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Perzeptive Evaluation binauraler Reproduktion von Mikrofonarray-Signalen
No full textBinaural audio is a key technology for creating immersive spatial sound fields in virtual and augmented reality (AR/VR). One of the key techniques in binaural audio is based on signals acquired with microphone arrays. Microphone arrays are flexible tools for capturing the entire spatial sound field and subsequently reproducing it binaurally to the listener. Recent advancements in rendering algorithms, along with the growing availability of the necessary hardware, have made binaural rendering of microphone array signals a popular technique in both research and the AR/VR industry.
The perceptual evaluation of the binaural rendering is an integral part of designing and optimizing rendering algorithms. Throughout this thesis a series of listening experiments were conducted to investigate a broad range of perceptual aspects of binaural rendering of microphone array signals. The first part primarily focuses on technical constraints of the rendering of signals captured with real-world microphone arrays. In this context, various state-of-the-art methods were systematically compared. During the course of this work the perceptual consequence of one major constrained, the limited spatial resolution, was investigated in detail. The final chapter shifts the focus to binaural rendering in the consumer sector, emphasizing the role of plausibility as a key criterion. It explores the extent to which the findings from the earlier sections are relevant to binaural rendering for VR and AR applications.Binaurales Audio ist eine wesentliche Technologie zur Erzeugung immersiver räumlicher Schallfelder in der virtuellen und erweiterten Realität (VR/AR). Eine der zentralen Methoden in der Binauraltechnik basiert auf Signalen, die mit Mikrofonarrays erfasst werden. Mikrofonarrays sind flexible Werkzeuge zur Aufnahme des gesamten räumlichen Schallfeldes und dessen anschließender binauraler Wiedergabe für die Zuhörerin bzw. den Zuhörer. Fortschritte in Rendering-Algorithmen sowie die zunehmende Verfügbarkeit der erforderlichen Hardware haben binaurales Rendering von Mikrofonarraysignalen sowohl in der Forschung als auch in der VR/AR-
Industrie zu einer weit verbreiteten Technik gemacht.
Die wahrnehmungsbezogene Evaluation des binauralen Renderings ist ein integraler Bestandteil der Entwicklung und Optimierung von Rendering-Algorithmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe von Hörversuchen durchgeführt, um ein breites Spektrum an wahrnehmungsbezogenen Aspekten des binauralen Renderings zu untersuchen. Der erste Teil konzentriert sich hauptsächlich auf technische Einschränkungen beim Rendering von Signalen, die mit realen Mikrofonarrays aufgenommen wurden. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene moderne Methoden systematisch verglichen. Im Verlauf der Arbeit wurde insbesondere eine schwerwiegende Einschränkung, die begrenzte räumliche Auflösung, und deren Einfluss auf die Wahrnehmung detailliert untersucht. Das abschließende Kapitel verlagert den Fokus auf das binaurale Rendering im VR/AR Bereich und hebt die Rolle der Plausibilität als zentrales Bewertungskriterium hervor. Es wird untersucht, inwieweit die Erkenntnisse aus den vorangegangenen Abschnitten für das binaurale Rendering in VR- und AR-Anwendungen relevant sind
LLM4FaaS: No-code application development using LLMs and FaaS
No full textLarge language models (LLMs) show great capabilities in generating code from natural language descriptions, bringing programming power closer to non-technical users. However, their lack of expertise in operating the generated code remains a key barrier to realizing customized applications. Function-as-a-Service (FaaS) platforms offer a high level of abstraction for code execution and deployment, allowing users to run LLM-generated code without requiring technical expertise or incurring operational overhead.
