Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Bachelorarbeit (75)
- Diplomarbeit (42)
- Masterarbeit (33)
- Dissertation (5)
- Studienarbeit (1)
Schlagworte
- Augmented Reality (8)
- Computergrafik (8)
- Computervisualistik (7)
- GPGPU (5)
- Raytracing (5)
- Android (4)
- Computergraphik (4)
- Line Space (4)
- OpenGL (4)
- Analyse durch Synthese (3)
- Grafikkarte (3)
- Markerloses Tracking (3)
- Physiksimulation (3)
- Rendering (3)
- VOXEL (3)
- Virtual Reality (3)
- Virtuelle Realität (3)
- virtual reality (3)
- Applikation (2)
- Compute Shader (2)
- Computer Graphics (2)
- Computeranimation (2)
- Computerspiel (2)
- Datenstruktur (2)
- Erweiterte Realität (2)
- Global Illumination (2)
- Globale Beleuchtung (2)
- Graphik (2)
- Immersion (2)
- Linespace (2)
- Material Point Method (2)
- Modellbasiertes Tracking (2)
- Objektverfolgung (2)
- Path Tracing (2)
- Point Rendering (2)
- Realistische Computergrafik (2)
- Schnee (2)
- Shader (2)
- Starrkörper (2)
- Tourismus (2)
- Tracking (2)
- Volumendaten (2)
- Zielverfolgung (2)
- volume rendering (2)
- 3-D-Modelle (1)
- 360 Grad (1)
- 360 degree (1)
- 3D Modell Referenz Bildsynthese (1)
- 3D Painting (1)
- 3D-Scan (1)
- AR (1)
- Acceleration Structures (1)
- Ambient Occlusion (1)
- Analyse-durch-Synthese (1)
- Android <Systemplattform> (1)
- Android development (1)
- Androidentwicklung (1)
- Angiographiebilder (1)
- Animationsverfahren (1)
- Anzeige (1)
- App (1)
- App <Programm> (1)
- Assembly (1)
- Astrophysik (1)
- Autorensystem (1)
- Avatar (1)
- Avatare (1)
- Axis Aligned Bounding Box (AABB) (1)
- BRDF (1)
- Beleuchtung (1)
- Beleuchtungsverfahren (1)
- Benutzerprofil (1)
- Benutzerschnittstelle (1)
- Blickpunktabhängig (1)
- Bordinstrument (1)
- Bounding Volume Hierarchie (1)
- Bounding Volume Hierarchy (1)
- Breaking (1)
- Bruchsimulation (1)
- Business Intelligence (1)
- C++ (1)
- CSMs (1)
- Casual Game (1)
- Charakter-Objekt-Interaktion (1)
- Charakteranimation (1)
- Compute-Shader (1)
- Computerspiele (1)
- Constitutive Model (1)
- Cybersickness (1)
- Designwerkzeug (1)
- Display (1)
- Distanzfeld (1)
- E-Learning (1)
- ECSA (1)
- Echtzeit (1)
- Echtzeit Raytracing (1)
- Echtzeit-Raytracer "Augenblick" (1)
- Echtzeitfähigkeit (1)
- Entity Component System Architecture (1)
- Entwicklung (1)
- Erweiterte Realität <Informatik> (1)
- Eulerian grid (1)
- Extended Reality (1)
- FPIC (1)
- Fell (1)
- Fell Rendering (1)
- Fluiddynamik (1)
- Fluidsimulation (1)
- Fracturing (1)
- Framework (1)
- Frau (1)
- Frei Programmierbares Kombinationsinstrument (1)
- GPGPU-Programmierung (1)
- GPU (1)
- Gamebased (1)
- Gamebasiertheit (1)
- Gebrauchstauglichkeit (1)
- Gebäudemodelle (1)
- Gefühl (1)
- Geometry-Shader (1)
- Gesteninterpretation (1)
- Gonioreflectometer (1)
- Grafik (1)
- Grafikprogrammierung (1)
- Grafikprozessor (1)
- Graphicsprogramming (1)
- Graphikhardware (1)
- HDR-Bilder (1)
- HDR-Kamera (1)
- Haare (1)
- Halbschatten (1)
- Haptik (1)
- Herausforderung (1)
- Herzerkrankungen (1)
- High dynamic Range (1)
- HoloLens (1)
- Human motion (1)
- IK-Algorithmus (1)
- Implizite Oberfläche (1)
- Indirekte Beleuchtung (1)
- Informationsvisualisierung (1)
- Innenarchitektur (1)
- Interaktion (1)
- Inverse Kinematik (1)
- Inverses Modell (1)
- KD-Bäume und Binary-Space-Partitioning-Bäume (1)
- Kamera Pose Tracking (1)
- Kartesisches Euler-Gitter (1)
- Kartesisches Gitter (1)
- Kollisionserkennung (1)
- Landschaftsgestaltung (1)
