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We present a non-linear camera pose estimator, which is able to handle a combined input of point and line feature correspondences. For three or more correspondences, the estimator works on any arbitrary number and choice of the feature type, which provides an estimation of the pose on a preferably small and flexible amount of 2D-3D correspondences. We also give an analysis of different minimization techniques, parametrizations of the pose data, and of error measurements between 2D and 3D data. These will be tested for the usage of point features, lines and the combination case. The result shows the most stable and fast working non-linear parameter set for pose estimation in model-based tracking.
This paper introduces Vocville, a causal online game for learning vocabularies. I am creating this application for my master thesis of my career as a "Computervisualist" (computer visions) for the University of Koblenz - Landau. The application is an online browser game based on the idea of the really successful Facebook game FarmVille. The application is seperated in two parts; a Grails application manages a database which holds the game objects like vocabulary, a Flex/Flash application generates the actual game by using these data. The user can create his own home with everything in it. For creating things, the user has to give the correct translation of the object he wants to create several times. After every query he has to wait a certain amount of time to be queried again. When the correct answer is given sufficient times, the object is builded. After building one object the user is allowed to build others. After building enough objects in one area (i.e. a room, a street etc.) the user can activate other areas by translating all the vocabularies of the previous area. Users can also interact with other users by adding them as neighbors and then visiting their homes or sending them gifts, for which they have to fill in the correct word in a given sentence.
Pose-Tracking
(2009)
Die bildbasierte automatische Bestimmung der Pose, d. h. der Position und Blickrichtung, einer Kamera in derWelt, ist eine relevante, aber immer noch unzureichend gelöste Aufgabe im Rechnersehen. In dem diesem Bericht zugrunde liegenden Projekt werden höhere markante Merkmale in den Bildern sicherer lokalisiert, sowie deren semantische Signifikanz vom Rechner bestimmt. Eine Posebestimmung wird durch eine Registrierung der elementaren Bestandteile dieser markanten Merkmale im Bild mit Merkmalen im 3-D-Modell erreicht. Dazu werden neue Algorithmen zur Detektion, Lokalisation und Registrierung der markanten Merkmale entwickelt bzw. vorhandene Algorithmen weiter verbessert. Modelle, wie sie aus der Rekonstruktion von Mehrfachansichten entstehen, werden durch weitere Semantik angereichert. Als Anwendungsszenario wird die Posebestimmung auf dem Campusgelände unter Verwendung von Bildern und einem semantischen CG-Modell des Campus gewählt. Die allgemeinen Verfahren werden an diesem Beispiel getestet und ihre Tragfähigkeit wird in Experimenten belegt. Im modularen System entstehen problemunabhängige Einzelbausteine zur Detektion markanter Merkmale und zur 3-D-Rekonstruktion und Posebestimmung aus Merkmalen, Punkten und Linien. Damit wird belegt, dass eine robuste Detektion markanter Merkmale möglich ist und zu einer effektiven Rekonstruktion und Posebestimmung auch in teilweise wenig strukturierten Außengebieten genutzt werden kann.
In der vorliegenden Diplomarbeit wurde gezeigt, wie sich Ambient Occlusion in einer Szene aus frei transformierbaren Starrkörpern unter Verwendung von Coherent Shadow Maps in interaktiven Frameraten berechnen und darstellen lässt. Die Vorteile von Ambient Occlusion im Vergleich zu klassischen lokalen Beleuchtungsmodellen wurden aufgezeigt - den Ansatzpunkt bildet die Approximation von Umgebungslicht und indirekter Beleuchtung durch einen konstanten Farbwert - und die vereinfachenden Annahmen, die im Vergleich zu einer Simulation globaler Beleuchtung gemacht werden, wurden nachgezeichnet - Die Gültigkeit von Ambient Occlusion beschränkt sich demnach eigentlich auf eine direkte Beleuchtung diffuser Materialien mit konstanter Leuchtdichte. Um einen umfassenden Überblick zu gewährleisten, wurden zahlreiche existierende Ansätze zur Berechnung von Ambient Occlusion ausführlich vorgestellt. Anschließend wurde auf die Berechnung der Visibilität mittels CSMs eingegangen. Es wurde gezeigt wie sich die Komprimierungsrate von CSMs durch eine gleichmäßige Verteilung der zu komprimierenden Depth Maps deutlich erhöhen lässt und ein XML-konformes Dateiformat, das die beliebige Wiederverwendung einmal komprimierter Depth Maps erlaubt, wurde eingeführt.
Die Computergrafik befasst sich mit der Erzeugung von virtuellen Bildern. Im Bereich der 3D-Computergrafik werden die dargestellten Objekte im dreidimensionalen Raum beschrieben. Dazu bedient man sich diverser Generierungsverfahren. Einer dieser so genannten Renderer ist das Raytracing-Verfahren. Es erfreut sich in der Computergrafik wegen der erreichten Bildqualität bei ueberschaubarer Komplexität großer Beliebtheit. Dabei wird versucht, immer realistischere Ergebnisse zu erreichen. In der Vergangenheit wurde Raytracing deswegen beispielsweise um globale Beleuchtungsmodelle oder um reflektierende beziehungsweise um transparente Objekte erweitert. Dabei wurde aber ein wichtiger Punkt häufig vernachlässigt, welcher ebenfalls den Grad an Realismus deutlich erhöhen kann: die Kamera. Meistens geht man auch heutzutage von einem vereinfachten Lochkameramodell aus. Aus diesem Grund genügen solche Modelle nicht den Ansprüchen physikalisch-korrekter Renderingverfahren. Eine wirklich umfassend korrekte Abbildung von Szenen darf also nicht vernachlässigen, dass ein generiertes Bild durch ein Linsensystem noch einmal entscheidend beeinflusst wird. In dieser Arbeit wird deswegen ein physikalisch korrektes Kameramodell vorgestellt, welches die geometrischen Eigenschaften des Linsensystems berücksichtigt und die Belichtung auf der Bildebene korrekt berechnet.
