Hochschule RheinMain PUBLIKATIONEN-REPOSITORIUM
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Anatomically-Constrained Physics-Based Simulations For Facial Animations
No full textThis cumulative thesis presents novel advancements in the field of facial
animation through the integration of anatomically–constrained physics–
based simulations at various stages of the animation workflow. The mo-
tivation for this work stemmed from limitations of the currently most
widely used animation technique linear blendshapes [56]. Although this ap-
proach’s computational efficiency and intuitive design are appealing, blend-
shape animations usually lack anatomical precision and can only partially
reproduce nonlinear face characteristics. Among other things, they do not
guarantee volume preservation, allow self–collisions, and are not able to in-
corporate external influences such as gravity or wind. Since physics–based
simulations can mitigate these shortcomings, albeit in a slow and intri-
cate manner, our principle goal was to combine the advantages of both
concepts while avoiding their respective disadvantages.
Our work encompasses four publications, each addressing distinct anima-
tion components and achieving this goal in diverse ways. SoftDECA [107]
integrates physics–based anatomical corrections into linear blendshapes,
maintaining their efficiency even on consumer hardware. SparseSoftDECA
[111] extends SoftDECA but creates realistic facial animations from sparse-
ly tracked facial landmarks. AnaConDaR [110] provides solutions for fa-
cial retargeting, particularly an anatomical deformation transfer [105] to
create more authentic and lifelike blendshapes. Finally, NePHIM [112]
investigates real–time simulations of head–hand interactions, which are
indispensable for conveying non–verbal communication cues.
All of our contributions are presented and discussed in light of associated
research questions and analyzed with regard to conceivable limitations.
We also propose potential advancements in our approaches and assess fu-
ture developments of facial animations in general. This thesis aims to offer
readers a concise yet well–substantiated overview of our research results.Diese kumulative Dissertation integriert Physiksimulationen an verschie-
denen Stellen des Workflows zur Animation von Gesichtern. Die Moti-
vation für unsere Arbeit ergab sich aus den Einschränkungen der aktu-
ell am weitesten verbreiteten Animationstechnik linear blendshapes [56].
Obwohl die effiziente Laufzeit und das intuitive Design dieses Ansatzes
ansprechend sind, mangelt es Blendshape–Animationen in der Regel an
anatomischer Präzision und nichtlinearen Eigenschaften. Unter anderem
können sie keine Volumenerhaltung garantieren, erlauben Selbstkollisionen
und sind nicht in der Lage, externe Einflüsse wie Schwerkraft oder Wind
zu berücksichtigen. Physiksimulationen können diese Probleme abmildern,
sind jedoch langsam und komplex. Daher war unser Ziel, die Vorteile bei-
der Konzepte zu kombinieren und ihre jeweiligen Nachteile zu vermeiden.
Unsere Arbeit umfasst vier Veröffentlichungen, die sich jeweils mit un-
terschiedlichen Aspekten befassen und dieses Ziel in vielerlei Hinsicht er-
reichen. SoftDECA [107] fügt simulierte anatomische Korrekturen zu li-
near blendshapes hinzu, wobei deren Effizienz auch auf günstiger Hard-
ware erhalten bleibt. SparseSoftDECA [111] wendet ein ähnliches Kon-
zept an, um realistische Gesichtsanimationen aus nur wenigen markanten
Gesichtslandmarken zu erstellen. AnaConDaR [110] bietet Lösungen für
das Übertragen von Gesichtsausdrücken an. Insbesondere einen volume-
trischen deformation transfer [105], um authentischere Blendshapes zu
erzeugen. Schließlich wird in NePHIM [112] eine Echtzeitsimulation von
Kopf–Hand Interaktionen vorgestellt, die für die Übermittlung nonverba-
ler Kommunikationshinweise unerlässlich ist.
Alle unsere Publikationen stellen wir anhand von verbundenen Forschungs-
fragen vor, diskutieren zugehörigen Resultate und zeigen denkbare Gren-
zen auf. Außerdem ergründen wir mögliche Weiterentwicklungen und ge-
ben einen denkbaren Ausblick auf die Zukunft von Gesichtsanimationen.
Insgesamt soll diese Arbeit dem Leser einen kurzen, aber fundierten Über-
blick über unsere Forschungsergebnisse geben
Influence of patient motion on definition of typical cephalometric reference points in digital horizontally scanning cephalometric radiography
Full text linkPublished Versio
Nutzungsdaten von E-Tretroller-Sharing: Potenziale für die ÖPNV-Planung
Full text linkFür die Planung eines hochwertigen ÖPNV-Angebots sind Daten zur Verkehrsnachfrage eine wichtige Grundlage. Der vorliegende Beitrag lotet am Beispiel der Stadt Darmstadt aus, welche Erkenntnisse für
die ÖPNV-Planung aus den Nutzungsdaten von Sharing-E-Tretrollern gewonnen werden könnten. An drei Beispielen wird aufgezeigt, ob und welche Schlussfolgerungen aus diesen Daten gezogen werden können.