- Landschaftsmodell (1)
- Leap-Motion (1)
- Lernen (1)
- Lichttransport (1)
- Light Injection (1)
- Malen (1)
- Maschinelles Lernen (1)
- Maschinelles Sehen (1)
- Material point method (1)
- Materialmodell (1)
- Materie-Punkt-Methode (1)
- Matting (1)
- Mensch-Maschine-Schnittstelle (1)
- Merkmalsmanagement (1)
- Merkmalssynthese (1)
- Mitral Valve (1)
- Mitralklappe (1)
- Mixed Reality (1)
- Modellieren (1)
- Modellierungstool (1)
- Montage (1)
- Motion Capturing (1)
- Motion Sickness (1)
- Motivation (1)
- Musik (1)
- Myokard (1)
- NURBS (1)
- Natural Feature Tracking (1)
- Natural Image Matting (1)
- Navigation (1)
- Nintendo Wii Fernbedienung (1)
- Nvidia CUDA (1)
- OCR (1)
- Octree Textur (1)
- Oktonärbäume (1)
- OpenGL Shading Language (1)
- OpenVDB (1)
- Optische Zeichenerkennung (1)
- Par (1)
- Partikel (1)
- Partikelsystem (1)
- Pathtracing (1)
- Position Based Dynamics (1)
- Programmierung (1)
- Prozedurale Synthese (1)
- Präsentation (1)
- Punktrendering (1)
- Raumplanung (1)
- Ray Tracer (1)
- Ray Tracing (1)
- Ray tracing (1)
- Real-Time (1)
- Realistisches Kameramodell (1)
- Reflections (1)
- Reflektionen (1)
- Rich Internet Application (1)
- Robust Principal Component Analysis (1)
- Sand (1)
- Schatten (1)
- Segmentation (1)
- Segmentierung (1)
- Separating-Axis-Theorem (1)
- Shaderframework (1)
- Shaderprogramm (1)
- Shattering (1)
- Simulation (1)
- Spaß (1)
- Specular (1)
- Stadt (1)
- Stadtmodelle (1)
- Statistical Shape Model (1)
- Sterne (1)
- Stilisierung (1)
- Subsurface Scattering (1)
- Tesseract (1)
- Textur (1)
- Textur-Mapping (1)
- Texturierung (1)
- Tone-Mapping (1)
- Tone-Mapping-Verfahren (1)
- Tourism (1)
- Trackingsystem (1)
- Translation (1)
- Triangulierung (1)
- Ultraschall (1)
- Ultrasound (1)
- Umgebungslicht (1)
- Uniforme Raumunterteilung (1)
- User Interface (1)
- VR (1)
- Virtual characters (1)
- Virtuelle Menschen (1)
- Volume Hatching (1)
- Volumen (1)
- Volumenrendering (1)
- Vorwärtsmodell (1)
- Voxel (1)
- Voxelisierung (1)
- Weibliches Publikum (1)
- Whiteboard (1)
- Wiimote (1)
- Wolkensimulation (1)
- Zerbrechen (1)
- area light (1)
- augmented reality (1)
- computer games (1)
- flow (1)
- fur rendering (1)
- general purpose (1)
- graphics card (1)
- hybride App (1)
- image warping (1)
- indirect lighting (1)
- indirektes Licht (1)
- interactive application (1)
- interaktive Applikation (1)
- interaktiven (1)
- leap motion (1)
- line space (1)
- machine learning (1)
- markerless tracking (1)
- multidimensional transfer function (1)
- multidimensionale Transferfunktion (1)
- octree texture (1)
- physics simulation (1)
- procedural content generation (1)
- projektives Malen (1)
- prozedural (1)
- ray casting (1)
- ray tracing (1)
- raycasting (1)
- raytracing (1)
- rigid body (1)
- rtx (1)
- snow (1)
- soft shadow (1)
- stereoscopic rendering (1)
- texturing (1)
- tracking (1)
- video games (1)
- virtual human (1)
- volume visualization (1)
- volumenrendering (1)
- voxelization (1)
- vulkan (1)
- Übersetzung (1)
Institut
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer interaktiven Applikation unter Android, welche das Spielen eines Kartenspiels ermöglicht. Exemplarisch wurde das hebräische Spiel Yaniv implementiert. Schwerpunkt ist die Herausarbeitung benötigter Hintergrundkomponenten und die dazugehörige Umsetzung in jener Applikation. Benötigte Spielprozesse werden durchleuchtet und eine mögliche Lösungsvariante aufgezeigt.
