Hochschulbibliothekszentrum des Landes Nordrhein-Westfalen
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Global Illumination using GPU Path Tracing and the Line Space datastructure
No full textDiese Arbeit zeigt eine neue Technik der Computergrafik zur Simulation von globaler Beleuchtung durch Path Tracing in Echtzeit. Das Path Tracing wird dafür mit Compute Shadern auf der Grafikkarte (GPU) realisiert, um das Rendering hoch parallelisiert auszuführen. Zur Beschleunigung der Strahlverfolgung wird dabei der
Line Space in verschiedenen Varianten als Datenstruktur verwendet, um leere Bereiche in der Szene schneller zu überspringen. Der Line Space speichert Szeneninformationen basierend auf einer Voxelisierung in richtungsabhängige Shafts und wird sowohl auf der GPU generiert, als auch traversiert. Mit diesem Verfahren kann eine Szene physikalisch korrekt indirekt beleuchtet und mit weichen Schatten schattiert werden. Außerdem kann das Path Tracing damit weitgehend unabhängig von der Polygonanzahl mit über 100 Bildern pro Sekunde klar in Echtzeit durchgeführt werden und ist somit deutlich schneller als mit einem vergleichbaren Voxel-Gitter. Die Bildqualität wird davon nicht negativ beeinflusst und die Schattenqualität ist in den meisten Fällen deutlich besser als bei der Verwendung von Shadow-Mapping.This thesis presents a novel technique in computer graphics to simulate realtime
global illumination using path tracing. Path tracing is done with compute shaders on the graphics card (GPU) to perform rendering in a highly parallelized manner. To improve the overall performance of tracing rays, the Line Space is used as an acceleration data structure in different variations, resulting in better
empty space skipping. The Line Space saves scene information based on a previous voxelization in direction-dependent shafts and is generated and traversed on the GPU. With this procedure, indirect lighting and soft shadows can be computed in a physically correct way. Furthermore, using the Line Space, path tracing can be performed mostly independent of the complexity of the scene geometry with over 100 frames per second, which is truly real-time and much faster than using a comparable voxel grid. The image quality is not affected negatively by this technique and the shadow quality is in most cases much better compared to shadow-mapping
Organisationsentwicklung zwischen Veränderungswillen und Beharrungsvermögen
Get PDFHintergrund: Veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen in der stationären Altenhilfe, die demografische Entwicklung mit dem steigenden Bedarf an Pflegekräften einerseits und die Tatsache, dass immer weniger Menschen aufgrund des Images des Berufes und der Arbeitsbedingungen in der Pflege tätig sein wollen andererseits, machen es notwendig neue Wege zu suchen. Die Träger im Sozial- und Gesundheitswesen sind gefordert, Konzepte zu entwickeln, die ihre Wirtschaftlichkeit sichern, gleichzeitig aber auch den Belastungen und der Unzufriedenheit von Mitarbeitenden entgegenwirken. Es braucht Gestaltungsräume, um Lösungen im Konflikt zwischen Anspruch und Machbarkeit zu finden und so dem alltäglichen Stress, der Mitarbeiterfluktuation und dem drohenden Leistungsabfall entgegenzuwirken. Durch das Praxisprojekt eines sozial-karitativen Trägers zur Implementierung einer ´Konstruktiven Konfliktkultur´ in einer stationären Altenhilfeeinrichtung sollte eine Organisationskultur geschaffen werden, in der Konflikte offen angesprochen werden, eine Offenheit für Veränderungsprozesse entsteht, Belastungen reduziert und die Mitarbeitenden an die Organisation gebunden werden. Dazu wurden drei pädagogische Interventionen entwickelt, durch die die Mitarbeitenden und die Führungskräfte in ihrer Konfliktfähigkeit geschult werden sollten. Methode: Die wissenschaftliche Begleitung dieses Praxisprojektes fand als Evaluationsstudie statt. Zu drei Erhebungszeitpunkten wurde eine repräsentative Mitarbeitergruppe dieser Einrichtung zu den Themen Konflikterleben, Führungsverhalten, Macht/ Regeln und Veränderungen durch qualitative