaHub, die auf von InstaHub über dessen Nutzer gesammelten Daten aufbauen, als Einstieg in die Thematik. Anschließend wird der Fokus von sozialen Netzwerken auf andere Online-Dienste erweitert und auf die Verarbeitung und Weitergabe dieser Daten eingegangen.
Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist die Absicherung der Qualität eines pharmazeutischen Produktionsprozesses durch die Überprüfung des Volumens mikroskopischer Polymerstäbchen mit einem hochgenauen 3D Messverfahren. Die Polymerstäbchen werden für pharmazeutische Anwendungen hergestellt. Aus Gründen der Qualitätssicherung muss das Istgewicht überprüft werden. Derzeit werden die Polymerstäbchen stichprobenartig mit einer hochpräzisen Waage gewogen. Für die nächste Generation von Polymeren wird angenommen, dass die Produktabmessungen weiter reduziert werden sollen und die Produktionstoleranzen auf 2,5% gesenkt werden. Die daraus resultierenden Genauigkeitsanforderungen übersteigen jedoch die Möglichkeiten der Wiegetechnik. Bei homogenen Materialien ist die Masse proportional zum Volumen. Aus diesem Grund kommt dessen Bestimmung als Alternative in Frage. Dies verschafft Zugang zu optischen Messverfahren und deren Flexibilität und Genauigkeitpotenzial. Für den Entwurf eines auf die Fragestellung angepassten Messkonzeptes sind weiterhin von Bedeutung, dass das Objekt kontaktlos, mit einer Taktzeit von maximal fünf Sekunden vermessen und das Volumen approximiert wird. Die Querschnitte der Polymerstäbchen sind etwa kreisförmig. Aufgrund der Herstellung der Fragmente kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Anlageflächen orthogonal zur Symmetrieachse des Objektes sind. Daher muss analysiert werden, wie sich kleine Abweichungen von kreisförmigen Querschnitten sowie die nicht idealen Anlageflächen auswirken. Die maximale Standardabweichung für das Volumen, die nicht überschritten werden sollte, beträgt 2,5%. Dies entspricht einer maximalen Abweichung der Querschnittsfläche um 1106 µm² (Fehlerfortpfanzung). Als Bewertungskriterium wird der Korrelationskoeffzient zwischen den gemessenen Volumina und den Massen bestimmt. Ein ideales Ergebnis wäre 100%. Die Messung zielt auf einen Koeffzienten von 98% ab. Um dies zu erreichen, ist ein präzises Messverfahren für Volumen erforderlich. Basierend auf dem aktuellen Stand der Technik können die vorhandenen optischen Messverfahren nicht verwendet werden. Das Polymerstäbchen wird von einer Kamera im Durchlicht beobachtet. Daher sind der Durchmesser und die Länge sichtbar. Das Objekt wird mittels einer mechanischen Vorrichtung um die Längsachse gedreht. So können Bilder von allen Seiten aufgenommen werden. Der Durchmesser und die Länge werden mit der Bildverarbeitung berechnet. Das neue Konzept vereint die Vorteile der Verfahren: Es ist unempfindlich gegen Farb-/Helligkeitsänderungen und die Bilder können in beliebiger Anzahl aufgenommen werden. Außerdem sind die Erfassung und Auswertung wesentlich schneller. Es wird ein Entwurf und die Umsetzung einer Lösung zur hochpräzisen Volumenmessung von Polymerstäbchen mit optischer Messtechnik und Bildverarbeitung ausgearbeitet. Diese spezielle Prozesslösung in der Prozesslinie (inline) sollte eine 100%ige Qualitätskontrolle während der Produktion garantieren. Die Zykluszeiten des Systems sollte fünf Sekunden pro Polymerstäbchen nicht überschreiten. Die Rahmenbedienungen für den Prozess sind durch die Materialeigenschaften des Objekts, die geringe Objektgröße (Breite = 199 µm, Länge = 935 µm bis 1683 µm) und die undeffinierte Querschnittsform (durch den Trocknungsprozess) vorgegeben. Darüber hinaus sollten die Kosten für den Prozess nicht zu hoch sein. Der Messaufbau sollte klein sein und ohne Sicherheitsvorkehrungen oder Abschirmungen arbeiten. Das entstandene System nimmt die Objekte in verschiedenen Winkelschritten auf, wertet mit Hilfe der Bildverarbeitung die Aufnahmen aus und approximiert das Volumen. Der Korrelationskoffizient zwischen Volumen und Gewicht beträgt für 77 Polymerstäbchen mit einem Gewicht von 37 µg bis 80 µg 99; 87%. Mit Hilfe eines Referenzsystems kann die Genauigkeit der Messung bestimmt werden. Die Standardabweichung sollte maximal 2,5% betragen. Das entstandene System erzielt eine maximale Volumenabweichung von 1,7%. Die Volumenvermessung erfüllt alle Anforderungen und kann somit als Alternative für die Waage verwendet werden.
