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Multiplayer games can increase player enjoyment through social interactions, cooperation and competition. The popularity of such games is shown by current market trends. Especially networked multiplayer games frequently achieve great success, but confront game developers with additional networking challenges in the already complex field of game production. The primary challenge is game state synchronization across all players. Based on the current research, there are three main methods for this task – deterministic lockstep, snapshot interpolation and state-sync – with their own advantages and disadvantages.
This work quantitatively evaluated and discussed the vertical (entity count) and horizontal (player count) limitations of deterministic lockstep and compared the method to snapshot interpolation. Results showed, that deterministic lockstep has no indicated vertical scaling limitation with a player count of up to 10 supporting 16,000 or more entities. A horizontal scaling limitation could not be found either and lockstep was confirmed to work with 40 or more players while handling 1024 entities. However, both scaling dimensions correlate negatively, which was indicated by the maximum scaling configurations 30 players and 4096 entities or 20 players and 8192 entities.
An unoptimized snapshot interpolation implementation achieved a vertical scaling limitation of 4096 entities with 10 players and a horizontal scaling limit of 40 or more players with 1024 entities and therefore was found to have a lower entity limit compared to deterministic lockstep.
Furthermore, results are compared to related work. Other contributions of this thesis include an overview of game networks and the three game state synchronization techniques. An architecture model for deterministic lockstep including a hybrid approach combining it with snapshot interpolation for re-synchronization and hot-joins. And finally, a network packet deconstruction of the implemented networking framework Unity Transport Package (UTP).
Password-based authentication is widely used online, despite its numerous shortcomings, enabling attackers to take over users’ accounts. Phishing-resistant Fast IDentity Online (FIDO) credentials have therefore been proposed to improve account security and authentication user experience. With the recent introduction of FIDO-based passkeys, industry-leading corporations aim to drive widespread adoption of passwordless authentication to eliminate some of the most common account takeover attacks their users are exposed to. This thesis presents the first iteration of a distributed web crawler measuring the adoption of FIDO-based authentication methods on the web to observe ongoing developments and assess the viability of the promised passwordless future. The feasibility of automatically detecting authentication methods is investigated by analyzing crawled web content. Because today’s web is increasingly client-side rendered, capturing relevant data with traditional scraping methods is challenging. Thus, the traditional approach is compared to the browser-based crawling of dynamic content to optimize the detection rate. The results show that authentication method detection is possible, although there are some limitations regarding accuracy and coverage. Moreover, browser-based crawling is found to significantly increase detection rate.
Seit dem vermehrten Zugang zum Internet und der damit einhergehenden Digitalisierung hat sich die Lehre aufgrund der technologischen Entwicklungen enorm verändert. Mittlerweile gehören vielfältige E-Learning-Angebote zum Alltag von Studierenden. Die vorliegende Arbeit verdeutlicht die Entwicklungen im E-Learning und den Wandel zu neuen medialen Formen und Konzepten. In vielen Bereichen, insbesondere mit technischen und wissenschaftlichen Schwerpunkten, spielt das Experimentieren im Labor in der Ausbildung der Studierenden eine wichtige Rolle, um die notwendigen praktischen Kenntnisse zu erwerben. Diese Laborerfahrung kann allerdings aufgrund verschiedener Aspekte, wie z.B. der teuren Ausstattung, des begrenzten Zugangs oder der eingeschränkten Kapazität, nicht allen Studierenden angeboten werden. Daher gewinnen seit einigen Jahren virtuelle Labore, welche die Laborarbeit einer höheren Anzahl an Studierenden zugänglich machen, immer mehr an Interesse. Die vorliegende Arbeit widmet sich diesem Thema, zeigt die Möglichkeiten auf und verdeutlicht die wichtige Rolle virtueller Labore in der Lehre. Allerdings werden auch die Defizite deutlich, z.B. der Mangel an didaktisch und qualitativ hochwertigen digitalen Lösungen in vielen Bereichen wie des Internet of Things. Anhand eines Fallbeispiels soll die vorliegende Arbeit den Forschungsstand in diesem Bereich erweitern und die Realisierbarkeit der Virtualisierung eines Smarthome-Labors untersuchen. Neben der Konzeptionsphase, in der die Anforderungen an die Lösung erörtert werden, wird die Implementierung des virtuellen Labors mit geeigneten Technologien sowie die Evaluation der Anwendung mit Hilfe von Benutzertests präsentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Benutzer das virtuelle PUX-Labor als nützliche Alternative zum realen Labor sehen. Die identifizierten Schwachstellen aus den Benutzertests können genutzt werden, um den Prototyp für die Integration in die DigiLab4U-Plattform und den produktiven Einsatz in Lehrveranstaltungen und Workshops weiter zu verbessern.
