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Das Interesse an Virtual Reality (VR) für die Hochschullehre steigt aktuell vermehrt durch die Möglichkeit, logistisch schwierige Aufgaben abzubilden sowie aufgrund positiver Ergebnisse aus Wirksamkeitsstudien. Gleichzeitig fehlt es jedoch an Studien, die immersive VR-Umgebungen, nicht-immersive Desktop-Umgebungen und konventionelle Lernmaterialien gegenüberstellen und lehr-lernmethodische Aspekte evaluieren. Aus diesem Grund beschäftigt sich dieser Beitrag mit der Konzeption und Realisierung einer Lernumgebung für die Hochschullehre, die sowohl mit einem Head Mounted Display (HMD) als auch mittels Desktops genutzt werden kann, sowie deren Evaluation anhand eines experimentellen Gruppendesigns. Die Lernumgebung wurde auf Basis einer eigens entwickelten Softwareplattform erstellt und die Wirksamkeit mithilfe von zwei Experimentalgruppen – VR vs. Desktop-Umgebung – und einer Kontrollgruppe evaluiert und verglichen. In einer Pilotstudie konnten sowohl qualitativ als auch quantitativ positive Einschätzungen der Usability der Lernumgebung in beiden Experimentalgruppen herausgestellt werden. Darüber hinaus zeigten sich positive Effekte auf die kognitive und affektive Wirkung der Lernumgebung im Vergleich zu konventionellen Lernmaterialien. Unterschiede zwischen der Nutzung als VR- oder Desktop-Umgebung zeigen sich auf kognitiver und affektiver Ebene jedoch kaum. Die Analyse von Log-Daten deutet allerdings auf Unterschiede im Lern- und Explorationsverhalten hin.
Die Wahrnehmung des perzeptionellen Aufrecht (perceptual upright, PU) variiert in Abhängigkeit der Gewichtung verschiedener gravitationsbezogener und körperbasierter Merkmale zwischen Kontexten und aufgrund individueller Unterschiede. Ziel des Vorhabens war es, systematisch zu untersuchen, welche Zusammenhänge zwischen visuellen und gravitationsbedingten Merkmalen bestehen. Das Vorhaben baute auf vorangegangen Untersuchungen auf, deren Ergebnisse indizieren, dass eine Gravitation von ca. 0,15g notwendig ist, um effiziente Selbstorientierungsinformationen bereit zu stellen (Herpers et. al, 2015; Harris et. al, 2014).
In dem hier beschriebenen Vorhaben wurden nun gezielt künstliche Gravitationsbedingungen berücksichtigt, um die Gravitationsschwelle, ab der ein wahrnehmbarer Einfluss beobachtbar ist, genauer zu quantifizieren bzw. die oben genannte Hypothese zu bestätigen. Es konnte gezeigt werden, dass die zentripetale Kraft, die auf einer rotierenden Zentrifuge entlang der Längsachse des Körpers wirkt, genauso efektiv wie Stehen mit normaler Schwerkraft ist, um das Gefühl des perzeptionellen Aufrechts auszulösen. Die erzielten Daten deuten zudem darauf hin, dass ein Gravitationsfeld von mindestens 0,15 g notwendig ist, um eine efektive Orientierungsinformation für die Wahrnehmung von Aufrecht zu liefern. Dies entspricht in etwa der Gravitationskraft von 0,17 g, die auf dem Mond besteht. Für eine lineare Beschleunigung des Körpers liegt der vestibulare Schwellenwert bei etwa 0,1 m/s2 und somit liegt der Wert für die Situation auf dem Mond von 1,6 m/s2 deutlich über diesem Schwellenwert.
Seit 2012 wird an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg die Studieneingangsphase im Qualitätspakt Lehre gefördert. Ein wesentliches Anliegen im Projekt „Pro-MINT-us“ ist die Einbeziehung der gesamten Hochschule, um keine isolierten Maßnahmen anzubieten, sondern die im Projekt entwickelten Lehrideen nachhaltig zu verankern.
In diesem Artikel wird darüber berichtet, ob die Glaubwürdigkeit von Avataren als mögliches Modulationskriterium für die virtuelle Expositionstherapie von Agoraphobie in Frage kommt. Dafür werden mehrere Glaubwürdigkeitsstufen für Avatare, die hypothetisch einen Einfluss auf die virtuelle Expositionstherapie von Agoraphobie haben könnten sowie ein potentielles Expositionsszenario entwickelt. Die Arbeit kann innerhalb einer Studie einen signifikanten Einfluss der Glaubwürdigkeitsstufen auf Präsenz, Kopräsenz und Realismus aufzeigen.