In the context of augmented reality we define tracking as a collection of methods to obtain the position and orientation (pose) of a user. By means of various displaying techniques, this ensures a correct visual overlay of graphical information onto the reality perceived. Precise results for calculation of the camera pose are gained by methods of image processing, usually analyzing the pixels of an image and extracing features, which can be recognized over the image sequence. However, these methods do not regard the process of image synthesis or at least in a very simplyfied way. In contrast, the class of model-based methods assumes a given 3D model of the observed scene. Based on the model data features can be identified to establish correspondences in the camera image. From these feature correspondences the camera pose is calculated. An interesting approach is the strategy of analysis-by-synthesis, regarding the computer graphics rendering process for extending the knowledge about the model by information from image synthesis and other environment variables.
In this thesis the components of a tracking system are identified and further it is analyzed, to what extend information about the model, the rendering process and the environment can contribute to the components for improvement of the tracking process using analysis-by-synthesis. In particular, by using knowledge as topological information, lighting or perspective, the feature synthesis and correspondence finding should lead to visually unambiguous features that can be predicted and evaluated to be suitable for stable tracking of the camera pose.
Studies in recent years have demonstrate adolescents and young adults to have a deficient data protection competence, however children and adolescents between the ages of ten and 13 were mostly not focus of these studies. Therefore, the guiding question of the work is how data protection competence is developed in children and adolescents at a young age in order to be able to infer suitable, educational concepts for this age group. At the beginning of the work, a data protection competence model is derived from a media competence model, which serves as the basis for the further field investigation. A survey was carried out at general secondary schools in Rhineland-Palatinate, which shows that the respondents still have sufficiently developed Risk Assessment Competence, but were insufficiently developed in terms of knowledge, Selection and Usage Competence and the Implementation Competence. Recommendations for actions are given in the last part of the work – containing learning goal descriptions to be possibly implemented in an educational framework – in order to address this issue.
In dieser Arbeit wird die Konzeption, Implementierung und Evaluierung einer Augmented Reality-App beschrieben. Diese wurde mit dem Ziel entwickelt, Objekte im realen Raum mit virtuellen Hilfsmitteln auszumessen, sodass diese Anwendung einen Holzgliedermaßstab ersetzen kann. Hinzu kommt die praktische Speicherung der Messwerte. Angefertigt wurde die App mit der Unity Engine und programmiert in C#.
Schwerpunkte dieser Arbeit sind die Benutzerfreundlichkeit der App, sowie die Eignung von AR Foundation für das Ausmessungstool.
Die Anwendung wird auf die genannten Kriterien im Rahmen eines Nutzertests in einer abschließenden Evaluation bewertet.
Als Ergebnis ließ sich festhalten, dass sich die AR-App noch im Prototyp-Stadium befindet, aber im Allgemeinen schon als benutzerfreundlich gilt. Kleinere Änderungen sollen und müssen noch vorgenommen werden, um auch den Umgang mit dem AR-Tool zu vereinfachen.
In der Computergrafik stellte die Berechnung von Reflexionen lange ein
Problem dar. Doch mit der ständigen Weiterentwicklung der Hardware
und Vorstellung neuer Verfahren ist eine realitätsnahe,
echtzeitfähige(durchschnittlich 60 FPS) Berechnung von Reflexionen möglich. In der folgenden Ausarbeitung werden verschiedene Reflexionsverfahren vorgestellt. Alle mathematischen und physikalischen Grundlagen werden gegeben, um die Algorithmen nachvollziehen zu können. Da eine Reflexion immer das Abtasten eines reflektierten Vektors bedeutet, werden zwei verschiedene Abtastungsverfahren für blickabhängige Reflexionen vorgestellt und anschließend implementiert. Zuletzt werden die Verfahren auf Basis von Qualität und Performance gegenübergestellt.
This bachelor thesis deals with the conception, implementation and evaluation of a Jump'n'Run game and the consideration of the influence of achievment systems on players. In the game Age of Tunes you play Bardur, the beardless bard and have to try to free the cursed magical creatures in the world Harmonica. The emphasis of the thesis was the clean conception and gradual development of the game, appealing graphic quality, integration of opponents, a mini-game and the consideration of effects of an achievment system on players. In a final evaluation the game and the behavior could be evaluated regarding the achievments.
The following bachelor thesis gives an overview of various approaches and techniques for procedural generation of three-dimensional city models. Especially the usage of generative grammars is being examined and later used for the implementation of an own application. Its focus was the embedding of predetermined primary street networks as well as the procedural generation of secondary street networks and different kinds of buildings. The application allows the efficient creation of extensive and variably structured city models. However, there are restrictions regarding the realism and variation of the results.
