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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.
Die vorliegende Arbeit untersucht Möglichkeiten und Grenzen zur Optimierung von Arbeitsabläufen in einer kleineren Hochschulbibliothek durch selbst erstellte Informationssysteme. Sie gibt einen Überblick über IT-Eigenentwicklungen in der Hochschulbibliothek Aalen und kann vergleichbaren Einrichtungen als Planungshilfe dienen. Wie in der Arbeit gezeigt wird, lassen sich mit dem vorhandenen Bibliothekssystem HORIZON nicht alle internen Geschäftsvorgänge abdecken und effizient bearbeiten. Deshalb werden ausgewählte Prozesse analysiert und Zusatzanwendungen vorgestellt, die im Rahmen von Projekten geplant und umgesetzt wurden. Es wird beschrieben, inwieweit sie die Standardsoftware ergänzen und zur Optimierung beitragen können. Der Konzeptions- und Entwicklungsprozess einer Datenbank zur Verwaltung von Fortsetzungswerken wird im Detail erläutert. Daran anknüpfend werden die Projektergebnisse ausgewertet, Vor- und Nachteile selbst entwickelter Systeme gegenüber gestellt und Voraussetzungen für eine umfassende Geschäftsprozessoptimierung definiert. Ferner werden Checklisten konzipiert, die nicht nur die Planung und Durchführung von Softwareprojekten unterstützen, sondern auch die Ergebnissicherung erleichtern sollen. Schließlich wird ein Ausblick auf mögliche Entwicklungstendenzen von Informationssystemen an Hochschulbibliotheken gegeben.
Diese Arbeit ist in acht Kapitel eingeteilt, wobei die erste Hälfte die theoretische Grundlage sowie die Bestandsaufnahme beinhaltet, und die zweite Hälfte auf die Umsetzung der domänenspezifischen Sprachen eingeht. Kapitel 1 skizziert einen groben Überblick ¨uber die Themen und die Ziele dieser Arbeit Kapitel 2 gibt eine Einführung in die Konzepte der modellgetriebenen Softwareentwicklung, stellt verschiedene Ansätze vor, und stellt das Produkt PAI vor Kapitel 3 beschäftigt sich mit der Softwarearchitektur und den operationalen Aspekten der Softwareentwicklung sowie deren Handhabung durch den Rational Unified Process und der IBM Global Services Method Kapitel 4 stellt das Operational Model bei PAI vor, wie es im Projekt entsteht und wie es verwendet wird, sowie die Gründe für den Bedarf einer formalen Modellierung Kapitel 5 beschäftigt sich mit der Erstellung der domänenspezifischen Sprachen, also dem Domänendesign Kapitel 6 stellt verschiedene Ansätze und Sprachen der Modelltransformation vor und erkundet die Möglichkeit bei der Transformation des Operational Models Kapitel 7 befasst sich mit der Unterstützung der in den vorigen beiden Kapiteln beschriebenen Aufgaben durch entsprechende Werkzeuge, einschließlich einer prototypischen Implementierung in Eclipse EMF Kapitel 8 gibt ein kurze Zusammenfassung dieser Arbeit sowie eine Bewertung der gewonnenen Ergebnisse
Die Aufgabe im Rahmen dieser Diplomarbeit bestand darin, die internen Prozesse beginnend bei der Druckplattenherstellung des Medienhauses Fränkischer Tag auf die Richtwerte und Vorgaben des aktuellen ISO Standards nach 12647-3 abzustimmen. Einleitend werden in dieser Arbeit die Grundzüge der Densitometrie und Farbmetrik beschrieben, sowie die Grundlagen und Anforderungen des aktuellen ISO-Standards erläutert. Der Hauptteil ist in zwei Bereiche gegliedert und wird in Kapitel 3 und 4 wiedergegeben. In Kapitel 3 wird auf die Standardisierung der digitalen Plattenkopie eingegangen. Ausgehend von der Aufnahme der Ist-Zustände der CtP Ausgabesysteme wurden qualitätsbeeinflussende Parameter näher untersucht und dahingehend gesteuert, dass eine korrekte Plattenausgabe dauerhaft sichergestellt werden kann. Das vierte Kapitel beschäftigt sich mit dem eigentlichen Kernpunkt dieser Arbeit, der Standardisierung im Drucksaal. Nach einer Definition der verwendeten Materialien wird eine Reihe von Testdrucken aufgeführt um die Ist-Zustände der einzelnen Drucktürme zu beschreiben. Der erste Andruck geht der Frage nach, welche Dichtevariationen für die definierten Materialkombinationen eingestellt werden müssen, um möglichst geringe Farbabweichungen zu den Soll-Farborten des ISO-Standards zu erhalten. Im weiteren Verlauf der Testdrucke werden die aus dem ersten Andruck ermittelten Dichtevorgaben als Solldichtewerte für diese Papier/Farbkombination definiert. Die Solldichtewerte bilden die Grundlage für alle weiteren Testdrucke an den übrigen Drucktürmen. Die messtechnische Auswertung der Testdrucke soll eine Auskunft über den maximal erreichbaren Farbraum anhand der CIE L*a*b* Farbwerte der Primär- und Sekundärfarben, des Papierweißes und dem 4C-Schwarz geben. Die Ermittlung der Tonwertzunahmen, der Mitteltonspreizung und der Genauigkeit des Farbregisters standen ebenso im Mittelpunkt der Untersuchungen. Im Anschluss werden die Ergebnisse diskutiert und die daraus resultierenden Abweichungen zum ISO-Standard genannt. Die nachfolgende Problemstudie hat die Eingrenzung der Fehlerquellen zum Inhalt. Dabei sind die Untersuchungsgegenstände die mechanischen Einstellungen an den jeweiligen Drucktürmen, sowie die chemischen Einflussfaktoren die sich über die ganze Maschinensektion erstrecken, aufgeführt. Aus den Erkenntnissen der Zustandsaufnahmen der Drucktürme wurde als Hauptursache die Farbemulsion identifiziert und erneut Testdrucke mit modifizierten Druckfarben und modifiziertem Feuchtmittelzusatz vorgenommen, um so eine Verbesserung hinsichtlich der Tonwertzunahmen zu erhalten. Anhand der Auswertungen der Tonwertzuwachs-Ergebnisse der Testdrucke mit modifizierten Materialien wurden anschließend RIP Anpassungskurven für die CtPAnlagen erstellt, um insbesondere die Vorgaben der Mitteltonspreizung nach Standard möglichst genau zu erreichen. Im letzten Kapitel werden die wichtigsten Erkenntnisse dieser Arbeit präsentiert, sowie eine einheitliche Bilanz gezogen. Es sollen Ansatzpunkte auf weiterführende Arbeiten gegeben werden, um eine standardgerechte Zeitungsproduktion weiter zu verbessern.