004 Datenverarbeitung; Informatik
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Die Animation von Modellen ist zu einem wichtigen Teil in den unterschiedlichsten und alltäglichen Bereichen unseres Lebens geworden. Es ist eine anspruchsvolle Aufgabe der Computergrafik eine natürliche Deformation von organischen Modellen zu generieren. Skinning ist eine übliche Methode um Modelle zu animieren ohne die Animation jedes Vertices. Die Oberfläche des Modells wird automatisch durch die Manipulation einzelner Knochen eines Skeletts deformiert.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem meist genutzen Algorithmus,dem Linear Blend Skinning Algorithmus, der bezüglich des visuellen Eindrucks und der Performanz optimiert werden soll. Zusätzlich werden Instancing Methoden vorgestellt und in der Anwendung mit Skinning Methoden kombiniert um deren Vor- und Nachteile aufzuzeigen.
Im Rahmen dieser Bachelor-Arbeit wurde ein IT-gestützter Prototyp (als Excel-Applikation) entwickelt, mit dem komplexe Entscheidungsfindungen auf Grundlage der Nutzwertanalyse durchgeführt werden können. Er eignet sich zur Bewertung aller Arten von betrieblichen Anwendungssystemen, darüber hinaus ist er auch für andere unternehmerische Entscheidungen verwendbar, da die zugrunde liegende Nutzwertanalyse universell einsetzbar ist. Der Prototyp berücksichtigt und identifiziert 13 Merkmalsgruppen mit insgesamt 100 Merkmalen für Groupware. Ein zusätzlich erstelltes 20-minütiges Tutorial-Video erläutert Schritt für Schritt dessen Nutzung und Funktionalität. Sämtliche Gruppen und Merkmale wurden von einem befragten externen Experten gewichtet. Mit Hilfe des erarbeiteten umfangreichen Kataloges lassen sich künftig Groupware-Produkte effizienter und aussagekräftiger vergleichen. Dieses Tool ist eine Weiterentwicklung im Bereich der Nutzwertanalyse und hilft dabei, intuitiv und inhaltlich-vergleichend Merkmale/Gruppen zu erstellen und eine Nutzwertanalyse durchzuführen. Damit wird ein Benchmark mit vielfältigen Filteroptionen erstellt, der eine tabellarische als auch graphische Auswertung ermöglicht.
Das durchgeführte Experten-Interview und die Auswertung der Fachliteratur haben aber auch deutlich gemacht, dass die Nutzwertanalyse nicht als einziges Argument bzw. Instrument zur Entscheidungsfindung beitragen darf. Zangemeister, Systemtechniker und Fachmann im Bereich der mehrdimensionalen Bewertung und Entscheidungsfindung, merkt hierzu an: "Nutzwertmodelle dürfen nicht als Ersatz, sondern zunächst als eine wichtige Ergänzung der übrigen Modelle betrachtet werden, die dem systematischen Abbau der Entscheidungsproblematik bei der Auswahl von Projektalternativen dienen können" [Zangemeister 1976, S.7]. Alles in allem bietet die Nutzwertanalyse aufgrund der strukturierten Zergliederung des Bewertungsprozesses in Teilaspekte eine qualitativ bessere Übersicht über ein zu bewertendes Problem und stellt eine aussagestarke Zusammenstellung und Auswertung mit detaillierten Informationen über die Bewertungsobjekte auf.
Bei der Mensch-Maschine-Interaktion spielt die Verfolgung und Identifizierung von Personen eine wichtige Rolle. Im Rahmen dieser Arbeit ist für den Serviceroboter Lisa, der Arbeitsgruppe Aktives Sehen, ein Framework erstellt worden, um verschiedene Verfahren zur Erkennung, Verfolgung und Identifizierung von Personen zu kombinieren. Zuerst wird mittels 2D Lasers an eine Beindetektion durchgeführt um Hypothesen für Personen aufzustellen. Diese Annahme muss noch durch eine Analyse der Kinect-Punktewolke bestätigt werden. Nach erfolgreicher Bestätigung wird ein Online-Boosting auf RGB-Daten zur Identifizierung durchgeführt. Die Beindaten werden zudem mit einem linearen Kalman-Filter für die Schätzung der Personenbewegung genutzt. Durch die Kombination von Kalman-Filter mit Beindetektion und Online-Boosting soll Personenverfolgung ermöglicht werden. Des Weiteren soll eine Verwechslung von Personen - durch kurzzeitige Verdeckung oder fehlerhaftes assoziieren von Beinen - verhindert werden.