Die Material Point Method (MPM) hat sich in der Computergrafik als äußerst fähige Simulationsmethode erwiesen, die in der Lage ist ansonsten schwierig zu animierende Materialien zu modellieren [1, 2]. Abgesehen von der Simulation einzelner Materialien stellt die Simulation mehrerer Materialien und ihrer Interaktion weitere Herausforderungen bereit. Dies ist Thema dieser Arbeit. Es wird gezeigt, dass die MPM durch die Fähigkeit Eigenkollisionen implizit handzuhaben ebenfalls in der Lage ist Kollisionen zwischen Objekten verschiedenster Materialien zu beschreiben, selbst, wenn verschiedene Materialmodelle eingesetzt werden. Dies wird dann um die Interaktion poröser Materialien wie in [3] erweitert, was ebenfalls gut mit der MPM integriert. Außerdem wird gezeigt das MPM auf Basis eines einzelnen Gitters als Untermenge dieses Mehrgitterverfahrens betrachtet werden kann, sodass man das gleiche Verhalten auch mit mehreren Gittern modellieren kann. Die poröse Interaktion wird auf beliebige Materialien erweitert, einschließlich eines frei formulierbaren Materialinteraktionsterms. Das Resultat ist ein flexibles, benutzersteuerbares Framework das unabhängig vom Materialmodell ist. Zusätzlich wird eine einfache GPU-Implementation der MPM vorgestellt, die die Rasterisierungspipeline benutzt um Schreibkonflikte aufzulösen. Anders als andere Implementationen wie [4] ist die vorgestellte Implementation kompatibel mit einer Breite an Hardware.
Prozedurale Synthese, das Erzeugen von Computerspielinhalten durch die Verwendung von pseudo-zufälligen Algorithmen, ist ein Themenbereich mit wachsendem Interesse in wirtschaftlichen und akademischen Kreisen, verdankt sowohl durch ihre Eignung zur Senkung von Entwicklungszeit und -kosten als auch durch die Möglichkeit, prozedurale Synthese zur Erzeugung von interessanten und einmaligen Spielwelten einzusetzen. Obwohl viele aktuelle Computerspiele prozedural generierte Inhalte verwenden, gebrauchen nur wenige diese Methoden zur Erzeugung realistischer Weltraum-Spielumgebungen, und die Umsetzbarkeit der Anwendung prozeduraler Synthese zur Entwicklung eines solchen Spiels wurde untersucht. Aktuelle Modelle aus der Forschung wurden verwendet, um eine in Echtzeit laufende astronomische Simulation in Python zu entwickeln, welche Stern- und Planetenobjekte in einer fiktiven Galaxie prozedural erzeugt, die als Spielwelt eines einfachen 2DWeltraumspiels dient, in welchem der Spieler nach intelligentem Leben suchen muss.
Point Rendering
(2009)
Das Ziel dieser Arbeit war es, bestehende Point Rendering Verfahren zu untersuchen und darauf aufbauend einen eigenen Point Renderer zu entwickeln. Mit diesem sollte dann die Anwendbarkeit auf weniger komplexe Modelle geprüft werden. Dabei galt es auftretende Probleme zu analysieren und gegebenenfalls Lösungsansätze zu finden.