In dieser Arbeit wird das Echtzeitrendering von Wolken von der Theorie bis hin zur Entwicklung derselben behandelt. Dabei sollen die visuellen Eigenschaften der Wolken sowie die unterschiedliche Wolkentypen simuliert werden. Dabei ist die Berechnung der Beleuchtung essentiell für ein glaubwürdiges Ergebnis. Die Rendertechniken nutzen dabei unterschiedliche Noise-Texturen; für die Modulierung der Wolken sind es hauptsächlich Perlin- und Perlin-Worley-Texturen. Das Rendern der Wolken wird per Compute-Shader durchgeführt um die Echtzeitfähigkeit zu gewährleisten. Um die Performance zu steigern, werden Temporal Reprojektion und andere Optimierungstechniken angewendet.
This Bachelor thesis describes the conception, implementation and evaluation of a playful augmented reality application for mobile devices. Building on the ARCore SDK, the game pARcours was developed, where the player can place virtual objects in the real environment to build their own parcours. This must be flown through with a likewise virtual aircraft. The main focus in the implementation of the game was on the interaction with the virtual objects and the collision detection of these with real surfaces. Furthermore, various input methods for building the parcours and controlling the aircrafts were examined. In a final evaluation both the game and the various input methods could be evaluated, as well as ARCore with regard to the development of augmented reality applications.
This thesis deals with the conception and implementation of an action role-playing game using the game engine Unity. Within the context of an evaluation, the game was supposed to be evaluated with regard to the usability of the integrated control modes, the visual conviction of the animations and the user-friendliness of the tools and visualizations provided. In addition, weaknesses and problems in the game were to be identified through open feedback. The results of the evaluation showed that the game is still expandable in terms of usability and user-friendliness, but has left a good impression on the test persons.
Simulation von Rauch
(2019)
This bachelor thesis deals with the simulation of smoke in a particle
system. Here the possibilities are investigated to implement smoke as
realistically as possible in a particle system and to calculate it in real time.
The physical simulation is based on the work of Müller and
Ren, who deal with the physical properties of fluids and gases.
The simulation was implemented on the GPU using C++, OpenGL and
the compute shaders available in OpenGL. Special attention was paid
to the performance of the simulation. Hoetzlein techniques are
used to accelerate the particle system. Two acceleration methods were
then implemented and compared. The runtime, but also the used memory
space of the GPU is discussed.
In this thesis, the theory of video seethrough is fundamentally presented on the basis of a panoramic view from several camera frames of
different perspectives. Based on this, a system was designed and implemented in which video streams are put together into a panoramic image by
perspective distortion. This is then projected onto the inside of a cylinder
with the virtual position of the viewer in the middle. Finally, the resulting
video panoramas will be displayed in VR glasses. Within the implementation some optimizations are also presented, among others those that make
the system real-time capable beyond the task. Furthermore, the developed
system will be evaluated and compared with two other methods.
This thesis is about the design and the implementation of a virtual reality experience. The goal is to answer two questions: Is it possible to create an immersive virtual reality experience which is mainly using impulses and triggers to scare and frighten users? Secondly, is this immersion strong enough to create an illusion in which the user can't separate the real world from the virtual world? To realise this project the design program Unity3D as well as Visual Studios 2017 were used. Furthermore, in order to verify that the experience is indeed immersive for the user, an experiment with a sample size of seven people was created. Afterwards the candidates were interviewed via a questionnaire how they felt during the virtual reality application. As a result the study showed that the application has tendencies to be immersive but the users were still aware of the situation. It can be concluded that the immersion was not strong enough to fool users regarding the separation of virtual and real world.
Clubs, such as Scouts, rely on the work of their volunteer members, who have a variety of tasks to accomplish. Often there are sudden changes in their organization teams and offices, whereby planning steps are lost and inexperience in planning occurs. Since the special requirements are not covered by already existing tools, ScOuT, a planning tool for the organization administration, is designed and developed in this work to support clubs with regard to the mentioned problems. The focus was on identifying and using various suitable guidelines and heuristic methods to create a usable interface. The developed product was evaluated empirically by a user survey in terms of usability.
The result of this study shows that already a high degree of the desired goal could be reached by the inclusion of the guidelines and methods. From this it can be concluded that with the help of user-specific concept ideas and the application of suitable guidelines and methods, a suitable basis for a usable application to support clubs can be created.
Global-Illumination is an important part of the rendering of realistic images. However, the computational complexity of an accurate simulation of these effects is too high for the use in real time applications. In this paper Light-Propagation-Volumes, Screen-Space-Reflections and multiple variants of Screen-Space-Ambient-Occlusion are investigated as a solution for real time rendering. It is shown that they are fast enough for the use in real time applications. The various techniques approximate only a few aspects of the light transport, but complement each other.
The goal of simulations in computergraphics is the simulation of realistic phenomena of materials. Therefore, internal and external acting forces are accumulated in each timestep. From those, new velocities get calculated that ultimately change the positions of geometry or particles. Position Based Dynamics omits thie velocity layer and directly works on the positions. Constraints are a set of rules defining the simulated material. Those rules must not be violated throughout the simulation. If this happens, the violating positions get changed so that the constraints get fullfilled once again. In this work a PBD-framework gets implemented, that allows simulations of solids and fluids. Constraints get solved using GPU implementations of Gauss-Seidel and Gauss-Jakobi solvers. Results are physically plausible simulations that are real-time capable.
