004 Informatik
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Die vorliegende Arbeit untersucht, wie ein inklusiver Designprozess gestaltet werden
kann, der Anti-Schwarzen Rassismus vermindert und die technologische User Experience
Schwarzer Menschen verbessert. Basierend auf einer ausführlichen Literaturanalyse, vier
qualitativen, semistrukturierten Expert*inneninterviews und einer Fokusgruppe mit der
Zielgruppe wurden zentrale Barrieren und Verbesserungsmöglichkeiten im User
Experience Design identifiziert.
Die Untersuchung verdeutlicht, dass fehlende Diversität in User-Experience-Teams,
fehlende Awareness für die Lebensrealitäten Schwarzer Menschen und die unzureichende
Berücksichtigung Schwarzer Perspektiven im Designprozess zu den zentralen
Herausforderungen gehören. Aufbauend darauf werden praxisnahe
Handlungsempfehlungen entlang der Phasen des Design-Thinking-Prozesses entwickelt,
die dabei unterstützen sollen, den Designprozess inklusiver zu gestalten. Die Arbeit
schlägt außerdem ein Workshop-Konzept vor, das User-Experience-Teams für die
Thematik sensibilisiert und konkrete Ansätze zur Integration von Methoden bietet, die
Anti-Schwarzen Rassismus vermindern und nachhaltige Verbesserungen im
Designprozess fördern.
Geometric algebra provides a unified mathematical framework that combines many
branches of physics and has recently found applications in computer science. Previous
studies have demonstrated efficient implementations in applications such as ray tracing
and inverse kinematics.
This thesis focuses on the practical implementation of real-time rigid body physics
using the 4D rigid geometric algebra (RGA). RGA includes algebraic representations for
primitive geometries, namely points, lines and planes, and has operations for performing
rigid transformations on them. The research presents approaches for applying these
concepts to existing algorithms in the field of rigid body simulation and evaluates their
real-time capability through runtime performance benchmarks.
Performance measurements have shown that the runtime performance of an RGA
implementation is comparable to conventional methods. In two algorithms a respective
increase in execution time of 13% and 16% has been identified. It is estimated that a
reduction in runtime performance of up to 20% compared to conventional methods can
be expected when using RGA.
Das Behindertengleichstellungsgesetz soll dafür sorgen, dass jeder Mensch auf die gleiche Art und Weise in der Gesellschaft lebt, indem Benachteiligungen von Menschen mit Behinderungen beseitigt werden. Im Web finden wir trotzdem oft hohe Hürden, die eingeschränkten Menschen den Zugang auf Webinhalte verwehren.
Bei ELO Digital Office wird der Verbesserung der Barrierefreiheit im eigenen ECM Produkt einen hohen Stellengrad beigemessen. Ziel dieser Arbeit war es daher, Barrieren in Tabellenansichten des Teilprodukts ELO Workspaces zu identifizierten. Im Rahmen dieser Arbeit beschrieben wir dazu für Tabellen relevante Erfolgskriterien und führten anhand dessen einen BIK BITV Test durch. Die nicht erfüllten Kriterien flossen in die Überarbeitung der vorhandenen Tabelle ein, um diese barrierefrei zu machen und dann in einem erneuten BIK BITV Test die Kriterien zu erfüllen. Darauf aufbauend führten wir eine qualitative Benutzerstudie durch, in der Probanden mit und ohne Seheinschränkungen die überarbeitete Tabelle in vorgegebenen Aufgaben anwendeten. Eine Benutzerbefragung wurde außerdem durchgeführt, um die Benutzererfahrungen und -freundlichkeit mit der Oberfläche zu ermitteln.