In this paper, we present LLM4FaaS, a no-code application development approach that integrates LLMs and FaaS platforms to enable non-technical users to build and run customized applications using only natural language. By deploying LLM-generated code through FaaS, LLM4FaaS abstracts away infrastructure management and boilerplate code generation. We implement a proof-of-concept prototype based on an open-source FaaS platform, and evaluate it using real prompts from non-technical users. Experiments with GPT-4o show that LLM4FaaS can automatically build and deploy code in 71.47% of cases, outperforming a non-FaaS baseline at 43.48% and an existing LLM-based platform at 14.55%, narrowing the gap to human performance at 88.99%. Further analysis of code quality, programming language diversity, latency, and consistency demonstrates a balanced performance in terms of efficiency, maintainability and availability.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 2025BMFTR, 16KISK183, Native extensions for extended reality technologies, 6G NeX
Automatic extraction of wall streamlines from oil-flow visualizations using a convolutional neural network
No full textOil-flow visualizations represent a simple means to reveal wall streamline patterns. Yet, the evaluation of such images can be a time-consuming process and is subjective to human perception. In this article, we present a fast and robust method to obtain quantitative insight based on qualitative oil-flow visualizations. Specifically, the local wall streamline direction is predicted by a convolutional neural network. The supervised training of this network was based on an extensive dataset involving approximately one million image patches that cover variations of the flow direction, the wall shear-stress magnitude and the oil-flow mixture. For a test dataset that is distinct from the training data, the mean prediction error of the flow direction is as low as three degrees. A reliable performance is also noted when the model is applied to oil-flow visualizations obtained from the literature, demonstrating the generalizability required for an application in diverse flow configurations. The trained model is available at https://github.com/AeroTUBerlin/OilFlowCNN.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 202
economic realization of public construction projects through institutional economic transaction modeling
No full textDie Forschungsarbeit stellt ‚Öffentliche Bauherren- und Auftraggeber-Organisationen‘ (im Weiteren ‚ÖBAO‘) in ihrer ökomischen Rolle als Prinzipal im Rahmen von Bauprojekten sowie als Nutzer des bauwirtschaftlichen Marktes in den Vordergrund. ÖBAO, die als institutionelle Bauherren auftreten und deren Geschäftszweck mitunter die Herstellung von Bauwerken umfasst, sind in großer Zahl und mit unterschiedlichstem Profil im öffentlichen Sektor zu finden. Sie setzen eine Vielzahl verschiedenster, teils einzigartiger und komplexer Bauvorhaben um. Aus zeitlicher Sicht steht in dieser Arbeit die frühe Phase der Entstehung und Entwicklung komplexer Bauprojekte im Fokus. In dieser Phase steht eine ÖBAO vor der Frage, wie sich ein Bauprojekt zur Herstellung eines konkreten Bauwerkes als Transaktion zur Nutzung des Marktes bestmöglich ausgestalten und organisieren lässt. Antworten auf diese Fragestellung werden im Rahmen der Forschungsarbeit insbesondere auf Grundlage der Neuen Institutionenökonomik (NIÖ) als ein wesentliches theoretisches Fundament herausgearbeitet.The research work focuses on 'public building and client organizations' (hereinafter 'ÖBAO') in their economic role as principals in construction projects and as users of the construction market. ÖBAO, which act as institutional builders and whose business purpose sometimes even includes the production of buildings, can be found in large numbers and with a wide variety of profiles in the public sector. They implement a variety of different, sometimes unique and complex construction projects. From a time perspective, the focus is on the early development phase of complex construction projects. In this phase, an ÖBAO is faced with the question of how to optimize design and organization of a construction project as a transaction to produce a specific building by using the market. Answers to this question will be provided as part of the research work, in particular based on New Institutional Economics as an essential theoretical foundation
Anwendung der Micro-Fading-Technik zur Untersuchung der Lichtempfindlichkeit von Papierobjekten von kulturhistorischer Relevanz
No full textThe light sensitivity of paper is a well-known concern among conservators and art curators working in the field of graphic art. The micro-fading test (MFT) is gaining increasing recognition as a valuable tool for predicting the future color change of art objects resulting from light exposure. However, paper as a substrate has so far received limited attention in MFT research.
This dissertation explores the application of MFT to investigate the light sensitivity of paper, with an emphasis on optimizing methodologies and comparing data from Xenon-based (Xe-MFT) and LED-based (LED-MFT) devices with other aging conditions. These included artificial aging in chamber and natural aging in three different exposure settings. In this regard, this study aims to fill a gap in the MFT community by providing a comprehensive comparative analysis between MFT results and real-world data.
In this study, the instrumental error associated with MFT tests is quantified and mitigated, and the effects of including UV radiation in Xe-MFT tests are explored. Additionally, the study presents the first mapping and quantification of UV radiation at the measurement point through the development of a custom model. Another key focus was determining the Xe-MFT spot size and advocating for more standardized methodologies.
Paper samples across four series – pre-industrial (A), industrial (B), contemporary (C), and chromophore-doped (D) – were studied in the research. Results revealed distinct trends influenced by compositional factors such as lignin, iron salts, and optical brightening agents (OBAs).
The comparison between Xe-MFT and LED-MFT and real-world data indicated that LED-MFT more accurately replicated natural aging under LED illumination, while Xe-MFT aligned better with artificial chamber aging.
This research advances the understanding of comparability of MFT and real-world data for the specific case of paper, providing insights to inform preservation strategies for paper-based cultural heritage.Die Lichtempfindlichkeit von Papier ist im Bereich der grafischen Künste allgemein bekannt. Der Micro Fading Test (MFT) wird zunehmend als geeignetes Instrument zur Vorhersage zukünftiger Farbveränderungen von Kunstobjekten infolge von Lichteinwirkung anerkannt. Papier als Trägermaterial wurde in der MFT-Forschung bislang jedoch nur in begrenztem Umfang berücksichtigt. In dieser Dissertation wird die Anwendung des MFT zur Untersuchung der Lichtempfindlichkeit von Papier untersucht, mit Fokus auf die Optimierung des methodischen Vorgehens und auf den Vergleich von Daten von MFT-Geräten mit Xenon- (Xe-MFT) und LED-Lichtquelle (LED-MFT) mit anderen Alterungsbedingungen, darunter künstliche Alterung in einer Kammer sowie natürliche Alterung in drei Beleuchtungssettings. Ziel dieser Studie ist es, eine bestehende Lücke in der MFT-Forschung zu schließen und eine umfassende vergleichende Analyse zwischen MFT-Ergebnissen und realen Alterungsdaten bereitzustellen.