This bachelor thesis investigates the utilization of the Wii Balance Board
in virtual reality applications. For the investigation a snowboard game is
implemented, in which the virtual avatar can be controlled with the pressure
sensors of the Wii Balance Board. The user should be able to move
playfully and intuitively through the virtual environment by balancing his
body. The immersiveness and the influence on motion sickness and cybersickness
will be investigated. In Addition, the Wii Balance Board will be
compared with the Xbox Controller. The aim of the work is to evaluate
whether the Wii Balance Board is able to allow free movement in virtual
environments and whether it is more advantageous to use it rather than
a conventional controller. The results of the survey indicate that the Wii
Balance Board has a positive influence on the immersivness of the game,
despite better game results by using a conventional controller. The survey
also reveals that the use of the Wii Balance Board is responsible for more
motion-sickness/cybersickness cases.
In dieser Arbeit wird eine Unterrichtsreihe beschrieben, welche aus den drei Bereichen „mathematische Relationen“, „Datenbanken in Sozialen Netzwerken“ und „Datenschutz“ zusammengesetzt ist. Zu jedem Bereich wird ein eigener Unterrichtsentwurf präsentiert.
Außerdem wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Programm zur Visualisierung der Relationen des Sozialen Netzwerks Instahub entworfen, welches im Anschluss an die Beschreibung der Unterrichtsreihe aufgeführt wird.
Diese Arbeit soll das von Dietz und Oppermann entwickelte Planspiel „Datenschutz 2.0“ an den heutigen Alltag der Schüler anpassen, die Benutzung in der Sekundarstufe II ermöglichen und die technischen und gesetzlichen Problematiken des Planspiels beheben. Das mit dem Planspiel aufgegriffene Thema Datenschutz ist im rheinland-pfälzischen Informatik-Lehrplan für die Sekundarstufe II verankert. Hier wird der Begriff Datenschutz in der Reihe „Datenerhebung unter dem Aspekt Datenschutz beurteilen“ genannt. Jedoch werden in dem Planspiel keine Daten erhoben, sondern die selbst hinterlassenen Datenspuren untersucht. Diese Form des Datenschutzes ist im Grundkurs in der vorgeschlagenen Reihe „Datensicherheit unter der Berücksichtigung kryptologischer Verfahren erklären und beachten“ unter dem Thema Kommunikation in Rechnernetzen zu finden. Im Leistungskurs steht die Datensicherheit in gleichbenannter Reihe und Thema und in der Reihe „Datenerhebung unter dem Aspekt Datenschutz beurteilen“ im Thema Wechselwirkung zwischen Informatiksysteme, Individuum und Gesellschaft.
Stylized image triangulation
(2019)
Stylized image triangulation is a popular tool of image processing. Results can be found on magazine covers or bought as a piece of art. Common use cases are filters by mobile apps or programs dedicated to automated triangulation. This thesis is based upon a paper that achieves new results formulating the adaptive dynamic triangulation as optimization problem. With this approach, new results concerning visual and technical quality are accomplished. One aim of this thesis is to make this approach accessible to as many users as possible. To reach users, a mobile app called Mesh is designed and implemented. A client-host-system is presented which relieves the app from computing the result requiring a lot of resources. Therefore, transferring the approach to a CPU based solution is part of the thesis. Also, a webserver is implemented that handles the communication between app and algorithm. “Mesh” enables the user to send a arbitrary image to the server whose result can be downloaded.
Part of the research deals with optimizing the method. As the main step, the gradient descent method, which minimizes an approximation error, is examined with three different approaches re-defining the movement of a point: The limitation of the directions of movement in a meaningful manner, diagonal directions and a dynamically repositioning of points are analyzed. Results show no improvement of visual quality using diagonal instead of horizontal and vertical steps. Disallowing a point to take its last position, the limitation of step opportunities results in a loss of visual quality but reaches an intended global error earlier. The dynamically repositioning rests upon a vectorbased solution that weights the directions and applies a factor to each of them. This results in a longer computational time but also in a higher visual quality.
Inspired by the work of Josh Bryan, another part of research aims at imitating an artists style. With the use of pseudo-random events combined with a geometryshader, a more natural look shall be achieved. This method illustrates a way of adding minor details to a rendering. To imitate an artist's work, a more complex and more precise triangulation is needed. As the last aspect, a renderstyle is presented. The style uses a center for its effect moving the triangles of a triangulation apart. The arbitrary choice of placing the centrum enables the renderstyle to be used in animations.
