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In der vorliegenden Diplomarbeit wurde gezeigt, wie sich Ambient Occlusion in einer Szene aus frei transformierbaren Starrkörpern unter Verwendung von Coherent Shadow Maps in interaktiven Frameraten berechnen und darstellen lässt. Die Vorteile von Ambient Occlusion im Vergleich zu klassischen lokalen Beleuchtungsmodellen wurden aufgezeigt - den Ansatzpunkt bildet die Approximation von Umgebungslicht und indirekter Beleuchtung durch einen konstanten Farbwert - und die vereinfachenden Annahmen, die im Vergleich zu einer Simulation globaler Beleuchtung gemacht werden, wurden nachgezeichnet - Die Gültigkeit von Ambient Occlusion beschränkt sich demnach eigentlich auf eine direkte Beleuchtung diffuser Materialien mit konstanter Leuchtdichte. Um einen umfassenden Überblick zu gewährleisten, wurden zahlreiche existierende Ansätze zur Berechnung von Ambient Occlusion ausführlich vorgestellt. Anschließend wurde auf die Berechnung der Visibilität mittels CSMs eingegangen. Es wurde gezeigt wie sich die Komprimierungsrate von CSMs durch eine gleichmäßige Verteilung der zu komprimierenden Depth Maps deutlich erhöhen lässt und ein XML-konformes Dateiformat, das die beliebige Wiederverwendung einmal komprimierter Depth Maps erlaubt, wurde eingeführt.
This thesis describes the conception, implementation and evaluation of a collaborative multiplayer game for preschoolers for mobile devices.
The main object of this thesis is to find out, if mobile devices like smartphones and tablet computers are suitable for the interaction of children. In order to develop this kind of game relevant aspects were researched. On this basis a game was designed which was finally tested by preschoolers.
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.
This thesis addresses the implementation of a particle simulation of an explosion. The simulation will be displayed via ray tracing in near real time. The implementation makes use of the openCL standard. The focus of research in this thesis is to analyse the performance of this combination of components.
Development of an Android Application for the Recognition and Translation of Words in Camera Scenes
(2012)
This bachelor- thesis describes the conception and implementation of a translation software for the Android platform. The specific feature of the software is the independent text recognition based on the view of the camera. This approach aims to enhance and accelerate the process of translation in certain situations. After an introduction into text recognition, the underlying technologies and the operation system Android useful applications are described. Then the concept of the software is created and the implementation examined. Finally an evaluation is conducted to identify strengths and weaknesses of the software.
A Kinect device has the ability to record color and depth images simultaneously. This thesis is an attempt to use the depth image to manipulate lighting information and material properties in the color image. The presented method of lighting and material manipulation needs a light simulation of the lighting conditions at the time of recording the image. It is used to transform information from a new light simulation directly back into the color image. Since the simulations are performed on a three-dimensional model, a way is searched to generate a model out of single depth image. At the same time the text will react to the problems of the depth data acquisition of the Kinect sensor. An editor is designed to make lighting and material manipulations possible. To generate a light simulation, some simple, real-time capable rendering methods and lighting modells are proposed. They are used to insert new illumination, shadows and reflections into the scene. Simple environments with well defined lighting conditions are manipulated in experiments to show boundaries and possibilities of the device and the techniques being used.
This thesis deals with problems, which occure when rendering stereoscopic contents. These problems are elaborated, simulated with the help of a program developed in this thesis and evaluated by a group of volunteers. Thereby it shall be determined, whether the errors are noticeable and how much they influence the 3D effect of the stereoscopic images. Each error is simulated using different camera assemblies and evaluated depending on the choosen assembly.
In this thesis, a first prototype of a mobile instruction device with mixed reality (MR) funktionality is developed. This system shall be capable to support training on the job through interaction with the work item. The concept corresponds to a didactic approach presented by Martens-Parree that combines constructivism with situated learning. As an application example, the training of glider pilots checked out on a new type was chosen. Whether the MR device could increase the competence, or facilitiate the completion of certain tasks, was examined in a survey with fifteen testers. The results of the study show that in general, the didactic approach of Martens-Parree is valid. While an increase in fact knowledge has been observed, it was not (yet) possible to demonstrate an increase in skills with respect to the work tasks.
In this bachelor thesis a tangible augmented reality game was developed, which should have a additional benefit compared to conventional computer or augmented reality games. The main part of the thesis explains the game concept, the development and the evaluation of the game. In the evaluation the flow-experience, as measurement for the games" amusement, was analysed with a user test and the developed game was compared with other smartphone games. Also augmented reality, tangible user interface and tangible augmented reality was introduced and the advantages and disadvantages was explained. The history of augmented reality was introduced too.