Bachelorarbeit
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Da Software heute nahezu alle Bereiche des Alltags durchdringt, ist Sicherheit von Softwaresystemen ein wichtigeres Anliegen als je zuvor. Die Sicherheit eines Softwaresystems zu bewerten stellt in der Praxis jedoch eine Herausforderung dar, da nicht viele Metriken existieren, die Sicherheitseigenschaften von Sourcecode auf Zahlenwerte abbilden. Eine geläufige Annahme ist, dass das Auftreten von Sicherheitslücken in Korrelation mit der Qualität von Software-Designs steht, allerdings fehlt es momentan an klaren Belegen für diese Annahme. Der Nachweis einer vorhandenen Korrelation kann dazu beitragen die Messung von Programmsicherheit zu optimieren, da man dann gezielt Qualitätsmetriken zum Messen von Sicherheit einsetzen könnte. Zu diesem Zweck wurden in dieser Arbeit für 50 Android-Apps aus dem Open Source-Bereich drei Sicherheits- und sieben Qualitätsmetriken, sowie Korrelationen zwischen diesen Metriken berechnet. Bei den Qualitätsmetriken handelt es sich um einfache Code-Metriken bis hin zu High-Level-Metriken, wie objektorientierte Antipatterns, die zusammen ein umfassendes Bild der Qualität vermitteln. Um die Sicherheit darzustellen wurden zwei Sichtbarkeitsmetriken zusammen mit einer Metrik, die die minimale Rechteanforderung mobiler Applikationen berechnet, ausgewählt. Es wurde festgestellt, dass auf Basis der betrachteten Evaluationsprojekte deutliche Korrelationen zwischen den meisten Qualitätsmetriken liegen. Zu den Sicherheitsmetriken wurden dahingegen keine signifikanten Korrelationen gefunden. Es werdendiese Korrelationen und deren Ursachen diskutiert und auf dieser Basis Empfehlungen formuliert.
Entwicklung eines augmentierten Montageszenarios mit Lego-Bausteinen für die Microsoft HoloLens
(2017)
Augmented Reality ist schon seit einigen Jahren in verschiedenen Formen verfügbar. Durch Fortschritte in der Technik können nun auch kompakte Augmented Reality Brillen hergestellt werden, wodurch sich viele neue Möglichkeiten der Interaktion und Anwendung von Augmented Reality eröffnen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Microsoft HoloLens und den Möglichkeiten, welche die Brille für Verbraucher und Industrie bieten kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine interaktive und augmentierte Anwendung entwickelt, um die Grenzen und Möglichkeiten der Microsoft HoloLens zu bewerten. Dazu wurde exemplarisch ein Montageszenario nachgestellt, bei dem ein Modell aus Lego-Bausteinen zusammengesetzt wird. Die HoloLens zeigt dabei schrittweise an, wo die nächsten Bausteine platziert werden sollen. Dabei stellte sich heraus, dass die HoloLens schon heute Vorteile bei der Montage bietet und gut zur Unterstützung von Arbeitsschritten verwendet werden kann, es wurden allerdings auch einige Schwächen deutlich.
Die Erzählung Der Sandmann ist seit nun mehr zwei Jahrhunderten Bestandteil der deutschen Literaturhistorie. Als eines der bekanntesten Werke E.T.A. Hoffmanns hat es im Laufe der Zeit darüber hinaus seinen Platz unter anderem in der Oper, im Hörspiel und auch im Film gefunden. An dieser Stelle setzt die hier vorgelegte Arbeit an und untersucht Hoffmanns Novelle sowie eine filmische Umsetzung in Hinblick auf ihre (formalen und inhaltlichen) Eigenheiten. Das Ziel dieser Arbeit ist dabei die Beantwortung der Frage, ob die behandelten Motive als Leitmotive bezeichnet werden können, welche formalen Eigenheiten sie möglicherweise unterstützen und wie sich die Charakteristik der Erzählung inklusive der Motive für einen Film (beziehungsweise für ein Drehbuch) adaptieren lässt.