Elektronik für Entscheider
(2017)
Dieses Buch gibt Nichtingenieuren, die sich beruflich mit Elektronik beschäftigen, die Möglichkeit, sich ein Stück auf dieses Fachgebiet zu begeben, um Aufgaben, Sprache und Vorgehensweise von Ingenieuren zu verstehen. Ziel ist es dabei nicht, nach dem Lesen dieses Buches eine elektronische Schaltung entwickeln zu können. Im Vordergrund steht vielmehr ein generelles Verständnis für die Zusammenhänge und Grundbegriffe der Elektronik.
Für die prototypische Erstellung von Virtual Reality (VR) Szenen auf Grundlage realer Umgebungen bieten sich Daten aus aktuellen Panorama-Kameras an. Diese Daten eignen sich jedoch nicht unmittelbar für die Integration in eine Game Engine. Wir stellen daher ein projektionsbasiertes Verfahren vor, mit dem Bilder und Videos im Fischaugenformat, wie sie z.B. die 360 Kamera Ricoh Theta erstellt, ohne Konvertierung in Echtzeit mit Hilfe der Unity Game Engine visualisiert werden können. Es wird weiterhin gezeigt, dass ein Panoramabild mit diesem Verfahren leicht manuell um grobe Tiefeninformation erweitert werden kann, sodass bei einer Darstellung in VR ein grober räumlicher Eindruck der Szene für einfach prototypische Umsetzungen ermöglicht wird.
Digitaltechnik
(2016)
Schlussbericht HIGEDIS
(2015)
Der Einsatz von Agentensystemen ist vielfältig, dennoch sind aktuelle Realisierungen lediglich in der Lage primär regelkonformes oder aber „geskriptetes“ Verhalten auch unter Einsatz von randomisierten Verfahren abzubilden. Für eine realistische Repräsentation sind jedoch auch Abweichungen von den Regeln notwendig, die nicht zufällig sondern kontextbedingt auftreten. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein realitätsnaher Straßenverkehrssimulator realisiert, der mittels eines detailliert definierten Systems für kognitive Agenten auch diese irregulären Verhaltensweisen generiert und somit ein realistisches Verkehrsverhalten für die Verwendung in VR-Anwendungen simuliert. Durch das Erweitern der Agenten mit psychologischen Persönlichkeitsprofilen, basierend auf dem „Fünf-Faktoren-Modell“, zeigen die Agenten individualisierte und gleichzeitig konsistente Verhaltensmuster. Ein dynamisches Emotionsmodell sorgt zusätzlich für eine situationsbedingte Adaption des Verhaltens, z.B. bei langen Wartezeiten. Da die detaillierte Simulation kognitiver Prozesse, der Persönlichkeitseinflüsse und der emotionalen Zustände erhebliche Rechenleistungen verlangt, wurde ein mehrschichtiger Simulationsansatz entwickelt, der es erlaubt den Detailgrad der Berechnung und Darstellung jedes Agenten während der Simulation stufenweise zu verändern, so dass alle im System befindlichen Agenten konsistent simuliert werden können. Im Rahmen diverser Evaluierungsiterationen in einer bestehenden VR-Anwendung – dem FIVIS-Fahrradfahrsimulator des Antragstellers - konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, dass die realisierten Konzepte die ursprünglich formulierten Forschungsfragestellung überzeugend und effizient lösen.
An Universitäten und Fachhochschulen ist die Mathematik-Ausbildung eines der Nadelöhre für angehende Ingenieurinnen und Ingenieure. Viele Studierende der Ingenieurwissenschaften scheitern in den ersten Studiensemestern an den Anforderungen der Mathematik. Lehrende, Fach- und Hochschuldidaktiker/innen und zunehmend auch Fachvertretungen und Verbände stellen sich die Frage, was an den Fakultäten und Fachbereichen getan werden kann, damit Studierende ihre mathematischen Fähigkeiten vergrößern und den anspruchsvollen Studienweg zur Ingenieurin oder zum Ingenieur meistern können.
Dies ist der Tagungsband zum elften aus einer Reihe erfolgreicher Workshops zum Thema Virtuelle und Erweiterte Realität, die von der Fachgruppe VR/AR der Gesellschaft für Informatik e.V. ins Leben gerufen wurde. Als etablierte Plattform für den Informations- und Ideenaustausch der deutschsprachigen VR/AR-Szene bietet der Workshop den idealen Rahmen, aktuelle Ergebnisse und Vorhaben aus Forschung und Entwicklung im Kreise eines fachkundigen Publikums zur Diskussion zu stellen. Insbesondere wollen wir auch jungen Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit geben, ihre Arbeiten zu präsentieren.
