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Visual Inertial SLAM-Algorithmen können in der Augmented Reality für die
Erkennung und das Tracking der Umgebung genutzt werden.
Im Rahmen des Projekts Augmented Reality Campus habe ich das iOS-Open-SourceProjekt VINS-Mobile (Li et al., 2017) auf die Android-Plattform portiert. Den theoretischen Ansatz des zugrundeliegenden Algorithmus stelle ich vor. Im Anschluss an die Dokumentation der Portierung vergleiche ich die beiden Plattformen in mehreren Performance-Untersuchungen. Die Ergebnisse verwende ich, um die Frage zu beantworten, ob die Portierung für den Einsatz im AR Campus-Projekt geeignet ist.
Dabei komme ich zu dem Schluss, dass die Android-Portierung in Funktionsumfang
und Qualität der iOS-Version fast gleichzusetzen ist. Welche Arbeitsschritte bis zur Nutzbarkeit im Projekt AR Campus noch nötig sind, beschreibe ich am Ende der
Arbeit.
Die vorliegende Bachelorarbeit in Kooperation mit der Deutsche Sporthochschule Köln hat die Konzeption und Entwicklung eine Software, mit der Daten aus der Fußball-Bundeliga 2011–2012 mit Hilfe einer Heatmap erzeugt werden, zum Inhalt. Die Software soll die Torpositionen vor einem Offensivspiel zu verschiedenen Zeitpunkten des Spieles veranschaulichen.
Bei der Arbeit wurden zwei Cluster-Methoden betrachtet, nämlich die Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN) und der Kerndichtschätzer (kernel density estimation). DBSCAN ist ein bekannter Cluster-Algorithmus und wurde mit dem Software-Tool WEKA untersucht. Es zeigte sich, dass dieses Verfahren nicht so gut für diese Aufgabenstellung geeignet ist, da einzelnen Cluster nicht so gut unterschieden werden konnten. Der Kerndichtschätzer ist dagegen ein statistisches Verfahren zur Schätzung einer Dichte, der auch in Geoinformationssystemen verwendet wird. Dieses Verfahren ist besser für die Aufgabenstellung geeignet.
Nach der Analyse der Daten im XML-Format wurde der Algorithmus Kerndichtschätzer für die Deutsche Sporthochschule Köln in detr Programmiersprache Java implementiert. Die Software untersucht die Bildung von Clustern bzw. die Torschussdichte mit der Absicht, ein Verhalten oder Muster vor einem Offensivspiel zu erkennen. Sie enthält eine sehr gute Visulisierung der verschiedenen Situationen, die zum Torschuss führten, anhand eines Fußballfeldes
Es wurde ein Vergleich zwischen einer nativen Android-Anwendung und einer Titanium-Anwendung durchgeführt, anhand einen mobilen SQL-Trainers. Die mit Eclipse nativ entwickelte Android-Anwendung und die Titanium-Anwendung (Android und iOS) sind, zumindest mit unserem beispielhaften Funktionsumfang, fast gleichwertig. Die Entwicklung für BlackBerry und Tizen konnte auf Grund der noch nicht ausgereiften Entwicklungsart für diese Plattformen kaum getestet werden, allerdings wird der größere App-Markt mit iOS und Android unterstützt. Die noch nicht ausgereifte Entwicklungsweise für das Tizen-Betriebssystem kann vernachlässigt werden, wenn bedacht wird, dass auf dem Tizen-Betriebssystem native Android-Anwendungen ausgeführt werden können. Außerdem wird Tizen noch auf keinem Smartphone eingesetzt. Die Vorbereitung auf die Erstentwicklung ist durch die noch etwas weniger ausgereifte, aber dennoch sehr professionelle Entwicklungsumgebung beim Titanium SDK etwas zeitaufwändiger als bei der Eclipse-Entwicklungsumgebung. Natürlich sind die nativen und vom Betriebssystemhersteller herausgegebenen Entwicklungsformen der Vorreiter für das Titanium SDK und deshalb auch die sicherere Entwicklungsform, wenn es beispielsweise um Kompatibilität und Hardwarezugriff geht. Das Titanium SDK übersetzt den entwickelten JavaScript-Code in nativen Code der jeweiligen Plattformen mit den jeweiligen Plattform-Elementen. Die angepriesene Zeitersparnis von zwanzig Prozent bei der Entwicklung kann nicht bestätigt werden. Die Entwicklung der Benutzeroberfläche ist aufwändiger als bei der nativen Entwicklungsweise.