In order to plan the interior of a room, various programs for computers,
smart phones or head-mounted displays are available. The transfer to the
real environment is a difficult task. Therefore an augmented reality approach
is developed to illustrate the planning in the real room. If several
people want to contribute their ideas, conventional systems require to
work on one device together. The aim of this master thesis is to design and
develop a collaborative spatial planning application in augmented reality.
The application is developed in Unity with ARCore and C#.
In this master's thesis the principle of hybrid ray tracing, consisting of a rasterization pipeline which includes ray tracing techniques for certain effects, is explained and the implementation of an application which uses a hybrid approach in which ray tracing is used to calculate shadows, ambient occlusion, and reflections and combines those with direct lighting is documented and explained. Hybrid ray tracing is based on the idea of combining the performance and flexibility of rasterization-based approaches with ray tracing to overcome the limitation of not being able to access the complete surrounding geometry at any point in the scene.
While describing the implementation of said application, the RTX API which is being used for ray tracing is explained as well Vulkan, the graphics API used.
Based on the results and the insights gained while using the RTX API, it is assessed in regards of its usage scenarios and technical sophistication.
A gonioreflectometer is a device to measure the reflection properties of arbitrary materials. In this work, such an apparatus is being built from easily obtainable parts. Therefore three stepper-motors and 809 light-emitting diodes are controlled by an Arduino microcontroller. RGB-images are captured with an industrial camera which serve as refelction data. Furthermore, a control software with several capture programs and a renderer for displaying the measured materials are implemented. These allow capturing and rendering entire bidirectional reflection distribution functions (BRDFs) by which also complex anisotropic material properties can be represented. Although the quality of the results has some artifacts due to shadows of the camera, these artifacts can be largely removed by using special algorithms like inpainting. In addition, the goniorefelctometer is applied to other use cases. One can perform 3D scans, light field capturing and light staging without altering the construction. The quality of these processes also meet the expectations in a positive way. Thus, the gonioreflectometer built in this work can be seen as a widely applicable and economical alternative to other publications.
Raytracing von NURBS
(2019)
NURBS sind eine Art von Splines, die besondere Eigenschaften besitzen.
Das ray tracen von NURBS ist eine der Darstellungsmöglichkeiten von NURBS.
Dies ist durch das konkrete berechnen von Schnittpunkten mit Strahlen
möglich. Durch die vielseitige Möglichkeiten der Modellierung mittels NURBS
sind diese beliebt in Anwendungen die im Maschinenbau verwendet werden
und auch anderen CAD-Programmen. Diese Arbeit befasst sich mit der
Berechnung von NURBS-Kurven und -Oberflächen, dem direkten rendern
von diesen und wägt ab ob sich der Aufwand dafür im Vergleich zu Tesselierung
lohnt.
This bachelor thesis implements a system for camera tracking based on a particle filter. For this purpose, a marker tracking is realized and the camera position is calculated based on the marker position. The marker is to be found with a particle filter and in order to accomplish this possible marker positions are simulated, also called particles, and weighted with Likelyhood-Functions. The focus lies on the evaluation of different Likelihood-Functions of the particle filter. The Likelyhood functions were implemented in CUDA as part of the implementation.
Bildsynthese durch Raytracing gewinnt durch Hardware-Unterstützung in Verbraucher-Grafikkarten eine immer größer werdende Relevanz. Der Linespace dient dabei als eine neue, vielversprechende Beschleunigungsstruktur. Durch seine richtungsbasierte Natur ist es sinnvoll, ihn in andere Datenstrukturen zu integrieren. Bisher wurde er in ein Uniform-Grid integriert. Problematisch werden einheitlich große Voxel allerdings bei Szenen mit variierbarem Detailgrad. Diese Arbeit führt den adaptiven Linespace ein, eine Kombination aus Octree und Linespace. Die Struktur wird hinsichtlich ihrer Beschleunigungsfähigkeit untersucht und mit dem bisherigen Grid-Ansatz verglichen. Es wird gezeigt, dass der adaptive Linespace für hohe Grid-Auflösungen besser skaliert, durch eine ineffiziente GPU-Nutzung allerdings keine optimalen Werte erzielt.
The goal of this bachelor thesis was to add an image processing step to the music recognition software AudiVeris, in order to extract data even from faulty music sheet images. The procedure starts with a binarization using a regional version of Otsu's method. Following this the music sheet is searched for possible bendings, similar to those a hardcover book would cause. To achieve this the Hough transform is used for line detection and the k-means algorithm for cluster detection. Thereafter the music image is straightened using the discovered curvature.
In order to simulate realistic motion sequences, muscles must be able to be modelled anatomically correct. Yet it is only possible in SimPack to define muscles as a straight line between two points. This thesis presents an approach where ellipses can be defined through which a muscle must pass. The main problem is to calculate the length of this muscle through the ellipses. An algorithm is presented that calculates the shortest path of a muscle path through this ellipses. This algorithm is then implemented in Fortran 90 and integrated into an existing muscle model in SimPack.