Aktuelle Gesetze und Richtlinien wie der Americans with Disabilities Act und 2016/2102 der Europäischen Union dienen der Unterstützung von Menschen mit Behinderung. Gleichzeitig stellen sie aber auch eine Herausforderung für viele Website-Inhaber dar, welche die gesetzlichen Vorgaben erfüllen müssen. Anbieter sogenannter Overlay-Tools bieten hierfür unter anderem vollautomatische Lösungen an, welche nach eigenen Anga-ben innerhalb weniger Minuten installiert werden können und anschließend die Website so verbessern, dass diese barrierefrei und konform zu den Gesetzen und Standards ist.
Die vorliegende Masterthesis untersucht, ob und inwieweit Overlay-Tools tatsächlich Websites im Kontext der Barrierefreiheit unterstützen. Hierbei sollen Potenziale und Grenzen aufgezeigt werden sowie durch diese Erkenntnisse Verbesserungsmöglichkeiten abgeleitet werden.
Auf Basis einer Recherche nach aktuellen Anbietern wurden die Overlay-Tools von ac-cessiBe, EqualWeb und UserWay für diese Untersuchung herangezogen, wobei gleich-zeitig eine Vergleichsstudie dieser Anbieter durchgeführt wurde. Hierfür wurden insge-samt sieben Metriken definiert, welche sowohl auf den Angaben und Versprechen der Anbieter als auch auf den Anforderungen der Web Content Accessibility Guidelines 2.1 beruhen. Zur Untersuchung und Bewertung der Änderungen durch die Overlay-Tools auf einer Test-Website, wurde der BIK BITV-Test angewendet. Ebenso wurde die Sicht des Seiteninhabers berücksichtigt und die dementsprechenden Features und Funktionen in-nerhalb von vier Metriken analysiert und bewertet.
Wesentliche Unterschiede zwischen den Overlay-Tools sind primär bei den Anpassungen an der eigentlichen Website erkennbar. So behebt accessiBe im Vergleich mehr Fehler und Barrieren für blinde Nutzer sowie Nutzer, welche die Tastaturnavigation benutzen und erzielt auch in der Gesamtbewertung somit das beste Ergebnis. Trotz der Verbesse-rungen ist eine vollständige Konformität eindeutig nicht möglich. Allerdings wurden sowohl theoretische als auch konkrete Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert.
OpenAPETutorial - eine problembasierte Lerneinheit zur Personalisierung von SmartHome Anwendungen
(2021)
Die Arbeit hat die Konzeption einer problembasierten Lerneinheit zur Personalisierung von SmartHome Anwendungen zum Thema.
Dafür wurde neben der Lerneinheit ein Java Client für das Personalisierungsframwork OpenAPE und eine Tutorial Anwendung für OpenAPE, welche in der Lerneinheit als praktische Übung genutzt wird, entwickelt.
Im theoretischen Teil der Arbeit werden drei Themen erörtert. Zu Beginn wird das Thema Personalisierung mit besonderem Schwerpunkt auf das genutzte Personalisierungsframework OpenAPE behandelt.
Darauf folgen die Themen problembasiertes Lernen, hier wird in problembasiertes Lernen im Allgemeinen und problembasiertes Lernen in der Informatik und Programmierung unterschieden.
Für das letzte Thema Learning Analytics wird untersucht, was Learning Analytics bedeutet und wie es in eine Lerneinheit integriert werden kann.
Im praktischen Teil wurde ein Java Client für OpenAPE entwickelt. Dieser kann in Zukunft von allen Java und Android Anwendungen verwendet werden. Außerdem wurde eine Lerneinheit konzipiert, mit welcher die Anwendung der Schnittstellen OpenAPE und OpenHAB erlernt werden kann. Hierfür wurde die sogenannte OpenAPETutorial Anwendung entwickelt. Diese Anwendung wird für die Studierenden in der Lerneinheit als eine Art Lückentext als praktische Übung verwendet. In der sehr einfach aufgebauten Anwendung können Lampen über die OpenHAB Schnittstelle angesprochen werden und Einstellungen, welche zur Personalisierung genutzt werden, können über OpenAPE synchronisiert werden.
