05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Visuelle Analyse gemeinsamer Sequenzen(2020) Galuschka, MarcelIn den sozialen Medien verbreiten sich Texte schnell. Dieses Phänomen lässt sich auch in historischen Zeitungsartikeln erkennen. Forscher aus der Literaturwissenschaft und der Kulturwissenschaft befassen sich mit diesem Thema und untersuchen eine Menge von Texten. In dieser Arbeit erstellen wir dazu einen Prototyp, mit welchem es möglich ist, diese Texte untereinander zu vergleichen und zwei Texte im Vergleich genauer zu betrachten. Außerdem diskutieren wir hier, aus welchem Grund wir diese Darstellung gewählt und wie wir diese verwirklicht haben. Darüber hinaus haben wir diesen Prototyp einer Literaturwissenschaftlerin vorgestellt, welche mit diesem sprachliche Veränderungen zwischen den Texten erkennen kann.Item Open Access Leseaktivitäten auf großen, hochauflösenden Displays(2015) Mannweiler, EugenIn der heutigen Wissenschaft- und Geschäftswelt ist das Lesen und Verarbeiten großer Informationsmengen immer wichtiger geworden. Deswegen wird nach Lösungen zur Verbesserung der Informationserfassung und Informationsbearbeitung gesucht. Ein möglicher Ansatz ist der Einsatz großer, hochauflösender Displays. Mit Hilfe dieser Displays gibt es Möglichkeiten größere Informationsmengen auf einmal darstellen zu können. Das kann in paralleler Darstellung mehrerer Texte oder zusätzlicher Informationsebenen resultieren. Desweiteren sollen Alternativen zu herkömmlichen Eingabegeräten, wie Tastatur oder Maus, untersucht werden. Dabei kann der zukünftige Benutzer mit dem System interagieren, indem er Handbewegungen oder den Abstand zum Monitor als Hilfsmittel zur Interaktion nimmt. Die Bewegungen können von einem Bewegungserkennungssystem erfasst werden und die gewünschte Aktion ausführen. So kann der Abstand zwischen dem Benutzer und dem Monitor dazu genutzt werden, um die Schriftgröße zu beeinflussen. In dieser Arbeit wird der Einsatz große, hochauflösender Displays im Zusammenhang mit Textlesen und Textverstehen untersucht. Dabei wird insbesondere auf die verschiedenen Interaktionsmöglichkeiten, die sich aus der Kombination von großen, hochauflösenden Displays und Bewegungserkennungssystem entstehen, eingegangen. Auch die Darstellung des Textes und der Position des Lesers relativ zu den Displays soll auf Vorteile und Nachteile untersucht werden. Diesbezüglich wird eine Studie durchgeführt und ihre Ergebnisse statistisch erfasst und anschließend diskutiert werden.Item Open Access Usable and fast interactive mental face reconstruction(2023) Strohm, Florian; Bâce, Mihai; Bulling, AndreasWe introduce an end-to-end interactive system for mental face reconstruction - the challenging task of visually reconstructing a face image a person only has in their mind. In contrast to existing methods that suffer from low usability and high mental load, our approach only requires the user to rank images over multiple iterations according to the perceived similarity with their mental image. Based on these rankings, our mental face reconstruction system extracts image features in each iteration, combines them into a joint feature vector, and then uses a generative model to visually reconstruct the mental image. To avoid the need for collecting large amounts of human training data, we further propose a computational user model that can simulate human ranking behaviour using data from an online crowd-sourcing study (N=215). Results from a 12-participant user study show that our method can reconstruct mental images that are visually similar to existing approaches but has significantly higher usability, lower perceived workload, and is faster. In addition, results from a third 22-participant lineup study in which we validated our reconstructions on a face ranking task show a identification rate of , which is in line with prior work. These results represent an important step towards new interactive intelligent systems that can robustly and effortlessly reconstruct a user’s mental image.Item Open Access Dynamic ontology supported user interface for personalized decision support(2012) Bosch, Harald; Thom, Dennis; Heinze, Geoffrey-Alexeij; Wokusch, Stefan; Ertl, ThomasEuropean citizens are increasingly aware of the influence of air quality and weather on their health and quality of life. At the same time, more environmental information is freely available through a plethora of websites, dedicated portals, and web services. In order to exploit these data for personal decisions one has to identify, retrieve, and combine the information that is relevant to one's personal situation, planned activity, and information need. Often, this task is hindered by different data formats, display styles and data resolutions. The PESCaDO system is a web-based decision support system addressing this issue. The inquiry to the system, as well as the system's result, can cover a broad range of environmental aspects and personal situations and is therefore quite complex. In this work we present a novel approach on how the system can actively assist users in all steps of the decision making process, especially by enhancing the user interaction. This approach combines an intelligent dialog steering method based on analyzing the domain ontology with flexible, dynamic data visualizations for a situation depending orchestration of data sources. Both aspects have been evaluated in on-line user studies, as well as with an expert evaluation of the whole system.Item Open Access A design space for pervasive advertising on public displays(2013) Alt, Florian; Schmidt, Albrecht (Prof. Dr.)Today, people living