In dieser Studie wird der instrumentelle Fehler, der mit MFT-Tests verbunden ist, quantifiziert und ein Vorgehen zur Reduzierung präsentiert und es werden die Auswirkungen der Einbeziehung von UV-Strahlung in Xe-MFT-Tests untersucht. Darüber hinaus stellt die Studie die erste Kartierung und Quantifizierung der UV-Strahlung am Messpunkt dar. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bestimmung der Xe-MFT-Spotgröße, was insgesamt für mehr standardisierte Elemente im MFT-Untersuchungsprozess sorgen soll.
Papierproben wurden in vier verschiedener Gruppen untersucht: vorindustriell (A), industriell (B), modern (C) und chromophor-dotiert (D). Die Ergebnisse zeigten Trends in der Lichtempfindlichkeit, die von Lignin, Eisensalzen und optischen Aufhellern (OBAs) beeinflusst wurden. Historische Hadernpapiere und ligninhaltige Papiere wiesen die höchste Lichtempfindlichkeit auf. Der Vergleich zwischen Xe-MFT und LED-MFT mit realen Daten zeigte, dass LED-MFT die natürliche Alterung unter LED-Beleuchtung genauer nachbildet, während Xe-MFT besser mit der künstlichen Alterung in einer Xenon-Kammer übereinstimmt. Diese Arbeit trägt zum Verständnis der Vergleichbarkeit von MFT und realen Alterungsdaten für den speziellen Fall von Papier bei und liefert Erkenntnisse für Erhaltungsstrategien für papierbasiertes Kulturerbe
Long-term impact of land-use change on soil organic carbon in German agriculture and forests
No full textLand-use change (LUC) is deep-rooted in Germany’s agricultural history. Edaphoclimatic conditions play a crucial role in determining which sites undergo LUC, while simultaneously governing soil organic carbon (SOC) dynamics. Understanding how SOC responds to these changes in land use has significant implications for carbon accounting and greenhouse gas emissions efforts. Most efforts to quantify the effects of LUC on SOC change focus on the topsoil because it is where the bulk of SOC change occurs; overlooking soils beneath 30 cm. Coupled with extensive land-use histories, soil and site data from Germany’s national agricultural and forest soil inventories were used alongside data-driven machine learning techniques to investigate the factors that govern LUC and the time and depth dependency of LUC on SOC. While the greatest change did, in fact, occur at the surface for all six LUC directions between cropland, grassland, and forest, there were significant changes all the way down to the sampled depth of about one meter, the magnitude of which was largely dependent on soil type. In fact, 35 % of the detected SOC stock change occurred below 30 cm depth. Moreover, in the topsoil, where SOC change is expected to occur most quickly, SOC continued to change for an average of 83 years (79 to 90 years) after LUC from cropland to grassland, and 180 years (151 to 223) after LUC from grassland to cropland. Land-use change its self was often governed by hydrology rather than pedological properties, with precipitation and groundwater level playing dominant roles in determining whether a site was used as cropland or grassland. This research underscores the importance of historical LUC to present day SOC dynamics, provides novel methods for modelling the historically underestimated effects of LUC on SOC, and gives insights into the edaphoclimatic considerations necessary for setting future LUC priorities.Landnutzungsänderungen (LUC) prägen die Geschichte der deutschen Agrarlandschaft. Pedogene und klimatische Umweltbedingungen spielen eine entscheidende Rolle dabei, welche Standorte von LUC betroffen sind, und beeinflussen gleichzeitig die Dynamik des organischen Bodenkohlenstoffs (SOC). Das standortspezifische Verständnis darüber, wie SOC auf Änderungen in der Landnutzung reagiert, ist von zentraler Bedeutung für die Kohlenstoffbilanzierung von Ökosystemen und Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Die meisten Untersuchungen zur Quantifizierung von LUC-Effekten auf SOC konzentrieren sich auf den Oberboden, da dort der Großteil der SOC-Veränderung stattfindet, während Bodenmaterial unterhalb von 30 cm Tiefe häufig vernachlässigt wird. In der vorliegenden Arbeit wurden umfassende Daten zu Böden, ihrer Landnutzungsgeschichte sowie weitere Standortinformationen aus den nationalen Bodenzustandserhebungen Landwirtschaft (BZE-LW) und Wald (BZE-Wald) mittels statistischen Verfahrens aus dem Bereich des maschinellen Lernens ausgewertet, um LUC-Effekte auf SOC sowie deren zeit- und tiefenabhängige Wirkung zu untersuchen. Zwar traten bei allen sechs LUC-Richtungen zwischen Ackerland, Dauergrünland und Wald die größten SOC Änderungen tatsächlich im Oberboden auf, doch wurden signifikante Effekte bis zur beprobten Tiefe von etwa einem Meter festgestellt, deren Ausmaß stark vom Bodentyp abhing. Etwa 35 % der nachgewiesenen SOC-Vorratsveränderungen ereigneten sich unterhalb von 30 cm Bodentiefe. Darüber hinaus dauerte es im Oberboden, wo die schnellsten SOC-Änderungsraten zu erwarten sind, im nationalen Durchschnitt 83 Jahre (79 bis 90 Jahre) lang bis sich nach der Umwandlung von Ackerland in Dauergrünland ein neues SOC-Gleichgewicht einstellte. Nach Umwandlung von Dauergrünland in Ackerland dauerte es 180 Jahre (151 bis 223 Jahre) bis sich ein neues SOC-Gleichgewicht einstellte. Landnutzungsänderungen selbst wurden häufig eher durch hydrologische als durch pedogene Eigenschaften beeinflusst. Niederschlag und Grundwasserspiegel waren die bedeutendsten Einflussfaktoren dafür ob ein Standort als Ackerland oder Dauergrünland genutzt wurde.
