004 Informatik
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Thema der vorliegenden Diplomarbeit ist der Entwurf einer Integrationsschnittstelle für Content-Management-Systeme basierend auf dem Datenmodell BMF. Konkret soll für das Content-Management-System (CMS) des Bayerischen Rundfunks (BR) eine Softwareschnittstelle entworfen werden, die auf dem Datenmodell Broadcast Metadata exchange Format (BMF) basiert. Die Schnittstelle soll Daten aus dem CMS ausgeben und in die BMF-Struktur transformieren. Das CMS des BR beinhaltet u.a. Metadaten der Fernsehproduktionsumgebung (z.B. den Namen eines beteiligten Kameramanns oder den technische Aufbau einer Sendung) in einer nicht veröffentlichten Datenstruktur. Bekannt ist, daß diese Struktur auf FESAD, der Fernseharchivdatenbank der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten, basiert, und daß CMS-Daten über das proprietäre AXF-Format ausgetauscht werden können. Um einen standardisierten Metadatenaustausch zwischen Rundfunkanstalten und Applikationen (z.B. Schnittsystemen) zu erm¨oglichen, wurde das Datenmodell BMF entwickelt, das die Struktur von Metadaten der Fernsehproduktion festlegt. Für BMF ist diese Diplomarbeit ein erster Praxistest. Zunächst wurden objektive Anforderungen an die Schnittstelle gesammelt und der tatsächliche Informationsgehalt von FESAD mit dem des CMS verglichen, da dessen Datenstruktur wie erwähnt nicht veröffentlicht ist. Insgesamt zeigte sich eine große Übereinstimmung beider Modelle, es gab jedoch auch Unterschiede. Diese Arbeit behandelt daher nicht nur die Abbildung des unternehmensinternen BR-Datenmodells auf BMF, sondern auch die des ARD-weiten Datenmodells FESAD. Nach Abgrenzung des abzubildenden Informationsgehaltes wurde geprüft, inwiefern sich dieser im derzeit aktuellen BMF-Klassenmodell wiederfindet. Im Zuge dessen wurden einige BMF-Pakete neu modelliert. Der letztendliche Entwurf der Schnittstelle umfasst die Spezifikation von Zugriffsmethoden und die Datentransformation von CMS- bzw. FESAD-Daten auf BMF. Als Ergebnis dieser Arbeit kann festgehalten werden, daß die vom BR gestellten Anforderungen an die Schnittstelle erf¨ullt und das BR-Datenmodell bzw. FESAD auf BMF abgebildet werden konnten. Dieser Diplomarbeit kann nun eine Implementierung der Schnittstelle folgen.
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.
Die vorliegende Arbeit behandelt die theoretischen Hintergründe zur Entwicklung einer mehrsprachigen Webanwendung mit Frontend-Funktionen für so genannte Independent Recordlabels. Die entwickelte Webanwendung vereinfacht die Marketing-Prozesse insbesondere hinsichtlich der Bereitstellung von Information für unterschiedliche Nutzergruppen. Die entwickelte Flash-Anwendung ist dreifach dynamisch: mittels ihrer Hilfe werden dynamisch generierte Inhalte aus der zentralen Recordlabel-Datenbank in ansprechender dynamischer Form präsentiert, der Layoutaufbau erfolgt dabei während der Laufzeit nach Vorgaben einer leicht zu modi-fizierenden Layout-Klasse.Im Speziellen wird in dieser theoretischen Ausarbeitung auf die Problematiken der Entwicklung einer sicheren Flash-Anwendung und eines sicheren Prelistening-Konzeptes sowie auf Usability-Aspekte eingegangen. Erläutert wird zudem, wie die unterschiedlichen Benutzergruppen in das Site-Konzept miteinbezogen wurden.
