004 Datenverarbeitung; Informatik
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Currently, there are a variety of digital tools in the humanities, such
as annotation, visualization, or analysis software, which support researchers in their work and offer them new opportunities to address different research questions. However, the use of these tools falls far
short of expectations. In this thesis, twelve improvement measures are
developed within the framework of a design science theory to counteract the lack of usage acceptance. By implementing the developed design science theory, software developers can increase the acceptance of their digital tools in the humanities context.
The flexible integration of information from distributed and complex information systems poses a major challenge for organisations. The ontology-based information integration concept SoNBO (Social Network of Business Objects) developed and presented in this dissertation addresses these challenges. In an ontology-based concept, the data structure in the source systems (e.g. operational application systems) is described with the help of a schema (= ontology). The ontology and the data from the source systems can be used to create a (virtualised or materialised) knowledge graph, which is used for information access. The schema can be flexibly adapted to the changing needs of a company regarding their information integration. SoNBO differs from existing concepts known from the Semantic Web (OBDA = Ontology-based Data Access, EKG = Enterprise Knowledge Graph) both in the structure of the company-specific ontology (= Social Network of Concepts) as well as in the structure of the user-specific knowledge graph (= Social Network of Business Objects) and makes use of social principles (known from Enterprise Social Software). Following a Design Science Research approach, the SoNBO framework was developed and the findings documented in this dissertation. The framework provides guidance for the introduction of SoNBO in a company and the knowledge gained from the evaluation (in the company KOSMOS Verlag) is used to demonstrate its viability. The results (SoNBO concept and SoNBO framework) are based on the synthesis of the findings from a structured literature review and the investigation of the status quo of ontology-based information integration in practice: For the status quo in practice, the basic idea of SoNBO is demonstrated in an in-depth case study about the engineering office Vössing, which has been using a self-developed SoNBO application for a few years. The status quo in the academic literature is presented in the form of a structured literature analysis on ontology-based information integration approaches. This dissertation adds to theory in the field of ontology-based information integration approaches (e. g. by an evaluated artefact) and provides an evaluated artefact (the SoNBO Framework) for practice.
In the context of augmented reality we define tracking as a collection of methods to obtain the position and orientation (pose) of a user. By means of various displaying techniques, this ensures a correct visual overlay of graphical information onto the reality perceived. Precise results for calculation of the camera pose are gained by methods of image processing, usually analyzing the pixels of an image and extracing features, which can be recognized over the image sequence. However, these methods do not regard the process of image synthesis or at least in a very simplyfied way. In contrast, the class of model-based methods assumes a given 3D model of the observed scene. Based on the model data features can be identified to establish correspondences in the camera image. From these feature correspondences the camera pose is calculated. An interesting approach is the strategy of analysis-by-synthesis, regarding the computer graphics rendering process for extending the knowledge about the model by information from image synthesis and other environment variables.
In this thesis the components of a tracking system are identified and further it is analyzed, to what extend information about the model, the rendering process and the environment can contribute to the components for improvement of the tracking process using analysis-by-synthesis. In particular, by using knowledge as topological information, lighting or perspective, the feature synthesis and correspondence finding should lead to visually unambiguous features that can be predicted and evaluated to be suitable for stable tracking of the camera pose.
Data flow models in the literature are often very fine-grained, which transfers to the data flow analysis performed on them and thus leads to a decrease in the analysis' understandability. Since a data flow model, which abstracts from the majority of implementation details of the program modeled, allows for potentially easier to understand data flow analyses, this master thesis deals with the specification and construction of a highly abstracted data flow model and the application of data flow analyses on this model. The model and the analyses performed on it have been developed in a test-driven manner, so that a wide range of possible data flow scenarios could be covered. As a concrete data flow analysis, a static security check in the form of a detection of insufficient user input sanitization has been performed. To date, there's no data flow model on a similarly high level of abstraction. The proposed solution is therefore unique and facilitates developers without expertise in data flow analysis to perform such analyses.