Das Ausgangsproblem, das zu dieser Arbeit motiviert, ist die fehlende Darstellungsmöglichkeit von Abschluss- und Forschungsarbeiten der Forschungsgruppe BAS. Viele Arbeiten liegen nur in gedruckter Version vor. Vereinzelt werden auch Webseiten von Studenten erstellt. Diese sind aber nicht einheitlich.
In einem ersten Schritt wird ein passendes Forschungsvorgehen für das zu lösende Problem erstellt. Dabei wird sich die Arbeit an den konstruktionsorientierten Ansatz des Design Science Research nach Hevner [2007] richten. Diese Arbeit löst das Problem durch das Erstellen einer Web 2.0 Internetpräsenz. Dazu wird das freie Content Management System Drupal benutzt. Für die Umsetzung des Zielsystems wird ein Anforderungskatalog erstellt. Dieser wird mit Hilfe verschiedener Methoden erarbeitet. Hierzu zählen Mock Ups, Interviews, Kollaborationsszenarien und Personas. Um die erhobenen Anforderungen zu erfüllen, werden eine Reihe von Zusatzmodulen der Kernversion von Drupal hinzugefügt. Hat das System einen fortgeschrittenen Status erreicht, wird dieses durch Szenarien und Benutzter getestet. Ein Ergebnis dieser Arbeit ist zum einen ein einsatzbereiter Prototyp, mit dem es möglich ist, mehrere Abschluss- und Forschungsarbeiten webfähig und einheitlich darzustellen. Ein weiteres Ergebnis sind Guides, die das Bedienen des Prototypen beschreiben. Den Abschluss der Arbeit bildet ein Fazit und ein Ausblick auf die weitere Nutzung des Prototypen.
Diese Arbeit stellt den Faltungshall vor, ein Verfahren, das es ermöglicht, in neutral klingenden Räumen aufgenommenes Audiomaterial mit realistisch klingendem Nachhall zu versehen. Dabei wird vor allem auf die Möglichkeit eingegangen, den Effekt auf einer GPU mit Hilfe von OpenCL zu berechnen, um die hohe Parallelisierbarkeit des Problems zu seiner Lösung zu nutzen. Ziel ist es, ein VST-Plugin entwickeln zu können, das den GPU-beschleunigten Faltungsalgorithmus in verschiedener Audiosoftware nutzbar macht.
Beaconlose geografische Routingverfahren für Unit-Disk Graphen basieren auf einer beaconlosen Strategie und bieten einen Ansatz zur Verbesserung von lokalen Routingverfahren für Quasi-Unit-Disk Graphen. Der Großteil der lokalen geografischen Routingverfahren für Quasi-Unit-Disk Graphen benötigt 2-lokale Nachbarschaftsinformation und verursacht einen Nachrichtenoverhead. Der in dieser Arbeit entwickelte Beaconlose Clustering Algorithmus zeigt, dass sich Nachrichtenoverhead und Energieverbrauch eines bestehenden nicht beaconlosen Verfahrens mittels beaconloser Strategie optimieren lassen. Der Beaconlose Clustering Algorithmus basiert auf einem geografischen Clustering und konstruiert eine lokale Sicht auf einen ausgedünnten Graphen mit einer konstanten Anzahl von Knoten pro Flächeneinheit. Neben der detaillierten Beschreibung des Algorithmus beinhaltet diese Arbeit einen Korrektheitsbeweis und eine Implementierung mit anschließender Simulation zur Untersuchung der Verbesserung des bestehenden Verfahrens.
Die vorliegende Arbeit hat gezeigt, dass es möglich ist an bestehenden Studien zum Thema Perceived External Reputation und der Teilnahme an der Implementierung von Dienstleitungsinnovationen anzuknüpfen. Es war sogar möglich die Abhängigkeiten der beiden Themen voneinander herauszustellen. Dies gelang unter zu Hilfenahme von weiteren Einflussfaktoren wie der erwarteten Ansehenssteigerung durch innovatives Verhalten und dem Stolz der Mitarbeiter mit dem eigenen Unternehmen in Verbindung gebracht zu werden.