In no field of computer science has the hardware developed as rapidly as in the field of computer graphics. Today, we can display complex, geometric scenes in real time in immersive systems and also integrate elaborate simulations.
The aim of this work is to realize the simulation of paint splashes in a virtual world. For this purpose, an application will be implemented with the help of Unity, that uses three different techniques to color the environment with the help of paint splashes. Based on this application, the limits and possibilities of the techniques in virtual environments are examined more closely.
This examination shows that an inverse projection produces the best results.
Ist es möglich, allein mittels VR-Headset bei Nutzern Immersion zu
erzeugen? Zur Beantwortung dieser Frage werden zwei Simulationen einer
Achterbahnfahrt ohne haptisches Feedback mittels der Unreal Engine
4.20.3 für ein HTC-Vive VR Headset entwickelt und implementiert. Die
zweite Simulation unterscheidet sich von der ersten durch die Darbietung
außergewöhnlicher Ereignisse während der Fahrt, für die vermutet wird,
dass sie das Immersionserleben verstärken. Elf Probanden nahmen an der
Untersuchung teil. Die Auswertung eines Fragebogens zur Erfassung der
Intensität der Immersion und der Antworten auf offenen Fragen zeigt, dass
Immersion in beiden Simulation erfolgreich erzeugt werden konnte. Manche
Merkmale der Simulation vertieften bei einzelnen Probanden das immersive
Erleben, bei anderen dagegen nicht. Die Bedeutung der Ergebnisse
und Optimierungsmöglichkeiten für künftige Studien werden diskutiert.
Simulation von Schnee
(2019)
Using physics simulations natural phenomena can be replicated
with the computer. The aim is to calculate a physical feature as correclty as
possible in order to draw conclusions for the real world. Fields of Application
are, for example, medicine, industry, but also games or films.
Snow is a very complex natural phenomenon due to its physical structure
and properties. To simulate snow, different material properties have to be
considered.
The most important method that deals with the simulation of snow and its
dynamics is the material point method. It combines the Lagrangian particles
based on continuum mechanics with a Cartesian grid. The grid enables
communication between the snow particles, which are not actually connected.
For calculation of particles data is transferred from these particles to
the grid nodes. There, calculations are carried out with information about
neighboring particles. The results are then transferred back to the original
particles. Using GPGPU techniques, physical simulations can be implemented
on the graphics card. Procedures like the material point method
can be parallelized well with these techniques.
This paper deals with the physical basics of the material point method and
implements them on the graphics card using compute shaders. Then performance
and quality are evaluated.
Unterschiedliche Quellen (Print-Medien, Fernsehberichte u. Ä.) berichten immer wieder davon, dass es mit der Datenschutzkompetenz bei Kindern und Jugendlichen schlecht bestellt ist. Daher ist dem Thema Datenschutz im Informatikunterricht eine besondere Bedeutung zuzuschreiben.
Im Rahmen der Dissertation von Herrn Hug wird ein Datenschutzkompetenzmodell [Quelle INFOS17] entwickelt, anhand dessen die Datenschutzkompetenz von Schülerinnen und Schülern im Altern von 10 bis 13 Jahren gemessen werden kann.
Im Rahmen dieser Masterarbeit werden existierende Unterrichtsmaterialien zum Thema Datenschutz gesammelt und dazu eine Unterrichtsreihe entwickelt. Hierbei werden auch eigene Zugänge aufzeigt, um ein kohärentes und abgeschlossenes Projekt zu entwerfen, bei dem aktuelle Gefahren für Schülerinnen und Schüler aufgezeigt werden. Ziel ist es, dass die Schülerinnen und Schüler dazu befähigt werden, ihr Verhalten bezüglich Datenschutz besser einzuschätzen und verantwortungsvoller mit ihren persönlichen Daten umzugehen. Im Rahmen eines Feldversuches in einer 6. Klasse eines Gymnasiums wurde die Unterrichtsreihe erprobt.
Im Bereich der Computergraphik bilden die Nicht-Photorealistischen Renderingverfahren einen Schwerpunkt in der technischen und wissenschaftlichen Visualisierung, vor allem aber in den künstlerischen Bereichen. Verschiedene Kunststile, sowie Zeichenmaterialien und ihre Eigenschaften stellen unterschiedliche Herausforderungen dar. Eine dieser Herausforderungen ist hierbei die Simulation flüssiger Zeichenmittel.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines interaktiven Zeichensystems für ein flüssiges Zeichenmittel, der Aquarellmalerei. Für die Simulation wird eine raue Zeichengrundlage generiert, sowie die Fluid Simulation und das optische Farbverhalten der Aquarellmalerei implementiert.
The aim of this work is to develop a simple concept for monitoring dogs that are alone at home for several hours. The prototypical implementation of such a "DogCam" can be considered as proof of concept. The basis for the prototype‘s implementation are the requirements identified within a conducted requirement analysis. Furthermore, the present work shows which improvements and extensions of the prototypical "DogCam" are possible and which similar projects already exist.