Schlussendlich wird die Lerneinheit in qualitativen Benutzertests durchgeführt und somit auf ihre Funktionalität geprüft. Es soll herausgefunden werden, ob die konzipierte Lerneinheit so durchführbar ist. Durch diese Vorgehensweise wurden bereits einige Schwachstellen in der Lerneinheit entdeckt und behoben. Grundsätzlich haben die Benutzertests gezeigt, dass die Lerneinheit so wie geplant durchgeführt werden kann. Dennoch sollte die Lerneinheit in einer größeren Gruppe mit Studierenden der Zielgruppe durchgeführt werden, um herauszufinden, ob sie in einer echten Umgebung funktioniert. Hier sollte besonders auf die benötigte Zeit geachtet werden.
Das menschliche Auge kann wesentlich mehr Farben wahrnehmen, als heutige
Bildschirme (engl. Displays) darstellen können. Diese Masterarbeit untersucht,
wie mit einem handelsüblichen Flüssigkristall Display (engl. Liquid Crystal
Display (LCD)) mittels Modifikation der Hintergrundbeleuchtung stark gesättigte
Farbtöne erzeugt werden. Standard-Farbräume sind als Referenz für die Farben
definiert, die ein Display darstellen kann. Der in der Recommendation ITU-R
BT.2020 (Rec.2020) definierte Farbraum deckt einen großen Bereich aller möglichen
Farbtöne ab und wird Rec.2020 Gamut genannt. Aber auch hier gibt es
Bereiche der menschlichen Farbwahrnehmung, die der Rec.2020 Gamut nicht
beinhaltet. Mit dieser Masterarbeit wird gezeigt, dass ein handelsüblicher LCD
mit speziell ausgewählten Leuchtdioden (engl. light-emitting diodes (LEDs)) Farbtöne
außerhalb von Rec.2020 erzeugt und somit stärker gesättigte Farbtöne zu
sehen sind.
Die Idee besteht darin, die Flüssigkristallschicht mit den integrierten Farbfiltern
zu verwenden und die Hintergrundbeleuchtung durch zwei Gruppen aus unterschiedlichen
LEDs zu ersetzten. Zur Optimierung der Hintergrundbeleuchtung
wird eine Simulation erarbeitet, die aus der spektralen Transmission der Farbfilter
im LCD und den Spektren verschiedener LEDs ein Transmissionsspektrum berechnet.
Aus dem Transmissionsspektrum wird mit Hilfe der Simulation der neue
Farbraum des LCDs bestimmt, der durch die modifizierte Hintergrundbeleuchtung
aus verschiedenen LEDs entsteht.
Einzelne LEDs und bestimmte Kombinationen aus zwei LEDs erzeugen als Hintergrundbeleuchtung
des LCDs die am stärksten gesättigten Farbtöne, die auch
außerhalb des Standard-Farbraumes Rec.2020 liegen. Den größten Farbraum
bei der Kombination verschiedener LEDs erzeugt das Tripel Rot, Grün und Blau.
Die Spektren des Tripels überlagern sich minimal und in der Transmission mit
den Farbfiltern sind die resultierenden Spektren immer noch schmalbandig und
die Farbtöne stark gesättigt. Wird das Tripel um die Amber-LED ergänzt, ist der
Farbraum etwas kleiner, deckt dafür mehr gesättigte Gelb-Farbtöne ab. Das ist
besonders wichtig für die Darstellung von Hauttönen und Warmweißfarbtönen.
Im zweiten Schritt der Simulation wird der Farbraum des LCDs berechnet, wenn
zwei Kombinationen verschiedener LEDs als alternierende Hintergrundbeleuchtung
eingesetzt werden. Die resultierenden Farbräume des Displays mit verschiedenen
Paare aus LED-Kombinationen erreichen Flächengrößen von bis zu 110
% der Fläche des Rec.2020 Farbraumes. Mit einer alternierenden Hintergrundbeleuchtung
aus zwei bestimmten LED-Kombinationen lassen sich stark gesättigte
Farben außerhalb des Rec.2020 Farbraumes erzeugen und zusätzlich mehr Farben
darstellen, als dieser Standard-Farbraum beinhaltet.