Dezentrale digitale Transaktionssysteme mit öffentlicher Transaktionshistorie haben ihrer Architektur nach keine Transaktionsüberwachung, um unerwünschte Transaktionen zu unterbinden und deren Sender und Empfänger zu identifizieren. Mit Einführung einer öffentlichen Liste von Adressen, welche zu solchen unerwünschten Transaktionen gehören, ist es möglich, diese Adressen durch allgemeinen Ausschluss zu isolieren und dadurch die unerwünschten Transaktionen zu unterbinden sowie Besitzer unerwünschter Adressen zu deanonymisieren. Die Verwaltung von öffentlichen Listen kann dabei dezentral von mehreren Instanzen mit Hilfe eines Vertrauensnetzwerks durchgeführt werden, sodass der dezentrale Charakter der Systeme erhalten bleibt.
Die hier vorliegende Arbeit stellt eine Anwendung zur Simulation von Objekten vor, die zwischen den Aggregatzuständen fest und flüssig wechseln können. Dazu wird ein Temperatursystem verwendet. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Simulation von Fluiden, basierend auf einem Partikelsystem, der Generierung einer Oberfläche aus diesem und der Darstellung von Metall. Zusätzlich soll die Anwendung interaktiv sein und muss die Kriterien der Echtzeitfähigkeit erfüllen. Dazu werden verschiedene Shadertypen eingesetzt, um die Berechnungen auf der GPU zu parallelisieren. Weiterhin werden weitere Einsatzmöglichkeiten, sowie mögliche Verbesserungen der Anwendung aufgezeigt.
In der vorliegenden Arbeit wird die Integration einer Business Intelligence-Lösung in eine bestehende Social Software beschrieben. Dafür wird zunächst der Begriff Business Intelligence und Social Software, der Aufbau sowie deren Bestandteile näher erläutert. Danach erfolgt eine Analyse der IST-Situation der Zielgruppe durch Interviews, deren Auswertungen in der SOLL-Konzeptionierung in eine Anforderungsliste transformiert werden. Abschließend werden die herausgearbeiteten Anforderungen an der finalen Installation geprüft und getestet, um festzustellen ob die Erwartungen der Zielgruppe und ihre Vorstellungen von Business Intelligence realisierbar sind.
Das Ergebnis dieser Arbeit soll eine installierte Business Intelligence-Lösung in einer Social Software sein. Diese soll einen Überblick darüber geben, was mit der aktuellsten Version der Software bereits möglich ist und kritisch aufzeigen, wo es Stärken und Schwächen gibt, die bei zukünftigen Versionenrnbedacht werden sollten.
Diese Arbeit versucht zu klären, ob der richtige Zeitpunkt für eine innovative Veränderung eines Geschäftsmodells ermittelt werden kann. Wenn ja, gilt es herauszufinden, wann dieser Zeitpunkt eintritt.
In einer kurzen Einführung sind die Problemstellung und die Ziele dieses Themas zusammengefasst und die Vorgehensweise der Literaturrecherche, sowie deren Bearbeitung beschrieben.
Es folgen die drei Hauptkapitel, welche inhaltlich aufeinander aufbauen. In dem Kapitel zwei sind Geschäftsmodelle thematisiert. Hier sind zunächst aus verschiedenen Quellen Definitionen des Begriffs "Business Model" herausgearbeitet, damit ein allgemeines Verständnis der Bedeutung eines Geschäftsmodells gewährleistet ist. Diese Definitionen sind durch das von Chesbrough und Rosenbloom (2002) praktische Beispiel der Nutzung eines Geschäftsmodells des Unternehmens Xerox Corporation gestützt. Im nächsten Schritt gilt es Typen von Business Models zu identifizieren. Als Quelle dient hierfür Weill et al (2005).
Der letzte Abschnitt von Kapitel zwei beschäftigt sich mit den sechs Dimensionen eines Geschäftsmodells nach Bieger und Reinhold (2011). Diese sechs Dimensionen spielen zum Ende dieser Arbeit eine Rolle als Kriterien für die Analyse heutiger Literatur zum Timing von Geschäftsmodellen.
Kapitel drei ist gleichzeitig Teil zwei der drei Hauptkapitel. Hier liegt der Fokus auf Innovationen. Der Begriff Innovation ist zunächst definiert und seine Wichtigkeit dargestellt, bevor verschiedene Arten von Innovationen beschrieben werden. Die einzelnen Innovationsarten leiten sich aus den Differenzierungskriterien nach Vahs und Brem (2013) ab. Um auch an dieser Stelle die Realität aus Unternehmenssicht näherzubringen, sind Fragestellungen aufgeführt, welche ein Geschäftsführer sich stellen sollte, wenn er sein Geschäftsmodell verändern möchte oder muss. Literaturgrundlage dieser Fragestellungen ist ein Artikel von Zott und Amit aus dem Jahr 2010.
