004 Datenverarbeitung; Informatik
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Bruchsimulation
(2014)
Aufgrund ihrer Komplexität wird die Simulation von Brüchen in echtzeitfähigen Anwendungen der Computergraphik häufig gemieden. Durch Methoden aus den Ingenieurswissenschaften können Simulationen geschaffen werden, die Spiele und andere Anwendungen enorm bereichern. Stetig steigende Rechnerleistungen ermöglichen entsprechende Simulationen in Echtzeit und machen diesen Aspekt zunehmend interessanter.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung von Brüchen starrer Körper durch eine Simulation. Der Fokus richtet sich dabei auf die physikalische Plausibilität und Performanz der Anwendung. Durch diese Ausarbeitung soll beantwortet werden, inwiefern eine Simulation von Brüchen mit Mitteln der Computergraphik umgesetzt werden kann.
Es wurden drei bestehende Ansätze und eine eigene Entwicklung implementiert und analysiert. Dieser Arbeit liegen die Verfahren "Real-Time Simulation of Deformation and Fracture of Stiff Materials" von Müller et al., "Real-Time Simulation of Brittle Fracture using Modal Analysis" von Glondu et al. und "Fast and Controllable Simulation of the Shattering of Brittle Objects" von Smith et al. zugrunde. Die vorgestellten Methoden führen voneinander abweichende Bruchbildungen durch. Das eigenständig entwickelte Verfahren baut auf deren Vorzügen auf und erweitert sie mit der Idee der sekundären Risse. Die Implementierung der vier Ansätze erfolgte in der Physik-Engine Bullet.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass physikalisch basierte Brüche in Echtzeit realisierbar sind. Die Untersuchung der physikalischen Methoden auf Performanz zeigte, dass diese vor allem mit der Struktur der Objekte zusammenhängen. Die präsentierten Methoden lieferten für eine Auswahl an Objekten physikalisch plausible Ergebnisse in Echtzeit. Durch die Ausarbeitung wird deutlich, dass die weitere Erforschung der Thematik neue Möglichkeiten aufdecken kann. Die Verbesserung des Realismus in echtzeitfähigen, virtuellen Welten kann mit dem Einsatz von physikalisch plausiblen Methoden erreicht werden.
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.
In diesem Bericht wird der Einsatz von drahtlosen Sensornetzen zur Temperaturmessung in Fließgewässern untersucht. Es wird dargestellt, inwieweit solche Netze als Bindeglied zwischen Fernerkundung und stationären Sensoren eingesetzt werden können. Es werden die Anforderungen an Sensornetze für die Anwendung Gewässermonitoring ermittelt und eine prototypische Realisierung von Netzknoten für ein solches Sensornetz dargestellt. Als Ergebnis dieser Arbeit werden die Genauigkeit von Temperaturmessungen mit solchen Sensorknoten im Vergleich zu einem Temperaturlogger als Referenzsystem dargestellt. Die Messungen zeigen, dass eine vergleichsweise gute Messgenauigkeit zu geringen Kosten erreichbar ist. Durch Weiterentwicklung des hier dargestellten Prototypen steht für die Temperaturüberwachung in Gewässern ein vielversprechendes und kostengünstiges neues Messinstrument zur Verfügung. Dieses kann auf der einen Seite in tieferen Regionen Gewässertemperaturen messen, als dies mit Fernerkundung möglich ist, und auf der anderen Seite eine höhere räumliche Auflösung als stationäre Messstationen erreichen. Zusätzlich dienen die Literaturrecherche und die Formulierung der Kriterien einer Eingrenzung des Anwendungsbereichs für weiterführende Arbeiten.
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.
Meine Bachelorarbeit ist als Fortsetzung und Weiterentwicklung der Studienarbeit "Erstellung einer HTML 5-basierten Lernoberflache zur Unterstützung der Zielgruppe der AnfängerInnen für das Softwareprogramm CrypTool 2" von Liane Syre, eingereicht am 13.08.2013 an der Universität Koblenz-Landau, konzipiert. Die Inhalte ihrer Studienarbeit dienen somit als Grundlage für die hier vorliegende Bachelorarbeit.
Ich habe im Rahmen meiner Bachelorarbeit einen Prototyp eines teilweise automatisierten Lerntagebuchs entwickelt, welchen ich im Folgenden Vorstellen mochte. Außerdem stelle ich meine ebenfalls eigenständig konzipierte LearnCrypTo-Homepage in dieser Arbeit vor.
