Untersuchung zur Erweiterung von 3D-Modellen mit parametrischen 3D-Daten. - Ilmenau. - 103 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2017
In der modernen Produktentwicklung besteht zunehmend der Bedarf nach individuell anpassbaren Produkten. Um diesen zu befriedigen, bieten die Hersteller der Produkte für ihre Kunden anpassbare und austauschbare Elemente an. Die Produkte lassen sich als 3D-Repräsentation in einem Konfigurationsprogramm anpassen. Damit eine Vielzahl an Kunden erreicht wird, bietet es sich an, die Konfigurationsprogramme als Web-Anwendungen bereitzustellen. Durch WebGL und HTML5 können moderne Browser die Konfiguratoren plattformunabhängig ausführen. Damit zudem im Verlauf der Produktvisualisierung Zeit und Kosten für die Erstellung der 3D-Repräsentationen gespart wird, sind die jeweiligen Produkte prametrisiert, sodass ihre Teilobjekte für andere Visualisierungen wiederverwendbar sind. Jedoch kann es bei verschiedenen Transformationen der Produkte zu Verzerrungen der geometrischen Darstellungen kommen. Dies mindert die Wiederverwendbarkeit einer Geometrie. Oft wird sie deswegen in ihrer abgewandelten Form neu modelliert. Dies ist jedoch mit zusätzlichen Kosten und Zeitaufwand verbunden. Die Masterarbeit greift dieses Problem auf und untersucht, wie sich Verzerrungen von transformierten Objekten durch parametrische Beschreibungen mindern bzw. umgehen lassen. Für diesen Zweck wird eine bestehende Bearbeitungskette für konfigurierbare Produkte auf Erweiterungsmöglichkeiten untersucht. Zusätzlich zeigt eine Implementierung, wie sich diese parametrischen Beschreibungen umsetzen und anwenden lassen.
Gamification im Fahrkontext : eine Akzeptanzanalyse. - Ilmenau. - 140 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den wichtigsten theoretischen Konzepten zur Integration erweiterter Darstellung von digitalen Inhalten im Kontext der sicheren Fahrzeugführung. Ob und wann Spielelemente einen positiven Effekt auf die manuelle Fahrzeugführung haben wird hier durch eine individuell erweiterte Akzeptanzanalyse herausgestellt. Die hier berücksichtigten Teorien und Methoden beziehen sich hauptsächlich auf die Herangehensweise an die Nutzerakzeptanz durch User Experience Design (UXD). UXD ist die Analyse von pragmatischen, nutzenorientierten und emotionalen Erwartungen unter Zuhilfenahme der Methoden von Thielsch (2008), die Einordnung in den Fahrkontext durch Vorgaben der Informationsverarbeitung nach Beier (2004) und die Durchführung einer qualitativen Studie mithilfe einer Fokusgruppendiskussion nach Mayring (2010). Diese Auswertungsmethode ist insofern die optimale Bearbeitungsstrategie, als dass eine qualitative Herangehensweise maximal nutzerrorientiert und aussagekräftig für eine praktikable Umsetzung ist. Auf Grundlage dieser qualitativen Befragung und dem Abgleich ihrer Ergebnisse mit den Theorien zu Nutzerverhalten mit interaktiven Systemen (Thielsch 2008, Bielik 2012) wird unter anderem die Haupthypothese bestätigt, dass unter bestimmten Voraussetzungen eine Aktivierung des Fahrers durch Spielelemente vorliegt, die einen positiven Effekt auf die manuelle Fahrzeugführung haben. Durch die Analyse bestimmter intrinsischer und extrinsischer Motivatoren kann ein allgemeingültiges Gamification-Konstrukt abgeleitet werden. Es wird auf basis der Bedürfnisanalyse geklärt, wie Gamification als neues, digitales, interaktives Element neben Fahrerassistenz und autonomem Fahren gestaltet sein muss, damit eine positive Nutzererfahrung ausgelöst, sowie die Aufmerksamkeit der Nutzer während der Fahraufgabe gelenkt wird. Es werden praktische Umsetzungsmöglichkeiten für eine Implementierung vorgeschlagen, die sowohl für die Automobilindustrie, als auch für die Spieleindustrie interessant sind. Allgemein ist diese Arbeit für alle Sozialwissenschaften relevant, die sich mit Marktforschung und Nutzerakzeptanz, bzw. Nutzerverhalten beschäftigen.