Die vorliegende Forschungsarbeit unterstreicht die Bedeutung historischer LUC für die SOC-Vorräte von Heute, stellt neuartige Methoden zur Modellierung von historisch unterschätzten Effekten von LUC auf SOC vor und liefert wichtige Erkenntnisse zu edapho-klimatischen Aspekten, die in der Planung unserer Landnutzung der Zukunft berücksichtigt werden sollten
Advancing residential building assessment: an integrated approach using laser scanning
No full textResidential buildings—where individuals spend the majority of their lives—require more effective tools for understanding, maintaining, and enhancing indoor environments. In contrast to commercial or public facilities, homes exhibit highly varied layouts, are densely furnished, and reflect occupants’ needs for privacy and comfort. Although 3D laser scanning and point cloud technologies have become increasingly prevalent in the Architecture, Engineering, and Construction (AEC), most processing methods are primarily designed for idealized, unoccupied, or synthetic spaces. Consequently, these methods often struggle when applied to the complex conditions of actual residential settings.
In response to this methodological gap, this thesis is centered on advancing point cloud–based building assessment tailored specifically to occupied residential environments. The goal was to develop a pipeline capable of addressing clutter, occlusion, and spatial irregularity, rather than avoiding them. This work was guided by a central question: How can point cloud methods become more practical, robust, and scalable for real-world homes? To address this, the research is organized around three primary objectives, each forming a core chapter of the thesis.
In Chapter 2, a benchmark dataset was developed specifically for residential environments. Four fully occupied homes and one under-construction unit with partial interior elements were scanned using both terrestrial and mobile laser scanning technologies to capture the spatial conditions as they exist in daily life. Rather than removing furniture or minimizing environmental noise, elements such as closed curtains, kitchen cabinetry, and multifunctional rooms were retained to reflect real-world complexity. The benchmark comprises five evaluation tasks—area measurement, floorplan generation, adjacency graph creation, navigation planning, and evacuation path modelling—accompanied by standardized evaluation metrics. The objective was to provide a resource enabling researchers to evaluate methods under authentic residential conditions.
In Chapter 3, two state-of-the-art floor plan generation methods were reimplemented and tested using the proposed benchmark. Although previously validated on clean or synthetic datasets, both methods encountered significant challenges when applied to residential data. One failed during the geometric reconstruction phase due to the presence of furniture and clutter. The other generated usable outputs but exhibited sensitivity to vertical segmentation, occlusion, and parameter tuning. These limitations were traced to the original validation conditions—typically simplified and controlled environments—and contrasted with the complexities present in the benchmark. The results indicate that while existing methods show potential, they do not generalize effectively to realistic residential settings.
In Chapter 4, a new processing pipeline was developed to address the limitations identified in existing methods by directly extracting spatial and topological information from raw point cloud data, without relying on additional images, full 3D reconstruction, or pretrained models. The proposed method integrates vertical slicing, mesh generation, dimensional reduction, space segmentation,
and boundary detection to generate area measurements, adjacency graphs, and floor plans. The pipeline was intentionally designed to be lightweight, modular, and adaptable to varying residential building layouts. To validate the proposed method, all five benchmark datasets were used for testing. The results indicated effective performance, with an average precision of 93.5\% in floorplan generation and a root mean square error (RMSE) of 0.49 m² for area measurements. Adjacency graphs were qualitatively assessed through visual comparison with as-built 3D models. The evaluation demonstrated that the method managed layout irregularity, clutter, and wall occlusion more effectively than existing approaches.