Diese Diplomarbeit hat das Erstellen einer Anwendung zum Ziel, die es ermöglicht, unterschiedliche Dateiformate, die zur Speicherung von Motion- Capture-Daten verwendet werden, betrachten zu können. Zur Realisation dieses „MoCap-Viewers“ wird Macromedia Director verwendet, das seit der Version 8.5 über die Möglichkeit der Einbindung von Echtzeit-3D-Grafik verfügt. Die Anwendung soll die Möglichkeit bieten, einzelne Ordner oder auch komplette Festplatten nach ausgewählten Formaten (*.csm, *.c3s und/oder *.amc/*.asf) zu durchsucht, wichtige Informationen aus diesen Dateien auszulesen und schließlich auch mit Hilfe von Shockwave 3D die Marker- beziehungsweise Rotationsdaten im 3D-Raum darzustellen. Darüber hinaus wird überprüft, ob ein zugehöriges Informa-tionsfile (*.i3d) vorliegt. Falls nicht, wird die Erstellung dieser Datei angeboten, wo-bei auch die aus der entsprechenden 3D-Datei bekannten Daten eingetragen wer-den. Des Weiteren können bereits bestehende Informationsdateien editiert werden. Die Anwendung soll es Studenten ermöglichen, Motion Capture-Files schnell durchzusehen, ohne auf teure Spezialsoftware zurückgreifen zu müssen, da für diese oft nur eine begrenzte Anzahl an Lizenzen und somit Arbeitsplätzen zur Ver-fügung steht. Außerdem soll ihnen die Möglichkeit geboten werden, beim Durchse-hen auch gleich noch Informationen, zum Beispiel über besonders gut verwendbare Segmente, in den i3d-Files festzuhalten. Inhaltsverzeichnis
Digital Cinema beschreibt die digitale Distribution von Kinofilmen über Breitbandnetze oder Satellitenverbindungen von einem zentralen Server aus direkt in die einzelnen Kinosäle. Durch die Digitalisierung der Filmdistribution ergibt sich eine Reihe von Vorteilen, aber auch Probleme und Risiken für die einzelnen Marktteilnehmer. Die ungleiche Verteilung der Nutzenund Risikopotentiale entlang der Wertschöpfungskette erschwert die Einigung der bestehenden Marktteilnehmer auf ein für alle Beteiligten akzeptables Geschäftsmodell. Dadurch ergeben sich Chancen für Unternehmen aus der IT- und TK-Branche, sich auf dem Kinomarkt zu positionieren.
Möglichkeiten zur Erstellung eines Flash-Content Management Systems mit Ming – ausgehend von dem Untertitel der Arbeit beschäftigt sich dieses Dokument zunächst mit der Aufgabenstellung und definiert die Zielgruppe. Dem schließt sich eine Betrachtung über Content Mangement Systemen (CMS) an, da vor der Realisierung eines solch komplexen Systems ergründet werden muss, welche Komponenten zu einem CMS gehören und was eine solche Software prinzipiell ausmacht. Überlegungen zur Gestaltung einer Benutzeroberfläche, der Schnittstelle zwischen Benutzer und CMS, runden die ersten Kapitel ab. Weiter soll exemplarisch dokumentiert werden, welche Systeme aktuell auf dem Markt angeboten werden, die einem Flash-CMS zumindest teilweise entsprechen. Eine Beschäftigung mit den vorhandenen Produkten von Macromedia soll zeigen, welche Lösungen derzeit bei der Erstellung von dynamischen und animierten Websites aktuell sind. In einem technischeren Abschnitt stehen das swf- Format, die flashinterne Programmiersprache ActionScript, die Skriptsprache PHP und anschließend deren Ming-Klassen im Mittelpunkt. Außerdem soll der Frage nachgegangen werden, ob sich ein Flash-CMS, mit dem der Benutzer die Möglichkeit erhalten soll, die bisher von Agenturen bewältigten Aufgaben selbst zu übernehmen – also ein „echtes“ Autorensystem“, überhaupt sinnvoll realisierbar ist. Auf welche Weise Ming arbeitet, welche Sprachelemente es beinhaltet und wie einzelne Elemente erzeugt und behandelt werden können, wird anschließend anhand von konkretem Quellcode dokumentiert. Der stärker praktisch orientierte Teil beschäftigt sich mit der Realisierung eines Flash-CMS mit Ming und zeigt mögliche Systemarchitekturen. Eine Zusammenfassung beleuchtet die Realisierbarkeit und die technischen Grenzen eines Flash-CMS in der angedachten Form und weist auf zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten von Ming hin.