Automotiv Supplier Visuality : Produktpräsentation mittels Head Mounted Display. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017
Die vorliegende Studie befasst sich mit dem Einsatz von Virtual Reality Head Mounted Displays (VR HMDs) zur Produktpräsentation auf Messen im Business to Business Bereich. Der Theoretische Hintergrund basiert auf dem Technology Acceptance Modell, sowie der Usability- und User Experience Forschung. Geprüft wurde, inwieweit VR HMDs in Hinblick auf Akzeptanz, Nutzererleben sowie Gebrauchstauglichkeit die Produktpräsentation unterstützen und welche Vor- und Nachteile sie bieten. Dazu wurden Usability Tests, genauer gesagt Think Aloud Tests sowie anschließende mündliche- und schriftliche Befragungen mit zwanzig TeilnehmerInnen durchgeführt. Die TeilnehmerInnen testeten mit dem VR HMD "HTC VIVE" eine virtuelle Produktpräsentation der Firma Brose Fahrzeugteile GmbH & Co KG. Die Produktpräsentation umfasste einen virtuellen Messestand. Auf diesem Messestand hatten die TeilnehmerInnen die Möglichkeit, mit diversen Fahrzeugteilen virtuell zu interagieren um sich einen umfangreichen Eindruck, über die der Firma Brose hergestellten Produkte, zu verschaffen. Es zeigte sich, dass VR HMDs in Hinblick auf Akzeptanz, Gebrauchstauglichkeit sowie Nutzererleben durchaus unterstützend zur Produktpräsentation auf Messen einsetzen lassen, da sie Aufmerksamkeit erregen und die Darstellung komplexer Informationen vereinfachen. Allerdings werden sie die reale Produktpräsentation aktuell nicht ersetzen, da nicht alle MessebesucherInnen bereit sind ein VR HMD zu tragen und sowohl haptisches Feedback als auch der Face-to-Face Kontakt fehlen.
Mediale Berichterstattung im professionellen eSport am Beispiel von Dota 2. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die folgende Bachelorarbeit behandelt die Medienberichterstattung zum Thema eSports, am Beispiel von Dota 2. ESports ist in den letzten Jahren ein weltweites Phänomen geworden und bezeichnet den Wettkampf mehrerer Spieler in einem Videospiel. Zunächst werden in dieser Studie Grundbegriffe und Grundlagen wie eSports, Sport, Dota 2 und die Geschichte der Videospiele näher erläutert. Anschließend wird die gewählte Forschungsmethode vorgestellt: Zwei Fragebögen mit integriertem Experiment, anhand derer die Einstellung der Probanden zum Thema eSports erforscht werden soll. Teilnehmer/innen des ersten Fragebogens wurde ein Video-Clip eines Dota 2 Turniers gezeigt sowie viele Bonus Informationen und gezielte Fragestellungen. Im zweiten Fragebogen waren weder der Video-Clip noch die Zusatzinformationen vorhanden. Das Ziel war dabei herauszufinden, ob sich die Einstellung von eher desinteressierten Subjekten, aufgrund vieler Zusatzinformationen, ändern kann. Dazu wurden die Ergebnisse beider Fragebögen verglichen, um so das Ausmaß der Abweichungen festzustellen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Unterschiede unwesentlich waren. In anderen Worten: Rezipienten würden mediale Berichterstattung zum Thema eSports nicht akzeptieren, da kein Interesse vorhanden ist. Des Weiteren spielen sowohl das Geschlecht als auch das Alter eine bedeutende Rolle in der Akzeptanz oder Nicht-Akzeptanz von eSports.