Nach einer Einleitung in die Thematik (Kapitel 2) folgt eine Literaturstudie zu Serious Games als Teilbereich des Media-based Learning (Kapitel 3), in welchem auch explizit auf die Führung eines Lerntagebuches und didaktische Konzepte eingegangen wird.
Es folgt eine Beschreibung wichtiger Aspekte bei der Erstellung einer Lernsoftware und gehe im Kontext der Serious Games noch mal auf die Spielerstellung ein (Kapitel 4).
Da meine Bachelorarbeit vor allem darauf ausgerichtet ist, CrypTool 2 AnfängerInnen nahe zu bringen, erläutere ich sodann die für benannte Zielgruppe wichtigsten Funktionen von CrypTool 2 (Kapitel 5).
Dann gehe ich naher auf Inhalt und Aufbau meiner eigens erstellten LearnCrypTo-Homepage ein (Kapitel 6).
Ich erläutere gegen Schluss meiner Arbeit ausgewählte technische Aspekte (Kapitel 7).
In einem abschließenden Fazit versuche ich, die Ergebnisse meiner Arbeit zu bewerten und wage einen kleinen Ausblick (Kapitel 8).
Im Verlaufe der Arbeit wird vermehrt mit einer hauptsachlich englischen Terminologie gearbeitet. Um Missverständnissen vorzubeugen werde ich die englischen Begriffe bei ihrer ersten Verwendung in meiner Arbeit ins Deutsche übersetzen und im Folgenden dann weiter mit der englischen Bezeichnung arbeiten.
Um Lesbarkeit zu fordern benutze ich in meiner Arbeit das generische Maskulinum.
Diese Arbeit erarbeitet einen Vergleich verschiedener medizinischer Medikamenten-Dispenser. Ein Medikamenten-Dispenser ist eine Vorrichtung, die es erlaubt von einer größeren Menge Medikamente, eine kleinere zu entnehmen. Um den Vergleich durchzuführen wurden 15 Anforderungen an diese Dispenser gefunden. Der Einnahmeerleichterung sind die Anforderungen "Organisation", "Erinnerung" und "Ergonomie" zugeordnet. Zur Compliance, also Therapietreue, gehören "Compliance", "Anpassbarkeit", "Selektivität", "Persistenz", "Funktionalität", "Richtigkeit" und "Spezifität/Sensitivität". Damit stellt diese Kategorie die meisten Anforderungen. Die Kategorie Aufbewahrung sammelt "Hygiene", "Darreichungsformen" und "Robustheit". Schließlich wurden die Anforderungen "Übersichtlichkeit" und "Datenschutz" den sonstigen Anforderungen zugeordnet. Anschließend wurden verschiedene Dispenser-Konzepte zunächst vorgestellt und darauf auf die Erfüllung der Anforderungen hin analysiert. Es wurden folgende Konzepte analysiert: Tablettendose, Wochendispenser, Blister, Schlauchbeutel, MEMS, OtCM, elektronischer Dispenser, App. Nach der Analyse konnten die Dispenser miteinander verglichen werden. Es stellte sich heraus, dass alle Konzepte Mängel aufweisen. Daher entwickelte der Autor ein eigenes Konzept, welches alle Anforderungen bis auf zwei gut bis sehr gut erfüllt. Damit stellt es das mächtigste Konzept dar.
Kleine und mittelständische Unternehmen stehen durch den permanenten Wandel unserer Wirtschaft [Baumann & Schulte, 2002, S. 5] immer größeren Herausforderungen gegenüber, die sie bewältigen müssen [Bullinger & Buck, 2007]. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, muss die Organisation der Geschäftsprozesse innerhalb des Unternehmens effektiv und effizient erfolgen, damit ein möglichst hohes Maß an Transparenz erreicht werden kann.
Um eine effektivere und effizientere Unternehmenssteuerung zu gewährleisten und damit den Unternehmer entlasten zu können, sowie Transparenz zu schaffen, muss der Einsatz von zielgerichteten Methoden zur Schaffung von Kompetenzen im Bereich Prozessmanagement gerade in kleinen und mittelständischen Handwerksunternehmen im Vordergrund stehen. Diese haben aber auf Grund ihrer geringen Größe meist nicht das Know-how und die Ressourcen, sich neben den operativen Aufgaben mit den neuen Strategien der Betriebsführung zu beschäftigen [Kuiper, et al., 2012, S. 107].