Diese Arbeit soll das von Dietz und Oppermann entwickelte Planspiel „Datenschutz 2.0“ an den heutigen Alltag der Schüler anpassen, die Benutzung in der Sekundarstufe II ermöglichen und die technischen und gesetzlichen Problematiken des Planspiels beheben. Das mit dem Planspiel aufgegriffene Thema Datenschutz ist im rheinland-pfälzischen Informatik-Lehrplan für die Sekundarstufe II verankert. Hier wird der Begriff Datenschutz in der Reihe „Datenerhebung unter dem Aspekt Datenschutz beurteilen“ genannt. Jedoch werden in dem Planspiel keine Daten erhoben, sondern die selbst hinterlassenen Datenspuren untersucht. Diese Form des Datenschutzes ist im Grundkurs in der vorgeschlagenen Reihe „Datensicherheit unter der Berücksichtigung kryptologischer Verfahren erklären und beachten“ unter dem Thema Kommunikation in Rechnernetzen zu finden. Im Leistungskurs steht die Datensicherheit in gleichbenannter Reihe und Thema und in der Reihe „Datenerhebung unter dem Aspekt Datenschutz beurteilen“ im Thema Wechselwirkung zwischen Informatiksysteme, Individuum und Gesellschaft.
Retrospektive Analyse der Ausbreitung und dynamische Erkennung von Web-Tracking durch Sandboxing
(2018)
Aktuelle quantitative Analysen von Web-Tracking bieten keinen umfassenden Überblick über dessen Entstehung, Ausbreitung und Entwicklung. Diese Arbeit ermöglicht durch Auswertung archivierter Webseiten eine rückblickende Erfassung der Entstehungsgeschichte des Web-Trackings zwischen den Jahren 2000 und 2015. Zu diesem Zweck wurde ein geeignetes Werkzeug entworfen, implementiert, evaluiert und zur Analyse von 10000 Webseiten eingesetzt. Während im Jahr 2005 durchschnittlich 1,17 Ressourcen von Drittparteien eingebettet wurden, zeigt sich ein Anstieg auf 6,61 in den darauffolgenden 10 Jahren. Netzwerkdiagramme visualisieren den Trend zu einer monopolisierten Netzstruktur, in der bereits ein einzelnes Unternehmen 80 % der Internetnutzung überwachen kann.
Trotz vielfältiger Versuche, dieser Entwicklung durch technische Maßnahmen entgegenzuwirken, erweisen sich nur wenige Selbst- und Systemschutzmaßnahmen als wirkungsvoll. Diese gehen häufig mit einem Verlust der Funktionsfähigkeit einer Webseite oder mit einer Einschränkung der Nutzbarkeit des Browsers einher. Mit der vorgestellten Studie wird belegt, dass rechtliche Vorschriften ebenfalls keinen hinreichenden Schutz bieten. An Webauftritten von Bildungseinrichtungen werden Mängel bei Erfüllung der datenschutzrechtlichen Pflichten festgestellt. Diese zeigen sich durch fehlende, fehlerhafte oder unvollständige Datenschutzerklärungen, deren Bereitstellung zu den Informationspflichten eines Diensteanbieters gehören.
Die alleinige Berücksichtigung klassischer Tracker ist nicht ausreichend, wie mit einer weiteren Studie nachgewiesen wird. Durch die offene Bereitstellung funktionaler Webseitenbestandteile kann ein Tracking-Unternehmen die Abdeckung von 38 % auf 61 % erhöhen. Diese Situation wird durch Messungen von Webseiten aus dem Gesundheitswesen belegt und aus technischer sowie rechtlicher Perspektive bewertet.
Bestehende systemische Werkzeuge zum Erfassen von Web-Tracking verwenden für ihre Messung die Schnittstellen der Browser. In der vorliegenden Arbeit wird mit DisTrack ein Framework zur Web-Tracking-Analyse vorgestellt, welches eine Sandbox-basierte Messmethodik verfolgt. Dies ist eine Vorgehensweise, die in der dynamischen Schadsoftwareanalyse erfolgreich eingesetzt wird und sich auf das Erkennen von Seiteneffekten auf das umliegende System spezialisiert. Durch diese Verhaltensanalyse, die unabhängig von den Schnittstellen des Browsers operiert, wird eine ganzheitliche Untersuchung des Browsers ermöglicht. Auf diese Weise können systemische Schwachstellen im Browser aufgezeigt werden, die für speicherbasierte Web-Tracking-Verfahren nutzbar sind.