Photo realistic rendering of fur is a common problem in computer graphics and is often needed in animation films. This work presents two illumination models, originally presented for human hair rendering. The first model is from Marschner et al. presented in 2003, which is the basis of many other models. The second model is from d’Eon et al., which was presented in 2011. Both models are implemented into a path tracer, which simulates global illumination. The special features of fur fibers in contrast to human hair fibers will be shown and an explanation, to why both models can also be used for fur rendering, will be given. The main point of interest is a realistic visualization of fur. In addition to that the performance of both models will be compared and a suggestion to improve the performance will be given and evaluated in form of the use of a cylindrical intersection object for path tracing.
Technologische Fortschritte auf dem Gebiet der integrierten Halbleitertechnik, die unter anderem auch zur gestiegenen Leistungsfähigkeit der Kamerasensoren beitragen, konzentrierten sich bisher primär auf die Schnelligkeit und das Auflösungsvermögen der Sensoren. Die sich ständig verändernde Entwicklung hat jedoch direkte Folgen auf das physikalische Verhalten einer Kamera und damit auch Konsequenzen für die erreichbare geometrische Genauigkeit einer photogrammetrischen 3D-Rekonstruktion. Letztere stand bisher nicht im Fokus der Forschung und ist eine Aufgabe, der sich diese Arbeit im Sinne der Photogrammetrie und Messtechnik stellt. Aktuelle Untersuchungen und Erfahrungen aus industriellen Projekten zeigen in diesem Zusammenhang, dass das geometrisch-physikalische Verhalten digitaler Kameras - für höchste photogrammetrische Ansprüche - noch nicht ausreichend modelliert ist. Direkte Aussagen zur erreichbaren Genauigkeit bei gegebener Hardware erweisen sich daher bislang als unzureichend. Ferner kommt es aufgrund der unpräzisen Modellierung zu Einbußen in der Zuverlässigkeit der erreichten Ergebnisse. Für den Entwickler präziser kamerabasierter Messverfahren folgt daraus, dass zu einer optimalen Schätzung der geometrischen Genauigkeit und damit auch vollständigen Ausschöpfung der Messkamera geeignete mathematische Modelle erforderlich sind, die das geometrisch physikalische Verhalten bestmöglich beschreiben. Diese Arbeit beschreibt, wie die erreichbare Genauigkeit einer Bündelblockausgleichung, schon a priori mithilfe des EMVA1288 Standards approximiert werden kann. Eine in diesem Zusammenhang wichtige Teilaufgabe ist die Schaffung einer optimalen Messanordnung. Hierzu gehören Untersuchungen der üblicherweise verwendeten Kalibrierkörper und die Beseitigung von systematischen Fehlern vor und nach der Bündelblockausgleichung. Zum Nachweis dieser Systematiken wird eine auf statistischem Lernen basierende Methode beschrieben und untersucht. Erst wenn alle genauigkeitsmindernden Einflüsse berücksichtigt sind, wird der Anteil des Sensors in den Messdaten sichtbar und damit auch mathematisch parametrisierbar. Die Beschreibung des Sensoreinflusses auf die erreichbare Genauigkeit der Bündelblockausgleichung erfolgt in drei Schritten. Der erste Schritt beschreibt den Zusammenhang zwischen ausgewählten EMVA1288-Kennzahlen und der Unsicherheit eines Grauwertes. Der zweite Schritt ist eine Modellierung dieser Grauwertunsicherheit als Zentrumsunsicherheit einer Zielmarke. Zur Beschreibung dieser Unsicherheit innerhalb der Bündelblockausgleichung wird ein stochastisches Modell, basierend auf dem EMVA1288-Standard, vorgeschlagen. Ausgehend vom Rauschen des Zielmarkenmittelpunktes wird im dritten Schritt die Unsicherheit im Objektraum beispielhaft mit Hilfe von physikalisch orientierten Simulationen approximiert. Die Wirkung der vorgeschlagenen Methoden wird anhand von Realkalibrierungen nachgewiesen. Abschließend erfolgt die Diskussion der vorgeschlagenen Methoden und erreichten Ergebnisse sowie ein Ausblick auf kommende Untersuchungen.
In dieser Arbeit wird ein System zur Erzeugung und Darstellung stereoskopischen Video-Panoramen vorgestellt. Neben der theoretischen Grundlagen werden der Aufbau und die Funktionsweise dieses Systems erläutert.
