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Über einen kleinen Einblick in die Geschichte des Mobilfunks werden zuerst grundlegende Themen behandelt. GSM ist der heute am häufigst genutzte Standard der zweiten Handygeneration. Das Kapitel handelt von dessen Netzarchitektur und Schnittstellen, die Splittung von GSM in leitungs- und paketvermittelnde Dienste. Über die Erweiterungen von GSM mit den Datendiensten HSCSD, EDGE und GPRS bis hin zum Anruf- und Mobilitätsmanagement. Im Kapitel UMTS wird die aktuelle Marktlage erläutert und die volutionsschritte von GSM zu UMTS angeschnitten. Dabei werden Vorgänge in der leitungsvermittelnden- und paketvermittelnden Domäne beschrieben. In dem Kapitel über das IP-Multimedia Subsystem (IMS) wird auf die kostengünstige Möglichkeit eingegangen, Multimediadienste über IP-Netze abzuwickeln. Hier werden wichtige der IMS zugeordneten Funktionen beschrieben, die z.B. im Kernnetz, der Mobilitätssteuerung oder im Netzübergang angewendet werden. In einem Beispiel werden die Funktionsblöcke in einem UMTS-Gerät während einer mulitmedialen Sitzung beschrieben. Ferner werden Multimediadienste von UMTS wie ‚Verteildienste’ und ‚interaktive Dienste’ bis hin zur Diensteanbindung an das IMS erläutert. Zuletzt wird auf die UMTS-Erweiterungen wie MBMS, HSDPA/HSUPA und die Spreiztechnik WDCMA eingegangen. Mit den neuen Rundfunkdiensten zur Fernsehübertragung auf das Mobilgerät beschäftigen sich die zwei letzten Gebiete dieser Diplomarbeit. Eingestiegen wird über die, auf das digitale Radio (DAB) basierende Technik DMB. Die Inhalte setzen sich zusamen aus der Quellencodierung mit MUSICAM, dem Multiplexing, dem erweiterten Modulationsverfahren C-OFDM, dem Fehlerschutz mit Hilfe des Faltungscodes, der DMB-Architektur, dem DMBPlayout und einem Testbericht. Mit DVB-H, welches auf die Technik des digitalen Fernsehens DVB-T basiert, werden Themen behandelt, wie die Erweiterung der physikalischen Schicht von DVB-T, die Bedeutung der 2-, 4-, und 8K-DVB-T-Modi, das stromsparende Time Slicing, das statistische Multiplexing zur Anpassung der Datenrate, das IP-Datacast, der Fehlerschutz MPE-FEC für die IP-Daten, das mobile Empfangsverhalten und der Zusammenhang von DVB-T und DVB-H im hypriden Netz. Kleine Exkurse, deren Inhalte sich mit der Mehrwegeausbreitung, den Echtzeitprotokollen, der Kanalkodierung, dem MPEG-Format und dem Marktgeschehen befassen, schließen eventuell aufkommende Verständnislücken. Im letzten Kapitel der Diplomarbeit werden die neuen Handheld tauglichen Rundfunkdienste DMB und DVB-H miteinander verglichen und ausgewertet – soweit die Industrie ihre Geheimnisse preisgibt.
Die programmierbare Hardware-Pipeline und ihre Verwendung für glaubhafte künstliche Charaktere
(2005)
Nach dem ersten Kapitel, das der Einleitung und der Heranführung an die Materie diente, werde ich im zweiten Kapitel die Hardware moderner Grafikkarten gründlich beleuchten. Ich werde den Fluss der Daten durch die Rendering-Pipeline nachzeichnen und aufzeigen, an welchen Stellen sich Veränderungen durch die neuen Generationen der programmierbaren Shadereinheiten ergeben. Diese neuen Shadereinheiten werde ich im einzelnen erläutern und stelle zuletzt einen Vergleich zwischen Echtzeit-Shading und Shadingtechniken im herkömmlichen Offline-Rendering an. Im dritten Kapitel möchte ich die die Programmierschnittstelle der GPUs beschreiben. Nach einem kurzen Abriss über den Assembler-Dialekt für Grafikkarten gehe ich direkt über zur Beschreibung der meistverwendeten Shader-Hochsprache HLSL. Ich erläutere den Gebrauch von Datentypen, Funktionen und Strukturen sowie einige grundlegende intrinsische Funktionen. Das vierte Kapitel dreht sich ganz um verschiedene Rendertechniken und ihre Umsetzung in HLSL. Vom simplen Texture Mapping über Shadow Maps, Normalenmapping und Depth-of-Field bis hin zum Image Based Lighting erläutere ich hier die verschiedensten Techniken am Beispiel. Alle Effekte liegen dieser Arbeit in Projektdateien für ATIs freies Tool „RenderMonkey 1.6“ bei [ATI01]. Im fünften und letzten Kapitel schließlich gehe ich auf die speziellen Probleme und Lösungsansätze beim Echtzeit-Rendering realistischer menschlicher Charaktere ein. Ich erläutere im einzelnen die Techniken, die angewandt wurden, um Haut, Haare, Gebiss und Augen unseres künstlichen Charakters „Hank“ so realistisch wie möglich erscheinen zu lassen.
Nach dem ersten Kapitel, welches der Einleitung und Heranführung an das Thema dient, wird im folgenden zweiten Kapitel ein Überblick über die geschichtliche Entwicklung von GUIs in Spielen folgen. In diesem Rahmen soll auch erörtert werden, welche Formen von GUIs in Spielen existieren, und wie diese definiert werden. Außerdem umfasst das zweite Kapitel eine Analyse, welche Gemeinsamkeiten Oberflächen in herkömmlichen Anwendungsprogrammen und Spielen aufweisen. Auf die spezifischen Anforderungen die an GUIs in Spielen gestellt werden, wird ebenfalls eingegangen werden. Das dritte Kapitel widmet sich der Programmierung von GUIs. Hierbei wird darauf eingegangen werden, warum existierende Programmiertoolkits wie MFC, Java, oder QT, für die Erstellung von GUIs in Computerspielen unzureichend sind. Weiterhin werden in diesem Kapitel die einzelnen Teile, aus denen ein GUIs zusammensetzt ist, behandelt. Deren Umsetzung wird anhand des im Praxisteil erstellten Toolkits erörtert. Kapitel vier widmet sich der konkreten Einbindung und Verwirklichung der GUI Elemente in einem Spiel. Neben allgemeinen Ansätzen werden Beispiele anhand des im Praxisteil erstellten Prototyps „Sweeper“ behandelt. Das fünfte und letzte Kapitel soll schließlich ein Resumé enthalten und wagt einen kleinen Ausblick in die Zukunft.