004 Informatik
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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).
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.
Um Websites für jeden Menschen ohne Einschränkungen verfügbar zu
machen, wurden auf nationaler sowie internationaler Ebene Gesetze und Normen verabschiedet, welche die Barrierefreiheit für Internetauftritte anhand festgelegter Richtlinien
wahren sollen. Zur Einhaltung dieser Richtlinien wurden Prüfverfahren entwickelt, die anhand unterschiedlicher Evaluationsmethoden den Grad der Zugänglichkeit von Webseiten
und ihren Inhalten bewerten. Zwei dieser Prüfverfahren sind der Barrierefreiheitscheck-Web sowie der BIK BITV-Test. Für die manuelle Durchführung der Tests wird üblicherweise
eine repräsentative Stichprobe der Website erstellt und das Ergebnis der Prüfung auf die
Stichprobe für die gesamte Website generalisierend angenommen. Die Erstellung der Seitenauswahl ist bei umfangreichen Websites jedoch mit großem Aufwand verbunden und
soll im Zuge dieser Arbeit mit Hilfe einer serverseitigen Web-Anwendung automatisiert
werden.
Dazu wurden verschiedene existierende Stichprobenverfahren und Crawling-Methoden
analysiert und anschließend für die Eignung der technischen Umsetzung eingeordnet. Im
Rahmen der Arbeit wird ein eigener Ansatz für die automatisierte Seitenauswahl präsentiert, der auf dem HTML class-Attribut basiert. Dieser Ansatz nutzt die Eigenschaft von
Klassennamen aus, den Namen des Strukturelements zu beinhalten. Dadurch zielen wir
darauf ab, wichtige Inhalte der zu prüfenden Website zu erfassen und diese Informationen als Grundlage für die Auswahl der Stichprobe zu nehmen.
Die Evaluation wurde durch den Vergleich der generierten Liste unserer Anwendung von
drei ausgewählten Webseiten, mit der von Experten des Kompetenzzentrums Digitale
Barrierefreiheit der HdM erstellten Liste, durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass unsere Anwendung eine Liste von Seiten generieren konnte, die ein breites Spektrum an
Inhalten abdeckte, jedoch begrenzte Fähigkeiten hatte, der Liste der Experten zu gleichen
und daher in der aktuellen Version für den Barrierefreiheitscheck-Web nicht als alleinstehendes Tool geeignet ist.
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.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Thema A/B Testing, insbesondere im Kontext der Optimierung der User Experience in Onlineshops. In einer quantitativen empirischen Untersuchung, die in Zusammenarbeit mit der DRIP AGENCY und SNOCKS durchgeführt wurde, wurden zwei A/B-Test-Methoden – Fixed-Horizon Tests und sequentielle Tests – anhand von drei spezifischen Testideen in realen Onlineshop-Szenarien angewendet und auf ihre Effektivität verglichen sowie bewertet. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede in der Performance und liefern daraus resultierende Empfehlungen für Onlineshops. Diese Erkenntnisse bieten Unter-nehmen, die mit den beiden A/B-Test-Methoden ihre UX optimieren und dadurch ihre Conversion Rates steigern möchten, wertvolle Einblicke. Dabei wird auch die Barrierefreiheit als ein zentrales und immer relevanter werdendes Thema hervorgehoben, um sicherzustellen, dass alle Nutzer eine zugängliche und positive Shopping-Erfahrung erleben können.
Die Nachfrage an Videospielen ist in den letzten Jahren stark gestiegen,
während weniger als die Hälfte der Entwickler angeben, dass
Barrierefreiheitsmaßnahmen in aktuellen Projekten integriert werden.
Werkzeuge und Richtlinien sind hilfreich bei der Implementierung von
barrierefreien Videospielen. Weitere Referenzen werden jedoch benötigt, um
auf die Barrierefreiheit aufmerksam zu machen.
Diese Arbeit ermittelt die Auswirkungen eines Serious Games auf blinde und
sehende Spieler. Schwerpunkt ist die Implementierung von Maßnahmen für
blinde Spieler. Anhand einer Analyse von ausgezeichneten Videospielen und
Filterung der Xbox Accessibility Guidelines, wurde „Sensory“ entwickelt. Das
Spiel wurde durch eine Benutzerstudie mit 11 Teilnehmern validiert. Während
der Benutzerstudie wurde das Spiel getestet und dadurch wurden Usability-
Probleme entdeckt. Anhand der Benutzerstudie konnte der Spielspaß und
Lerneffekt bestätigt werden.
Die Auswertung der Studie zeigt, dass Geräusche und Vibrationen den
Spielspaß für blinde Spieler positiv beeinflussen. Die Steuerung und fehlenden
Einstellungen wirken sich negativ aus. Außerdem erhalten sehende Spieler
einen Einblick in die barrierefreie Entwicklung von Videospielen und dadurch
wird die Empathie für Barrierefreiheit gesteigert.