Dazu werden spezielle Kameras verwendet, die Panoramen aufnehmen
können und zur Wiedergabe synchronisiert werden. Anschließend wird ein Renderer implementiert, welcher die Panoramen mithilfe einer VirtualReality Brille stereoskopisch darstellen kann. Dafür werden separate Aufnahmen für die beiden Augen gemacht und getrennt wiedergegeben. Zum Abschluss wird das entstandene Video-Panorama mit einem Panorama eines schon bestehenden Systems verglichen.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Untersuchung
verschiedener Methoden zur Ermittlung und Verbesserung der User
Experience eines Softwareproduktes einer mittelständigen Firma. Hierzu
wurde zunächst ein geeignetes Designkonzept und dazu passende Methoden
der Evaluation und des Testings ermittelt und dann auf das Produkt
angewendet. Mit dem Leitgedanken des User-Centered-Designs wurden
Methoden ausgewählt, welche die Nutzerinnen/Nutzer ins Zentrum der
Untersuchung stellten.
So konnte mit Hilfe der Nutzerinnen/Nutzer des Produktes
herausgefunden werden, wie die User-Experience ausfällt und wie diese
noch verbessert werden kann. In einer Fokusgruppe sind Prototypen für
die Verbesserung und Weiterentwicklung der Software entstanden.
Diese Bachelorarbeit ist sowohl für Sofwaredesignerinnen/-designer,
als auch für Studentinnen/Studenten der Mensch-Maschine-Kommunikation
interessant.
The cytological examination of bone marrow serves as clarification of variations in blood smears. It is also used for the clarification of anemia, as exclusion of bone marrow affection at lymphoma and at suspicion of leukemia. The morphological evaluation of hematopoietic cells is the basis for the creation of the diagnosis and for decision support for further diagnostics. Even for experienced hematologists the manual classification of hematopoietic cells is time-consuming, error-prone and subjective. For this reason new methods in the field of image processing and pattern recognition for the automatic classification including preprocessing steps are developed for a computer-assisted microscopy system. These methods are evaluated by means of a huge reference database. The proposed image analysis procedures comprise methods for the automated detection of smears, for the determination of relevant regions, for the localization and segmentation of single hematopoietic cells as well as for the feature extraction and classification task. These methods provide the basis for the first system for the automated, morphological analysis of bone marrow aspirates for leukemia diagnosis and are therefore a major contribution for a better and more efficient patient care in the future.
The following work describes the prototypical conception and development of the stat-raising game "Adventurer's Guild" using the game engine Ren'Py. The game's narrative is influenced by player decisions and the planning of activities. The game is to be visually pleasing and enjoyable.
After giving an overview of stat-raising as a genre, the existing games "Dandelion - Wishes Brought to You", "Pastry Lovers", "Long Live the Queen" and "Magical Diary" are analysed to pinpoint various strengths and weaknesses of their different takes on the genre.
The resultant findings are used for the conception of a new stat-raising game.
The game mechanics and the design decisions made are then shown in screenshots and thoroughly explained.
In a final assessment, the game will be examined with regard to the given task. Further possibilities for potential improvements and expansions will be detailed at the end.
In this bachelor thesis a system for the simulation of the movements of molecules is developed. The calculation of the forces between chemically bonded atoms as well as intermolecular forces is done almost entirely on the GPU. The visualization of the simulation happens at an interactive framerate. To achieve rendering in realtime on off-the-shelf graphics cards, apt optimizations and slight abstractions of the underlying physical models are needed. One can control the execution speed or completely stop the simulation at any given moment. Some of the parameters of the underlying physical models of the simulation can be modified at runtime. With the right settings for the parameters, some phenomena of molecular dynamics can be observed, for example the spacial structure of the molecules.
Algorithmische Komposition
(2018)
Algorithmic composition is an interdisciplinary topic that unites music and science. The computer is able to generate algorithmic music with the aid of a specific algorithm. In this bachelor thesis, algorithmic composition is realized with the biology-inspired algorithms called Lindenmayer-system and cellular automaton. In order to realize the compositions, several techniques are presented as well as implemented and evaluated. Those techniques map the generated data from the algorithms on a meaningful musical result.
Helicopters are crucial in today’s life. A vast amount of applications prove
their range, which are not coverable by other types of aircraft. But they are
very complex systems, both, technically and physically. This is one of the
reasons why pilot training for helicopters is quite challenging. In the last
two decades flight simulators became a supplementary instrument in the
educational process of pilots. With flight simulators it is possible to replay
uncommon or dangerous situations. In this thesis a simple flight simulator
for helicopters will be developed based on rigid body physics. The foundation is a simplified rotor model which omits complex fluid dynamics. This
helps to keep the implementation simple and illustrative as well as provide simulation rates at real-time. The modules are implemented within
the Unreal Engine in such way, that changing helicopter characteristics is
very easy.
How does gameplay influence the fun in video games? This article will search for an answer to this question by using a self-made video game created from scratch. This video game will be programmed in two versions with differences only in gameplay. Several test persons are then to play this game. A survey will be answered afterwards. In order to gain values that are merely influenced by gameplay changes, thoughts on the game design and conception were made. Results suggest that gameplay has a big impact on fun in video games. But gameplay isn't the only responsible factor that makes a video game amusing. Psychological aspects are present when the gameplay of a video game changes.