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Ansätzen zur Beschleunigung von Raytracing Berechnungen auf dem Grafikprozessor (GPU). Dazu wird ein Voxelgrid verwendet, welches durch die Linespace-Datenstruktur erweitert wird. Der Linespace besteht aus richtungsbasierten Schäften (Shafts) und speichert die in ihm liegenden Objekte in einer Kandidatenliste. Es werden unterschiedliche Methoden zur Sortierung und Traversierung des Linespace vorgestellt und evaluiert. Die Methoden können keinen Anstieg der Bildfrequenz erreichen, ohne gleichzeitig in einer Verringerung der Bildqualität zu resultieren.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Anwendung für die HoloLens von Microsoft. Die Anwendung dient der Vermarktung von Werbeflächen der Firma awk AUSSSENWERBUNG GmbH. Anhand der Entwicklung wird die Frage beantwortet, welches die Möglichkeiten und Grenzen der HoloLens in Verbindung mit der Mixed Reality Platform sind. Dabei wird auch auf die Probleme eingegangen, welche bei der Ent- wicklung einer Anwendung für eine neue Technologie, wie die HoloLens auftreten. Neben der neuen Technologie, ergeben sich auch durch den Ein- satzort der Anwendung weitere Herausforderungen. Diverse Anwendungs- beispiele und Präsentationen lassen vermuten, dass die HoloLens primär für Anwendungen innerhalb von Räumen ausgelegt ist. Die zu entwickeln- de Anwendung ist dagegen für die Verwendung außerhalb geschlossener Räume konzipiert. Bei der Entwicklung konnten Erkenntnisse über die- se neue Technologie gewonnen werden. Zum einen wurde deutlich, dass sowohl die HoloLens, als auch die Entwicklungsumgebung noch an eini- gen Stellen verbessert werden können. Zum anderen, dass die HoloLens nicht für den Einsatz im Freien geeignet ist. Trotz der Schwierigkeiten bei der Entwicklung konnten auch die vielen Möglichkeiten der HoloLens be- leuchtet werden.
Diese Arbeit zeigt eine neue Technik der Computergrafik zur Simulation von globaler Beleuchtung durch Path Tracing in Echtzeit. Das Path Tracing wird dafür mit Compute Shadern auf der Grafikkarte (GPU) realisiert, um das Rendering hoch parallelisiert auszuführen. Zur Beschleunigung der Strahlverfolgung wird dabei der
Line Space in verschiedenen Varianten als Datenstruktur verwendet, um leere Bereiche in der Szene schneller zu überspringen. Der Line Space speichert Szeneninformationen basierend auf einer Voxelisierung in richtungsabhängige Shafts und wird sowohl auf der GPU generiert, als auch traversiert. Mit diesem Verfahren kann eine Szene physikalisch korrekt indirekt beleuchtet und mit weichen Schatten schattiert werden. Außerdem kann das Path Tracing damit weitgehend unabhängig von der Polygonanzahl mit über 100 Bildern pro Sekunde klar in Echtzeit durchgeführt werden und ist somit deutlich schneller als mit einem vergleichbaren Voxel-Gitter. Die Bildqualität wird davon nicht negativ beeinflusst und die Schattenqualität ist in den meisten Fällen deutlich besser als bei der Verwendung von Shadow-Mapping.
Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht Methoden der sozialen Netzwerkanalyse im Kontext von unternehmensinternen Kollaborationsplattformen und gibt einen Überblick über geeignete Kennzahlen anhand von literaturbasierten Erkenntnissen. Im Zuge dieser Literaturanalyse werden Vorteile der Social Network Analysis für Unternehmen, sowie mögliche Probleme, zum Beispiel in Bezug auf den Datenschutz erläutert. Anhand einer dynamischen Langzeitanalyse des Netzwerks der Plattform UniConnect wurde festgestellt, dass Zentralitätsmaße die Verbundenheit eines Akteurs im Netzwerk aufzeigen und Rückschlüsse auf die Stellung und Funktion des Mitarbeiters im Unternehmen ermöglichen. Außerdem kann durch eine Cliquenanalyse die Komplexität des Netzwerks festgestellt werden. Die Betrachtung der schrittweisen Entwicklung des Netzwerkes und ermöglicht das Auffinden von Personen, die in kürzester Zeit stark vernetzt sind. Solche Mitarbeiter sind im Kontext des Wissensmanagements und in Bezug auf die Informationsverbreitung von strategischer Bedeutung für Unternehmen.
