Diploma Thesis
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Wir leben in einer Zeit rasanter Veränderungen in der Medienwelt. Die Fortentwicklung der Informationstechnologie, die Vernetzung durch das Internet und der Wandel von analogen zu digitalen Arbeitsweisen bilden die Basis für weitere Neuerungen in diesem Bereich. Eine dieser neuen Technologien, die meiner Meinung nach das Potential in sich trägt neue Standards für die Darstellung und Wahrnehmung von Bildern zu setzen, möchte ich in dieser Arbeit vorstellen: Autostereoskopische Wiedergabesysteme. Verfahren, die eine dreidimensionale Darstellung und das Betrachten dieser ohne Hilfsmittel wie Polarisations- oder Shutterbrille ermöglichen. Mein Ziel ist es mit dieser Arbeit einen aktuellen Überblick über dieses sich rasch entwickelnde und bislang noch unübersichtliche Themengebiet herauszuarbeiten. Einleitend werden in Kapitel 1 die wesentlichen historischen Entwicklungsschritte geschildert. Das 2. Kapitel erläutert die Voraussetzungen für dreidimensionales Sehen, das 3. Kapitel autostereoskopische Lösungsansätze unterschiedlicher Hersteller und Projektgruppen. In Kapitel 4 wird beispielhaft das weite Spektrum von Einsatzmöglichkeiten autostereoskopischer Systeme in den Bereichen Unterhaltung, Industrie und Medizin aufgezeigt. Das letzte Kapitel behandelt Fragen zur Produktion von 3D Content und der Konvertierung von 2D zu 3D. Um zusätzlich neben der theoretischen Betrachtung auch praktische Erfahrungswerte mit einfließen zu lassen, war es mir wichtig neben der Quellenrecherche Meinungen und Standpunkte von Personen einzuholen, die bereits in ihrer beruflichen Praxis mit diesem Themengebiet in Berührung gekommen sind.
Technik und Gestaltung in der Postproduktion des Dokumentarfilms "Maïmouna - la vie devan moi"
(2006)
Der Film „Maïmouna – la vie devant moi“ entstand im Frühjahr 2006 an der Hochschule der Medien in Stuttgart. Es handelt sich um einen 60-minütigen Dokumentarfilm über das Leben und die Arbeit einer jungen Frau, welche gegen die Tradition der weiblichen Beschneidung in Afrika kämpft. Gedreht wurde der Film im Januar und Februar in Burkina Faso, Afrika und konnte nach weiteren 4 Monaten im Juni 2006 erfolgreich fertig gestellt werden. Meine Arbeit bei diesem Projekt umfasste die Postproduktion des Filmes, also alle Arbeitsschritte, die nach Drehende bis zur Fertigstellung des Filmes anfallen. Hierzu gehört vor allem der Schnitt als gestalterisches Element, aber auch die hierfür notwendige technische Umsetzung. „Maïmouna – la vie devant moi“ wurde in HDV 720/25p gedreht, was nicht mit dem uns zur Verfügung stehenden Schnittsystem Final Cut Pro 5 verarbeitet werden konnte. Im Rahmen dieser Diplomarbeit werde ich auf die gestalterischen und technischen Aufgabenstellungen und deren Lösungen bei der Postproduktion eingehen, und damit meine Arbeit an diesem Film darstellen. Den Ton gestaltete Jasmin Reuter, weshalb ich dieses Kapitel außen vor lasse, obwohl er eigentlich auch Teil der Postproduktion bildet.
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.
Nach der Vorstellung des IPA in Abschnitt 1.3 und einer begrifflichen Einführung in Abschnitt 1.4 werden in Abschnitt 1.5 die Ausgansgsituation analysiert, Zielspezifikationen für die Inter-aktive 3D-Visualisierung ermittelt und daraus Kriterien zur Auswahl eines 3D-Autorenwerkzeugs abgeleitet. Das Kapitel 2 führt eine Reihe von 3D-Autorenwerkzeugen auf, die auf ihre Verwendungsmöglichkeiten für die Produktion der Interaktiven 3D-Visualisierung geprüft werden. Anschließend folgt eine Dokumentation der Arbeitsschritte auf dem Weg von den solitären 3D-Modellen über die zentralen A-nimationen bis hin zur Integration der fertigen 3D-Szene in die Webseite des IPA. Abgeschlossen wird Kapitel 2mit einer kurzen Vorstellung der weiteren im Projekt verwendeten Softwares. Das Kapitel 3 schließt die Arbeit mit einem Fazit ab.
Über einen kleinen Einblick in die Geschichte des Mobilfunks werden zuerst grundlegende Themen behandelt. GSM ist der heute am häufigst genutzte Standard der zweiten Handygeneration. Das Kapitel handelt von dessen Netzarchitektur und Schnittstellen, die Splittung von GSM in leitungs- und paketvermittelnde Dienste. Über die Erweiterungen von GSM mit den Datendiensten HSCSD, EDGE und GPRS bis hin zum Anruf- und Mobilitätsmanagement. Im Kapitel UMTS wird die aktuelle Marktlage erläutert und die volutionsschritte von GSM zu UMTS angeschnitten. Dabei werden Vorgänge in der leitungsvermittelnden- und paketvermittelnden Domäne beschrieben. In dem Kapitel über das IP-Multimedia Subsystem (IMS) wird auf die kostengünstige Möglichkeit eingegangen, Multimediadienste über IP-Netze abzuwickeln. Hier werden wichtige der IMS zugeordneten Funktionen beschrieben, die z.B. im Kernnetz, der Mobilitätssteuerung oder im Netzübergang angewendet werden. In einem Beispiel werden die Funktionsblöcke in einem UMTS-Gerät während einer mulitmedialen Sitzung beschrieben. Ferner werden Multimediadienste von UMTS wie ‚Verteildienste’ und ‚interaktive Dienste’ bis hin zur Diensteanbindung an das IMS erläutert. Zuletzt wird auf die UMTS-Erweiterungen wie MBMS, HSDPA/HSUPA und die Spreiztechnik WDCMA eingegangen. Mit den neuen Rundfunkdiensten zur Fernsehübertragung auf das Mobilgerät beschäftigen sich die zwei letzten Gebiete dieser Diplomarbeit. Eingestiegen wird über die, auf das digitale Radio (DAB) basierende Technik DMB. Die Inhalte setzen sich zusamen aus der Quellencodierung mit MUSICAM, dem Multiplexing, dem erweiterten Modulationsverfahren C-OFDM, dem Fehlerschutz mit Hilfe des Faltungscodes, der DMB-Architektur, dem DMBPlayout und einem Testbericht. Mit DVB-H, welches auf die Technik des digitalen Fernsehens DVB-T basiert, werden Themen behandelt, wie die Erweiterung der physikalischen Schicht von DVB-T, die Bedeutung der 2-, 4-, und 8K-DVB-T-Modi, das stromsparende Time Slicing, das statistische Multiplexing zur Anpassung der Datenrate, das IP-Datacast, der Fehlerschutz MPE-FEC für die IP-Daten, das mobile Empfangsverhalten und der Zusammenhang von DVB-T und DVB-H im hypriden Netz. Kleine Exkurse, deren Inhalte sich mit der Mehrwegeausbreitung, den Echtzeitprotokollen, der Kanalkodierung, dem MPEG-Format und dem Marktgeschehen befassen, schließen eventuell aufkommende Verständnislücken. Im letzten Kapitel der Diplomarbeit werden die neuen Handheld tauglichen Rundfunkdienste DMB und DVB-H miteinander verglichen und ausgewertet – soweit die Industrie ihre Geheimnisse preisgibt.
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