Der Fachbereich 4 (Informatik) besteht aus fünfundzwanzig Arbeitsgruppen unter der Leitung von Professorinnen und Professoren, die für die Forschung und Lehre in sechs Instituten zusammenarbeiten.
In jedem Jahresbericht stellen sich die Arbeitsgruppen nach einem einheitlichen Muster dar, welche personelle Zusammensetzung sie haben, welche Projekte in den Berichtszeitraum fallen und welche wissenschaftlichen Leistungen erbracht wurden. In den folgenden Kapiteln werden einzelne Parameter aufgeführt, die den Fachbereich in quantitativer Hinsicht, was Drittmitteleinwerbungen, Abdeckung der Lehre, Absolventen oder Veröffentlichungen angeht, beschreiben.
Der Fachbereich 4 (Informatik) besteht aus fünfundzwanzig Arbeitsgruppen unter der Leitung von Professorinnen und Professoren, die für die Forschung und Lehre in sechs Instituten zusammenarbeiten.
In jedem Jahresbericht stellen sich die Arbeitsgruppen nach einem einheitlichen Muster dar, welche personelle Zusammensetzung sie haben, welche Projekte in den Berichtszeitraum fallen und welche wissenschaftlichen Leistungen erbracht wurden. In den folgenden Kapiteln werden einzelne Parameter aufgeführt, die den Fachbereich in quantitativer Hinsicht, was Drittmitteleinwerbungen, Abdeckung der Lehre, Absolventen oder Veröffentlichungen angeht, beschreiben.
This thesis presents an approach to optimizing the computation of soft shadows from area lights. The light source is sampled uniformly by traversing shadow rays as packets through an N-tree. This data structure stores an additional line space for every node. A line space stores precomputed information about geometry inside of shafts from one to another side of the node. This visibility information is used to terminate a ray. Additionally the graphics processing unit (short GPU) is used to speed up the computations through parallelism. The scene is rendered with OpenGL and the shadow value is computed on the GPU for each pixel. Evaluating the implementation shows a performance gain of 86% by comparison to the CPU, if using the GPU implementation. Using the line space instead of triangle intersections also increases the performance. The implementation provides good scaling with an increasing amount of triangles and has no visual disadvantages for many rays.
The goal of this thesis is to create and develop a concept for a mobile city guide combined with game-based contents.
The application is intented to support flexible and independent exploration of the city of Koblenz.
Based on the geographical data, historical information for and interesting stories of various places were provided in this application. These informations are combined with playful elements in order to create a motivating concept.
Therefore, related approaches were examined and, combined with own ideas, a new concept has been developed. This concept has been prototypically implemented as an Android application and afterwards evaluated by 15 test persons. A questionnaire was used to examine the operability, the motivation of game patterns and the additional value of the application.
Simulation von Schnee
(2015)
Physic simulations allow the creation of dynamic scenes on the computer. Computer generated images become lively and find use in movies, games and engineering applications. GPGPU techniques make use of the graphics card to simulate physics. The simulation of dynamic snow is still little researched. The Material Point Method is the first technique which is capable of showing the dynamics andrncharacteristics of snow.
The hybrid use of Lagrangian particles and a regular cartesian grid enables solving of partial differential equations. Therefore articles are transformed to the grid. The grid velocities can then be updated with the calculation of gradients in an FEM-manner (finite element method). Finally grid node velocities are weight back to the particles to move them across the scene. This method is coupled with a constitutive model to cover the dynamic nature of snow. This include collisions and breaking.
This bachelor thesis connects the recent developments in GPGPU techniques of OpenGL with the Material Point Method to efficiently simulate visually compelling, dynamic snow scenes.