Im Kontext der Erweiterten Realität versteht man unter Tracking Methoden zur Bestimmung von Position und Orientierung (Pose) eines Betrachters, die es ermöglichen, grafische Informationen mittels verschiedenster Displaytechniken lagerichtig in dessen Sichtfeld einzublenden. Die präzisesten Tracking-Ergebnisse liefern Methoden der Bildverarbeitung, welche in der Regel nur die Pixel des Kamerabildes zur Informationsgewinnung heranziehen. Der Bildentstehungsprozess wird bei diesen Verfahren jedoch nur bedingt oder sehr vereinfacht miteinbezogen. Bei modellbasierten Verfahren hingegen, werden auf Basis von 3D-Modelldaten Merkmale identifiziert, ihre Entsprechungen im Kamerabild gefunden und aus diesen Merkmalskorrespondenzen die Kamerapose berechnet. Einen interessanten Ansatz bilden die Strategien der Analyse-durch-Synthese, welche das Modellwissen um Informationen aus der computergrafischen Bildsynthese und weitere Umgebungsvariablen ergänzen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird unter Anwendung der Analyse-durch-Synthese untersucht, wie die Informationen aus dem Modell, dem Renderingprozess und der Umgebung in die einzelnen Komponenten des Trackingsystems einfließen können. Das Ziel ist es, das Tracking, insbesondere die Merkmalssynthese und Korrespondenzfindung, zu verbessern. Im Vordergrund steht dabei die Gewinnung von visuell eindeutigen Merkmalen, die anhand des Wissens über topologische Informationen, Beleuchtung oder perspektivische Darstellung hinsichtlich ihrer Eignung für stabiles Tracking der Kamerapose vorhergesagt und bewertet werden können.
In dieser Bachelorarbeit wird ein Simulationscode für astrophysikalische
Simulationen von Fluiden unter dem Einfluss ihrer eigenen
Gravitation entwickelt. Der Code wird hauptsächlich von der GPU
ausgeführt. Leichte Vereinfachungen der physikalischen Modelle und
einige Parameter zum Steuern von Genauigkeit und Rechenaufwand
ermöglichen das Simulieren mit interaktiver Bildwiederholrate auf den
meisten handelsüblichen, modernen Computern mit einer dedizierten
Grafikkarte. Der Simulationscode wird verwendet, um die Entstehung
von Sternen aus einer Gaswolke zu simulieren. Einige Merkmale der
Sternentstehung, wie zum Beispiel Akkretionsscheiben und Fragmentierung,
lassen sich selbst bei niedrigen Partikelzahlen beobachten.
Implementierung eines Subsurface Scattering Shader Plugins für die Augenblick Raytracing Engine
(2009)
In dieser Ausarbeitung werden drei Beleuchtungsverfahren und mögliche Implementierungen zur Realisierung eines Subsurface Scattering Shaders vorgestellt und diskutiert. Subsurface Scattering bezeichnet allgemein den Lichttransport in die Oberfläche von Objekten hinein und durch sie hindurch. Die korrekte Darstellung dieses Phänomens ist sehr komplex und ist nicht mittels einer einfachen BRDF und gängiger Beleuchtungsverfahren darstellbar. Die drei Verfahren sind: Physikalisch korrektes Subsurface Scattering durch das Monte Carlo Pathtracing, vereinfachtes Subsurface Scattering durch Nutzung eines Licht-Lots, stark vereinfachtes Subsurface Scattering durch ein normalenabhängiges Aufhellen der Kanten. Durch die Nutzung des Monte Carlo Pathtracers können zudem Beleuchtungseffekte wie das sogennante Colorbleeding, dass heißt Lichttransport von einer farbigen Fläche auf eine andere mittels indirekter Beleuchtung, ermöglicht werden. Jedes Verfahren beinhaltet eine andere Kombination der bekanntlich gegenläufigen Eigenschaften Performanz und Korrektheit, je nachdem in welchem Rahmen und Aufgabenbereich Subsurface Scattering benötigt wird.Am Schluss der Arbeit werden Ergebnisse präsentiert, diskutiert und ein Ausblick auf weiterführende Arbeiten gegeben. Alle drei Verfahren wurden als Plugin für den Raytracer Augenblick von Oliver Abert realisiert.
Ziel dieser Arbeit ist es, Techniken zu zeigen, die es ermöglichen in der heutigen Zeit ohne besonderen Mehraufwand große und authentische Spielewelten zu schaffen. Nicht nur das räumliche Ausmaß der Welt soll ohne zusätzlichen Aufwand wachsen, sondern auch der Abwechslungsreichtum und somit Wiederspielwert soll ansteigen. All dies soll am Szenario einer futuristischen Großstadt gezeigt werden. Bereits die US-amerikanische Spielefirma Blizzard Entertainment Incorporated hat mit der Spielereihe Diablo gezeigt, dass es möglich ist, authentische Welten aus einem kleinen Vorrat von Bausteinen zu erzeugen, so dass diese Welten qualitativ hochwertig sind und einen enormen Wiederspielwert besitzen.
