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Erstellt: Tue, 28 May 2024 23:25:01 +0200 in 0.0868 sec


Teuber, Maurice;
Comparison of different methods for illumination calculation using light probes in virtual worlds with respect to their influence on plausibility for AR applications. - Ilmenau. - 107 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2024

Die zunehmende Integration von Augmented Reality (AR) in alltägliche Anwendungen, wie z.B. Produktpräsentationen, Kommunikationsmethoden (z.B. virtuelle Avatare) oder Visualisierungen in architektonischen Bereichen hat die nahtlose Verschmelzung von virtuellen Inhalten mit der realen Welt erleichtert. Um überzeugende virtuelle Darstellungen zu erreichen, ist eine effektive Beleuchtung der virtuellen Objekte in der Umgebung erforderlich. Diese Arbeit untersucht die optimale Anzahl von Positionen, die für die Erfassung der Beleuchtung erforderlich sind, um realistische virtuelle Darstellungen zu erreichen. Wir haben fünf Ansätze für die Platzierung von Light Probe Positionen in verschiedenen virtuellen Umgebungen verglichen, was zu einer unterschiedlichen Anzahl von Light Probes pro Ansatz führen kann. Als eine der verglichenen Techniken stellen wir unseren eigenen Ansatz zur geometrisch optimierten Platzierung vor. Weiterhin stellen wir Grenzen und Bedingungen von Umgebungsszenarien vor, in denen mehrere Probes benötigt werden. Für solche Fälle weisen wir nach, dass eine optimierte Platzierung von nur wenigen Light Probes immer noch zu sehr plausiblen Beleuchtungsergebnissen führen kann. Unsere Analyse demonstriert auch, dass unter bestimmten Bedingungen sogar nur eine einzelne Probe ausreichend sein kann. In dieser Arbeit zeigen wir, dass unser eigener Optimierungsansatz in allen getesteten Umgebungen recht gut funktioniert, indem wir nur wenige Light Probes verwenden, die durch diesen Ansatz geschickt positioniert werden. Basierend auf den Ergebnissen unserer Arbeit können Schätzmethoden für Light Probes in AR um Ansätze zur Positionsbestimmung erweitert werden, um die gesamte Umgebungsbeleuchtung in den gewünschten Szenarien genauer zu erfassen. Der von uns vorgestellte Ansatz kann direkt zur optimierten Platzierung von Light Probes in virtuellen Welten genutzt werden, so zum Beispiel in VR Anwendungen, der Spieleentwicklung oder virtuellen Produktionen.



Wagner, Hannes;
Die Auswirkungen von Avatar-Modifikationen auf die soziale Präsenz und Identifikation von Teilnehmergruppen in virtuellen Räumen. - Ilmenau. - 81 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024

Die Digitalisierung hat Auswirkungen auf die Lehre in Schulen, Universitäten und unternehmerische Weiterbildungsangebote. Gerade in der heutigen Zeit der fortschreitenden Digitalisierung und infolge der Covid-19-Pandemie gewann die hybride Lehre an großer Beliebtheit und ist somit eine etablierte Lernform. Mit steigender Beliebtheit stiegen auch die Herausforderungen für Lehrende und Lernende. Diese Herausforderungen spiegeln sich sowohl in technischen als auch in menschlichen Umständen. Somit müssen geeignete virtuelle Räume geschaffen werden, um ein bestmögliches Erleben in virtuellen Welten für alle Teilnehmer zu gewährleisten. Durch den aktuellen Stand der Forschung sind die Faktoren bekannt, die das Erleben der Teilnehmer in virtuellen Welten beschreiben. Infolgedessen entstand das zugrundeliegende Forschungsziel dieser Arbeit, mit der Forschungsfrage: „Welche Auswirkungen hat der Einsatz von Gruppen-Avataren auf das Erleben von studentischen Teilnehmergruppen in virtuellen Räumen?“. Um diese Forschungsfrage zu beantworten, wurden drei Unterforschungsfragen mit vier Hypothesen aufgestellt, die mithilfe einer quasi-experimentelle Studie belegt werden sollen. Zusätzlich wurde mithilfe der 3D-Grafiksoftware „Blender“ eine geeignete Auswahl an „Gruppen-Avataren“ erstellt, um ein Gefühl von sozialer Präsenz in virtuellen Räumen zu schaffen. Die Ergebnisse aller Hypothesen weisen auf eine zu geringe Stichprobengröße hin und sind somit nicht signifikant. Dennoch konnten die Ergebnisse mit Vorsicht für die Gelegenheitsstichprobe interpretiert und erste Erkenntnisse in diesem Forschungsgebiet gewonnen werden.



