05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Interaktive Analyse von Supercomputer-Leistungsdaten(2013) Hackländer, JessicaMit den stetig wachsenden Datenmengen wachsen auch heutige High Performance Computing (HPC)-Umgebungen in ihrer Größe und Komplexität. Gleichzeitig wächst aber auch ihre Fehleranfälligkeit, wodurch es zunehmend wichtig ist, HPC-Systeme fehlertoleranter zu machen. In dieser Arbeit werden Visualisierungstechniken vorgestellt, die für die Visualisierung und Analyse von HPC-Leistungsdaten geeignet scheinen und gezeigt, dass keine dieser Visualisierungen alleine die Komplexität dieser Daten vollständig erfassen kann. Bereits bestehende Ansätze im Bereich der HPC-Leistungsanalyse werden vorgestellt und gezeigt, dass diese entweder nur Anwendungsdaten betrachten oder nur einfache Visualisierungs- und Interaktionstechniken bieten. Im Hauptteil dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Prototyps beschrieben, der auf diesen Kenntnissen basierend verschiedene Visualisierungen implementiert, die unterschiedliche Aspekte der Daten betrachten und anwendungsbasierte mit infrastrukturellen Daten kombinieren. Durch die Implementierung verschiedener Interaktionstechniken, wie Multiple Coordinated Views, Selektion und Filtermöglichkeiten, bietet der Prototyp unterschiedliche Möglichkeiten, um die Daten zu explorieren und analysieren. In einer anschließenden beschriebenen Benutzerstudie wird für einzelne umgesetzte Visualisierungs- und Interaktionstechniken gezeigt, dass diese sinnvoll und hilfreich für die Analyse von HPC-Leistungsdaten sind. Der Prototyp stellt damit einen sinnvollen Ansatz für die Analyse von HPC-Leistungsdaten dar und kann in Zukunft durch weitere Visualisierungs- und Interaktionstechniken erweitert werden.Item Open Access Analyse poröser Medien auf Basis von Kristalliten(2013) Straub, AlexanderEine Möglichkeit zur Simulation poröser Medien sind Modelle. Diese haben den Vorteil, dass sie computergestützt erstellt werden können und somit auch größere, aussagekräftigere Datensätze hervorbringen. In dieser Bachelor-Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Bestimmung des Volumens und der Porösität vorgestellt, basierend auf einem Modell für Sandsteine. Dies war mit bisherigen Algorithmen nur unzureichend möglich, da durch Annäherung große Fehler entstehen. Der neue hier vorgestellte Ansatz wird direkt auf der Geometrie des Modells ausgeführt, somit werden fast keine Rechenfehler begangen. Dieser Ansatz lässt sich zudem durch Aufteilen in Unterprobleme und durch die Benutzung von Heuristiken effizient auf große Datensätze anwenden. Die Messergebnisse und die Folgerungen für Effizienz und Effektivität des Algorithmus werden anschließend aufgeführt und erläutert.Item Open Access Skizzenbasierte Trajektoriensuche in Videos(2012) Engelhardt, JohannesDie visuelle Analyse von Videodaten aus Überwachungsvideos ist eine mühsame und zeitaufwändige Aufgabe. Eine Möglichkeit zur Beschleunigung des Analysevorgangs ist die Extraktion von Trajektorien. In dieser Arbeit werden zwei Methoden zur Suche nach Trajektorien vorgestellt. Diese ermöglichen das skizzenbasierte sowie zeitabhängige Durchsuchen von Trajektorienmengen in Form von Filtern, die in ein bestehendes Visual-Analytics-System integriert sind. Für die skizzenbasierte Suche wurde eine Oberfläche zur Modellierung der Trajektorienskizze entwickelt. Für die vorgestellten Filter werden detaillierte Konfigurationsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt. Dabei wird auch das Formulieren unscharfer Anfragen unterstützt.Item Open Access Evaluierung der Effizienz eines auf personenbezogenen Daten basierenden Passwortsystems(2013) Hoser, SerkanImmer mehr Menschen benutzen Smartphones und Tablets um online Geschäfte zu tätigen. Daher müssen sie sich immer mehr Passwörter merken. Das Problem mit Passwörtern ist, dass sie kompliziert genug sein müssen, um genug Sicherheit zu liefern, da sie sonst leicht geknackt werden können. Wenn sie jedoch zu kompliziert sind, kann man sie sich schlecht merken. Die Sicherheit von Passwörtern wird heutzutage durch Erhöhung der Komplexität erreicht um gegen Wörterbuch Angriffe und Brute-Force Angriffe geschützt zu sein. Die Benutzer konnten sich in Folge dessen nicht mehr an ihre Passwörter erinnern. In dieser Arbeit soll eine Methode der Authentifizierung untersucht werden, die persönliche Daten auf dem Smartphone dazu verwendet Passwortabfragen an den Benutzer zu stellen. Dazu wird eine App für das Android Betriebssystem entwickelt, die über einen Zeitraum Daten der Benutzer sammelt. Anschließend sollen diese Daten zur Authentifizierung