Bewegung als Musikinstrument - Entwicklung eines Prototypen auf Basis von Kinect und Pure Data
(2012)
Es wurden Möglichkeiten der Bewegungsanalyse durch Gamecontroller untersucht und dazu passende Audioerzeuger erstellt. Dazu wurden vier Prototypen erstellt, die auf verschiedenen Analysetechniken basieren. Dazu zählt die Analyse per Webcam, der Sony Playstation Move Controller, und die Microsoft Kinect. Dann habe ich einen Ansatz auf Basis der Kinect weiter-entwickelt. Die Eingabedaten der Kinect wurden über Open Sound Control zu Pure-Data über- ragen. In Pure-Data habe ich ein Instrument erstellt, das durch die geschickte Kombination von Oszillatoren und Filtern einen individuellen und interessanten Klang erzeugt. Dazu wurde ein entsprechendes Kontrollkonzept umgesetzt, welches sich an dem eines Saiteninstrumentes orientiert, dieses Konzept jedoch von der Bewegung der Finger und Hände auf größere Bewe- gungen des ganzen Körpers überträgt. Es wurden Schnittstellen erstellt und diskutiert, mit denen das System via MIDI und Open Sound Control auch an andere Audioerzeuger angeschlossen werden kann. Während der ganzen Entwicklung wurde darauf geachtet, Open-Source-Software zu bevorzugen. Am Ende steht ein elaboriertes System, welches abgesehen von der Hardware völlig frei verfügbar und quelloffen ist.
Der immer weiter steigende Bedarf an qualitativ hochwertigen, grafischen Inhal- ten in Computerspielen sorgt dafür, dass neue Wege gefunden werden müssen, um diese mit verfügbaren Ressourcen produzieren zu können. Hier hat sich in einigen Bereichen die Verwendung von prozeduralen Techniken zur computergestützten Ge- nerierung von benötigten Modellen bereits bewährt. Ein Bereich, der aufgrund seiner Komplexität besonders interessant für den Einsatz von prozeduralen Methoden ist und im Bereich der Computerspieleindustrie noch am Anfang steht, ist die Simulation und Erzeugung von virtuellen Städten oder anderen urbanen Strukturen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Systemkonzept zu präsentieren, das auf Grundlage eines erweiterbaren Bedürfnissystems von Personen ein virtuelles Wegenetz erzeugt, das als Folge der Interaktionen der Personen mit der simulierten Welt entsteht. Es soll gezeigt werden, dass einzelne Agenten ohne ein globales Wissen oder eine vorhandene Planungsinstanz nach dem Beispiel von sozialen, staatenbildenen Insekten nur mit- hilfe einer Kommunikation auf Pheromonbasis zu in Computerspielen einsetzbaren Simulationsergebnissen kommen.
Der Smartphone-Markt gehört zu einem der am stärksten wachsenden Märkte der heutigen Zeit. Zudem erfreuen sich Anwendungen mit soziotechnischen Aspekten wie YouTube und Facebook immer größer werdender Beliebtheit. Genau hier siedelt Your-Sights an. Dabei wurde im Rahmen eines Projekts eine Software für das Smartphone-Betriebssystem Android konzipiert und entwickelt, welche in der Lage ist Touren, bzw. eine Menge von Wegpunkten zu erstellen, wiederzugeben und zu verwalten. Neben obligatorischen GPS-Koordinaten können für jeden Wegpunkt textuelle und visuelle Informationen, in Form von Bildern, erfasst werden. Für die kartografische Darstellung wird auf das OpenStreetMap-Projekt zurückgegriffen. Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis wird das Projekt fortgesetzt und auf die Konzeptio-nierung und Entwicklung einer Middleware eingegangen, welche eine Brücke zwischen den Anwendern und einer Datenbank bildet. Letztere dient nicht nur dem Austausch von Touren, sondern ermöglicht auch eine Kommunikation unter den Anwendern. Dabei wurde Wert auf die Evaluation einer adäquaten Kommunikationstechnologie für den Datenaustausch zwischen dem Anwender und der Middleware gelegt. Schließlich erfolgte der Einsatz des Java NIO-Frameworks Netty und die Entwicklung eines Kommunikationsprotokolls. Darüber hinaus wird auf notwendige Änderungen und Erweiterungen der Android-Applikation, als auch eine prototypische Entwicklung des Servers eingegangen.
