Zusätzlich zum Rendern wird die Rechenleistung moderner Grafikkarten immer häufiger auch für allgemeine Berechnungen (GPGPU) genutzt. Für die Umsetzung stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die von der Verwendung der Renderingpipeline bis zu eigenständigen Schnittstellen reichen. In dieser Arbeit werden mit Render-To-Texture, Transform Feedback, Compute Shader und OpenCL vier verschiedene GPGPU-Methoden untersucht. Anhand von Partikelsystemen werden sie hinsichtlich der benötigten Berechnungszeit, der GPU-Auslastung, Lines of Code und Portierbarkeit miteinander verglichen. Dazu wurden sowohl das N-Körper Problem, Smoothed Particle Hydrodynamics und ein Partikelschwarm als Partikelsysteme umgesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere OpenCL und Compute Shader sehr gute Ergebnisse liefern.

Die Medizinische Visualisierung komplexer Gefäßbäume hat das Potential den klinischen Alltag in der Gefäßchirurgie zu erleichtern. Dazu sind exakte, hochaufgelöste Darstellungen und echtzeitfähige Berechnungsmethoden notwendig. Bekannte Ansätze aus den Bereichen der direkten (z.B. Raycasting) und indirekten (z.B. Marching Cubes) Volumenvisualisierung sind nicht in der Lage alle Anforderungen zufriedenstellend zu erfüllen. Verbesserte Ergebnisse können mit hybriden Methoden erzielt werden, die unterschiedliche Visualisierungsverfahren kombinieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein hybrides Renderingsystem zur Darstellung von Blutgefäßen entwickelt, das die Bildqualität durch Integration einer Marching Cubes Oberfläche in ein Raycasting–System optimiert, dabei Detailstrukturen erhält und ausreichende Performanz zur Interaktion bietet. Die Ergebnissezeigen die verbesserte Plastizität und Genauigkeit der Darstellung.Anhand von Experten– und Laienbefragungen konnte der Nutzen des Systems vor allem für die Patientenaufklärung nachgewiesen werden. Die Erschließung zusätzlicher Anwendungsgebiete ist durch die Weiterentwicklung des Renderers möglich.

Diese Arbeit beschreibt den Entwurf und die Umsetzung einer prototypischen Android-Applikation zum Dokumentieren von Reiserouten. Nach einer kurzen Einführung in die grundlegenden Aspekte des Reisens, der notwendigen Hilfsmittel sowie das Betriebssystem Android wird das Konzept und die Anforderungen an die Anwendung vorgestellt. Anschließend werden die Realisierung der Implementierung erläutert und die Ergebnisse der Evaluation offengelegt.

Real-time computing often avoids the simulation of fractures due to its complexity. The field of engineering science provides methods to create these simulations to improve games and other applications. Steadily rising computer capacities allow suitable simulations on a real-time basis and make this aspect increasingly interesting. The topic and aim of this research is to simulate fractures of stiff bodies. The primary objective is the physical plausibility and performance of the application. This thesis analyses the potential of computer science to realize the simulation of fractures. Three existing as well as one self-created were implemented and analysed. The works "Real time simulation of deformation and Fracture of stiff material" from Müller et al., "real time simulation of Brittle Fracture using Modal analysis" from Glondu et al. and "Fast and Controllable simulation of the Shattering of Brittle Objects" from Smith et al. form the basis of this thesis. The introduced methods use different computation of forces and fractures. The developed procedure uses the idea of generating secondary breaks. The approaches were implemented based on the Bullet physics-engine. The results of the work show that physically based breaks are realizable on a real-time basis. The analysis of the physical methods demonstrates that their performance mainly depends on the constitution of the used objects. This thesis shows that the further investigation of this topic can discover new possibilities. The improvement of the realism in virtual worlds can be achieved by executing physically plausible methods.