Anhand der Ergebnisse der Studie konnten wir feststellen, dass die Tastatursteuerung die Bedienung einer Tabelle von seheingeschränkten Menschen deutlich vereinfacht hat und dadurch die ELO Workspaces zugänglicher für alle Nutzer geworden sind. Wir konnten weiterhin den Zugang für vollblinde Personen ermöglichen, indem wir die Tabelle Screenreader-kompatibel machten
Aufgrund des demografischen Wandels und der steigenden Weltbevölkerung wird die Zahl der Sehbehinderungen in Zukunft vermutlich weiter ansteigen. In der aktuellen Entwicklung von virtueller Realität werden Menschen mit starken Sehschwächen schwer benachteiligt, da es wenige Lösungen gibt, um diese Personen zu inkludieren. In folgender Arbeit werden Möglichkeiten geprüft VR-Spiele, speziell für Menschen ohne Augenlicht, zu entwickeln. Durch eine Analyse von Faktoren der Blindheit und bereits bestehenden Hilfsmitteln in der realen und virtuellen Welt wird eine Grundlage geschaffen, welche zeigt, was bei der Entwicklung solcher Spiele wichtig ist und welche Möglichkeiten genutzt werden können. Auf dieser Grundlage habe ich verschiedene Spielmechaniken entwickelt, welche zusätzlich mit einem haptischen Handschuh, der als weiteres Hilfsmittel dienen soll, bedienbar sind. Die Spielmechaniken wurden dann durch einen User-Test mit 10 Teilnehmern getestet. Die Nutzerstudien zeigten, dass es möglich ist, Spiele in virtueller Realität für blinde Personen zu entwickeln. Dabei wurde auch gezeigt, dass sich Spiele die Sortierungen, bestimmte Bewegungen oder Hide-and-Seek-Techniken beinhalten, besonders für Spiele ohne Sicht geeignet sind. Durch Beobachtungen während den den Tests wurden auch mehrere Probleme und weitere Barrieren entdeckt. Dabei war vor allem sichtbar, dass ein besseres haptisches Erlebnis durch den Handschuh nur eine geringe Hilfestellung bietet. Viel wichtiger für die Verständlichkeit und einen flüssigen Spielablauf solcher Spiele ist ein gut definiertes und ausgereiftes Sounddesign. Zudem wurde gezeigt, dass auch Menschen ohne Sehbehinderung Spaß an Spielen ohne Sicht in virtueller Realität haben können und diese Technologie nicht nur für Personen mit Sehschwächen genutzt werden muss.
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).
Multiplayer games can increase player enjoyment through social interactions, cooperation, and competition. Their market popularity shows the success of especially networked multiplayer games, which pose new networking challenges to game developers. The main challenge is synchronizing game state across players. Research identifies deterministic lockstep, snapshot interpolation, and state-sync as primary methods for this task, each with distinct advantages and disadvantages.
This work, and the master thesis this paper is based on, quantitatively evaluated deterministic lockstep, demonstrating its vertical (entity count) and horizontal (player count) scaling limitations and compares the method to snapshot interpolation. Lockstep supports minimum 16,000 entities for up to 10 players and a horizontal scaling of 40 or more players with 1024 entities. However, a negative correlation between entity and player count limits was observed, which was indicated by the maximum scaling configurations 30 players with 4096 entities or 20 players with 8192 entities. Snapshot interpolation faced a vertical limit with 4096 entities and 10 players and horizontally with 40 or more players and 1024 entities.
The paper further contributes by comparing results to related work, summarizing synchronization methods, proposing a hybrid architecture model of deterministic lockstep with snapshot interpolation for re-synchronization and hot-joins, and deconstructing Unity Transport Package’s (UTP) network packets.
Ab Mitte 2025 wird das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz viele Unternehmen in Deutschland dazu verpflichten, ihre Websites und Online-Shops barrierefrei zu gestalten. Sie stehen vor der Herausforderung, die Barrierefreiheit künftig in den Entwicklungsprozess ihrer digitalen Plattformen zu integrieren.
Um dies zu erleichtern, entwarfen wir im Rahmen dieser Arbeit einen Entwicklungsprozess für barrierefreie Webanwendungen in Scrum, der in einem Experiment mit anschließender heuristischer Evaluation und einer Befragung in einem E-Commerce-Unternehmen validiert wurde. Der Entwicklungsprozess befasst sich mit der Einbeziehung von Barrierefreiheit in Scrum-Elemente wie Product Backlog Items, die Definition of Ready und Definition of Done. Außerdem zeigt er bewährte Praktiken für die Implementation und das Testen von Barrierefreiheit auf.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Erfassung von Barrierefreiheitsanforderungen in Form von Gherkin-Szenarien zu einer schnelleren Bearbeitung von Aufgaben und höheren Zufriedenheit mit dem Entwicklungsansatz im Scrum-Team beiträgt. Ferner wurde deutlich, dass die Schulung des Personals unerlässlich ist, um die Anforderungen der EN 301 549 und der WCAG vollständig zu erfüllen.
Diese Arbeit macht deutlich, dass Unternehmen zeitnah Maßnahmen ergreifen müssen, um das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz rechtzeitig umsetzen zu können.
Today’s digital cameras use a mosaic of red, green, and blue color filters to capture images in three color channels on a single sensor plane. This thesis investigates the use of convolutional neural networks (CNNs) for demosaicing – the process of reconstructing full-color images from raw mosaic sensor data. While there are existing CNNs for demosaicing raw images from the well-established regular Bayer color filter array (CFA), this thesis focuses on how they perform on alternative non-regular sampling patterns that produce less aliasing artifacts, namely the stochastic Gaussian- and the RandomQuarter sampling pattern (Backes and Fröhlich, 2020).