Eine Möglichkeit Transparenz zu schaffen liegt in der Erhebung von Kennzahlen. In dieser Arbeit werden verschiedene Kennzahlensysteme betrachtet und ihre Eignung für den Einsatz in kleinen und mittelständischen Unternehmen anhand von definierten Kriterien verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleiches zeigt, dass die in der Literatur identifizierten Kennzahlensysteme für kleine und mittelständische Unternehmen nicht deren Anforderungen entsprechen. Die Systeme liefern darüber hinaus nur wenige konkrete Methoden, wie Kennzahlen in KMU erhoben werden können.
Im Zuge dieser Arbeit werden auch kleine und mittelständische Handwerksunternehmen nach deren Nutzung und Wissen in Bezug auf Kennzahlen befragt. Das Ergebnis dieser Befragung zeigt, dass in den meisten Unternehmen nur sehr wenig Wissen in diesem Bereich vorhanden ist.
Auf Grundlage der Ergebnisse der vergleichenden Analyse bestehender Kennzahlensysteme aus dem ersten Teil dieser Arbeit und der Analyse der Unternehmensbefragung, wird im letzten Teil dieser Arbeit ein Vorschlag für ein prozessorientiertes Kennzahlensystem entwickelt und vorgestellt. Dieser Vorschlag für ein Kennzahlensystem ist insbesondere auf die Bedürfnisse von kleinen und mittelständischen Handwerksunternehmen ausgerichtet. Aber auch mit diesem System können nicht alle Schwierigkeiten die kleine und mittelständische Unternehmen bei der Arbeit mit Kennzahlen haben, eliminiert werden. Das System gibt eine strukturierte Vorgehensweise vor, und erläutert konkrete Maßnahmen, die zur Überwindung von Barrieren bei der effektiven Arbeit mit Kennzahlen, durchgeführt werden können.
The Apple ][ computer was one of the frst three completely assembled systems on the market. It was sold several million times from april 1977 to 1993. This 8 bit home computer was developed by Steve Wozniak and Steve Jobs. They paved the way for the Apple Macintosh computer and the nowadays well known brand Apple with its products.
This thesis describes the implementation of a software emulator for the complete Apple ][ computer system on a single Atmel AVR microcontroller unit (MCU). The greatest challenge consists of the fact that the MCU has only a slightly higher clock speed as the Apple ][. This requires an efcient emulation of the CPU and the memory management, which will be covered later on along with the runtime environment controlling the emulator. Furthermore the hardware implementation into a handheld prototype will be shown.
In summary this thesis presents a successful development of a portable Apple ][ emulator covering all aspects from software design over hardware design ending up in a prototype.
Online Handschrifterkennung chinesischer Schriftzeichen auf androidfähigen mobilen Endgeräten
(2014)
Um mobile Wörterbücher oder Übersetzer zu verwenden, braucht es eine Eingabe. Diese muss zuvor verarbeitet werden, um nutzbar zu sein. Für chinesische Zeichen bietet sich die Handschrift an, da die Schrift hauptsächlich aus Piktogrammen und Ideogrammen besteht.
In dieser Bachelorarbeit wird ein prototypisches Erkennungssystem auf einem mobilen Endgerät implementiert. Die Erkennung soll dabei online und somit während des Schreibens erfolgen. Dies kann dem Benutzer Zeit ersparen, indem verschiedene erkannte Vorschläge zur Laufzeit gegeben werden.
Es werden Grundlagen erläutert und ein Überblick über den aktuellen Stand der Forschung gegeben. Ein Ansatz wird ausgewählt und implementiert, der möglichst schnell ist und wenig Speicherplatz erfordert. Die Implementation wird getestet und es wird gezeigt, dass es möglich ist, eine schnelle Erkennung auf einem kleinen Gerät laufen zu lassen. Es werden Verbesserungen und Erweiterungen vorgeschlagen, sowie ein Ausblick gegeben.
Durch die zunehmende Vernetzung von Geräten sind verteilte Anwendungen eine gängige Methode in der Software-Entwicklung. Obwohl ein Bedarf an Anonymität bei der Nutzung von verteilten Anwendungen besteht, mangelt es in der Entwicklung an der Unterstützung durch Software-Frameworks. Das Erstellen von anonymisierbar kommunizierenden Anwendungen benötigt daher meist eine aufwendige Individuallösung. Diese Arbeit integriert anonymisierbare Kommunikation mittels Remote Procedure Calls (RPCs) in ein Software-Framework für verteilte Anwendungen. Dazu wird ein Binding für das MAppLab Remote Procedure Call Framework auf der Basis des mPart-API-Frameworks konzeptuell entworfen, prototypisch implementiert und in einem Beispiel-Szenario angewendet.