Für Anwendungen, die mit XML-Dokumenten arbeiten, kann es aus der Sicht eines Unternehmens sinnvoll sein, die Daten in einer relationalen Datenbank zu speichern. Sollte die Anwendung von sich aus nur mit nativen XML Datenbanken arbeiten und gar keine Anbindung an relationale Datenbanken vorsehen, sind umfassende Untersuchungen notwendig. Vor allem bei Redaktionssystemen, die für den Produktiv-Betrieb eines Unternehmens essentiell sind, darf es zu keinen Beeinträchtigungen durch die Datenhaltung kommen. Redaktionssysteme arbeiten zudem aufgrund ihrer Funktionsvielfalt mit verschieden strukturierten Dokumenten, an die unterschiedliche Anforderungen bestehen. Es müssen also optimale Strukturen für die einzelnen Dokument-Gruppen gefunden werden. Möglichkeiten XML-Dokumente in einer relationalen Datenbank zu speichern gibt es allerdings viele. Sei es ein nativer XML-Datentyp, ein Mapping auf Relationen oder gar ein hybrides Verfahren. Die Wahl der passenden Struktur wird nicht nur durch die Anwendung, die Nutzer und die Datenbanken beeinflusst, sondern auch durch die Struktur und die Nutzungskontexte der XML-Dokumente. Ziel dieser Arbeit ist es, anhand von ermittelten Kriterien, optimale Strukturen für verschiedenartige XML-Dokumente zu finden. Dazu werden neben dem Redaktionssystem, den Datenbanken und den Daten, auch verschiedene Strukturen untersucht. Abgesehen von den Strukturlösungen sollen die Erkenntnisse in dieser Arbeit dabei helfen, die native XML Datenbank des betroffenen Redaktionssystems durch eine relationale Datenbank zu ersetzen.
Das Wissen nutzbar zu machen steht an zentraler Stelle. Heute wird der Mensch mit Informationsmengen konfrontiert und steht dadurch vor dem Problem einer enormen Informationsflut. In der schnelllebigen Zeit der IT-Technik (Information und Telekommunikation) soll eine innovative Methode die Informationsrecherche zeitlich verkürzen und eine individuell optimale Lösung für den Benutzer gefunden werden. Die gebrauchstaugliche Unterstützung heißt: Eine semantisch-webbasierte Visualisierung zur Unterstützung des Findens innerhalb des Semantic Web. Der Ansatz der Visualisierung liegt darin begründet, dass Menschen hauptsächlich über die Augen wahrnehmen und schnell Zusammenhänge erkennen können. Sogar blinde Menschen nutzen dazu ein mentales System, das visuell räumliches Skizzenblatt (scratch-pad), um Bilder bzw. die Umwelt zu verarbeiten. Der Vorteil liegt darin begründet, dass es einen schnellen direkten Zugriff auf das Arbeitsgedächtnis ermöglicht. Ein Anwendungsszenario im Bereich des Mobilfunks soll als Praxisbeispiel dienen. Bei der Vielzahl der angebotenen Handys mit den homogenen Leistungen findet kaum ein Kunde die Unterscheidungen und es gibt zurzeit keine Möglichkeit unter den Handys benutzungsfreundlich zu differenzieren noch ein optimales Handy zu finden. Am Beispiel von selbst dargestellten Szenarien und einer Evaluation wird erörtert, wie anhand von angenommenen Stakeholder, ein Zusammenspiel der Semantic Web Technologien eine jeweilige Lösung von verfügbaren Informationen aufgefunden und bearbeitet werden kann. Ziel bei der Anwendung ist es, ein Prototypen zu realisieren, dass gebrauchstauglich bei der Visualisierung von großen Datenmassen, auf Grundlage einer Empfehlung von Mobilgeräten in einem Webinterface, unterstützt. Das bereits geschriebene Praxisprojekt-Referat in Form eines Konzepts mit dem Thema: „Graphische Visualisierung von semantischen Daten in einem Webinterface“ dient dabei als Grundlage für diese Bachelorarbeit (siehe Kap. 8.2). Grundlage, Innovationen und Beispiele aus der Praxis sind ausführlich dort beschrieben worden. Dabei wurden die neusten Technologien unter den Kriterien der Häufigkeit in der Praxis, Plattformunabhängigkeit und der Flexibilität betrachtet. Künstlerisch gestalterische Disziplinen, die Produkte graphisch zum Glänzen bringen möchten oder welche, die sich mit den grundlegenden Technologien für semantische Daten sich beschäftigen, bleiben bei dieser Arbeit unbehandelt. Es geht im Schwerpunkt um eine Beantwortung der folgenden Forschungsfrage: Inwieweit sind graphische Repräsentationen vorteilhafter, um Wissen zu vermitteln, in Verhältnis zu textuellen Repräsentationen?