der Benutzer verwendet werden. Dazu wurde eine Benutzerstudie durchgeführt welche die Eignung der Daten untersuchte. Die Ergebnisse führen zu dem Schluss, dass sich Bilder und Kontaktfotos am Besten für die kontextbasierte Authentifizierung eignen. Am Ende wird die Arbeit zusammengefasst und ein Ausblick auf Themen gegeben die zukünftig noch untersucht werden sollten.Item Open Access Gestensteuerung für Powerwall-basierte Visualisierungen(2012) Ploner, NicoEine Stärke von großflächigen, hochauflösenden Displays ist es, große Datenmengen anzuzeigen und beispielsweise einer Gruppe zur Analyse zu präsentieren. Insbesondere für mehrere Benutzer, die gemeinsam mit Powerwall-Visualisierungen interagieren möchten, eignen sich Tastatur und Maus nur bedingt zur Interaktion mit den dargestellten Daten. Nachteile der Maus- und Tastatursteuerung können durch Freihandgesten vermieden werden. Zusätzlich ermöglichen Freihandgesten einen natürlichen Umgang mit den dargestellten Visualisierungen. In dieser Diplomarbeit wird anhand zweier Szenarien zur Powerwall-gestützten Datenanalyse ein Interaktionskonzept zur Gestensteuerung von Powerwalls entwickelt. Um die Anwendbarkeit dieses Konzepts zu untersuchen wird ein Prototyp implementiert, der eines der beiden Szenarien realisiert. Zusätzlich wird eine Benutzerstudie konzipiert und als Pilotstudie durchgeführt, um das Interaktionskonzept zu evaluieren. Darüber hinaus sollen mit dieser Studie weitere intuitive Gesten zur Interaktion mit Powerwall-Visualisierungen identifiziert werden. Ebenso wird ein Framework konstruiert, mit dem das Interaktionskonzept zur Gestensteuerung mit anderen Interaktionskonzepten zu multimodalen Interaktionsumgebungen kombiniert werden können.Item Open Access Analyse der Oberflächenstruktur von Proteinen(2011) Schulz, ChristophDiese Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema Analyse der Oberflächenstruktur von Proteinen auf moderner Grafikhardware. Das Ziel der Diplomarbeit war es die technische Machbarkeit des interaktiven Umgangs mit zeitabhängigen Datensätzen aus Molekulardynamik-Simulationen zu zeigen. Es wurde ein Verfahren entwickelt, um aus Volumendaten ein Dreiecksnetz zu extrahieren, Komponenten zu erkennen, diese über Zeit zu korrelieren und Ereignisse mit zeitlichem Bezug, wie Amalgamieren und Aufspalten, zu erkennen. Die Implementierung erfolgte mittels NVIDIAs CUDA-Technologie. Anschließend wurde das Leistungsverhalten des Verfahrens untersucht und so der Beweis erbracht, dass der interaktive Umgang mit zeitabhängigen Proteindaten machbar ist.Item Open Access Automatische Klassifizierung von Kontakten auf Smartphones(2012) Le, Huy VietDie Verbreitung von Mobiltelefonen nimmt in den letzten Jahren massiv zu und hat dafür gesorgt, dass viele Menschen für Jedermann und jederzeit erreichbar sind. Insbesondere die zunehmende Verbreitung von Smartphones hat dazu geführt, dass Benutzer eine sehr große Menge an Kontakten in ihren Mobiltelefonen gespeichert haben. In der Kontaktliste finden sich die besten Freunde, Arbeitskollegen, Familienmitglieder oder aber auch Personen, zu denen der Benutzer nur eine lose Verbindung hat. Diese große Menge an Personen kann es schwierig machen eine bestimmte Person in der Kontaktliste zu finden. Aus Nutzersicht wäre es deshalb wünschenswert, wenn die Kontakte im Adressbuch in Gruppen eingeteilt wären, die das Adressbuch strukturieren und so das Finden von Personen erleichtern. Dies würde es zudem ermöglichen die eigene Kontaktierbarkeit davon abhängig zu machen in welcher Gruppe sich andere Personen befinden. Beispielsweise könnte das Telefon nur klingeln wenn eine Person aus der Gruppe Arbeitskollegen anruft und ansonsten nur durch Vibration den Anruf anzeigen. Ferner ist es im Zeitalter von Smartphones nicht unüblich private Informationen durch soziale Anwendungen mit anderen Kontakten zu teilen. Auch in diesem Fall wäre eine Gruppierung der Kontaktliste sinnvoll, um so den Überblick über die Kontakte zu verschaffen, mit denen die Informationen geteilt werden sollen.Item Open Access Item Open Access Einfache Herstellung durch natürliche Interaktion mit Lasercuttern im Heimbereich(2013) Schmid, DavidDie Einstiegshürde für die Prototypentwicklung mit elektronischen Komponenten ist mit der Einführung von Microsofts .NET Gadgeteer deutlich gesunken. Möchte man nun ein Gehäuse für einen Prototyp herstellen, so benötigt man jedoch entweder CAD-Kenntnisse oder handwerkliches Geschick. In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, mit dem Gehäuse in wenigen Minuten entworfen werden können. Ein Lasercutter schneidet anschließend die Teile