Abdelraouf, Mostafa;
Dual device fusion for representation of persons in augmented reality. - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Augmented Reality (AR) ist eine virtuelle Welt, die durch die Projektion virtueller Objekte von einem Gerät aus geschaffen wird, das die reale Welt als Grundlage nutzt. Dies öffnet die Tür für virtuelle Mehrbenutzer-Erfahrungen zwischen Virtual Reality (VR)- und AR-Nutzern. Avatare sind ein wesentlicher Bestandteil der AR-Erfahrung, da sie dem Benutzer das Gefühl geben, in der virtuellen Welt zu leben. Die Verfolgung der Körperhaltung ist eine wesentliche Funktion zur Verbesserung des AR-Erlebnisses und zur Ermöglichung von Interaktionen zwischen VR- und AR-Nutzern. Dies ist jedoch aufgrund der begrenzten Daten, die über den Benutzer in einer AR-Erfahrung bekannt sind, eine schwierige Aufgabe. Dies gilt insbesondere für Smartphone-AR, bei der normalerweise nur das Smartphone zur Verfolgung des Nutzers verwendet wird. Wir schlagen eine Lösung vor, bei der die Kamera eines Smartphones und die Sensoren einer Smartwatch gleichzeitig verwendet werden, um die Pose und Bewegung einer Person genau zu erfassen und in einer AR-Welt mit minimaler Latenz digital nachzubilden. Der Standort der Smartwatch wurde verfolgt und mit der Bodenwahrheit verglichen. Die Genauigkeit dieser Implementierung lag bei einem gestreckten Arm bei 25,7 cm, was auf die eingeschränkte Positionsbestimmung zurückzuführen ist, die nicht wie beabsichtigt funktioniert und für die Verwendung in Smartphone-AR verbessert werden muss.



Storch, Timo;
Untersuchung zur Nutzung von GTA Roleplay als effektive Lernumgebung für reale Berufe. - Ilmenau. - 51 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema, inwiefern die virtuelle Welt von Grand Theft Auto Roleplay dazu beitragen kann, Lernprozesse in realistischen beruflichen Umgebungen zu simulieren und somit eine effektive Lernumgebung zu schaffen. Es soll herausgefunden werden, wie ein Spiel, welches eigentlich zu Unterhaltungszwecke konzipiert wurde und nicht den Mehrwert des Lernens im Fokus hat, dazu beitragen kann, Wissensstrukturen in virtuellen Welten aufzubauen und diese in die reale Welt zu übermitteln. Dazu wurden 7 Personen interviewt, die ihre realen Berufe auch in der virtuellen Welt ausüben. Die Ergebnisse aus den Interviews wurden durch eine Inhaltsanalyse untersucht. Insgesamt wurden die Berufe in der Kommunikationsebene als realistisch, aber in der Handlungsebene als unrealistisch eingestuft. Lernprozesse können beeinflusst werden, sodass GTA Roleplay als Lernumgebung dienen kann, um Führungskompetenzen oder das Trainieren von Extremsituationen einzuüben.



Lernerfolg und Subjektive Wahrnehmung von Lehrvideos im Vergleich zwischen 360 Grad Videos und Video-Aufnahmen in einem klassischen Bildformat. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