Die Zielsetzung dieser Thesis ist die aktuelle Situation von Blinden und Sehbehinderten in Bezug auf technische Hilfsmittel aufzuzeigen und auf mögliche Defizite und Handlungsbedarf hinzuweisen. Im Vorfeld wurde im Rahmen der Recherche eine Umfrage unter Betroffenen durchgeführt. Die Auswertung der Umfrage sowie eines ausführlichen Interviews ist ein wichtiger Bestandteil. Die Thesis soll IST-Grundlage für weitere Überlegungen, Weiterentwicklungen und Forschungsansätze im Bereich Blindeninformatik sein. Zu Beginn wird die Anatomie und Funktion des menschlichen Sehapparates erläutert. Ein weiterer Schwerpunkt der Thesis ist die geschichtliche Entwicklung von Hilfsmitteln. Anhand wichtiger Meilensteine, wie beispielsweise die Punktschrift, der Thermostift oder die Einführung des DAISY Standards wird die „Useability“ und auch die Akzeptanz in der Gesellschaft betrachtet. Anhand aktueller technischer Hilfsmittel werden Probleme und Lücken im Alltag erörtert. Der Verfasser ist selbst Betroffener und ergänzt die zusammengestellten Informationen durch eigene praxisorientierte Alltagserfahrungen. Im weiteren Verlauf werden neue technische Innovationen wie beispielsweise Touchscreens und Augmented Reality (AR) vorgestellt. Es wird einerseits auf aktuelle Entwicklungen eingegangen und Ausblicke auf zukünftige Anwendungsgebiete aufgezeigt, andererseits aber auch auf Gefahren bei der Verschmelzung von Realität und Virtualität hingewiesen. Abschließend werden die Feststellungen zusammengefasst und Denkanstöße für zukünftige Neu- und Weiterentwicklungen gegeben.
Aufgrund des Mangels an Softwareprodukten, die Projektmitarbeiter beim örtlich und zeitlich verteilten Arbeiten in Projekten effizient und zufriedenstellend unterstützen, soll ein ToDo-Manager entwickelt werden, der den Bedürfnissen der Benutzer gerecht wird und deren Anforderungen erfüllt. Valide Prototypen basieren auf Anforderungen der Benutzer und spiegeln deren Interaktion mit dem System wider. Die konstruierten Interaktionsentwürfe sollen in Prototypen abgebildet, evaluiert und überarbeitet werden, bis die Aufgaben der Benutzer durch die Dialogschritte abgebildet werden, sodass eine effiziente und zufriedenstellende Bearbeitung ermöglicht wird. Auf der Basis von ermittelten Nutzungsobjekten und Werkzeugen wird die Navigationsstruktur ermittelt sowie der Funktionsumfang des Systems definiert. Das User-Interface Design beschreibt die Entwicklung von Prototypen, die durch Benutzer evaluiert werden. Berücksichtigt werden neben der Interaktion auch gestalterische Aspekte. Die evaluierten Prototypen werden iterativ überarbeitet, damit ein gebrauchstaugliches Modell des ToDo-Managers entsteht. Ziel der Bachelorarbeit ist das Durchführen einer konzeptionellen und konkreten User Interface Design Phase, in denen die Entwicklung eines auf den Anforderungen der Benutzer basierenden demonstrierbaren und interagierbaren Prototypen für einen ToDo-Manager angestrebt wird.