Each chapter contributes to addressing the main research question; the benchmark, evaluation, and proposed method form a structured, end-to-end framework for real-world residential space analysis, supporting applications such as smart homes, facility management, and emergency planning. This research contributes by advancing spatial reasoning, adjacency modelling, and clutter-aware segmentation in residential indoor environments. It also introduces a new benchmark dataset grounded in real living conditions rather than organized representations. Furthermore, the work provides scalable solutions for applications such as automated building assessment, indoor navigation, and retrofitting analysis without requiring extensive manual annotation or supplementary imaging.
Looking forward, the limitations encountered—such as the need for manual parameter tuning, the limited scope of the dataset, and the absence of full automation—highlight valuable directions for future research. Moreover, there is potential to enhance the method through integration with object detection, semantic segmentation, and learning-based adaptation. This thesis reflects a broader vision: to align point cloud research more closely with real-life environments—homes, people, and the spaces we navigate daily. It is intended to lay a foundation for more inclusive, intelligent, and practical applications in residential settings.Wohngebäude – in denen Menschen den größten Teil ihres Lebens verbringen - erfordern effektivere Instrumente zum Verständnis, zur Erhaltung und zur Verbesserung des Innenraumklimas. Im Gegensatz zu kommerziellen oder öffentlichen Einrichtungen sind Wohnungen sehr unterschiedlich gestaltet, dicht möbliert und spiegeln die Bedürfnisse der Bewohner nach Privatsphäre und Komfort wider. Obwohl 3D-Laserscanning- und Punktwolkentechnologien in der Architektur-, Ingenieur- und Baubranche (AIB) immer häufiger eingesetzt werden, sind die meisten Verarbeitungsmethoden in erster Linie für idealisierte, unbewohnte oder synthetische Räume konzipiert. Folglich haben diese Methoden oft Schwierigkeiten, wenn sie auf die komplexen Bedingungen in realen Wohnumgebungen angewendet werden.
Um diese methodische Lücke zu schließen, konzentriert sich diese Arbeit auf die Weiterentwicklung der punktwolkenbasierten Gebäudebewertung, die speziell auf bewohnte Wohnumgebungen zugeschnitten ist. Ziel war es, eine Pipeline zu entwickeln, die in der Lage ist, mit Unordnung, Verdeckung und räumlichen Unregelmäßigkeiten umzugehen, anstatt sie zu vermeiden. Diese Arbeit wurde von einer zentralen Frage geleitet: Wie können Punktwolkenmethoden praktischer, robuster und skalierbarer für reale Wohnungen werden? Um dies zu erreichen, wurde die Forschung auf drei Hauptziele ausgerichtet, die jeweils ein Kernkapitel der Arbeit bilden.
In Kapitel 2 wurde ein Benchmark-Datensatz speziell für Wohnumgebungen entwickelt. Vier vollständig bewohnte Wohnungen und eine im Bau befindliche Wohnung mit teilweiser Innenausstattung wurden sowohl mit terrestrischer als auch mit mobiler Laserscanning-Technologie gescannt, um die räumlichen Bedingungen zu erfassen, wie sie im täglichen Leben vorkommen. Anstatt Möbel zu entfernen oder Umgebungsgeräusche zu minimieren, wurden Elemente wie geschlossene Vorhänge, Küchenschränke und multifunktionale Räume beibehalten, um die Komplexität der realen Welt widerzuspiegeln. Der Benchmark umfasst fünf Bewertungsaufgaben - Flächenmessung, Grundrissgenerierung, Erstellung eines Adjazenzgraphen, Navigationsplanung und Modellierung von Evakuierungswegen - und wird von standardisierten Bewertungskennzahlen begleitet. Ziel war es, eine Ressource bereitzustellen, die es Forschern ermöglicht, Methoden unter authentischen Wohnbedingungen zu bewerten.
In Kapitel 3 wurden zwei hochmoderne Methoden zur Erstellung von Grundrissen neu implementiert und mit dem vorgeschlagenen Benchmark getestet. Obwohl sie zuvor an sauberen oder synthetischen Datensätzen validiert wurden, stießen beide Methoden bei der Anwendung auf Wohnungsdaten auf erhebliche Probleme. Eine Methode scheiterte in der Phase der geometrischen Rekonstruktion aufgrund des Vorhandenseins von Möbeln und Unordnung. Die andere erzeugte brauchbare Ergebnisse, war aber empfindlich gegenüber vertikaler Segmentierung, Verdeckung und Parametereinstellung. Diese Einschränkungen wurden auf die ursprünglichen Validierungsbedingungen - typischerweise vereinfachte und kontrollierte Umgebungen - zurückgeführt und mit der Komplexität des Benchmarks kontrastiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vorhandenen Methoden zwar Potenzial aufweisen, sich aber nicht effektiv auf realistische Wohnumgebungen übertragen lassen.