In dieser Arbeit wird eine Methode zur Darstellung und Generierung von natürlich wirkendem Bewuchs auf besonders großen Arealen und unter Berücksichtigung ökologischer Faktoren vorgestellt. Die Generierung und Visualisierung von Bewuchs ist aufgrund der Komplexität biologischer Systeme und des Detailreichtums von Pflanzenmodellen ein herausforderndes Gebiet der Computergrafik und ermöglicht es, den Realismus von Landschaftsvisualisierungen erheblich zu steigern. Aufbauend auf [DMS06] wird bei Silva der Bewuchs so generiert, dass die zur Darstellung benötigten Wang-Kacheln und die mit ihnen assoziierten Teilverteilungen wiederverwendet werden können. Dazu wird ein Verfahren vorgestellt, um Poisson Disk Verteilungen mit variablen Radien auf nahtlosen Wang-Kachelmengen ohne rechenintensive globale Optimierung zu erzeugen. Durch die Einbeziehung von Nachbarschaften und frei konfigurierbaren Generierungspipelines können beliebige abiotische und biotische Faktoren bei der Bewuchsgenerierung berücksichtigt werden. Die durch Silva auf Wang-Kacheln erzeugten Pflanzenverteilungen ermöglichen, die darauf aufgebauten beschleunigenden Datenstrukturen bei der Visualisierung wieder zu verwenden. Durch Multi-Level Instancing und eine Schachtelung von Kd-Bäumen ist eine Visualisierung von großen bewachsenen Arealen mit geringen Renderzeiten und geringem Memoryfootprint von Hunderten Quadratkilometern Größe möglich.
In diesem Beitrag wird der interaktive Volumenrenderer Volt für die NVIDIA CUDA Architektur vorgestellt. Die Beschleunigung wird durch das Ausnutzen der technischen Eigenschaften des CUDA Device, durch die Partitionierung des Algorithmus und durch die asynchrone Ausführung des CUDA Kernels erreicht. Parallelität wird auf dem Host, auf dem Device und zwischen Host und Device genutzt. Es wird dargestellt, wie die Berechnungen durch den gezielten Einsatz der Ressourcen effizient durchgeführt werden. Die Ergebnisse werden zurückkopiert, so dass der Kernel nicht auf dem zur Anzeige bestimmten Device ausgeführt werden muss. Synchronisation der CUDA Threads ist nicht notwendig.
Die Fachhochschulen haben sich als Hochschulen für angewandte Wissenschaften seit ihrer Gründung Anfang der 70er Jahre deutlich gewandelt. Das Fächerportfolio vieler Fachhochschulen ist inzwischen mit jenem der Universitäten vergleichbar. In einigen Fächern bilden die Fachhochschulen sogar den überwiegenden Anteil von Absolventen aus. Die anwendungsorientierte Spitzenforschung gehört zum Selbstverständnis vieler Fachhochschulen. Vor diesem Hintergrund ist es unverständlich und für die wirtschaftliche Zukunftsfähigkeit schädlich, dass Fachhochschulen immer noch deutliche Wettbewerbsnachteile in der Weiterqualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses haben. Dies gilt umso mehr, wenn mit Fachhochschulen vergleichbaren privaten Hochschulen das Promotionsrecht zugestanden wird.
Qualifikation für gute Lehre
(2010)
Eine von insgesamt sechs Arbeitsgruppen der Jahrestagung des HRK Bologna-Zentrums 2009 beschäftigte sich mit dem Themenbereich "Qualifikation für gute Lehre". Nach zwei Impulsvorträgen diskutierten die Teilnehmer, wie Hochschulangehörige noch stärker als bisher für die Lehre
qualifiziert werden können.
Zentrale Archivierung und verteilte Kommunikation digitaler Bilddaten in der Pneumokoniosevorsorge
(2010)
Pneumokoniose-Vorsorgeuntersuchungen erfordern die Befundung einer Röntgenthoraxaufnahme nach ILO-Staublungenklassifikation. Inzwischen werden die benötigten Aufnahmen bereits in großem Umfang digital angefertigt und kommuniziert. Hierdurch entstehen neue Anforderungen an verwendete Technik und Workflow-Mechanismen, um einen effizienten Ablauf von Untersuchung, Befundung und Dokumentation zu gewährleisten.