360 Grad Kameras werden durch sinkende Preise und einfacher werdende Prozesse ein immer beliebteres Medium. Dadurch werden sie unter anderem auch interessant für die Anwendung in der Lehre und der Vermittlung von Lehrinhalten in Form von Lehrvideos. Doch aktuelle Forschungsergebnisse liefern in dieser Hinsicht ein eher gespaltenes Bild. Aus diesem Grund bietet es sich an, diese Form der Wissensvermittlung mit anderen, beispielsweise klassischen Tutorial-Videos im 2D Format, zu vergleichen. Gleichzeitig liegt es nahe, die Videos in Bezug auf die subjektive Nutzererfahrung in Form eines UEQ+ Fragebogens zu untersuchen und damit zu prüfen, welches Videoformat bei Nutzenden beliebter ist. Zu diesem Zweck wurden im Zuge der hier vorgenommen Studie zwei inhaltlich identische Lehrvideos produziert. Dabei handelt sich bei einem der Videos um ein stereoskopisches 3D 360 Grad Video und bei dem anderen um ein 16:9 2D Video. Der zu vermittelnde Lehrinhalt zeigt die Einrichtung und Nutzung eines OptiTrack Motion Capture Systems. Das 360 Grad Video wurde auf einem Head Mounted Display abgespielt, während das 2D Video auf einem PC-Monitor gezeigt wurde. Während die Probanden das in den Videos Gezeigte durchführten, wurden ihre Leistungen in Form eines Leitfadens festgehalten. Die dabei erhobenen Daten lieferten keine signifikanten Ergebnisse in Bezug auf den Unterschied zwischen Lernerfolg und der subjektiven Nutzererfahrung der Videos.



Thieme, Leon David;
Agenten in Augmented Reality. - Ilmenau. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Für einen leichteren Lesefluss wurde in dieser Bachelorarbeit das generische Maskulin verwendet. Einleitung: Die vorliegende Studie untersucht verschiedene Agenten in einem spieleähnlichen Szenario in Augmented Reality. Forschungsziel: Es wurden drei Agenten, welche sich anatomisch unterscheiden, unter den Aspekten der Ko-Präsenz, sozialen Präsenz, dem zwischenmenschlichen Vertrauen und der pragmatischen Qualität in einem spieleähnlichen Szenario verglichen. Folgende Agenten wurden untersucht: ein Ganzkörperagent, ein Agent bestehend aus Kopf und Händen und ein Modell bestehend aus nur einem Kopf. Es gilt herauszufinden, inwieweit sich diese unter den genannten Aspekten unterscheiden. Methode: Es wurde ein Experiment mit 22 Teilnehmern durchgeführt, dabei mussten die Teilnehmer drei verschiedene Aufgaben mithilfe der einzelnen Agenten lösen. Anschließend wurden die einzelnen Agenten von den Teilnehmern mithilfe eines Fragebogens bewertet. Die Daten wurden mithilfe von statistischen Varianzanalysen ausgewertet. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede bei der Ko-Präsenz (Ganzkörperagent > Kopf- und Handagent > Kopfagent), dem zwischenmenschlichen Vertrauen (Ganzkörperagent > Kopf- und Handagent & Kopfagent) und der pragmatischen Qualität (Ganzkörperagent > Kopf- und Handagent). Die Daten zur sozialen Präsenz lieferten keine signifikanten Unterschiede. Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass es im Gegensatz zu früheren Untersuchungen tatsächlich Unterschiede zwischen Agenten in spielähnlichen Szenarien gibt. Diese Studie kann eine Grundlage für zukünftige Forschung bieten. Außerdem kann eine Empfehlung für den Ganzkörperagenten für Anwendungsfälle von Agenten in der erweiterten Realität ausgesprochen werden.Schlüsselwörter: Agent, Augmented Reality, Ko-Präsenz, soziale Präsenz, zwischenmenschliches Vertrauen, pragmatische Qualität