In Kapitel 4 wurde eine neue Verarbeitungspipeline entwickelt, um die in den bestehenden Methoden festgestellten Einschränkungen zu beseitigen, indem räumliche und topologische Informationen direkt aus den rohen Punktwolkendaten extrahiert werden, ohne dass zusätzliche Bilder, eine vollständige 3D-Rekonstruktion oder vorab trainierte Modelle erforderlich sind. Die vorgeschlagene Methode integriert vertikales Slicing, Netzgenerierung, Dimensionsreduktion, Raumsegmentierung und Grenzerkennung, um Flächenmessungen, Adjazenzdiagramme und Grundrisse zu erzeugen. Die Pipeline wurde absichtlich so konzipiert, dass sie leichtgewichtig und modular ist und sich an unterschiedliche Grundrisse von Wohngebäuden anpassen lässt. Zur Validierung der vorgeschlagenen Methode wurden alle fünf Benchmark-Datensätze für Tests verwendet. Die Ergebnisse zeigten eine effektive Leistung mit einer durchschnittlichen Genauigkeit
von 93,5% bei der Grundrissgenerierung und einem mittleren quadratischen Fehler (RMSE) von 0,49 m² für Flächenmessungen. Die Angrenzungsdiagramme wurden durch visuellen Vergleich mit den 3D-Modellen im Ist-Zustand qualitativ bewertet. Die Bewertung zeigte, dass die Methode Unregelmäßigkeiten im Grundriss, Unordnung und Wandverdeckungen effektiver bewältigte als bestehende Ansätze.
Jedes Kapitel trägt zur Beantwortung der Hauptforschungsfrage bei; der Benchmark, die Bewertung und die vorgeschlagene Methode bilden einen strukturierten, durchgängigen Rahmen für die Analyse von Wohnräumen in der realen Welt und unterstützen Anwendungen wie Smart Homes, Gebäudemanagement und Notfallplanung. Diese Forschungsarbeit leistet einen Beitrag zur Verbesserung des räumlichen Denkens, der Adjazenzmodellierung und der Segmentierung von Wohnräumen unter Berücksichtigung von Unordnung. Außerdem wird ein neuer Benchmark-Datensatz eingeführt, der auf realen Lebensbedingungen und nicht auf organisierten Darstellungen basiert. Darüber hinaus bietet die Arbeit skalierbare Lösungen für Anwendungen wie automatische Gebäudebewertung, Navigation in Innenräumen und Nachrüstungsanalysen, ohne dass umfangreiche manuelle Beschriftungen oder zusätzliche Bilder erforderlich sind.
Mit Blick auf die Zukunft zeigen die aufgetretenen Einschränkungen - wie die Notwendigkeit einer manuellen Parameteranpassung, der begrenzte Umfang des Datensatzes und das Fehlen einer vollständigen Automatisierung - wertvolle Richtungen für die zukünftige Forschung auf. Darüber hinaus besteht das Potenzial, die Methode durch die Integration von Objekterkennung, semantischer Segmentierung und lernbasierter Anpassung zu verbessern. Diese Arbeit spiegelt eine umfassendere Vision wider: die Forschung im Bereich der Punktwolken soll stärker auf reale Umgebungen - Häuser, Menschen und die Räume, in denen wir uns täglich bewegen - ausgerichtet werden. Sie soll eine Grundlage für umfassendere, intelligentere und praktischere Anwendungen in Wohnumgebungen schaffen.DFG, 454008779, Rekonstruktion von as-built Bauwerksmodellen mit topologischen und semantischen Eigenschaften für Betrieb und Wartun
Atroposelective synthesis of azobenzenes by palladium-catalyzed cross-coupling of racemic biaryl triflates and diazenyl pronucleophiles
No full textA kinetic resolution of racemic biaryl monotriflates by an atroposelective palladium-catalyzed diazenylation enables the synthesis of azobenzene derivatives decorated with an axially chiral substituent. The C(sp2)–N(sp2) cross-coupling reaction makes use of silylated diazenes as diazenyl anion equivalents, and chiral ferrocene-based bisphosphine ligands act as effective supporting ligands. The resulting chiral azobenzenes bearing binaphthyl and naphthyl/phenyl backbones undergo reversible trans–cis isomerization under irradiation with LEDs of different wavelengths, highlighting their potential use in photoresponsive chiroptical materials.TU Berlin, Open-Access-Mittel – 202
Room-Acoustical Fundamentals for Auditoriums and Concert Halls
No full textThe appreciation of performance spaces for music and speech is very much based on the subjective assessment of the acoustics by the visitors and by the performers themselves. The criteria according to which such an aesthetic judgement is made can be just as varied as the specific expectations of the acoustics of auditoria. Studies on the quality of concert halls, for example, have repeatedly shown that there are listeners who prefer a high degree of clarity and transparency, while other listeners prefer a pronounced spatiality and a more diffuse sound. In general, a performance space should be free of disturbing effects such as echoes or flutter echoes. There should be no localization shift or discrepancy between the acoustic and visual sense of direction. Timbre changes that deviate from the expected “natural” timbre of the acoustic sources and from the usual distance dependence are also to be avoided.