Leitfadeninterviews befragt. Die Auswertung und Analyse der Daten erfolgte im Sinne der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring und floss ein in eine formative Prozessevaluation der einzelnen Interventionen und einer summativen Effektevaluation zu Bewertung der Zielerreichung des Projektes. Ergebnis: Die einzelnen Interventionen des Projektes konnten nicht dazu beitragen, dass eine ´Konstruktiven Konfliktkultur´ nachhaltig entwickelt werden konnte. Zwar gab es in der Bewusstseinsspanne des Projektes einen expliziten Wissensgewinn, jedoch mehr bei den Führungskräften als bei den Mitarbeitenden. Die Führungskräfte sahen im Projekt einen Gewinn, für einen Teil der Mitarbeitenden war es sogar Zeitverschwendung. Anhand der Ergebnisse lassen sich drei Merkmale herauskristallisieren, die kennzeichnend sind für die zugrundeliegenden Denk-, Urteils-, und Handlungsstrukturen in sozialen Organisationen im Umgang mit Konflikten: Konflikte sind nicht wahrnehmbare Konstrukte der Alltagswelt. Sie manifestieren sich aufgrund fehlender Legitimation in Überforderung und eine ´Konstruktiven Konfliktkultur´ kann nicht auf das Wissen Einzelner aufbauen, sondern benötigt verbindliche Handlungsstrukturen für alle Organisationsmitglieder gleichermaßen. Ergebnisinterpretation: Durch die Einbeziehung wissenssoziologischer und konfliktsoziologischer Theorien und deren Einordnung in Institutionen – und Organisationstheorien konnten die Ergebnisse diskutiert und neue Erkenntnisse über Konflikte in Organisationen, die sich in drei Spannungsfeldern zeigen, gewonnen werden. Die Spannungsfelder bewegen sich zwischen dem Konflikt als nicht-wahrnehmbarem Alltagsphänomen auf der einen Seite und einer manifestierten Belastung auf der anderen Seite, dem Gewohnheitswissen im alltäglichen Umgang einerseits und einem fehlenden Handlungswissen andererseits, einer funktional-positiven Sicht hier und einer dysfunktional-negativen Sicht dort. Anhand dieser Spannungsfelder kann die Konfliktmentalität und ihre Entstehung und auch die Möglichkeit ihrer Veränderbarkeit reflektiert und können Erfolgsfaktoren für die Implementierung einer ´Konstruktiven Konfliktkultur´ entwickelt werden.
Schlussfolgerung: Wissen, Legitimation und Institutionalisierung und die Stärkung der Wahrnehmungen sind der Schlüssel für die Veränderung der Konfliktmentalität in sozialen Organisationen. Nachhaltigkeit erhält die Thematik aber erst, wenn alle Organisationsmitglieder eine gewisse Handlungsnotwendigkeit für sich erkennen. Aktuell steht die Organisationsentwicklung für den expliziten Veränderungswillen von Management, der jedoch auf ein gewisses Beharrungsvermögen von Mitarbeitenden trifft
Entwicklung eines strategischen Marketingkonzeptes für die mittelständische Holzhausindustrie in Deutschland
No full textDie deutsche Holzhausbranche wächst seit Jahren, allerdings beschäftigen sich die Unternehmen nicht strategisch mit dem Thema Marketing. Diese Dissertation bildet durch qualitative und quantitative Bewohnerbefragungen die Basis für die Entwicklung eines strategischen Marketingansatzes im Holzhausbereich
Zum Passungsverhältnis von Qualitätsmanagement und pädagogischer Professionalität - eine vergleichende Analyse unter dem Gesichtspunkt der Handlungsordnungen
No full textIm Zentrum der Arbeit steht die Frage, inwiefern erwachsenenpädagogische Professionalität und Qualitätsmanagement als je eigene Zugänge der Qualitätssicherung im Kontext der Weiterbildung miteinander kompatibel sind.
Diese Frage wird seit den 1990er Jahren diskutiert und stellt sich gegenwärtig neu, u.a. angesichts branchenspezifischer Ansätze wie der Lernerorientierten Qualitätstestierung in der Weiterbildung (LQW).
Zur Beantwortung werden einschlägige Vertreter des Professionalitäts- und Qualitätsmanagementzugangs aus einer handlungstheoretischen Perspektive vergleichend im Hinblick auf ihre Handlungsordnungen gegenübergestellt. Grundlage bildet eine kategoriengeleitete, heuristisch angelegte Dokumentenanalyse sowohl von Grundlagentexten als auch von Normen- und Anforderungskatalogen.