This thesis shows an interaction of primitives in a three-dimensional space which is done by gestures. Functions which are difficult to do by gestures without any absolute feeling of the position are implemented with a touchscreen. Besides the touchscreen a second input device, a Leap-Motion, is used to obtain data of the motion of the hand. To get its data the Leap-Motion uses two CCD-cameras and three infrared LEDs. The interactions that can be done without any feedback of the absolute position are the translation, rotation and scale. These three and the movement through space are implemented as gestures in this thesis. This is done in Blender with the BlenderrnGame Engine and Python. The only function which has been implemented for the touchscreen is to select an object. Later on, a comparative control of the mouse was invented to contrast it with the control of the gestures. There are two big differences between these two controls. On the one hand, the gesture controls can be done in a three-dimensional space but most people aren't used to it yet. On the other hand, there is just a two-dimensional input possibility with the mouse control. Otherwise it is familiar to most persons. The evaluation should reveal if people prefer interaction by mouse control or by gestures. The result shows that the prefered control is done by the mouse. However in some categories of the tests the gestures are quite close to the result of the mouse.
Virtueller Konsum - Warenkörbe, Wägungsschemata und Verbraucherpreisindizes in virtuellen Welten
(2015)
Virtual worlds have been investigated by several academic disciplines for several years, e.g. sociology, psychology, law and education. Since the developers of virtual worlds have implemented aspects like scarcity and needs, even economic research has become interested in these virtual environments. Exploring virtual economies mainly deals with the research of trade regarding the virtual goods used to supply the emerged needs. On the one hand, economics analyzes the meaning of virtual trade according to the overall interpretation of the economical characteristics of virtual worlds. As some virtual worlds allow the change of virtual world money with real money and vice versa, virtual goods are traded by the users for real money, researchers on the other hand, study the impact of the interdependencies between virtual economies and the real world. The presented thesis mainly focuses on the trade within virtual worlds in the context of virtual consumption and the observation of consumer prices. Therefore, the four virtual worlds World of Warcraft, RuneScape, Entropia Universe and Second Life have been selected. There are several components required to calculate consumer price indices. First, a market basket, which contains the relevant consumed goods existing in virtual worlds, must be developed. Second, a weighting scheme has to be established, which shows the dispersion of consumer tendencies. Third, prices of relevant consumer goods have to be taken. Following real world methods, it is the challenge to apply those methods within virtual worlds. Therefore, this dissertation contains three corresponding investigation parts. Within a first analysis, it will be evaluated, in how far virtual worlds can be explored to identify consumable goods. As a next step, the consumption expenditures of the avatars will be examined based on an online survey. At last, prices of consumable goods will be recorded. Finally, it will be possible to calculate consumer price indices. While investigating those components, the thesis focuses not only on the general findings themselves, but also on methodological issues arising, like limited access to relevant data, missing legal legitimation or security concerns of the users. Beside these aspects, the used methods also allow the examination of several other economic aspects like the consumption habits of the avatars. At the end of the thesis, it will be considered to what extent virtual world economic characteristics can be compared with the real world.
Aspects like the important role of weapons or the different usage of food show significant differences to the real world, caused by the business models of virtual worlds.
Die Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme an der Universität Koblenz beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Thematik autonomes und assistiertes Fahren. Eine große Herausforderung stellen in diesem Zusammenhang mehrgliedrige Fahrzeuge dar, deren Steuerung für den Fahrer während der Rückwärtsfahrt sehr anspruchsvoll ist. Um präzise Manöver zu ermöglichen, können elektronische Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz kommen. Im Rahmen vorhergehender Arbeiten sind bereits einige Prototypen entstanden, von denen jedoch keiner eine geeignete Lösung für moderne, zweiachsige Anhänger darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein prototypisches Fahrerassistenzsystem entwickelt, wobei es noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsarbeit bedarf, um das System straßentauglich zu machen.
This thesis deals with the development of an interactive Android card game. As an example, the Hebrew game Yaniv was implemented. Focus is the elaboration of required background components and the corresponding implementation in that application. Required game processes will be screened and a possible solution will be identified.
Ray Tracing enables a close to reality rendering implementation of a modelled scene. Because of its functioning, it is able to display optical phenomena and complex lighting. Though, numerous computations per pixel have to be done. In practice implementations can not achieve computer graphics" aim of real-time rendering close to 60 frames per second. Current Graphics Processing Units (GPU) allows high execution parallelism of general-purpose computations. By using the graphics-API OpenGL this parallelism can be achieved and it is possible to design and realize a Ray-Tracer, which operates entirely on the GPU. The developed approach will be extended by an Uniform Grid - a Ray-Tracing acceleration structure. Hence, a speed-up is expected.