Today, more than in the past, care is taken to ensure that all seats in the hall have a good line of sight to the stage and provide good listening conditions, with a good balance between acoustical clarity and spaciousness. A prerequisite for optimum room acoustic design of auditoriums and concert halls is very early coordination in the design phase. To ensure the suitability of the design and the effectiveness of room acoustic interventions, simulation methods are used, both with numerical models in computer simulations and physical scale models
Die Richtung des Lichts – ein moderierender Faktor für die tageszeitlichen, nicht bildgebenden Effekte
No full textThis thesis investigates how spatial light distribution - light directionality - influences non-image-forming (NIF) effects of light under diurnal conditions. Firstly, a theoretical and methodological foundation is provided by an overview of the current knowledge on visual and non-visual photic processing, with special attention given to spectral, temporal, and dose-response characteristics of light exposure. A key research gap is identified: the role of spatial light distribution has not been systematically examined in relation to NIF effects during the day. The research gap is initially addressed through two literature reviews. The first focuses on studies exploring the impact of spatial light distribution on NIF responses. With only one exception, these studies were conducted under nocturnal conditions and collectively provide strong evidence that light directionality significantly impacts melatonin suppression at night. This finding prompted a second review, which includes a meta-analysis of 47 laboratory studies conducted during daytime hours. Since these diurnal studies were not designed initially to investigate directionality, their spatial light distribution was assessed retrospectively using a novel five-tier evaluation framework developed to rate the quality of experimental setup reporting. The empirical core of the thesis comprises three experiments investigating how spatial light distribution influences NIF effects under diurnal conditions, during the post-lunch dip. Experiments 1 and 2, conducted in controlled lab settings with fixed gaze, manipulated light directionality (upper, lower, side) and solid angle (large vs. small luminous surfaces) at a consistent melanopic equivalent daylight illuminance (mEDI) of ~580 lx. The two studies investigated the impact on sleepiness, objective alertness, inhibition capacity, working memory, visual comfort, and mood. Experiment 3 extended the research to a semi-realistic co-working environment with lower light levels (~304 lx) offered in two light scenes (upper- and side-field of view lighting), assessing sleepiness, creative performance, visual comfort, and mood. The results suggest that upper-field illumination enhances subjective alertness and reaction time, while side illumination improves creative flexibility despite lower alertness. Moreover, increased luminance provided by a small solid angle source boosted alertness but slowed reaction times, highlighting the importance of visual comfort and dissociation between cognition and alertness. These findings provide evidence that spatial light characteristics can moderate the magnitude of NIF effects and should be considered alongside spectrum and illuminance. This work contributes to both theoretical understanding and experimental methodology in human-centric lighting research.
DE: Diese Dissertation widmet sich der bislang wenig erforschten Frage, inwiefern die räumliche Verteilung von Licht – konkret dessen Einfallsrichtung – die nicht-visuelle (non-image-forming, NIF) Wirkung von Licht bei Tageslicht beeinflusst. Im ersten Teil wird ein theoretisch-methodisches Fundament geschaffen, das etablierte Einflussgrößen wie die spektrale Zusammensetzung, zeitliche Dynamik und Dosis-Wirkung-Beziehung systematisch aufarbeitet. Dabei wird eine bislang vernachlässigte Forschungslücke deutlich: Die gezielte Untersuchung räumlicher Lichtverteilung und ihrer Auswirkungen auf tageszeitliche NIF-Effekte wurde bisher kaum adressiert. Zur Aufarbeitung dieser Lücke werden zwei umfassende Literaturanalysen herangezogen. Die erste fokussiert sich auf Studien zur Direktionalität des Lichts, die überwiegend unter nächtlichen Bedingungen durchgeführt wurden, und zeigt dessen signifikanten Einfluss auf die Melatoninsuppression. Die zweite integriert die Ergebnisse von 47 Tageslichtstudien in einer Metaanalyse, in der ein neu entwickeltes, fünfstufiges