aus, die sich zu dem Gehäuse zusammensetzen lassen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die einfache Bedienung gelegt, so dass die Anwendung auch von Personen ohne technisches Hintergrundwissen genutzt werden kann. Für die Erstellung des Gehäusedesigns kommt Microsofts Touch-Tisch PixelSense zum Einsatz, der neben der Bedienung mit der Hand auch das Erkennen von Objekten ermöglicht. Damit können für externe Komponenten wie Displays und Buttons Aussparungen automatisch eingefügt werden. Platziert man eine externe Komponente auf dem Touch-Tisch, so wird diese erkannt und eine entsprechende Aussparung wird im Gehäuse eingefügt. Durch Verschieben und Drehen dieser externen, physikalischen Komponenten kann die virtuelle Position der Aussparung bestimmt werden. Die Implementierung zeigt eine erste Umsetzung des Konzepts. Durch eine explorative Benutzerstudie wurden die grundlegenden Ideen evaluiert und Ansätze für Verbesserungen untersucht. Alle Teilnehmer konnten in wenigen Minuten ein Gehäuse entwerfen und bestätigen das grundlegende Konzept.Item Open Access Darstellungs- und Interaktionstechniken zur effizienten Nutzung grafischer Oberflächen durch Blinde und Sehbehinderte(2011) Taras, Christiane; Ertl, Thomas (Prof. Dr.)Personal-Computer sind heute eines der wichtigsten Arbeits-, Kommunikations- und Lernmittel. Moderne Computer bieten hochwertige grafische Darstellungen, die die tägliche Arbeit erleichtern oder durch ihre Ästhetik schlicht Wohlbefinden und Freude hervorrufen sollen. Auch für blinde und sehbehinderte Menschen ist der Computer ein wichtiges Werkzeug. Er bringt Unabhängigkeit und verbessert gleichzeitig die Integration in die Gesellschaft. Durch den zunehmenden Einsatz digitaler Dokumente wird die Zugänglichkeit von Informationen stetig erhöht. Technische Hilfsmittel wie Vergrößerungssoftware oder Screenreader bieten Möglichkeiten, die Ausgabe der Dokumente an die eigenen Bedürfnisse anzupassen. Bei gedruckten oder handschriftlichen Dokumenten ist dies nicht ohne weiteres möglich. Allerdings weisen aktuelle Technologien noch einige Defizite auf. So werden grafische Benutzungsschnittstellen für Blinde größtenteils durch textuelle Informationen mit semantischen Annotationen (wie Nennung des Typs und des Aktivierungszustandes eines Elements) präsentiert. Informationen über die grafische Darstellung an sich werden kaum bereitgestellt. Dabei sind diese auch für Blinde sehr interessant, da grafische Eigenschaften von Normalsichtigen häufig als alleinige Informationsträger oder auch als Kommunikationshilfe genutzt werden. Sehbehinderten, die noch die visuelle Ausgabe nutzen, werden zwar grafische Informationen präsentiert, aber die Darstellungsweise ist selten optimal für ein effizientes Arbeiten. So ist beispielsweise bei der Bearbeitung von Text häufig horizontales Scrollen nötig oder wichtige Bereiche der Bildschirmausgabe sind nicht immer sichtbar. Diese Arbeit trägt dazu bei, den Zugang Blinder und Sehbehinderter zu grafischen Darstellungen weiter zu erleichtern. Dazu wurde untersucht, wie diese mit Hilfe neuer Technologien und Herangehensweisen besser aufbereitet und von den Betroffenen interaktiv genutzt und auch selbst produziert werden können. Eine wesentliche Erkenntnis liegt in der Ähnlichkeit der grundlegenden Fragestellung bei der Präsentation von grafischen Oberflächen für Sehbehinderte und Blinde, die ein grafisch-taktiles Display nutzen. Basierend darauf wurde ein Framework entwickelt, mit dem sowohl taktile Darstellungen realisiert werden können wie auch ein neuartiges Konzept für vergrößerte Bildschirmausgaben für stärker sehbehinderte Computernutzer. Um auch die stetig wachsende Gruppe der zumeist altersbedingt von leichteren Seheinschränkungen Betroffenen besser zu unterstützen, wurde ein weiteres Vergrößerungskonzept samt einer prototypischen Umsetzung erarbeitet, welches nur minimale Änderungen an der Darstellung eines Programms umfasst und somit den Einarbeitungsaufwand und die damit verbundene Hemmschwelle minimiert. Zur Förderung der Kommunikation zwischen Normalsichtigen, die sich in ihren Beschreibungen häufig auf Farben beziehen, Sehbehinderten und Blinden wurden Konzepte zum Umgang mit Farben und farbigen Grafiken erforscht und Umsetzungen für monochrome, taktile Ausgabegeräte implementiert. Da die Voraussetzung für angepasste Darstellungen von GUIs und Grafiken deren zugängliche Gestaltung ist, wurden zudem Konzepte und Umsetzungen zur Unterstützung von Entwicklern und Designern bei der zugänglichen Gestaltung von GUIs und der Verbreitung von Standards zur Gestaltung zugänglicher Grafiken im SVG-Format erarbeitet.