004 Informatik
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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.
Der Schlaganfall ist die relevanteste Ursache bleibender Behinderungen im Erwachsenenalter. Eine häufige Beeinträchtigung der Patienten ist insbesondere die Lähmung eines Arms. Um die Funktion desselben wieder teilweise zurückzuerlangen, müssen Betroffene auch zu Hause regelmäßige Rehabilitationsübungen ausführen. Allerdings empfinden sie diese als langweilig und verlieren schnell die Motivation daran.
Gamification, also die Nutzung von Spielelementen in einem nicht-spielerischen Kontext, kann nachweislich dabei helfen, profane Aufgaben aufzuwerten und langfristige Verhaltensänderungen zu forcieren. Um bestmöglich zu funktionieren muss die Gamification sich an die jeweilige Zielgruppe, deren Vorlieben und Bedürfnisse anpassen. Bei der Zielgruppe der Schlaganfallbetroffenen handelt es sich um ältere Menschen, die körperlich eingeschränkt sind, ein geringes Technikverständnis haben, denen soziale Kontakte wichtig sind, die sich jedoch durch kompetitive Handlungen schnell demotiviert fühlen.
Soziale Mechaniken sind vielversprechende Motivationsmechanismen, die allerdings bisher nur wenig Anwendung in der Gamification finden. Für die gegebene Zielgruppe haben sie eine noch höhere Relevanz und eignen sich daher gut, sofern auf kompetitive Elemente verzichtet wird. Reziproke Handlungen wie das Senden und Empfangen von Geschenken und Nachrichten konnten in dieser Arbeit als geeignete Motivatoren herausgearbeitet werden.
Dafür wurden eine Literaturrecherche zur Funktionsweise der Gamification und eine Zielgruppenanalyse durchgeführt, mögliche Mechaniken anhand von Beispielen betrachtet und frühe Konzepte mit Experten der Gamification evaluiert. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse konnte die bestehende gamifizierte Rehabilitationsanwendung “Subliminal Home Rehab” um neue, motivierende Mechaniken erweitert werden, die von Repräsentanten der Zielgruppe positiv validiert wurden.
Der Traum von adaptiven und personalisierten Computerlernsystemen, welche die Lehrkräfte von langweiligen und mühseligen Arbeiten befreien sollen, beschäftigt die Forschung schon seit den 1920er Jahren. Jüngste Bemühungen setzen sich vor allem mit dem Personalisieren von Lernpfaden auseinander. Das Ziel dieser Bachelorthesis ist die Implementation einer adaptiven Erweiterung in ein bestehendes Lernmanagementsystem namens "Schule 4.0", sodass dadurch individueller auf die Bedürfnisse des Lernenden eingegangen werden kann. Hierfür wird ein Überblick über das Themenfeld des adaptiven Lernens gegeben, sowie die Verfahren und Funktionsweise adaptiver Lernsysteme erklärt. Weiter werden Verfahren zur Generierung von adaptiven Lernpfaden vorgestellt und der "State of the Art" von Lernpfade Editoren untersucht. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird ein Konzept für einen grafischen Lernpfade Editor zum Erstellen adaptiver Lernpfade erstellt und systematisch mit Vorgehensmodellen aus dem Software Engineering in das bestehende System implementiert. Mithilfe der Implementation werden Beispielszenarien konstruiert und durch Experten der Pädagogik in einer Fokusgruppe evaluiert. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein grafischer Lernpfade Editor für "Schule 4.0", welcher in vielen Szenarien pädagogisch sinnvoll eingesetzt werden kann.
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.
ReMotion ist ein Team der grow platform GmbH, welches die besonderen Herausforderungen der Nutzer und potenziellen Kunden des modernen Fitnesstrainings mit einer innovativen Geschäftsidee lösen will. Dazu soll ein effizientes Training geschaffen werden, das an den individuellen Leistungsstand der Nutzer angepasst ist und ein hohes Erlebnispotenzial bietet. Mithilfe einer firmeninternen und eigens dafür entwickelten Bewegungsplattform, einem Fahrrad-Ergometer als erstes Trainingsgerät, sowie in zusätzlicher Kombination mit Gamification und Technologien, die das Eintauchen in die virtuelle Realität ermöglichen, soll so der Fitnesssport der Zukunft technologisch revolutioniert werden.
Mit dem Ziel, die durch Kundenbefragungen identifizierten Herausforderungen von fehlendem Spaß und fehlender Motivation zu untersuchen, behandelt die vorliegende Arbeit das Thema Gamification in Bezug auf die Tätigkeit des hochintensiven Intervalltrainings auf einem realen, stationären Fahrradprototyp in der virtuellen Realität. Anhand eines User-Centered Design-Ansatzes und mehreren iterativen Entwicklungs-schritten wird das Konzept einer VR-Fitnesstraining Experience entwickelt. Dieses wird in Kooperation mit einem interdisziplinären Projektteam realisiert und anschließend von der Autorin dieser Arbeit evaluiert.