Bewertungsraster zur Kategorisierung räumlicher Lichtverteilung Anwendung findet. Der empirische Kern besteht aus drei Experimenten, die den Einfluss räumlicher Lichtcharakteristika während des biologischen Mittagstiefs untersuchen. In zwei kontrollierten Laborstudien (Experimente 1 und 2) wurden Lichteinfallsrichtung (oben, unten, seitlich) und Raumwinkel (groß vs. klein) bei konstanter melanopisch äquivalenter Tageslicht-Beleuchtungsstärke (mEDI ~580 lx) variiert. Erfasst wurden Schläfrigkeit, objektive Wachheit, Inhibitionsfähigkeit, Arbeitsgedächtnis, visueller Komfort und Stimmung. Das dritte Experiment übertrug das Design in eine realitätsnahe Coworking-Umgebung mit reduzierter mEDI (~304 lx) und verglich zwei Lichtszenarien (oben vs. seitlich) hinsichtlich ihrer Effekte auf Schläfrigkeit, Kreativität, Komfort und Stimmung. Die Ergebnisse zeigen ein differenziertes Bild: Oberlicht erhöht objektive Wachheit und verkürzt Reaktionszeiten, während seitliches Licht trotz geringerer Vigilanz die kreative Denkflexibilität fördert. Hochintensive, kompakte Lichtquellen steigerten zwar die Wachheit, verlängerten jedoch die Reaktionszeiten – was auf visuelle Beanspruchung und eine mögliche funktionale Entkopplung zwischen kognitiver Leistung und physiologischer Aktivierung hinweist. Diese Befunde unterstreichen, dass räumliche Lichteigenschaften eine zentrale Steuerungsgröße für NIF-Wirkungen darstellen und neben spektralen und intensitätsbezogenen Parametern künftig stärker berücksichtigt werden sollten – sowohl in der Forschung als auch bei der Planung humanzentrierter Lichtkonzepte. Die Arbeit leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung theoretischer und methodischer Ansätze in der interdisziplinären Lichtforschung.Diese Dissertation widmet sich der bislang wenig erforschten Frage, inwiefern die räumliche Verteilung von Licht – konkret dessen Einfallsrichtung – die nicht-visuelle (non-image-forming, NIF) Wirkung von Licht bei Tageslicht beeinflusst.
Im ersten Teil wird ein theoretisch-methodisches Fundament geschaffen, das etablierte Einflussgrößen wie die spektrale Zusammensetzung, zeitliche Dynamik und Dosis-Wirkung-Beziehung systematisch aufarbeitet. Dabei wird eine bislang vernachlässigte Forschungslücke deutlich: Die gezielte Untersuchung räumlicher Lichtverteilung und ihrer Auswirkungen auf tageszeitliche NIF-Effekte wurde bisher kaum adressiert.
Zur Aufarbeitung dieser Lücke werden zwei umfassende Literaturanalysen herangezogen. Die erste fokussiert sich auf Studien zur Direktionalität des Lichts, die überwiegend unter nächtlichen Bedingungen durchgeführt wurden, und zeigt dessen signifikanten Einfluss auf die Melatoninsuppression. Die zweite integriert die Ergebnisse von 47 Tageslichtstudien in einer Metaanalyse, in der ein neu entwickeltes, fünfstufiges Bewertungsraster zur Kategorisierung räumlicher Lichtverteilung Anwendung findet.
Der empirische Kern besteht aus drei Experimenten, die den Einfluss räumlicher Lichtcharakteristika während des biologischen Mittagstiefs untersuchen. In zwei kontrollierten Laborstudien (Experimente 1 und 2) wurden Lichteinfallsrichtung (oben, unten, seitlich) und Raumwinkel (groß vs. klein) bei konstanter melanopisch äquivalenter Tageslicht-Beleuchtungsstärke (mEDI ~580 lx) variiert. Erfasst wurden Schläfrigkeit, objektive Wachheit, Inhibitionsfähigkeit, Arbeitsgedächtnis, visueller Komfort und Stimmung. Das dritte Experiment übertrug das Design in eine realitätsnahe Coworking-Umgebung mit reduzierter mEDI (~304 lx) und verglich zwei Lichtszenarien (oben vs. seitlich) hinsichtlich ihrer Effekte auf Schläfrigkeit, Kreativität, Komfort und Stimmung. Die Ergebnisse zeigen ein differenziertes Bild: Oberlicht erhöht objektive Wachheit und verkürzt Reaktionszeiten, während seitliches Licht trotz geringerer Vigilanz die kreative Denkflexibilität fördert. Hochintensive, kompakte Lichtquellen steigerten zwar die Wachheit, verlängerten jedoch die Reaktionszeiten – was auf visuelle Beanspruchung und eine mögliche funktionale Entkopplung zwischen kognitiver Leistung und physiologischer Aktivierung hinweist.
Diese Befunde unterstreichen, dass räumliche Lichteigenschaften eine zentrale Steuerungsgröße für NIF-Wirkungen darstellen und neben spektralen und intensitätsbezogenen Parametern künftig stärker berücksichtigt werden sollten – sowohl in der Forschung als auch bei der Planung humanzentrierter Lichtkonzepte. Die Arbeit leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung theoretischer und methodischer Ansätze in der interdisziplinären Lichtforschung