Der Markt der virtuellen Realität entwickelt sich derzeit besonders im Hinblick auf die Hardware kontinuierlich weiter. Infolgedessen ergeben sich immer weitere Anwendungsmöglichkeiten. Neben der Spielebranche bieten sich auch der Forschung neue Möglichkeiten. So lassen sich auch Wahrnehmungsphänomene mithilfe dieser Technologie erforschen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Untersuchung des induzierten Roelofs Effekts in der virtuellen Realität sowie in der Wirklichkeit anhand eines Computerbildschirms. Dieser beschreibt eine Fehlwahrnehmung, die auftritt, wenn die individuelle Körpermitte und ein Rahmen, der ein optisches Zielobjekt umfasst, verschoben zueinander auftreten, was zu einer Fehllokalisierung des Objekts führt. Die folgende Untersuchung soll Aufschluss über die Beeinflussung durch den Rahmen eines Anzeigegeräts geben. Zudem werden Rückschlüsse über die Eignung der virtuellen Realität bezüglich der Wahrnehmungsforschung gezogen. Die Ergebnisse in der virtuellen Realität weisen ein stärkeres Maß der Wahrnehmungsverzerrung durch den Roelofs Effekt auf, wodurch der feste Rahmen eines Anzeigegeräts als zusätzliche Orientierungshilfe vermutet werden kann.
Im Mittelpunkt dieser Diplomarbeit stand die Entwicklung eines Modells zur Charakterisierung einer HDR-Kamera mit CMOS-Sensorelement und logarithmischer Kamerakennlinie. Unter Beachtung der spezifischen Eigenschaften der Kamera sollte ein Verfahren gefunden werden, um von der Kamera aufgenommene Farbwerte, farbmetrisch korrekt in einen geräteunabhängigen Farbraum zu überführen. Zu diesem Zweck wurde im Rahmen dieser Arbeit ein zweiteiliges Charakterisierungsmodell entwickelt, welches zwischen Vorwärtsmodell und Inversem Modell unterscheidet.
Diese Bachelorarbeit beschreibt den Entwurf und die Implementierung eines Übersetzungsprogramms für die Android Plattform. Die Besonderheit der Anwendung ist die selbstständige Texterkennung mit Hilfe des Kamerabildes. Diese Methode soll den Übersetzungsvorgang in bestimmten Situationen erleichtern und beschleunigen. Nach einer Einführung in die Texterkennung, die ihr zugrundeliegenden Technologien und das Betriebssystem Android, werden sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt. Anschließend wird ein Entwurf der Anwendung erstellt und die Implementierung erläutert. Zum Schluss wird eine Evaluation durchgeführt, dessen Absicht das Aufzeigen von Stärken und Schwächen der Anwendung ist.
Das Ziel dieser Masterarbeit war es, ein Konzept für einen mobilen Stadtführer mit gamebasierten Inhalten zu entwerfen und prototypisch umzusetzen.
Die Anwendung soll ein flexibles und unabhängiges Entdecken der Stadt Koblenz ermöglichen. Basierend auf den geographischen Daten wurden in der Anwendung stadthistorische Informationen sowie interessante Geschichten zu verschiedenen Orten bereitgestellt. Diese Informationen wurden mit spielerischen Elementen kombiniert, um ein motivierendes Konzept zu schaffen.
Dafür wurden zunächst verwandte Ansätze untersucht und darauf aufbauend unter Berücksichtigung eigener Ideen ein neues Konzept entwickelt. Das Konzept wurde prototypisch als Android-Anwendung umgesetzt. Das Ergebnis wurde in einer abschließenden Evaluation mit 15 Probanden untersucht. Dabei wurden mit Hilfe eines Fragebogens unter anderem die Bedienbarkeit, die Motivation durch die Spielelemente und der Mehrwert der Anwendung betrachtet.
In einer Welt, in der mittlerweile "Die Cloud" als Lösung für nahezu alles angepriesen wird, stellt sich immer häufiger die Frage, ob man seine persönlichen Daten einem Fremden anvertrauen möchte, oder sie doch lieber unter der eigenen Kontrolle behält. Für die Befürworter der letzten Option steht "ownCloud" als freies Softwarepaket zur Verfügung, um eine eigene Cloud aufzusetzen und ihre Inhalte mit Anderen zu teilen.