Nach der umfassenden Klärung des Begriffs Innovation und kurzer Hilfestellung für Geschäftsführer folgt eine Beschreibung zweier Methoden, um Geschäftsmodelle innovativ zu verändern. Die erste Methode ist die Nutzung des St. Galler Business Model Navigators nach Gassmann, Frankenberger und Csik (2013). Der St. Galler Business Model Navigator wurde an der Universität St. Gallen in der Schweiz von dem Institut für Technologiemanagement entwickelt.
Die zweite beschriebene Methode für Business Model Innovation ist das Business Model Canvas Tool nach Osterwalder und Pigneur (2010), welches auf die sogenannten "nine building blocks" aufbaut.
Das letzte Hauptkapitel dieser Arbeit bezieht sich auf dessen zentrale Fragestellung mit dem Stichwort Timing. Hier wird mit einem praktischen Beispiel von Timing von technologischen Innovationen begonnen, der IBM Mainframe Case, analysiert von Mahajan und Muller (1996). Danach folgt eine kurze Zusammenfassung des Standes in der heutigen Literatur zum Thema Timing. Im nächsten Schritt ist ein eigener Beitrag zum Thema "Business Model Innovation Timing" geschrieben, weswegen sich Literaturangaben in diesem Abschnitt auf dem Minimum halten.
Diese Bachelorarbeit schließt ab mit der eigenen Analyse von heutiger Literatur zum Timing von Geschäftsmodellen. Ergebnis dieser Analyse ist eine Tabelle mit einer 20 x 7 Matrix, wo der Inhalt zwanzig ausgewählter Quellen den sechs Dimensionen eines Geschäftsmodells aus Kapitel zwei, sowie dem Kriterium Timing zugeordnet ist. So entsteht ein Überblick darüber, über welche Kriterien in der Literatur mehr oder weniger geschrieben wurde. Diese Analyse und Zuordnung ist ausgewertet, indem die Quellen mit dem Kriterium Timing genauer betrachtet werden, um die zentrale Fragestellung dieser Arbeit zu beantworten zu versuchen.
Ein kurzes Fazit rundet die Bachelorarbeit ab.
Diese Arbeit befasst sich mit einer 3D-Interaktion von primitiven Objekten, welche von Gesten gesteuert wird. Dabei werden Funktionen, welche auf eine absolute Positionierung angewiesen sind, mit Hilfe eines Touchscreens implementiert. Als zweites Eingabegerät dient die Leap-Motion, welche Gesten anhand von zwei CCD-Kameras und drei Infrarot-LEDs aufnimmt. Die Gesten bestehen dabei aus der Translation, Rotation und Skalierung von Objekten, sowie aus einer Steuerung, die die Bewegung im Raum ermöglicht. Zur visuellen Umsetzung wurde die Arbeit in Blender mit der Blender Game Engine unter Python geschrieben. Nur das Auswählen der Objekte wurde mit Hilfe des Touchscreens realisiert. Diese Steuerung wurde anschließend mit einer reinen Maussteuerung evaluiert. Diese beiden Eingabemöglichkeiten unterscheiden sich darin, dass die Gestensteuerung nicht etabliert ist. Sie besitzt allerdings den Vorteil, dass sie im dreidimensionalen Raum ausgeführt werden kann. Die Maus hingegen ist geläufig, beschreibt aber nur einen zweidimensionalen Raum als Eingabe. Es stellt sich also die Frage, ob bei der dreidimensionalen Interaktion von Objekten eine Maussteuerung oder eine Gestensteuerung bevorzugt wird. Das Ergebnis beläuft sich daran, dass die Maus favorisiert wird. Jedoch liegt die Gestensteuerung in manchen Bereichen nah an dem Ergebnis der Maus.