This thesis` purpose is the implementation of Ray-Tracer, which operates completely on the GPU, and its expansion by integrating an Uniform Grid. Afterwards, the evaluation of maximum achievable performance takes place. Possible problems regarding GPU-programming will be identified and analysed.
In this thesis, an interactive application is developed for Android OS. The application is about a virtual-reality game. The game is settled in the genre of first-person shooters and takes place in a space scenario. By using a stereo renderer, it is possible to play the game combined with virtual-reality glasses.
For definite isolation and classification of important features in 3D multi-attribute volume data, multidimensional transfer functions are inalienable. Yet, when using multiple dimensions, the comprehension of the data and the interaction with it become a challenge. That- because neither the control of the versatile input parameters nor the visualization in a higher dimensional space are straightforward.
The goal of this thesis is the implementation of a transfer function editor which supports the creation of a multidimensional transfer function. Therefore different visualization and interaction techniques, like Parallel Coordinates, are used. Furthermore it will be possible to choose and combine the used dimensions interactively and the rendered volume will be adapted to the user interaction in real time.
Thematik dieser Arbeit ist das dreidimensionale Image-Warping für diffuse und reflektierende Oberflächen. Das Warpingverfahren für den reflektierenden Fall gibt es erst seit 2014. Bei diesem neuen Algorithmus treten Artefakte auf, sobald ein Bild für einen alternativen Blickwinkel auf eine sehr unebene Fläche berechnet werden soll.
In dieser Arbeit wird der Weg von einem Raytracer, der die Eingabetexturen erzeugt, über das Warpingverfahren für beide Arten der Oberflächen, bis zur Optimierung des Reflective-Warping-Verfahrens erarbeitet. Schließlich werden die Ergebnisse der Optimierung bewertet und in den aktuellen sowie zukünftigen Stand der Technik eingeordnet.
Nutzung von Big Data im Marketing : theoretische Grundlagen, Anwendungsfelder und Best-Practices
(2015)
Die zunehmende Digitalisierung des Alltags und die damit verbundene omnipräsente Datengenerierung bieten für Unternehmen und insbesondere Marketingabteilungen die Chance, Informationen in bisher ungekannter Fülle über ihre Kunden und Produkte zu erhalten. Die Gewinnung solcher Informationen aus riesigen Datenmengen, die durch neue Technologien ermöglicht wird, hat sich dabei unter dem Begriff Big Data etabliert.
Die vorliegende Arbeit analysiert diese Entwicklung im Hinblick auf das Potenzial für die unternehmerische Disziplin des Marketings. Dazu werden die theoretischen Grundlagen des Einsatzes von Big Data im Marketing identifiziert und daraus Anwendungsfelder und Best-Practice-Lösungen abgeleitet. Die Untersuchung basiert auf einer Literaturanalyse zu dem Thema Big Data Marketing, welche neben verschiedenen Studien und Befragungen auch Expertenmeinungen und Zukunftsprognosen einschließt. Die Literatur wird dabei zunächst auf die theoretischen Grundlagen des Konstrukts Big Data analysiert.
Anschließend wird die Eignung von Big Data Lösungen für den Einsatz in Unternehmen geprüft, bevor die Anwendung im Bereich des Marketings konkretisiert und analysiert wird. Es wurde dabei festgestellt, dass anhand der theoretischen Aspekte von Big Data eine starke Eignung für den Einsatz im Rahmen des Marketings besteht. Diese zeichnet sich vor allem durch die detaillierten Informationen über Verhaltensmuster von Kunden und ihre Kaufentscheidungen aus. Weiterhin wurden potenzielle Anwendungsfelder identifiziert, welche besonders im Bereich der Kundenorientierung und der Marktforschung liegen. Im Hinblick auf Best-Practice-Lösungen konnte ein grober Leitfaden für die Integration von Big Data in die Unternehmensorganisation entwickelt werden. Abschließend wurde festgehalten, dass das Thema Big Data eine hohe Relevanz für das Marketing aufweist und dies in der Zukunft maßgeblich mitbestimmen wird.