Composite body-tracking : device abstraction layer with data fusion for gesture recognition in virtual reality applications. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In einer Zeit, in der Virtual Reality immer beliebter geworden ist, haben verschiedene Unternehmen neue Hardware- und Softwareprodukte für den Consumer-Bereich auf den Markt gebracht. Aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften können diese Produkte auch in mehreren Forschungsprojekten eingesetzt werden, die eine Vielzahl von Forschungsfeldern wie Mensch-Maschine-Interaktion, Gestenerkennung oder Mixed Reality umfassen. Häufig hat jedes Gerät eine eigene Anschlussschnittstelle, wodurch die Austauschbarkeit zwischen Geräten mit ähnlichen Leistungsmerkmalen reduziert wird. Daher ist es von großem Interesse eine Geräteabstraktionsschicht zu implementieren, welche die Abhängigkeit einer Software von bestimmten Geräten minimiert. Diese Arbeit präsentiert das ALVR-System (Abstraction Layer für Virtual Reality), eine Device Abstraction Layer mit Data Fusion Fähigkeiten. Dieses System wird mit Gestenerkennung, einem Datenmodell für die Körperverfolgung und einem Geräteserver für verteilte Hardware ergänzt. außerdem wird ein Plug-In des ALVR-Systems für die Unreal Engine 4 durchgeführt. Schließlich wird eine Demo-Anwendung unter Verwendung der erwähnten Grafik-Engine implementiert, die einen Satz von Gesten zur Erzeugung und Steuerung von virtuellen Objekten enthält.
Realitätsnahe virtuelle Vegetationsgenerierung im urbanen Raum basierend auf online verfügbaren Kartendaten. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit 2016
Die manuelle Generierung virtueller 3D-Welten, die der realen Welt entsprechen, ist ein aufwendiger und kostenintensiver Prozess. Daher ist eine Automatisierung dieses Prozesses sinnvoll. Hierfür werden allerdings Geodaten benötigt, welche die Realität hinreichend genau beschreiben. Freie Geodaten, welche im Rahmen dieser Arbeit genutzt werden, enthalten jedoch keine direkt nutzbaren Informationen zu Vegetation in urbanen Gebieten. In dieser Arbeit wird daher untersucht, ob eine Gewinnung von Vegetationsinformationen auf Basis einer Analyse und Kombination verschiedener freier Geodaten möglich ist. Diese Verarbeitung erfolgt automatisiert in einem für QGIS entwickelten Plugin. Neben Daten zur Vegetation werden zudem Terrain und Gebäudedaten aus den freien Datensätzen extrahiert, aufbereitet und in standardisierte Exportformate überführt. Eine automatisiert Generierung einer 3D-Welt auf Basis der zuvor exportierten Informationen erfolgt in der Unreal Engine.
Dynamic distribution of virtual light sources for LightSkin global illumination in open world scenes. - 106 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Diese Arbeit befasst sich mit der Echtzeitberechnung globaler Beleuchtung in Open-World Szenen, wofür der LightSkin-Algorithmus genutzt wird, der ursprünglich für Szenen begrenzter Ausdehnung in Augmented- und Mixed-Reality Anwendungen entworfen wurde. Es wird in dieser Arbeit eine Erweiterung für das LightSkin-Verfahren vorgestellt, welche zusätzlich die Darstellung von Open-World Szenen mit großer Ausdehnung ermöglicht. Zu diesem Zweck werden einige bekannte, relevante Algorithmen vorgestellt und verglichen, die darauf abzielen, den Berechnungsaufwand der Akkumulation von indirektem Licht aus der Reflective Shadow Map (RSM) zu reduzieren. Von diesen wird der Ansatz der Bidirectional Reflective Shadow Maps (BRSM) aufgrund seiner hohen Kompatibilität mit der existierenden Render-Pipeline von LightSkin ausgewählt und eine Erweiterung entworfen, die das indirekte Licht mit Hilfe einer kleineren Auswahl von VALs in die Proxy-Lichtquellen des LightSkin-Verfahrens akkumuliert. Diese Erweiterung behält dabei die Kompatibilität mit der Berechnung von indirekten Schatten des ursprünglichen LightSkin-Verfahrens bei und liefert gleichzeitig plausible und nahezu fehlerfreie Ergebnisse. Zusätzlich zu einem Vergleich mit dem ursprünglichen LightSkin-Verfahren wird die vorgestellte Erweiterung auch mit einer Optimierungsmethode verglichen, die zusammen mit dem LightSkin-Verfahren entworfen wurde und RSM mit Mipmap-Stufen für die Komplexitätsreduktion nutzt. Es zeigt sich, dass die BRSM-Erweiterung eine signifikante Verbesserung ermöglicht, da sie bei einer RSM-Auflösung von z.B. 1024 x 1024 px etwa 12-mal schneller ist als das ursprüngliche LightSkin-Verfahren, während die Optimierung, die Mipmap-Stufen nutzt, nur eine Verbesserung um den Faktor von etwa 7 liefert.