Die Untersuchung zeigt, dass die Passung differenziert und jenseits dichotomisierender Gegenüberstellungen von Pädagogik bzw. Profession und Organisation oder von Pädagogik und Ökonomie zu beurteilen ist:
Zum einen wird die Heterogenität der Einzelansätze deutlich, welche sich in unterschiedlichem Umfang als kompatibel zueinander erweisen. Zum anderen werden entlang einzelner Handlungsdimensionen sowohl Anschluss- als auch Bruchstellen sichtbar.
Als ein weiterer zentraler Befund lässt sich festhalten, dass auch die Art der Spannungsverhältnisse zwischen erwachsenenpädagogischer Professionalität und Qualitätsmanagement unterschieden werden muss:
Während die Spannungen zwischen den gegensätzlichen methodischen Strategien (z.B. zwischen professionellem Fallbezug und organisationaler Standardisierung) gradueller Natur sind und „bearbeitet“ werden können, zeigen sich zwischen den programmatischen Zweck- und Aufgabenbestimmungen kategoriale Unterschiede und antinomische Konstellationen.
So verweisen das professionelle Leitprinzip der Teilnehmerorientierung sowie die für die Qualitätsmanagement-Ansätze maßgebliche Kunden- bzw. Lernerorientierung auf jeweils eigene sowie voneinander abweichende Vermittlungskonzepte, die nicht widerspruchsfrei zusammengeführt werden können
Mapping ORM to TGraph
No full textObject Role Modeling (ORM) is a semantic modeling language used to describe objects and their relations amongst each other. Both objects and relations may be subject to rules or ORM constraints.
TGraphs are ordered, attributed, typed and directed graphs. The type of a TGraph and its components, the edges and vertices, is defined using the schema language graph UML (grUML), a profiled version of UML class diagrams. The goal of this thesis is to map ORM schemas to grUML schemas in order to be able to represent ORM schema instances as TGraphs.
Up to this point, the preferred representation for ORM schema instances is in form of relational tables. Though mappings from ORM schemas to relational schemas exist, those publicly available do not support most of the constraints ORM has to offer.
Constraints can be added to grUML schemas using the TGraph query language GReQL, which can efficiently check whether a TGraph validates the constraint or not. The graph library JGraLab provides efficient implementations of TGraphs and their query language GReQL and supports the generation of grUML schemas.
The first goal of this work is to perform a complete mapping from ORM schemas to grUML schemas, using GReQL to sepcify constraints. The second goal is to represent ORM instances in form of TGraphs.
This work gives an overview of ORM, TGraphs, grUML and GReQL and the theoretical mapping from ORM schemas to grUML schemas. It also describes the implementation of this mapping, deals with the representation of ORM schema instances as TGraphs and the question how grUML constraints can be validated
Development of an augmented assembly scenario with Lego bricks for the Microsoft HoloLens
No full textAugmented Reality ist schon seit einigen Jahren in verschiedenen Formen verfügbar. Durch Fortschritte in der Technik können nun auch kompakte Augmented Reality Brillen hergestellt werden, wodurch sich viele neue Möglichkeiten der Interaktion und Anwendung von Augmented Reality eröffnen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Microsoft HoloLens und den Möglichkeiten, welche die Brille für Verbraucher und Industrie bieten kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine interaktive und augmentierte Anwendung entwickelt, um die Grenzen und Möglichkeiten der Microsoft HoloLens zu bewerten. Dazu wurde exemplarisch ein Montageszenario nachgestellt, bei dem ein Modell aus Lego-Bausteinen zusammengesetzt wird. Die HoloLens zeigt dabei schrittweise an, wo die nächsten Bausteine platziert werden sollen. Dabei stellte sich heraus, dass die HoloLens schon heute Vorteile bei der Montage bietet und gut zur Unterstützung von Arbeitsschritten verwendet werden kann, es wurden allerdings auch einige Schwächen deutlich.Augmented reality is being present for many years. Through progress in technology smaller augmented reality glasses became possible. These new technologies allow many new ways of interaction and usage of augmented reality.
This thesis is about the Microsoft HoloLens and its possiblities for consumers and industry. In the context of this thesis a new interactive and augmented application to measure the possiblities and limitations of the Microsoft HoloLens has been developed. The scene is an assembly szenario with a step by step instruction of building with Lego bricks. The evaluation showed that the HoloLens can already be used to assist in assembling scenarios and offers some advantages over other methods, although the glasses still have some flaws
„Halt' mal still, damit ich dich umarmen kann“ - Bindungsverhalten und das Aufmerksamkeits (Hyperaktivitäts-)Defizit-Syndrom
Get PDFDissertation mit dem Titel „Halt' mal still, damit ich dich umarmen kann“ - Bindungsverhalten und das Aufmerksamkeits-(Hyperaktivitäts-)Defizit-Syndrom. Eine Studie einer Kinder- und Jugendpsychiatri
Der Rheingau-Taunus-Kreis als Gewerbe- und Wohnstandort. GIS-gestützte Analyse und Bewertung der Städte und Gemeinden unter besonderer Berücksichtigung der technischen und sozialen Infrastruktur.