Die Entwicklung der echtzeitfähigen Computergrafik ermöglicht mittlerweile immer realistischere Bilder und die Hardware kann dafür optimal ausgenutzt werden, wodurch immer glaubwürdigere Lichtverhältnisse simuliert werden können. Eine große Anzahl von Algorithmen, effizient implementiert auf der Grafikkarte (GPU, auch Grafikprozessor)), sind fähig komplexe Lichtsituationen zu simulieren. Effekternwie Schatten, Lichtbrechung und Lichtreflexion können mittlerweile glaubwürdig erzeugt werden. Besonders durch Reflexionen wird der Realismus der Darstellung erhöht, da sie glänzende Materialien, wie z.B. gebürstete Metalle, nasse Oberflächen, insbesondere Pfützen oder polierte Böden, natürlich erscheinen lassen. Dabei geben sie einen Eindruck der Materialeigenschaften, wie Rauheit oder Reflexionsgrad.rnAußerdem können Reflexionen vom Blickpunkt abhängen: Eine verregnete Straße zum Beispiel würde Licht, abhängig von der Entfernung des Betrachters reflektieren und verwaschene Lichtreflexe erzeugen. Je weiter der Betrachter von der Lichtquelle entfernt ist, desto gestreckter erscheinen diese. Ziel dieser Bachelorarbeit ist, eine Übersicht über existierende Render-Techniken für Reflexionen zu geben, um den aktuellen Stand der Technik abzubilden. Reflexion entsteht durch den Einfall von Licht auf Oberflächen, die dieses in eine andere Richtung zurückwerfen. Um dieses Phänomen zu verstehen, wird eine Auffassung von Licht benötigt. Kapitel 2.1 beschreibt daher ein physikalisches Modell von Licht, gefolgt von Kapitel 2.2, das anhand von Beispielen ästhetisch wirkender Reflexionseffekte aus der realenrnWelt und den Medien die Motivation dieser Arbeit darlegt. In Kapitel 3 soll die generelle Vorgehensweise beim Rendern von Reflexionen deutlich gemacht werden. Danach wird in Kapitel 4 eine grobe Übersicht über existierende Ansätze gegeben. In Abschnitt 5 werden dann drei wesentliche Algorithmen vorgestellt, die zur Zeit oft in Spiel- und Grafikengines verwendet werden: Screen Space Reflections (SSR), Parallax-corrected cube mapping (PCCM) und Billboard Reflections (BBR). Diese drei Ansätze wurden zusammen in einem Framework implementiert. Dieses wird in Kapitel 5 vorgestellt und erklärt, gefolgt von detaillierten Beschreibungen der drei Techniken. Nachdem ihre Funktionsweise erklärt wurde, werden die Ansätze analysiert und auf ihre visuelle Qualität sowie ihre Echtzeitfähigkeit getestet. Abschließend werden die einzelnen Verfahren miteinander verglichen, um ihre Vor- und Nachteile zu untersuchen. Außerdem werden die gewonnenen Erfahrungen beschrieben und Verbesserungsansätze vorgeschlagen. Danach wird ein kurzer Ausblick zur voraussichtlichen Entwicklung von Render-Techniken spekularer Effekte gegeben.
In dieser Arbeit wird eine interaktive Applikation für das Android OS entwickelt. Bei der Applikation handelt es sich um ein Virtual-Reality-Spiel. Das Spiel gehört zum Ego-Shooter-Genre und spielt in einem Weltraumszenario. Durch den Einsatz eines Stereo-Renderers ist es möglich, das Spiel in Kombination mit einer Virtual-Reality-Brille zu spielen.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, einen Innovationsprozess zu modellieren. Einerseits um die Einsatzmöglichkeiten von klassischen Kreativitätstechniken und IT-Tools in den unterschiedlichen Prozessphasen, andererseits die Integration des TRIZ- und Design Thinking Ansatzes im Innovationsprozess zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen folgende Arbeitsschritte erledigt werden: Zunächst soll eine Übersicht über verschiedene Innovationsprozessmodelle gegeben werden. Es wird mit einer Auswahl von Innovationsprozessen aus der Literatur auseinandergesetzt und es werden wichtige Merkmale behandelt. Im nächsten Schritt werden nach einer kurzen Einführung in das Themenfeld Kreativität ausgewählte Kreativitätstechniken, IT-gestützte Apps und Tools vorgestellt, die sich in der Praxis vielfach bewährt haben und zu innovativer Ergebniswirksamkeit führen. Anschließend werden die Ansätze des TRIZ und Design Thinking präsentiert.
Im Folgenden soll ein Innovationsprozess mit den möglichen Touchpoints zu Kreativitätstechniken, IT-Tools und systematischen Innovationsmethoden modelliert werden. Die Touchpoints werden dabei textuell beschrieben.