in cities see up to 5000 ads per day and many of them are presented on public displays. More and more of these public displays are networked and equipped with various types of sensors, making them part of a global infrastructure that is currently emerging. Such networked and interactive public displays provide the opportunity to create a benefit for society in the form of immersive experiences and relevant content. In this way, they can overcome the display blindness that evolved among passersby over the years. We see two main reasons that prevent this vision from coming true: first, public displays are stuck with traditional advertising as the driving business model, making it difficult for novel, interactive applications to enter the scene. Second, no common ground exists for researchers or advertisers that outline important challenges. The provider view and audience view need to be addressed to make open, interactive display networks, successful. The main contribution made by this thesis is presenting a design space for advertising on public displays that identifies important challenges -- mainly from a human-computer interaction perspective. Solutions to these core challenges are presented and evaluated, using empirical methods commonly applied in HCI. First, we look at challenges that arise from the shared use of display space. We conducted an observational study of traditional public notice areas that allowed us to identify different stakeholders, to understand their needs and motivations, to unveil current practices used to exercise control over the display, and to understand the interplay between space, stakeholders, and content. We present a set of design implications for open public display networks that we applied when implementing and evaluating a digital public notice area. Second, we tackle the challenge of making the user interact by taking a closer look at attracting attention, communicating interactivity, and enticing interaction. Attracting attention is crucial for any further action to happen. We present an approach that exploits gaze as a powerful input modality. By adapting content based on gaze, we are able to show a significant increase in attention and an effect on the user's attitude. In order to communicate interactivity, we show that the mirror representation of the user is a powerful interactivity cue. Finally, in order to entice interaction, we show that the user needs to be motivated to interact and to understand how interaction works. Findings from our experiments reveal direct touch and the mobile phone as suitable interaction technologies. In addition, these findings suggest that relevance of content, privacy, and security have a strong influence on user motivation. Third, this thesis makes a set of contributions towards understanding audience behavior, which is particularly important for advertisers in order to choose appropriate content and to select suitable locations for future advertising displays. Our findings provide an in-depth understanding of the honeypot effect as a powerful interactivity cue. Furthermore, we identify a number of interesting effects (e.g., the landing effect) and explain how developers could design for them. We envision the results of this thesis to provide a basis for future research and for practitioners to shape future advertisements on public displays in a positive way.Item Open Access Gamifikation und Evaluierung eines Handy-Toolkits zur Bestimmung kognitiver Performanz(2017) Singer, KenUnsere kognitive Performanz ist über den Tag hinweg starken Schwankungen unterlegen. Zu einem Teil sind insbesondere die zirkadianen Rhythmen für diese Schwankungen verantwortlich, welche von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind und maßgeblich durch den Chronotypen der Person bestimmt werden. Zum anderen zeigen andere Faktoren, wie die vorherige Nahrungszunahme, Koffeinzufuhr, aber auch der vorangegangene Schlaf, Auswirkungen und tragen zu den Schwankungen bei. Nathaniel Kleitman gilt als der erste Wissenschaftler, dem ein Zusammenhang zwischen der kognitiven Performanz und den zirkadianen Rhythmen aufgefallen ist. Aufbauend auf seinen Erkenntnissen wird erforscht, wie sich diese Schwankungen am besten messen lassen, um in Zukunft Systemen die Möglichkeit zu geben, sich auf die momentane kognitive Leistung eines Menschen einstellen zu können. Diese Circadian-Aware-Systems sollen in Zukunft den Menschen unterstützen und entlasten. So könnten Kalenderapplikationen kognitiv anspruchsvolle Termine zu Zeiten planen, zu denen der jeweilige Mensch die geforderte kognitive Leistung erbringen kann. Das würde den Stress im Alltag verringern und stressbedingten Krankheiten entgegenwirken. In dieser Arbeit wird ein vorhandenes Toolkit zur Bestimmung der kognitiven Performanz gamifiziert, damit es sich besser als das bisherige Toolkit in den Alltag integrieren lässt. Dazu werden die einzelnen Aufgaben PVT, GNG und MOT in einen Spielablauf integriert und mit zusätzlichen Spiel-Design-Elementen ausgestattet. Anschließend wurde mit der Applikation eine Studie durchgeführt, um sie dahingehend zu evaluieren, ob sie die Schwankungen der kognitiven Performanz messen kann.Item Open Access Feature based volumetric terrain generation(2016) Becher, MichaelTwo-dimensional heightfields are the most common data structure used for storing and rendering of terrain in offline rendering and especially real-time computer graphics. By its very nature, a 2D heightfield cannot store terrain structures with multiple vertical layers such as overhangs and caves. This restriction is lifted if a volumetric data structure