No full textDie Analyse ortsbezogener Strukturdaten und Merkmale ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für die Bewertung von Standorten und Räumen. Durch die Erfassung der lokalen Ausprägung ausgewählter Standortfaktoren und unter Zuhilfenahme eines Geographischen Informationssystems werden in der vorliegenden Dissertation die Städte und Gemeinden des hessischen Rheingau-Taunus-Kreises kategorisiert und miteinander verglichen. Hierbei erfolgt eine besondere Fokussierung auf die lokal bestehende technische und soziale Infrastruktur, um vorrangig das vorhandene Gewerbe- und Wohnumfeld sowie die darüber hinaus existierenden räumlichen Disparitäten eingehend veranschaulichen und beurteilen zu können
The formation, persistence, and consequences of pelagic oxyclines in lakes
Get PDFPelagic oxyclines, the transition zone between oxygen rich surface waters and oxygen depleted deep waters, are a common characteristic of eutrophic lakes during summer stratification. They can have tremendous effects on the biodiversity and the ecosystem functioning of lakes and, to add insult to injury, are expected to become more frequent and more pronounced as climate warming progresses. On these grounds, this thesis endeavors to advance the understanding of formation, persistence, and consequences of pelagic oxyclines: We test, whether the formation of metalimnetic oxygen minima is intrinsically tied to a locally enhanced oxygen consuming process, investigate the relative importance of vertical physical oxygen transport and biochemical oxygen consumption for the persistence of pelagic oxyclines, and finally assess their potential consequences for whole lake cycling. To pursue these objectives, the present thesis nearly exclusively resorts to in situ measurements. Field campaigns were conducted at three lakes in Germany featuring different types of oxyclines and resolved either a short (hours to days) or a long (weeks to months) time scale. Measurements comprised temperature, current velocity, and concentrations of oxygen and reduced substances in high temporal and vertical resolution. Additionally, vertical transport was estimated by applying the eddy correlation technique within the pelagic region for the first time. The thesis revealed, that the formation of metalimnetic oxygen minima does not necessarily depend on locally enhanced oxygen depletion, but can solely result from gradients and curvatures of oxygen concentration and depletion and their relative position to each other. Physical oxygen transport was found to be relevant for oxycline persistence when it considerably postponed anoxia on a long time scale. However, its influence on oxygen dynamics was minor on short time scales, although mixing and transport were highly variable. Biochemical consumption always dominated the fate of oxygen in pelagic oxyclines. It was primarily determined by the oxidative breakdown of organic matter originating from the epilimnion, whereas in meromictic lakes, the oxidation of reduced substances dominated. Beyond that, the results of the thesis emphasize that pelagic oxyclines can be a hotspot of mineralization and, hence, short-circuit carbon and nutrient cycling in the upper part of the water column. Overall, the present thesis highlights the importance of considering physical transport as well as biochemical cycling in future studies
Bedeutung des Protokollierens für den naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozess
Get PDFIm schulischen Kontext wird dem Prozess der Erkenntnisgewinnung in eigenverantwortlichen Lernprozessen immer mehr Bedeutung beigemessen. Experimentelles Arbeiten wird in den nationalen Bildungsstandards als Prozess beschrieben, welcher vier Teil-schritte durchläuft: (1) Fragestellung entwickeln, (2) Experimente durchführen, (3) Daten notieren und (4) Schlussfolgerung ziehen [1]. In der fachdidaktischen Forschung gibt es bisher keine Untersuchungen, die explizit den Teilschritt der Datenaufnahme und dessen Bedeutung behandeln.
In dieser Arbeit werden die unterschiedlichen Definitionen der naturwissenschaftlichen Protokollformen voneinander abgegrenzt sowie im Rahmen von drei Teilstudien die Bedeutung des Protokollierens für die Lernwirksamkeit untersucht. Zusätzlich wird eine Auswertungsmethode für die Qualität von Erarbeitungsprotokollen vorgestellt