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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.
E-Learning Anwendungen sind heutzutage im Trend. Jedoch nicht nur aus diesem Grund sind sie vom großen Interesse. Im Vordergrund steht ihr didaktisches Konzept. Heutzutage ist es technisch möglich, die Teilnehmer interaktiv in einen
E- Learning Kurs einzubinden. Die Lernschritte können durch die Anwendung kontrolliert werden. Im Gegensatz zu einer Vorlesung, kann die Theorie direkt mit der Praxis verknüpft werden. Das Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Konzeptes und die Entwicklung eines Prototypen einer interaktiven Entwicklungsumgebung von Java für Programmieranfänger. In dieser Arbeit wurden aktuelle E-Learning Plattformen zu Java analysiert. Aus den gewonnen Erkenntnissen wurde ein Konzept für eine E-Learningplattform entwickelt. Dieses Konzept wurde erfolgreich als Prototyp implementiert. Für die Implementation wurden bewährte Technologien, wie das Django-Framework und das Javascript-Framework Vue.js eingesetzt. Der Kurs wurde von neun Teilnehmern getestet. Zusätzlich wurde eine Umfrage zu der Kursanwendung durchgeführt. Das Testergebnis bestätigt, dass die Teilnehmer den Kurs bestanden haben.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
