004 Informatik
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Virtual-reality (VR) is an immersive technology with a growing market and many applications for gesture recognition. This thesis presents a VR gesture recognition method using signal processing techniques. The core concept is based on the comparison of motion features in the form of signals between a runtime recording of users and a possible gesture set. This comparison yields a similarity score through which the most similar gesture can be recognized by a continuous recognition system. Some selected comparison methods are presented, evaluated and discussed. An example implementation is demonstrated. However, due to an introduced layer model parts of the method and its implementation are interchangeable.
Similar or even better performance is achieved compared to other related work. The comparison method Dynamic Time Warping (DTW) reaches an average positive recognitions rate of 98.18% with acceptable real-time application performance. Additionally, the method comes with some benefits: position and direction of users is irrelevant, body proportions have no significant negative impact on recognition rates, faster and slower gesture executions are possible, no user inputs are needed to communicate gesture start and end (continuous recognition), also continuous gestures can be recognized, and the recognition is fast enough to trigger gesture specific events already during the execution.
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.
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.
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).
Large-scale computing platforms, like the IBM System z mainframe, are often administrated in an out-of-band manner, with a large portion of the systems management software running on dedicated servers which cause extra hardware costs. Splitting up systems management applications into smaller services and spreading them over the platform itself likewise is an approach that potentially helps with increasing the utilization of platform-internal resources, while at the same time lowering the need for external server hardware, which would reduce the extra costs significantly. However, with regard to IBM System z, this raises the general question how a great number of critical services can be run and managed reliably on a heterogeneous computing landscape, as out-of-band servers and internal processor modules do not share the same processor architecture.
In this thesis, we introduce our prototypical design of a microservice infrastructure for multi-architecture environments, which we completely built upon preexisting open source projects and features they already bring along. We present how scheduling of services according to application-specific requirements and particularities can be achieved in a way that offers maximum transparency and comfort for platform operators and users.
This paper deals with the contrast modes of the operating systems Windows, Mac OS, IOS and Android. The various effects, of web browsers and operating systems, on the implementation of contrast modes, are analysed and documented. This is done using a test website created for this purpose, which combines different definitions for fore- and background colors.
Based on the results, own bookmarklets are developed. These, simulate the selected contrast modes from the Windows system, during the implementation in the web brow-sers Google Chrome, Mozilla Firefox and Microsoft Edge.
The work aims to facilitate the creation of barrier-free(accessible) websites. This is at-tempted by implementing checks for sufficient contrast between the font and the back-ground, as well as the effects in different web browsers, during their development or a subsequent test.
To conclude, there is a recommendation on how to best define the fore- and background colours for websites in order to achieve the minimum contrast according to WCAG 2.1, even when using the operating system's own contrast modes.
Anhand der Ergebnisse werden eigene Bookmarklets entwickelt, die die ausgewählten Kontrastmodi aus dem Windowssystem in der Umsetzung in den Webbrowsern Google Chrome, Mozilla Firefox und Microsoft Edge simulieren.
Die Arbeit soll dazu beitragen, das Erstellen von barrierefreien Websites zu erleichtern, indem schon während ihrer Entwicklung oder einem nachfolgenden Test auf ausrei-chend Kontraste zwischen der Schrift und dem Hintergrund und Auswirkungen in ver-schiedenen Webbrowsern geprüft werden kann.
Abschließend gibt es eine Handlungsempfehlung, wie die Vorder- und Hintergrundfar-ben für Websites am besten zu definieren sind, damit sie auch bei Anwendung der Be-triebssystem eigenen Kontrastmodi möglichst das Minimum an Kontrast nach den Vor-gaben WCAG 2.1 erreichen.
Diese Arbeit befasst sich mit den Herausforderungen, denen Lehrer bei der Wahl von Serious Games und deren Integration in den Unterricht gegenüberstehen.
Zur empirischen Evaluation dieses Sachverhaltes wurden zwei Serious Games, Abgetaucht und Immunity,unter Verwendung eines Onlinefragebogens an Lehrer und Schüler verteilt. Zudem wurden zwei Personen des Lehrkörpers in einem leitfadenbasierten Experteninterview befragt.
Der erste Teil der Arbeit thematisiert die theoretischen Grundlagen zum Begriff Spiel im Allgemeinen, Serious Game und deren Kategorisierung, sowie das Design - Play and
Experience (DPE) Framework, dass im späteren Verlauf im Zusammenhang mit den Eigenschaften eines Serious Games, ein besseres Verständnis der Spielelemente bietet.