Echtzeitfähige Fluidsimulation mit WebGL. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
Fluidsimulationen stellen ein umfangreiches Forschungsfeld in der Computergrafik dar. Aufgrund der komplexen Natur von realistischem Strömungsverhalten ist die visuell überzeugende und echtzeitfähige Umsetzung von Fluiden eine rechentechnische Herausforderung. Zum einen muss das Fluid den physikalischen Gesetzen entsprechend simuliert werden. Zum anderen muss eine Methode zur Darstellung der Fluidoberfläche gefunden werden, welche die visuellen Eigenschaften des Fluides realistisch nachahmt. Diese Arbeit befasst sich mit der interaktiven Simulation und Visualisierung von Flüssigkeiten. Nach einer grundlegenden Betrachtung bedeutender Simulations- und Darstellungsmethoden wird der aktuelle Forschungsstand bezüglich echtzeitfähiger Simulationen aufbereitet. Es folgt die Konzeption und Implementierung eines Verfahrens, das die realistische Mischung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Farben und Transparenzen erlaubt. Als Implementierungsplattform wird WebGL verwendet, womit die Darstellung von dreidimensionalen Inhalten im Internetbrowser möglich ist. Abschließend wird das Ergebnis evaluiert und ein zusammenfassender Überblick geschaffen.
Mobile Datenbrillen - through other eyes? : wie mobile Datenbrillen das Verhalten unseres Gegenübers verändern. - 123 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Aufgrund der anhaltenden Kritik an mobilen Datenbrillen für ihren fehlenden Datenschutz, untersucht diese Studie die Wirkung von mobilen Datenbrillen auf Mitmenschen, bezüglich des wahrgenommen Eingriffes in deren Privatsphäre. Hierzu wurden Studenten in einem Laborexperiment von einem Google Glass tragenden Interviewer zu emotional aufgeladenen, kontroversen Themen befragt. Im Ganzen zeigt die quantitative Untersuchung, dass die Probanden in Konfrontation mit einer mobilen Datenbrille zu deutlich angepasstem Verhalten, speziell zu öffentlicher Konformität und Verschwiegenheit, neigen. Das gegensätzliche Antwortverhalten gegenüber der, in einer Kontrollgruppe gemessenen, öffentlichen Meinung, äußert sich in den Motiven der übermäßigen Zustimmung, Verneinung der Kritik oder Enthaltung der Meinung. Hierbei beeinflussen die Thematik sowie das Technikwissen die Form der Reaktion.
Texturbasierte Kontrolle prozeduraler Höhenkarten und deren Anwendung. - 99 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Die algorithmengetriebene Synthese von Inhalten bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen, manuell erzeugten Inhalten. Hierdurch motiviert betrachtet die vorliegende Arbeit die algorithmenbasierte Synthese von Texturen, welche eine größere Ausdehnung und Auflösung erreichen können, als es mit abgespeicherten, handmodellierten Texturen möglich ist. Neben der Synthese, welche datenflussbasiert mit den vorgestellten Methoden erfolgen kann, ist die gezielte und intuitive Kontrolle des Ergebnisses von großer Bedeutung. In der Anwendung als Höhenkarte existieren hierfür bereits einige Verfahren, welche in dieser Arbeit vorgestellt, bewertet und um den neu entwickelten Ansatz der Kontrolltexturen erweitert werden. Kontrolltexturen ermöglichen die gezielte Manipulation der erzeugten Textur durch eine intuitive, pixelbasierte und um prozedurale Details angereicherte Eingabe. Hierbei können ebenfalls die zuvor vorgestellten Kontrollmechanismen als Quelle für Eingaben dienen, so dass Kontrolltexturen als grundlegendes Werkzeug für die Kontrolle von prozeduralen Texturen interpretiert werden können. Abschließend wird die Schnittstelle der prototypischen Anwendung für Lua-Skripte vorgestellt, welche die experimentelle Definition von prozeduralen Texturen zur Visualisierung von Landschaften ermöglicht.