Um das Teilen von Lernwerkzeugen zu vereinheitlichen und damit zu vereinfachen, wurde von IMS GLOBAL die "Learning Tools Interoperability" Spezifikation - kurz LTI - entwickelt. Diese wird inzwischen von einer zunehmenden Anzahl von Lernmanagementsystemen und Lernressourcen unterstützt. Eine interessante Herausforderung ist daher, zu untersuchen, ob und wie man ownCloud mit verschiedenen bestehenden Lernwerkzeugen mittels LTI verbinden und daraus Nutzen ziehen kann.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein Plugin für ownCloud zu konzeptionieren und zu entwickeln, das die Kommunikation mit Lernwerkzeugen per LTI
ermöglicht. Dabei soll sowohl die Consumer- als auch die Providerseite mit einem Proof of Concept berücksichtigt werden, um jeweils die Möglichkeiten und Grenzen dieser Verbindungen zu untersuchen.
Zielsetzung Ziel der Diplomarbeit ist die Erforschung und Evaluation verschiedener multimodaler Interaktions- und Präsentationstechniken mit der Nintendo Wii Fernbedienung. Der zentrale Ansatz besteht darin, die verschiedenen alternativen Ein- und Ausgabemöglichkeiten der Nintendo Wiimote für Multimediapräsentationen im Bereich Bildung und Lehre nutzbar zu machen. Gesucht ist eine möglichst benutzerfreundliche Kombination verschiedener Präsentationslösungen in einem Eingabegerät, zu einem Bruchteil der Kosten existierender Lösungen. WiinterAct Um die Verbindung zwischen den multimodalen Interaktionsmöglichkeiten der Nintendo Wii Fernbedienung und den gewünschten Präsentationstechniken am Computer herzustellen, wurde die Software WiinterAct entwickelt. Mit Hilfe von WiinterAct lässt sich eine beliebige Präsentationssoftware über die Bedienknöpfe der Wiimote oder per Gestenerkennung steuern. Zusätzlich wurden alternative Mauszeigermanipulationsmöglichkeiten implementiert. So kann der Mauszeiger per interaktiver Laserpointer Metapher oder über ein interaktives Whiteboard auf Basis der Wiimote bewegt werden. Die hierfür nötige 4-Punkt-Kalibrierung wurde dabei stark vereinfacht. Neben einer intuitiven Visualisierung der Accelerometer- und Infrarotdaten aus der Wiimote wurde ferner eine Demoapplikation (FittsLaWii) zum Messen der Eingabegeschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit verschiedener Interaktionsmethoden bzw. Interaktionsgeräten entwickelt. Fazit Zusammenfassend lassen sich die Ergebnisse der Arbeit in viele andere Bereiche der Mensch-Computer-Interaktion übertragen.
Diese Arbeit befasst sich mit verschiedenen Möglichkeiten zur Interaktion
mit dreidimensionalen, virtuellen Objekten in der realen Umgebung des
Nutzers. Im Vordergrund stehen Interaktionsmöglichkeiten, welche durch
neue AR-Technologien aufkommen.
Dazu wird ein spielerischer Prototyp einer Applikation für die von Microsoft
entwickelte HoloLens konzipiert und implementiert. Der Prototyp
des Spiels besteht aus drei Phasen. Die erste Phase ist die Aufnahme der
realen Umgebung des Nutzers. In der zweiten Phase kann der Nutzer die
reale Umgebung mit der Hilfe von virtuellen Objekten erweitern. In der
dritten Phase muss der Nutzer einen virtuellen Avatar durch die reale Umgebung
navigieren.
Die Interaktionsmöglichkeiten der HoloLens wie Gaze, Gesture und VoiceInput
werden in den Kategorien Menüführung, Positionierung von virtuellen
Objekten im dreidimensionalen Raum und Steuerung eines Avatars einer
Evaluation unterzogen.