Zudem wird die geschichtliche Entwicklung der Serious Games behandelt, worauf der aktuelle Forschungsstand folgt, der in vier Punkte unterteilt ist. Als Erstes wird die Effektivität und Motivationskraft von Serious Games betrachtet, gefolgt von einem Vergleich zum
Frontalunterricht. Im Weiteren werden die Eigenschaften von aktuellen Serious Games charakterisiert und die derzeitigen Hürden für den Einsatz im Unterricht dargestellt. Kapitel drei beschreibt die verwendeten Materialien und Methoden der Arbeit. Die Umfrageergebnisse mit der zugehörigen Diskussion und der Zusammenfassung befinden sich in den finalen Kapiteln. Daraus ging hervor, dass sowohl aus Lehrer- und Schülersicht eine große Offenheit gegenüber Serious Games vorhanden ist. Allerdings ist die Nutzungsbereitschaft der Lehrer deutlich geringer, da ein Mangel an Spezialisierungsmöglichkeiten für Lehrer in der Ausbildung und bei Fortbildungen besteht und eine zentral kommunizierte Plattform fehlt, die einen einheitlichen Zugang für Lehrer ermöglichen würde. Zudem wird der organisatorische Mehraufwand für die Suche und Vorbereitung von Serious Games als problematisch angesehen, da das ausgewählte Spiel genau zum Lehrplan und der Niveaustufe der Schüler passen muss. Für Serious Games empfanden Lehrer die verwendeten didaktischen Mittel und den Lerninhalt als essenziell, wobei für Schüler die audiovisuellen Effekte und der storybasierte Inhalt wichtig war. Um eine angenehme Lernatmosphäre für den Schüler zu schaffen, aber auch das geforderte Lernziel effizient zu erreichen, ist eine Balance zwischen den Interessen der Lehrer und der Schüler vorteilhaft.
By now GPUs have become powerful general purpose processors that found their way not only into desktop systems but also supercomputers. To use GPUs efficiently one needs to understand their basic architecture and their limitations. We take a look at how GPUs evolved and how they differ from CPUs to gain a deeper understanding of the workloads well suited for GPUs.
Moderne Programme bewältigen immer komplexere und leistungsfordernde Aufgaben. Mit diesem Anstieg geht jedoch ein höherer Bedarf an Hardware-Ressourcen einher, insbesondere an höheren Prozessorkapazitäten. Diesem Trend wurde mit einer konstanten Erhöhung der Taktraten von Prozessoren begegnet. Doch seit 2005 wurde dieser Trend aufgrund von physikalischen Grenzen gebremst. Stattdessen installieren Prozessorhersteller nun mehrere Prozessorkerne mit geringerer Taktrate auf einem Prozessor. Dies führt auch zu neuen Programmiertechniken, die Programme auf mehreren Prozessorkernen verteilen. Sie stellen einen sicheren Datenzugriff, deterministische Ausführung und Leistungsverbesserungen sicher. Ursprünglich mussten Programmierer diese Techniken manuell programmieren, heute existieren Technologien, die eine solche Verwaltung automatisch durchführen.
In dieser Thesis werden verschiedene High-Level Programmiertechniken anhand einer Beispielanwendung hinsichtlich ihrer Leistung, Ressourcenverwaltung und Bedienbarkeit verglichen. Die Beispielanwendung soll eine tatsächlich einsetzbare Anwendung repräsentieren, die grundlegende Probleme, wie voneinander unabhängige und abhängige Berechnungsschritte aufweist, weshalb eine Physiksimulation gewählt wurde. Die Parallelisierung wurde mit Goroutinen, Java Parallel Streams, Thread Pools und C++ async-Funktionen in ihrer jeweiligen Programmiersprache realisiert.
Um die verschiedenen Parallelisierungstechniken zu vergleichen, wurden mehrere Merkmale der parallelen Implementierungen gemessen und mit einer sequentiellen Referenzimplementierung verglichen. Um die Leistung der Techniken zu messen, wurden die Ausführungszeiten der verschieden Simulationen gemessen und analysiert. Die Ressourcenverwaltung wurde anhand der Prozessorauslastung der verschiedenen Implementierungen verglichen. Um die Bedienbarkeit der verschiedenen Parallelisierungstechniken gegenüberzustellen, wurde die Anzahl der Quelltextzeilen ermittelt und in Relation gesetzt. Die Analyse dieser Daten zeigt die Unterschiede der Parallelisierungstechniken. Während die Implementierung unter Nutzung von Java Parallel Streams hohe Prozessorauslastung, und, verglichen mit den anderen Techniken, einen hohen Beschleunigungsfaktor sowie geringe Komplexität aufweist, kann die Implementierung mit Hilfe von C++ async-Funktion nicht mehrere Prozessorkerne auslasten und damit nicht die Vorteile von Parallelisierung ausnutzen. Die hohe Komplexität der Implementierung mit Goroutinen zahlt sich durch vergleichsweise geringe Ausführungszeiten trotz niedriger Prozessorauslastung aus.