Evaluation of remote rendering for augmented reality. - Ilmenau. - 78 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Augmented-Reality-Technologien sind eine neue Stufe in der Entwicklung der Verbindung zwischen Technologie und der realen Welt. Sie helfen dabei, eine Computerdarstellung auf den realen Raum und die Welt zu projizieren. Diese Technologie bietet viele Möglichkeiten in verschiedenen Bereichen des menschlichen Lebens. Sie findet breite Anwendung in der Medizin, der Fertigung, dem Militär und der Spieleindustrie. Für die Ausführung dieser komplexen Technologie ist jedoch eine enorme Rechenleistung erforderlich. Obwohl sich die Industrie für mobile Geräte ständig in diese Richtung bewegt, können sie nicht die notwendige Leistung für die Ausführung großer Aufgaben bieten. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, wie sich der Streaming-Ansatz auf Probleme wie Rechenkomplexität und fehlende Rechenleistung auswirkt. Zur Durchführung einer vergleichenden Analyse wurden zwei Anwendungen auf der iOS-Plattform erstellt. Die erste Anwendung verwendet Bibliotheken für AR-Technologien und führt alle Funktionen zum Finden von Oberflächen und Zeichnen von Objekten auf der Client-Seite aus. Die zweite Anwendung verwendet einen Streaming-Ansatz, um Daten an den Server zu übertragen, und erhält als Ergebnis ein vorgefertigtes Bild, das einfach durch die reale Darstellung von der Kamera ersetzt wird. Alle komplexen Rendering-Operationen, die Berechnung der Objektpositionen und die Transformationen ihrer Positionsmatrizen finden auf der Serverseite statt, wodurch die Belastung des Client-Geräts verringert und mehr Möglichkeiten bei der Arbeit mit AR-Technologien erreicht werden können.



Hartbrich, Jakob;
The impact of personalized avatars and full face tracking on virtual body ownership, presence and anthropomorphism. - Ilmenau. - 55 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

In dieser Arbeit werden die Auswirkungen personalisierter Avatare und vollständigem Gesichts-Tracking auf Body Ownership, Presence und Anthropomorphism analysiert. Es wird eine technische Pipeline zur Erstellung fotorealistischer 3D-gescannter Avatare vorgestellt, die mit Bewegungs-, Gesichts- und Augen-Tracking ausgestattet sind und zur Selbststeuerung in der virtuellen Realität verwendet werden können. In dieser Studie wurden vier Avatarmodelle untersucht, darunter ein personalisierter Cartoon-Avatar, der mit einem Avatar-Generator unter Verwendung eines Bildes vom Gesicht des Benutzers erstellt wurde und ein fotorealistischer 3D-gescannter Avatar. Die Bewegung jedes Avatars wurde getrackt und es gab zwei Varianten: eine mit und eine ohne Gesichts- und Augen-Tracking Funktionen. Die Avatare wurden in einer Virtual-Reality-Umgebung hinsichtlich ihrer wahrgenommenen Body Ownership, Presence und Anthropomorphism anhand einer Stichprobe von 12 Teilnehmern bewertet, die vor einem Spiegel vordefinierte Bewegungen und Emotionen ausführten. Die gescannten Avatare erhöhen den Body Ownership im Vergleich zu den Cartoon-Avataren deutlich. Alle Avatar Varianten hatten den gleichen Einfluss auf die wahrgenommene Presence in der virtuellen Umgebung. Die Gesichts-Tracking-Variante hatte keinen signifikanten Einfluss auf die untersuchten Faktoren. Der Uncanny-Valley wurde für den gescannten Avatar vermutet, aber nicht bestätigt.