A basic UNet (Ronneberger et al., 2015) and the spatially adaptive SANet (T. Zhang et al., 2022) are implemented in a supervised training pipeline based on the PixelShift200 image dataset (Qian et al., 2021) to investigate their suitability for the irregular demosaicing task. The experiments indicate that the basic UNet encounters difficulties in restoring the missing color values, whereas the spatially adaptive convolutional layers help in processing the irregularly sampled raw images.
In addition, this thesis enhances SANet effectiveness by employing an alternative residual branch based on a CFA-normalized Gaussian filter, as well as a tileable modification to the Gaussian CFA pattern. The modified SANet is shown to outperform the conventional dFSR algorithm (Backes & Fröhlich, 2020) in terms of peak signal to noise ratio (PSNR) and structural similarity index measure (SSIM).
Über 90 % der umlaufenden PDF-Dokumente sind zumindest teilweise unzugänglich. Aus diesem Grund hat Adobe eine künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, die automatisch Tags in PDF-Dokumente setzt, um sie barrierefreier zu gestalten.
Um dies zu überprüfen, wurde in unserer Bachelorarbeit die barrierefreien PDF-Dokumente nach dem Standard PDF/UA (DIN ISO 14289-1:2016-12) untersucht. Wir verwendeten für die Ermittlung des PDF/UA Standards das Matterhorn Protokoll. Für den Versuch erstellten wir PDF-Dokumente, die die Fehlerbedingungen des Matterhorn Protokolls und den Richtlinien von PDF/UA verstoßen.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass 37 % der Fehler vom Matterhorn Protokoll behoben wurden, während 42 % nicht behoben wurden. Die restlichen 21 % der Fehler konnten von der KI technisch nicht gelöst werden, da sie nicht dafür entwickelt wurde. Zu den 21 % gehören auch Fehler, die technisch nicht von uns umgesetzt werden konnten oder nicht den heutigen Standards angepasst worden sind.
Wenn die manuellen Fehler von den maschinellen Fehlern in der Gesamtstatistik getrennt werden, dann konnte die KI 46 % der manuellen Fehlerbedingungen beheben. Bei den maschinellen Fehlerbedingungen konnten 32 % gelöst werden.
Anhand der Ergebnisse kann erkannt werden, dass die bearbeiteten PDFs nicht PDF/UA Standard entsprechen. Zudem konnte die KI in der Auswertung die Fehler in den PDFs nicht zuverlässig beheben und erkennen. Während der Untersuchung konnten wir außerdem inhaltliche Veränderungen feststellen und zusätzlich generierte sie auch neue Fehler.
Obwohl es nicht den PDF/UA Standard entspricht, konnten 46 % der manuellen Fehlerbedingungen des Matterhorn Protokolls gelöst werden. Dieses Ergebnis ist beeindruckend, weil die manuellen Fehler zurzeit nur von Menschen behoben werden können. Mit ausreichenden Optimierungen kann diese KI-Technologie in Zukunft als hilfreiches Werkzeug für die Gestaltung von barrierefreien PDF-Dokumenten verwendet werden.
Diese Arbeit stellt aktuell verfügbare Prüf-Tools auf Erfolgskriterium 1.3.5 der Web
Content Accessibility Guidelines 2.1 (WCAG) zusammen und vergleicht diese miteinander.
Der Vergleich zeigt, dass die derzeitigen Test-Anwendungen nicht ausreichend
in ihrem Vorgehen und ihrer Funktionalität sind. Die Prüferinnen und Prüfer müssen
dabei immer selbst beurteilen, ob der autocomplete-Attributs-Wert korrekt und
erforderlich ist.
Das im Zuge dieser Arbeit programmierte Autocomplete-Check-Plugin ist den aktuellen
Prüf-Tools vor allem durch das Alleinstellungsmerkmal der heuristisch getroffenen
autocomplete-Vorschläge überlegen und unterstützt und komplementiert den
Prüfvorgang somit bestens. Die wichtigsten Komponenten des Plugins werden vorgestellt
und deren Implementierung erläutert. Außerdem werden die methodischen
Vorgehensweisen, die in dieser Arbeit angewendet wurden, behandelt. Die Validierung
des Plugins wurde anhand vorher unbekannter Test-Webseiten durchgeführt, sie bescheinigt
dem Autocomplete-Check-Plugin eine hohe Genauigkeit bei der Vorhersage
von autocomplete-Werten, damit ist es hervorragend geeignet, Webseiten auf das Erfolgskriterium
1.3.5 zu untersuchen. Das Plugin wird unter der MIT-Lizenz auf Github
veröffentlicht.