In dieser Arbeit werden zwei Verfahren zur Berechnung der globalen Beleuchtung vorgestellt. Das Erste ist eine Erweiterung von Reflective Shadow-Maps um einen Schattentest, womit Verdeckungsbehandlung erreicht wird. Das zweite Verfahren ist ein neuer, auf Light-Injection basierender, bidirektionaler Ansatz. Dabei werden Strahlen aus Sicht der Lichtquelle verfolgt und in der Linespace Datenstruktur in Schächten gespeichert, die eine Diskretisierung der Raumrichtungen darstellen. Die Linespaces sind dabei in ein Uniform Grid eingebettet. Beim Auslesen der vorberechneten indirekten Beleuchtung sind im Idealfall keine Traversierung der Datenstruktur und keine weitere Strahlverfolgung mehr notwendig. Damit wird eine Varianzreduzierung und eine schnellere Berechnung im Vergleich zu Pathtracing erzielt, wobei sich insbesondere Vorteile in stark indirekt beleuchteten Bereichen und bei Glas ergeben. Die Berechnung der globalen Beleuchtung ist allerdings approximativ und führt zu sichtbaren Artefakten.
Diese Arbeit kombiniert zwei Themengebiete, welche in unserer Gesellschaft und Wirtschaft immer präsenter und aktueller werden. Das erste Thema beinhaltet die Nachhaltigkeit, welche sich in dieser Arbeit in die drei Säulen Ökologie, Ökonomie und Soziales untergliedert. Die erste Säule, Ökologie, beschäftigt sich hauptsächlich mit der Bekämpfung von Umweltproblemen und dem nachhaltigen Erhalt der Natur. Der Bereich Ökonomie befasst sich damit, die Ressourcen nachhaltig zu nutzen, um ein langfristiges Erzielen von wirtschaftlichen Erträgen zu gewährleisten. Die letzte Säule hat den Zweck die Soziale Nachhaltigkeit zu fördern, indem der gesellschaftliche Zusammenhalt gesichert und die Chance auf Arbeit ermöglicht wird, um gleichzeitig für gute Arbeitsbedingungen zu sorgen. Alle drei Säulen sind daher auch für Unternehmen relevant und sollten von diesen stetig beachtet werden, um eine sogenannte unternehmerische Nachhaltigkeit umzusetzen. Zur Unterstützung dieser Umsetzung, soll hier das zweite Thema hinzugezogen werden, das sogenannte Internet of Things. Das Internet of Things gewinnt, wie auch das Thema Nachhaltigkeit, zunehmend an Bedeutung und bietet viele Vorteile zur Unterstützung nachhaltiger Unternehmen. Dabei sollen immer mehr Geräte zu intelligenten Geräten gewandelt werden um eine Integration in ein Informationsnetzwerk zu gewährleisten. Dort können gesammelte Daten sinnvoll analysiert und genutzt werden, wodurch viele Bereiche effizienter gestaltet und viele Handlungen erleichtert werden können.
Aufbauend auf diesen zwei Themengebiete werden, im weiteren Verlauf dieser Arbeit, IoT- Technologien vorgestellt, die der Unterstützung, in den Bereichen Ökologie, Ökonomie und Soziales, von Unternehmen dienen. Zu den aufgezeigten Technologien werden anschließend Beispiele präsentiert und, wenn vorhanden, auch die jeweiligen Anbieter.
Da eine Nutzung von IoT-Technologien nicht nur von Vorteil ist, sondern auch Herausforderungen mit sich bringt, werden diese abschließend aufgezeigt. Diesen Herausforderungen gilt es sich seitens der Unternehmen, der Gesellschaft und auch der Politik zu stellen, um eine effiziente Nutzung zu ermöglichen.
Diese Arbeit zeigt die Verwendung einer lokalen Linespace Datenstruktur, welche auf Basis eines bestehenden GPU-basierten Raytracers mit globa- ler Linespace Datenstruktur konzipiert und implementiert wird. Für jedes Szenenobjekt wird ein N-Tree generiert, dessen Knoten jeweils einen Line- space besitzen. Dieser speichert in seinen SchäftenInformationen über exis- tierende Geometrie. Ein Schaft stellt ein Volumen zwischen zwei Flächen auf der Knotenaußenseite dar. Dies ermöglicht bei der Strahlverfolgung ein schnelleres Überspringen leerer Räume. Identische Objekte können auf bereits berechnete Linespaces zurückgreifen, wodurch der Speicherbedarf um bis zu 94,13% und die Initialisierungszeit der Datenstruktur um bis zu 97,15% vermindert werden kann. Aufgrund der lokalen Zugriffsmöglich- keiten könnendynamische Szenen visualisiertwerden. Dabei ist ebenso ein Anstieg der Qualität zu beobachten.