In dieser Bachelorarbeit wird ein System zur Simulation der Bewegung von Molekülen entworfen. Die Berechnungen der Kräfte zwischen chemisch gebundenen Atomen sowie zwischenmolekularer Kräfte werden fast vollständig auf der GPU durchgeführt. Die Visualisation der Simulation findet in einer interaktiven Bildwiederholrate statt. Um eine Darstellung in Echtzeit auf den meisten handelsüblichen Grafikkarten zur ermöglichen, sind geschickte Optimierungen und leichte Abstraktionen der physikalischen Modelle notwendig. Zu jeder Zeit kann die Ausführungsgeschwindigkeit der Simulation verändert oder vollständig gestoppt werden. Außerdem lassen sich einige Parameter der zugrundeliegenden physikalischen Modelle der Simulation zur Laufzeit verändern. Mit den richtigen Einstellung der Parametern lassen sich bestimmte Phänomene der Molekulardynamik, wie zum Beispiel die räumliche Struktur der Moleküle, beobachten.
Innerhalb dieser Arbeit wird die Theorie des Video-Seethroughs anhand einer Panoramaerstellung aus mehreren Kamerabildern verschiedener Perspektiven grundlegend dargestellt. Darauf basierend wurde ein System konzipiert und umgesetzt, bei dem Videostreams durch perspektivische Verzerrung zu einem Panoramabild zusammengesetzt werden. Anschließend wird dieses auf die Innenseite eines Zylinders projiziert, in dessen Mitte sich die virtuelle Position des Betrachters befindet. Schließlich
sollen die entstandenen Videopanoramen in einer VR-Brille dargestellt werden. Innerhalb der Implementierung werden außerdem einige Optimierungen vorgestellt, unter anderem solche, die das System - über die Aufgabenstellung hinaus - echtzeitfähig machen. Des Weiteren wird das erarbeitete
System bewertet und mit zwei anderen Verfahren verglichen.
Ein Kinect-Sensor verfügt über die Fähigkeit, gleichzeitig Farb- und Tiefenbilder aufzunehmen. In dieser Bachelorarbeit wird versucht, das Tiefenbild zu nutzen, um Beleuchtungsinformationen und Materialeigenschaften im Farbbild zu manipulieren. Die vorgestellten Verfahren zur Beleuchtungs- und Materialmanipulation benötigen eine Lichtsimulation der Lichtverhältnisse zum Zeitpunkt der Aufnahme und übertragen dann Informationen aus einer neuen Lichtsimulation direkt zurück in das Farbbild. Da die Simulationen auf einem dreidimensionalen Modell durchgeführt werden, wird nach einem Weg gesucht, ein solches aus einem einzigen Tiefenbild zu erzeugen. Dabei wird auf Probleme der Tiefendatenerfassung des Kinect-Sensors eingegangen. Es wird ein Editor entwickelt, mit dem Beleuchtungsund Materialmanipulationen möglich gemacht werden sollen. Zum Erzeugen einer Lichtsimulation werden einfache, echtzeitfähige Renderingverfahren und Beleuchtungsmodelle vorgestellt. Mit ihnen werden neue Beleuchtungssituationen, Schatten und Spiegelungen in das Farbbild eingefügt. Einfache Umgebungen mit definierten Lichtverhältnissen werden in Experimenten manipuliert, um Grenzen und Möglichkeiten des Sensors und der verwendeten Verfahren aufzuzeigen.
Für die realistische Betrachtung einer virtuellen Szene spielt neben der direkten Beleuchtung auch die Ausbreitung des indirekten Lichtes eine wichtige Rolle. Die Berechnung der indirekten Beleuchtung benötigt grundsätzlich Informationen über die gesamte Szene, nicht nur über den für die Kamera sichtbaren Ausschnitt, der in bildraumbasierten Techniken zum Einsatz kommt. Mittels Voxelisierung kann die Szene in eine dreidimensionale, diskrete und GPU-freundliche Repräsentation überführt werden. In dieser Arbeit werden Voxelrepräsentationen hinsichtlich ihrer Eignung für den globalen Lichtaustausch in dynamischen und großen Szenen untersucht. Nach einer Einführung und einem Literaturüberblick über existierende Voxelisierungs- und Beleuchtungsverfahren, die Voxel als Grundlage nutzen, wird ein Voxelisierungsverfahren entwickelt, das sich für Szenen mit dynamischen Objekten eignet. Auf der Grundlage des Strahlenschnitt-Tests mit binärer Voxelhierarchie werden dann zwei Beleuchtungsalgorithmen umgesetzt, implementiert und evaluiert: Monte-Carlo-Integration der Hemisphäre eines Szenenpunktes und Beleuchtung der Szenenpunkte mit virtuellen Punktlichtquellen.