Simulation von Schnee
(2015)
Physik-Simulationen erlauben die Erstellung dynamischer Szenen auf dem Rechner. Sie lassen die Computergrafik lebendig werden und finden unter anderem Anwendung in Film, Spiel und Ingenieurswesen. Durch GPGPU-Techniken kann diese Arbeit erstmals auf der Grafikkarte stattfinden. Die dynamische Simulation von Schnee ist ein Gebiet, das aufgrund seiner physikalischen Komplexität noch wenig erforscht ist. Die Materie-Punkt-Methode ist das erste Modell, dass in der Lage ist die Dynamik und verschiedenen Arten von Schnee darzustellen.
Die hybride Nutzung von Lagrange-Partikeln und einem kartesischen Euler-Gitter ermöglichen das Lösen der partiellen Differentialgleichungen. Die Partikel werden dazu auf die Gitterknoten transformiert. Durch Anwendung der Finite-Elemente-Methode auf das Gitter können Gradienten zur Aktualisierung der Geschwindigkeit berechnet werden. Die Geschwindigkeiten werden dann auf die Partikel zurückgewichtet, um diese in der Simulation voranschreiten zu lassen. Gepaart mit einem spezifischen Materialmodell wird die dynamische Natur von Schnee erlangt. Diese schließt Kollision und Bruch mit ein.
Diese Bachelorarbeit verbindet die kürzlich erschienenen GPGPU-Techniken von OpenGL mit der Materie-Punkt-Methode, um die verschiedenen Schneearten dynamisch, visuell ansprechend und effizient zu simulieren
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.
Bei der eindeutigen Isolation und Klassifizierung von Merkmalen in 3D-Multi-Attribut-Volumendaten sind multidimensionale Transferfunktionen unabdingbar. Jedoch wird bei mehreren Dimensionen das Verständnis der Daten sowie die Interaktion mit diesen zu einer Herausforderung. Weder die Kontrolle der vielseitigen Eingabeparameter noch die Visualisierung im höherdimensionalen Raum sind trivial.
Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung eines Transferfunktionseditors, der durch die Verwendung von verschiedenen Visualisierungs- und Interaktionstechniken, z.B. der Verwendung von parallelen Koordinatenachsen, die Erstellung multidimensionaler Transferfunktionen unterstützt. Dabei sollen unterschiedliche Dimensionen interaktiv ausgewählt und kombiniert werden und die Veränderungen der Transferfunktion durch visuelles Feedback im gerenderten Volumen bestätigt werden.
Das Rendering-Verfahren des Ray-Tracings ermöglicht die realitätsnahe Umsetzung der Bildgenerierung einer modellierten Szene und ist aufgrund seiner Arbeitsweise in der Lage, optische Phänomene und komplexe Beleuchtungsszenarien darzustellen. Allerdings bedarf es bei der Bilderzeugung einer enormen Anzahl an Berechnungen pro Pixel, wodurch Realisierungen eines Ray-Tracers in der Praxis Ergebnisse erzielen, die weit unter der in der Computergraphik angestrebten Echzeitdarstellung von 60 Bildern pro Sekunde entfernt liegen. Aktuelle Modelle der Graphics Processing Unit (GPU) ermöglichen die hochgradige Parallelisierung der Ausführung von allgemeinen Berechnungen. Mit Hilfe der Graphik-API OpenGL wird diese Parallelisierung nutzbar gemacht und ein vollständig auf der GPU ausgeführter Ray-Tracer entworfen und realisiert. Der entwickelte Ansatz wird durch die Integration eines Uniform Grids - einer beschleunigenden Datenstruktur des Ray-Tracings - erweitert, woraus eine Steigerung der Performanz zu erwarten ist.
Ziel dieser Arbeit ist die Implementierung eines auf der GPU ausgeführten Ray-Tracers und die Erweiterung des Ansatzes durch die Verwendung eines Uniform Grids. Die Ermittlung der erzielbaren Leistung wird im Anschluss durchgeführt. Bei der Entwicklung und Implementierung werden mögliche Probleme bei der Umsetzung bezüglich der GPU-Programmierung aufgezeigt und analysiert.
101worker ist die modulare Wissensverarbeitungskomponente des 101companies-Projektes. Durch organisches Wachstum des Systems, statt Beachtung von bewährten Software-Design-Prinzipien, haben sich Wartungs- und Leistungsprobleme entwickelt. Diese Arbeit beschreibt diese Probleme, entwirft Anforderungen für das Refactoring des Systems und beschreibt und analysiert schließlich die resultierende Implementierung. Die Lösung involviert die Zusammenfassung von verstreuten und redundanten Informationen, aufsetzen von Unit- und funktionalen Test-Suiten und Inkrementalisierung der Busarchitektur von 101worker.