In dieser Diplomarbeit wurde ein Plugin für die 3D-Software Maya erstellt, mit dem es möglich ist, Motion Capture-Daten (siehe Kapitel 2.1) in Maya zu importieren und beliebig zu kombinieren. Das Plugin ermöglicht es, solche Bewegungen zu importieren, zu schneiden, zu skalieren, sie zu filtern, zwischen mehreren Bewegungen überzublenden und Bewegungen entweder auf das gesamte Skelett anzuwenden oder nur auf einzelne ausgewählte Knochen. Das Plugin wurde mit der Maya-API erstellt, die einen Zugriff auf Maya-interne Objekte erlaubt. Es wurde die Form eines Plugins gewählt, da Plugins 3-10-mal schneller ausgeführt werden als Skripte, die in der Maya-eigenen Skriptsprache MEL geschrieben sind. Motion Capturing wird in der heutigen Zeit immer wichtiger, besonders für Computerspiele und Filme. In den letzten Jahren konnte man deutlich beobachten, dass immer mehr Produktionen aus diesen Bereichen Motion Capturing einsetzen. Der Grund dafür ist, dass manche Animationen schneller und damit billiger mittels Motion Capturing umgesetzt werden können, als die von einem professionellen Animator durch Stop-Motion oder Keyframes erstellten Animationen. Der wichtigste Grund aber ist, dass es viel realistischere Ergebnisse liefert. Denn ein Animator benötigt sehr viel Zeit, wenn er Bewegungen erstellen will, die wirklich menschlich sind und alle Nuancen, die dabei eine Rolle spielen, beachten will. Das menschliche Auge erkennt sehr schnell, ob eine animierte menschliche Bewegung realistisch erscheint oder nicht. Verwendet man Motion Capturing, ist dies kein Problem, denn alle Bewegungen sind absolut realistisch, da sie ja von echten Menschen aufgenommen wurden. Allerdings gibt es hier ein Spannungsfeld zwischen Kunst (die Arbeit des Animators) auf der einen Seite und reinen Zahlen (Motion Capturing) auf der anderen. Beide Techniken besitzen ihre individuellen Vorteile: Motion Capturing bietet höchsten Realismus. Das ist allerdings nicht immer gewünscht, z.B. bei Cartoon-Charakteren. In diesem Bereich liegt die Stärke der Animatoren. Auch an der HdM wird mittlerweile in vielen Studioproduktionen aus dem Bereich Computeranimation Maya und Motion Capturing eingesetzt. Deshalb bietet es sich an, dafür ein Tool zur Verfügung zu stellen, das eine einfache und schnelle Einbindung, Bearbeitung und Gestaltung solcher Daten ermöglicht, ohne den Umweg über dritte Softwareprogramme gehen zu müssen. Diese Arbeit stellt die Vorarbeit für ein Projekt dar, das voraussichtlich ab Oktober 2004 an der HdM in Zusammenarbeit mit der Universität Bonn durchgeführt wird. Das Ziel dieses Projekts ist die Erstellung einer Datenbank, die eine große Zahl an Motion Capture-Bewegungen enthält. Zum Aufbau dieser Datenbank wird die Motion Capture-Anlage an der HdM verwendet. Das Institut für Informatik der Universität Bonn, das ebenfalls an dem Projekt teilnimmt, ist spezialisiert auf Datenbanken. Sie hat bereits eine Datenbank fertiggestellt, mit deren Hilfe der Anwender einen kurzen Teil eines Musikstücks singen kann (z.B. den Anfang von Beethovens fünfter Sinfonie). Die Datenbank sucht dann automatisch das angesungene Stück heraus. Die Forschungsgruppe, die sich an der HdM an dem Projekt beteiligt, kümmert sich um die Erstellung eines Programms (ebenfalls als Maya-Plugin), mit dem der Benutzer eine Bewegung mit Hilfe einer Beschreibungssprache (z.B. einer Skriptsprache) die Bewegung vorgeben kann, die er haben möchte. Das Programm analysiert daraufhin diese Beschreibung, sucht aus der Datenbank die Bewegungen heraus, die dem Gewünschten am besten entsprechen und erstellt dann in Echtzeit die Bewegung.
Diese Diplomarbeit beschreibt die Möglichkeiten des satellitengestützten Datentransfers und richtet sich in erster Linie an Marketing- und Trademanager größerer Handelsketten und Konzerne, sowie Multimedia-Agenturen, die auf der Suche nach technischen Neuerungen bei der Nutzung interaktiver Verkaufsterminals sind. Das Ziel ist, über die Möglichkeiten und Vorteile der Satellitenübertragung umfassend zu informieren, Vorteile und Einsatzmöglichkeiten aufzuzeigen, den wirtschaftlichen Nutzen zu erläutern, sowie eventuell entstehende Probleme anzusprechen und Lösungsmöglichkeiten anzubieten. Darüber hinaus werden die wichtigsten technischen Grundbegriffe geklärt, sowie aktuelle Standards angesprochen. Die Diplomarbeit enthält des weiteren die an einem Fallbeispiel genau erläuterte Phasen der Entstehung und Implementierung eines satellitengestützten POS-Netzes, sowie eine detaillierte Kostenauflistung.