Ziel des Verbundprojektes 3D-RETISEG ist es, ein optimiertes echtzeitfähiges Soft- und Hardwarepaket zur 2D/3D-Segmentierung und Klassifizierung basierend auf hierarchischen Inselstrukturen, und zur schnellen Volumenvisualisierung sehr großer Volumendaten aus komprimierten Datensätzen zu entwickeln. Die Entwicklungen sollen in konkreten Anwendungsfällen der Forschung und der Wirtschaft als marktreifes Modul in das Softwarepaket VGStudioMax integriert werden. In der Medizin, speziell bei der Segmentierung von Volumendatensätzen, die durch unterschiedliche Tomographietechniken (z.B. CT und MRI) erzeugt werden, liefern zweidimensionale Verfahren häufig eine unzureichende Qualität aufgrund der anisotropen Berücksichtigung der Rauminformationen. Bisher entwickelte dreidimensionale Verfahren sind, neben der der schlechten Verfügbarkeit ihrer Implementierungen, häufig nur für bestimmte Fragestellungen dediziert und daher für andere Anwendungsfälle schlecht adaptierbar. Weiterhin benötigen Verfahren, die gute Ergebnisse liefern, meist eine hohe Laufzeit. Dies ist aber speziell in medizinischen Anwendungen von großem Nachteil, da hier die Qualität der Ergebnisse in letzter Instanz von einem Experten beurteilt wird. Damit das Ergebnis schnell zu benutzerdefinierten Optimierungen durch Veränderung der Verfahrensparameter zur Verfügung steht, sollte ein Verfahren nur sehr kurze Rechenzeiten benötigen. Weist ein Verfahren eine geringe Laufzeit auf, so kann es außerdem intra-operativ eingesetzt werden. Der hier im Projekt verwendete 3D-Color-Structure-Code verspricht, ein besseres und generisches Verfahren zu ermöglichen.
We introduce linear expressions for unrestricted dags (directed acyclic graphs) and finite deterministic and nondeterministic automata operating on them. Those dag automata are a conservative extension of the Tu,u-automata of Courcelle on unranked, unordered trees and forests. Several examples of dag languages acceptable and not acceptable by dag automata and some closure properties are given.
Die folgende Arbeit soll einen Überblick über bestehende Lösungen zur Interaktion in Erweiterten Realitäten (Augmented Reality) schaffen. Hierzu werden anhand dreier grundlegender Betrachtungsweisen unterschiedliche Interaktionskonzepte und -umsetzungen sowohl von der technischen, als auch von der konzeptuellen Seite her, vorgestellt. Neben Fragen der Visualisierung werden unterschiedliche Typen von Benutzungsschnittstellen vorstellt. Den größten Teil nehmen die drei typischen Interaktionsaufgaben Selektion- und Manipulation, Navigation und Systemkontrolle und die damit verbundenen Interaktionstechniken ein. Die Inhalte des Arbeitsberichts beschränken sich auf den Einsatz von Interaktionelementen in Augmented Reality Umgebungen. Dies geschieht in Abgrenzung zu Forschungsarbeiten auf dem Gebiet zu Interaktionstechniken in Virtual Reality Umgebungen (vollimmersiv oder auch desktoporientiert). Zwar standen und stehen viele Interaktionstechniken aus dem Bereich VR in der AR Pate, doch haben sich gerade im Bereich der AR neue Techniken und Konzepte entwickelt. Folglich sollen VR Techniken nur dann betrachtet werden, wenn Sie in AR Anwendungen angewendet wurden bzw. wenn ihre Anwendung sinnvoll erscheint.
In Enhanced Reality Umgebungen nimmt der Betrachter die Umgebung und zusätzliche, in eine halbdurchsichtige Datenbrille eingeblendete Informationen wahr. Das Kalibrierungsproblem der Datenbrille ist die Aufgabe, die eingeblendete Information mit dem korrekten realen Hintergrund zur Deckung zu bringen. Heutige Datenbrillen sind vergleichsweise klobig und schwer, deshalb kommt es häufig zu leichtem Verrutschen der Brille. Wird dieses Verrutschen nicht in die Position der Einblendung in der Brille einbezogen, so passt die Einblendung nicht mehr zum realen Hintergrund. Dies wird in Abbildung 1.1 exemplarisch dargestellt. Nach initialer Kalibrierung der teildurchsichtigen Datenbrille auf das Auge des Betrachters soll deshalb bei relativer Lageveränderung der Datenbrille zum Auge (durch leichtes Verrutschen) eine Re-Kalibrierung in Echtzeit automatisch erfolgen. Eine automatische Re-Kalibrierung bei Verrutschen wird von uns erstmalig erforscht.