is chosen in place of a 2D heightfield. However, the workflow of manual modelling and editing of volumetric terrain usually involves a large number of minor edits and adjustments and is very time consuming. Therefore, I propose to use three-dimensional curve-based primitives to efficiently model prominent, large scale terrain features and present techniques for volumetric generation of a complete terrain surface from the sparse input data by means of diffusion-based algorithms. By combining an efficient, feature-based toolset with a volumetric terrain representation, the modelling workflow is accelerated and simplified while offering the full artistic freedom of volumetric terrain.Item Open Access Photometrische Kalibrierung von großen, hochauflösenden Displays(2014) Frech, FlorianAus den Projektionen mehreren Projektoren zusammengesetzte Darstellungen ermöglichen den Aufbau eines großen Displays. Der Eindruck als homogenes Display wird dabei von ver-schiedenen Faktoren geschmälert. Einer dieser Faktoren ist die Variation der Darstellung von Farben über der Displayfläche. Nahtlose Integration von Projektionen in das zusammenge-setzte Display braucht deshalb die Korrektur dieser Variationen, sowohl innerhalb der einzel-nen Projektionen wie auch über das gesamte zusammengesetzte Display. Die Arbeit analysiert und implementiert ein bestehendes Verfahren zur Korrektur der Vari-ation der Luminanz in Multi-Projektor-Systemen, also einem Teilproblem der Variation von Farben. Der Nachteil der Korrektur ist jedoch eine durchgehend dunklere Darstellung, da der dunkelste Bereich des zusammengesetzten Displays die Korrektur bestimmt. Neben der Im-plementierung dieses Verfahrens auf dem Multi-Projektor-Systems der Universität Stuttgart, wird deshalb ein modifiziertes Verfahren entwickelt und implementiert, welches Helligkeits-unterschiede lokal korrigiert und zulässt, dass verschiedenen räumlich entfernt liegende Be-reiche des Displays unterschiedlich hell sind. Die Übergänge sollen jedoch so fließend gestal-tet werden, dass ein homogener Eindruck bestehen bleibt. Die Implementierungen basieren allein auf einer digitalen Spiegelreflexkamera zur Messung des Displays. Zudem werden in der Arbeit die besondere Schwierigkeit der Gestaltung überlappender Projektionen und die Grenzen der Verfahren in diesem Problemfeld betrachtet.Item Open Access Migration und Anpassung von Dialoganwendungen für berührungsempfindliche Bildschirme(2011) Wimmer, ChristianBerührungsempfindliche Bildschirme wurden in den letzten Jahren immer günstiger und beliebter. Die grafischen Benutzeroberflächen von Anwendungen für Desktop- und Laptopcomputer sind jedoch für eine solche Eingabeart nicht ausgelegt und neue Programmversionen ändern diesen Umstand auch kaum. In dieser Diplomarbeit wird daher eine Methode vorgestellt, um Entwicklern die Möglichkeit zu geben, ihre Dialoge automatisch auf die Benutzung für Touch anzupassen. Dafür wurde ein Prototyp entwickelt, der die automatische Transformation von Dialogen in der Dialogbeschreibungssprache XAML erlaubt. Die Migration der Dialoge wird durch eine parametrisierbare Transformationsvorschrift in XSLT durchgeführt. Zusätzlich kann mit einer beliebigen .NET Sprache in den Migrationsprozess eingegriffen werden. Um die Funktionsfähigkeit der beschriebenen Transformation zu zeigen, wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit eine Studie auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm durchgeführt. Dazu wurden zwei Dialoge mehrmals transformiert, indem die Steuerelemente automatisch verändert und ersetzt wurden. Außerdem wurden einige Steuerelemente für die Studie analysiert und entsprechend von Gestaltungsregeln für die Benutzung mit den Fingern angepasst, um in der Studie bewertet zu werden.Item Open Access Interactive ray tracing of solvent excluded surfaces(2018) Zahn, SebastianDomain experts in fields concerned with the behavior of molecules, for example biochemists, employ simulations to study a molecule’s individual properties and mutual interactions with other molecules. To obtain an intuitive spatial understanding of the returned data of the simulations, various visualization techniques such as molecular surfaces can be applied on the data. The solvent excluded surface depicts the boundary between the molecule’s and a solvent’s occupied space and therefore the molecules accessibility for the solvent. Insight about a molecule’s potential for interaction such as reactions can be gained by studying the surface’s shape visually. Current implementations for the visualization of the surface usually utilize GPU ray casting to achieve the performance required to allow interactivity such as viewpoint changing. However, this makes implementation of physically motivated effects like ambient occlusion or global illumination difficult. If compute resources do not contain GPUs, which is often the case in compute clusters, expensive software rasterization has to be employed instead. As CPUs offer less parallelism compared to GPUs, overhead introduced by the overdraw of thousands of primitives should be avoided. To mitigate these issues, CPU visualization approaches resurfaced again in recent times. In this work, the solvent excluded surface is visualized interactively using the classic ray tracing approach within the OSPRay CPU ray tracing framework. The described implementation is able to compute and visualize the solvent excluded surface for datasets composed of millions of atoms. Additionally, the surface supports transparency rendering, which allows implementation of a cavity visualization method that uses ambient occlusion.