Neiva Fernandes, Fernanda;
Metaverse and the future of healthcare: an analysis of extended reality and its benefits for older adults’ well-being. - Ilmenau. - 115 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Einleitung: Die Überalterung der Bevölkerung stellt eine Herausforderung für alle Bereiche der Gesellschaft dar. Ältere Generationen werden im Laufe der Zeit einen großen Teil der Weltbevölkerung ausmachen, und eines der Probleme, mit denen die Gesellschaft derzeit konfrontiert ist, besteht leider darin, dass die Pflegesysteme für diese Senioren immer noch hauptsächlich auf Modellen aus dem 20. Jahrhundert basieren, die sowohl für das Personal als auch für die Gesundheitszentren und die Behörden kostspielig und zeitaufwändig sind. Um die Belastung durch die Pflege zu verringern und gleichzeitig den Bedürfnissen dieser wachsenden Bevölkerungsgruppe gerecht zu werden, muss das Gesundheitssystem die Menschen in die Lage versetzen, eine aktivere und positivere Rolle für ihre eigene Gesundheit und ihr Wohlbefinden zu übernehmen. Um älteren Menschen zu helfen, gesund zu altern und ihre Lebensqualität zu verbessern, wurde vorgeschlagen, dass eine stärkere soziale Teilhabe und stimulierende körperliche Aktivitäten durch Technologie einen großen Unterschied für ihre körperliche und geistige Gesundheit ausmachen können. Die Nutzung von Umgebungen wie VR und AR, um ältere Menschen zur aktiven Teilnahme an sozialen und körperlichen Interaktionen zu ermutigen, ihre Gesundheit, Mobilität und Gehirnfunktion zu verbessern und die Einsamkeit zu verringern, wird zu einem Schlüsselthema für moderne und zukünftige globale Gemeinschaften.Forschungsziele: Mit dem Ziel, einige der Lücken im Zusammenhang mit der Nutzung von Metaverse für das Wohlbefinden und die Gesundheitsversorgung älterer Menschen zu schließen, schlägt diese Arbeit vor, den aktuellen Stand der Technologie und die greifbaren Vorteile der Verbesserung der Langlebigkeit älterer Menschen besser zu verstehen; Datensicherheit, Datenschutz und Nutzerrechte zu analysieren, indem auch die Ethik innerhalb des Metaverse erörtert wird; und schließlich die Zugänglichkeit, Anpassungsfähigkeit und das Design der Technologie nicht nur im Hinblick auf die wahrgenommene Nutzbarkeit und Benutzerfreundlichkeit, sondern auch im Hinblick auf den Zugang und die Verfügbarkeit zum Kauf zu diskutieren.Methoden: Um die Hauptziele dieser Studie zu unterstützen, werden drei verschiedene Methoden verwendet. Daher wird im dritten Kapitel eine umfassende induktive Literaturrecherche durchgeführt, um Lücken im Bereich des Metaversums, AR/VR und der Gesundheitsversorgung für ältere Erwachsene zu finden. Im vierten Kapitel werden Interviews mit drei Experten auf dem Gebiet der XR und des Gesundheitswesens geführt, in denen die Befragten ihre Beiträge und Erkenntnisse vorstellen und die sich abzeichnenden Trends erläutern. Schließlich wird im fünften Kapitel dieser Arbeit ein persönliches Interview mit 40 älteren Erwachsenen, die in städtischen Gebieten in Deutschland leben, vorgestellt, in dem sie ihre Gefühle und Vorschläge zur Nutzung neuer Technologien und zu ihrer eigenen Gesundheitsversorgung äußern.Schlussfolgerung: Es wurde festgestellt, dass das Metaversum das Potenzial hat, das Leben älterer Menschen zu verbessern, indem es die aktive Teilnahme älterer Menschen am Prozess des gesunden Alterns erleichtert und potenziell positive Auswirkungen auf ihre Kommunikation, Gesundheit, Mobilität, Arbeit, Wohnen, soziale Interaktion, Freizeitgestaltung und Selbstverwirklichung hat. Es wurde auch festgestellt, dass sich das Metaversum zwar noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase befindet und es noch einige Einschränkungen gibt, dass die XR-Technologien aber bereits recht weit fortgeschritten und einsatzbereit sind und dass zu erwarten ist, dass die Qualität der Entwicklung in naher Zukunft zunehmen wird.



Göpfert, Ferdinand;
The influence of virtual environment design on social presence in virtual reality. - Ilmenau. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

In dieser Bachelorarbeit wurde der Einfluss von Virtual Enviroment (VE) Design auf soziale Präsenz untersucht. Mehrere Gestaltungsdimensionen, Raumgröße, Raumfarbe, Innenarchitektur und interaktives Objektdesign wurden bewertet. Mithilfe von zwei unterschiedlich gestalteten Räumen, in denen die verschiedenen Gestaltungsdimensionen implementiert wurden, konnte ein Experiment durchgeführt werden. In beiden Räumen wurde soziale Präsenz mithilfe des Social Presence Gaming Questionnaire gemessen und verglichen. Zusätzliche Daten wie Proxemics von Benutzern wurden verwendet, um den gemessenen Effekt zu erklären. Die gesammelten Daten zeigten, dass die soziale Präsenz tatsächlich durch das VE-Design beeinflusst werden konnte. Es scheint, dass vor allem Größe und Farbe die wahrgenommene soziale Präsenz der VE-Nutzer beeinflusst haben.