The increasing availability of online video content, partially fueled by the Covid-19 pandemic and the growing presence of social media, adds to the importance of providing audio descriptions as a media alternative to video content for blind and visually impaired people. In order to address concerns as to what can be sufficiently described and how such descriptions can be delivered to users, a concept has been developed providing audio descriptions in multiple levels of detail. Relevant information is incorporated into an XML-based data structure. The concept also includes a process to provide optional explanations to terms and abbreviations, helping users without specific knowledge or people with cognitive concerns in comprehending complex videos. These features are implemented into a prototype based on the Able Player software. By conducting a user test, the benefits of multi-layered audio descriptions and optional explanatory content are evaluated. Findings suggest that the choice of several levels of detail is received positively. Users acknowledged the concept of explanations played parallelly to the video and described further use cases for such a practice. Participants preferred a higher level of detail for a high-paced action video and a lower level for informative content. Possibilities to extend the data structure and features include multilanguage use cases and distributed systems.
Web Accessibility is becoming increasingly important. Guidelines and according tests were created in order to ensure Web Accessibility for everyone. Detailed reports are created in order to advise content creators on this topic. However, these reports can be even more elaborate than the guidelines themselves with their very specific and technical vocabulary and their sheer length. This makes it hard, especially for non-experts, to understand what the results mean and to know where to start.
StroCards is a functional prototype developed to help viewers of Web Accessibility reports understand their contents easier. One way of doing this is by sorting and filtering identified accessibility issues. It can generate charts from the number of failed, passed and not applicable success criteria that highlight aspects that are not explained in the report itself. It can explain the user how well each of the tested website performs in terms of accessibility regarding different responsibilities. One of its key features is generating individual reports for individual responsibilities like e.g. visual design. With this functionality a designer like in this example, could receive a list of issues that are relevant to them without being overwhelmed by issues that they cannot solve. This creates a more efficient handling of the report. Besides displaying the report highlighting project roles, StroCards can have a more human-centered and empathetic approach by showing which user groups are affected and therefore excluded by accessibility issues on the website. This makes the long list of guidelines more tangible – especially for non-experts.
In the process of developing StroCards, some design decisions were made with a group of experts. The implemented functional prototype was tested in a qualitative and quantitative user study. It was perceived as easier to understand and better to work with.
A tool like this could wildly help people maintaining, creating, and developing websites to put these Web Accessibility guidelines into practice and consequently minimize exclusion of people from websites.
Viele Menschen mit Behinderungen stoßen immer noch auf Barrieren, die es ihnen er-schweren, Smartphone-Anwendungen zu nutzen. Die harmonisierte europäische Norm EN 301 549 legt die Anforderungen an die funktionale Barrierefreiheit von ICT-Produk-ten und -Dienstleistungen fest und beschreibt Testverfahren und Bewertungsmetho-den für jede Anforderung. Analysetools und automatisierte Testverfahren versprechen Entwickler bei der Erstellung barrierefreier Anwendungen zu unterstützen. Diese Werkzeuge unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise, ihrer Zielgruppe und dem Zeit-punkt, an dem sie in den Entwicklungsprozess eingebunden werden können. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Leitfaden zu erstellen, der aufzeigt, welche Kriterien nach EN 301 549 mit Hilfe von Analysewerkzeugen überprüft werden können und die Frage zu be-antworten "Wie können Analysewerkzeuge und automatisierte Testverfahren einge-setzt werden, um Barrierefreiheitstests im Hinblick auf die europäische Norm EN 301 549 zu automatisieren?".
Video games have a significant influence on our time. However, lack of accessibility makes it hard for disabled gamers to play most of them. Virtual reality offers new possibilities to include people with disabilities and enable them to play games. Additionally, serious VR games provide educational benefits, such as improved memory and engagement.
In this work, the accessibility problems in video games and VR applications are explored with an emphasis on serious games as well as a general lack of guidelines. An overview of existing guidelines is given. From this, a set of guidelines is derived that summarizes the relevant rules for accessible VR games.
New ways to interact with VR environments come with both opportunities and challenges. This work investigates the applicability of different hands-free input methods to play a VR game. Using a serious game five focus and three activation methods were implemented exemplary with the Oculus Go. The suitability of these methods was analyzed in a pre-study that excluded head movements for controlling the game. The remaining input methods were evaluated in an explorative user study in terms of operability and ease of use.In summary, all tested methods can be used to control the game. The evaluation shows head-tracking as the preferred input method, while scanning eye-tracking and voice control were rated mediocre.
In addition, the correlation between input methods and different menu types was examined, but the influence turned out to be negligible.