Ausgangspunkt der im Folgenden vorgestellten Semesterstruktur war die Umstellung der vorhandenen Diplomstudiengänge auf den Bachelor-Abschluss. Am Fachbereich werden drei grundständige Studiengänge angeboten; die technischen Studiengänge Elektrotechnik und Maschinenbau sowie der interdisziplinäre Studiengang Technikjournalismus, der den Geistes- und Sozialwissenschaften zuzurechnen ist. Ebenfalls sind duale Studiengänge vorhanden, die an grundständige Studiengänge angelehnt sind.
Der Mutterpass wurde als wichtiges Vorsorgeinstrument für Schwangere Anfang der sechziger Jahre in Papierform eingeführt. Er wird bei 90% aller Schwangerschaften genutzt. Seit seiner Einführung im Jahre 1968 hat jedoch die Komplexität der Vorsorgeuntersuchungen zugenommen, wie auch die Begleitumstände einer Schwangerschaft häufig komplexer geworden sind. Dies war Anlass dafür, die elektronische Abbildung des Papier basierten Mutterpasses zu entwickeln, um den gewachsenen Anforderungen der medizinischen Dokumentation und Evaluation gerecht zu werden. Eine große Herausforderung bei der Konzeption und Entwicklung des elektronischen Mutterpasses war dabei die Definition eines strukturierten und maschinenlesbaren Austauschformates. Darüber hinaus mussten weltweit neue eindeutige Identifier entwickelt werden, um den Mutterpass elektronisch abzubilden. Nach der prototypischen Realisierung einer vollständigen Version wurde im Frühjahr 2008 die Pilotierung in der Metropolregion Rhein-Neckar begonnen.
"Visual Computing" (VC) fasst als hochgradig aktuelles Forschungsgebiet verschiedene Bereiche der Informatik zusammen, denen gemeinsam ist, dass sie sich mit der Erzeugung und Auswertung visueller Signale befassen. Im Fachbereich Informatik der FH Bonn-Rhein-Sieg nimmt dieser Aspekt eine zentrale Rolle in Lehre und Forschung innerhalb des Studienschwerpunktes Medieninformatik ein. Drei wesentliche Bereiche des VC werden besonders in diversen Lehreinheiten und verschiedenen Projekten vermittelt: Computergrafik, Bildverarbeitung und Hypermedia-Anwendungen. Die Aktivitäten in diesen drei Bereichen fließen zusammen im Kontext immersiver virtueller Visualisierungsumgebungen.
Elektronik für Entscheider
(2008)
Die Entwicklung, Produktion und Vermarktung elektronischer Güter ist ein bedeutender Wirtschaftsfaktor, an dem Menschen mit verschiedenen Ausbildungen beteiligt sind. Um Produkte zum richtigen Preis, mit den richtigen Eigenschaften und zum richtigen Zeitpunkt anbieten zu können, müssen die Verantwortlichen eines Projektes miteinander über Projektziele kommunizieren können.
Dieses Buch ist für Manager, Betriebswirte, Juristen, PR-Fachleute und Journalisten geschrieben, aber auch für Informatiker und Ingenieure aus allen Fachgebieten, die sich beruflich mit Produkten der Elektronik beschäftigen. Ihnen wird die Möglichkeit gegeben, sich ein Stück auf das Gebiet der Elektronik zu begeben, um sowohl Aufgaben als auch Sprache und Vorgehensweise von Elektroingenieuren zu verstehen. Ziel ist es dabei nicht, nach dem Lesen dieses Buches eine elektronische Schaltung entwickeln zu können. Im Vordergrund steht vielmehr ein generelles Verständnis für die Zusammenhänge und Grundbegriffe der Elektronik.
Technik ist heutzutage allgegenwärtig und beeinflusst Wirtschaft und Gesellschaft. Die Bundesrepublik Deutschland erwirtschaftet als Industriestaat ihr Bruttosozialprodukt zu einem bedeutenden Anteil aus der Entwicklung und Produktion von technischen Gütern. Hieran sind Personen mit unterschiedlicher Ausbildung in verschiedenen Tätigkeiten beteiligt. Ingenieure kümmern sich um die Technik, Betriebswirte um die Finanzen, Juristen um rechtliche Fragen. So zumindest die Theorie.
Ziel des hier beschriebenen Forschungsprojekts war die Entwicklung eines prototypischen Fahrradfahrsimulators für den Einsatz in der Verkehrserziehung und im Verkehrssicherheitstraining. Der entwickelte Prototyp soll möglichst universell für verschiedene Altersklassen und Applikationen einsetzbar sowie mobil sein.