Abgeschlossene Abschlussarbeiten

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.

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.

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.

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.

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.