Die Ergebnisse aus einer umfangreichen Nutzerstudie zeigen grundsätzlich, dass der entwickelte Prototyp ein hohes Potenzial für positive und freudvolle Erlebnisse sowie der Motivierung zu einer optimalen Leistung aufweist. Abgeleitet werden konnten sieben mögliche Einflussfaktoren, die mit dem positiven Ergebnis in Verbindung stehen könnten. Herausgreifend betrachtet wird der mögliche Anreiz des Flow-Erlebens, für dessen Einsetzen ein Zusammenspiel mit den anderen sechs Einflussfaktoren essenziell zu sein scheint.
Außerdem wird in einer Erörterung der theoretischen Grundlagen zur Trainingswissenschaft festgestellt, dass in einem regulären Fitnesstraining zwei der vier in der Trainingswissenschaft definierten Gegenstandsbereiche aktuell wenig oder gar keine Berücksichtigung finden. Die Erkenntnisse dieser Arbeit deuten je-doch darauf hin, dass eine Integration, der noch nicht vorhandenen Gegenstandsbereiche in die Konzeption und Gestaltung eines Trainings ein positives Trainingserlebnis und leistungsmotiviertes Handeln begünstigen könnte.
Abschließend wird anhand einer theoretischen und übergreifenden Betrachtung der Vorgehensweise zur Erarbeitung des Gamification-Konzepts, als Hauptgegenstand dieser Arbeit, ein Vorschlag für ein allgemeines Gamification-Modell abgeleitet.
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.
The legitimacy of users is of great importance for the security of information systems. The authentication process is a trade-off between system security and user experience. E.g., forced password complexity or multi-factor authentication can increase protection, but the application becomes more cumbersome for the users. Therefore, it makes sense to investigate whether the identity of a user can be verified reliably enough, without his active participation, to replace or supplement existing login processes.
This master thesis examines if the inertial sensors of a smartphone can be leveraged to continuously determine whether the device is currently in possession of its legitimate owner or by another person. To this end, an approach proposed in related studies will be implemented and examined in detail. This approach is based on the use of a so-called Siamese artificial neural network to transform the measured values of the sensors into a new vector that can be classified more reliably.
It is demonstrated that the reported results of the proposed approach can be reproduced under certain conditions. However, if the same model is used under conditions that are closer to a real-world application, its reliability decreases significantly. Therefore, a variant of the proposed approach is derived whose results are superior to the original model under real conditions.
The thesis concludes with concrete recommendations for further development of the model and provides methodological suggestions for improving the quality of research in the topic of "Continuous Authentication".
Head Mounted Displays (HMD) are increasingly used in various industries. But apart from the industry environment, the potentials of HMDs in a private environment like at home has been rel- atively unexplored so far. What daily tasks can these help with, in the home kitchen for example?
The aim of this thesis is to obtain knowledge about the usefulness of such an HMD, the HoloLens, in combination with an application, while following a new recipe. Therefore a prototype applica- tion for the HoloLens got developed which guides a user through the cooking of a sushi burger by using multimedia content.
With a mixed method design, consisting of quantitative and qualitative methods, the HoloLens in combination with an application was evaluated by 14 participants.
Not only the weight of the device was a problem for users. The test also revealed that the display is darkening the view and participants tend to look below the glasses. An advantage is indeed to reach the next cooking step without the need of using hands and always having in sight what needs to be done next. Positive feedback was given as well for the application. Through voice control the user communicates to a character which will guide through the recipe by videos and text.
If in future the technical characteristics of HMD devices will improve, an application in this con- text will be of advantage in order to simplify learning a new recipe. This device, in combination with an application, could help early-middle stage cognitive impaired people and blind people to cook.
Massively Multiplayer Online Games (MMOGs) are increasing in both popularity and scale.
One of the reasons for this is that interacting with human counterparts is typically considered much more interesting than playing against an Artificial Intelligence.
Although the visual quality of game worlds has increased over the past years,they often fall short in providing consistency with regard to behavior and interactivity.
This is especially true for the game worlds of MMOGs. One way of making a game world feel more alive is to implement a Fire Propagation System that defines show fire spreads in the game world. Singleplayer games like Far Cry 2 and The Legend of Zelda:
Breath of the Wild already feature implementations of such a system. As far as the author of this thesis knows, however, noMMOGwith an implemented Fire Propagation System has been released yet. This work introduces two approaches for developing such a system for a MMOG with a client-server architecture.
It was implemented using the proprietary game engine Snowdrop. The approaches presented in this thesis can be used as a basis for developing a Fire Propagation System and can be adjusted easily to fit the needs of a specific project.
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.