Die Ergebnisse ermutigen dazu, den Gedanken einer verkehrsmittelübergreifenden Datennutzung für die Planung öffentlicher Mobilitätsangebote weiter zu verfolgen.Published Versio
Schlussbericht
Full text linkVon 2021 bis 2024 wurden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten Vorhabens (Förderkennzeichen 16DKV30150 und 16DKV42038) umfassende Untersuchungen der Nutzung und der Wirksamkeit des öffentlichen Fahrradvermietsystems (ÖFVS) VRNnextbike durchgeführt. Neben reinem Erkenntnisinteresse und der Erforschung von Grundlagenwissen zu Fahrradvermietsystemen stand die Weiterentwicklung des VRNnextbike-Systems im Mittelpunkt des Vorhabens. Der vorliegende Schlussbericht fasst die wesentlichen Ergebnisse zusammen und formuliert Hinweise und Empfehlungen zur Weiterentwicklung des Fahrradvermietsystems.Published Versio
Prediction of Degradation of Concrete Surface Layer Using Neural Networks Applied to Ultrasound Propagation Signals
Full text linkPublished Versio
Untersuchung von Knotenpunkten mit bevorrechtigter Querung für den Radverkehr in der Stadt Freiburg im Breisgau
No full textDie Bevorrechtigung des Radverkehrs an Knotenpunkten gegenüber querendem Kfz-Verkehr spielt eine zentrale Rolle für durchgängige, sichere und schnell befahrbare Radverbindungen.
Wie sollten Knotenpunkte mit einer bevorrechtigten Querung für den Radverkehr gestaltet werden, damit sie eine verkehrssichere Kreuzungssituation darstellen und die Vorfahrtregelung selbsterklärend intuitiv verständlich ist? Dieser Frage widmet sich diese Arbeit, indem sie bei sechs bevorrechtigten Querungen für den Radverkehr in der Stadt Freiburg im Breisgau empirisch Daten erhebt, analysiert und auswertet. So werden Zusammenhänge zwischen Verkehrsaufkommen und dem Unfallgeschehen an den Knotenpunkten deutlich. Dabei wird auf die im Rahmen der Analyse erstellten multimodalen Knotenstromplänen zurückgegriffen. Außerdem werden anhand der Verhaltensbeobachtung infrastrukturelle Schwachstellen identifiziert.
Im Ergebnis werden aus den Erkenntnissen heraus Planungsempfehlungen gegeben. Zusätzlich wird ein Knotenpunkt in Freiburg mit einer Entwurfsplanung für den Radverkehr bevorrechtigt umgestaltet
Bikesharing – Nutzung, Wahrnehmungen und Entwicklungspotenziale
No full textMit zunehmender Verbreitung digitaler Technologien ist seit Beginn der 2000er Jahre auch das Angebot digital basierter Mobilitätsdienste rasch angewachsen. Zu diesen Diensten zählen auch Bikesharingsysteme, die mittlerweile in nahezu allen deutschen Großstädten angeboten werden. Seit 2015 wird in der Metropolregion Rhein-Neckar und seit 2019 in Freiburg (Breisgau) ein Bikesharingsystem angeboten. Die systemimmanente automatische Erfassung von Informationen zu Mietvorgängen (bspw. Ausleihzeiten, Quell-Ziel-Beziehungen) ermöglichte im Rahmen zweier wissenschaftlicher Evaluationsprojektes verkehrsplanerisch relevante Analysen der Mietradnutzung. Zusätzliche Befragungen von Mietrad-Nutzenden vermitteln zudem Erkenntnisse zu soziodemographischen Merkmalen der Nutzenden und zu ihren Nutzungsmustern, Befragungen von Nicht-Nutzenden geben Aufschluss zu Nutzungshemmnissen. Beide untersuchten Mietradsysteme zeichnen sich durch ein nahezu stetiges, nur durch die COVID-19-Pandemie gedämpftes Wachstum der Nachfrage aus. Zugleich generiert sich diese Nachfrage weiterhin aus einem soziodemographisch vergleichsweise engen Segment jüngerer, gut gebildeter Erwachsener mit einem dominanten Anteil männlicher Personen. Die Nutzungsmuster der Mieträder verweisen auf eine überdurchschnittliche Nutzung insbesondere für Freizeitzwecke. Dabei wird der ÖPNV zum Teil substituiert, zum Teil ergänzt. Nutzungshemmnisse für Nicht-Mietradnutzende sind vor allem subjektiv wahrgenommene oder objektiv vorhandene Angebotslücken und Zugangsschwellen der Mietradnutzende, gepaart mit der fehlenden Notwendigkeit zu Alternativen zur eigenen, habitualisierten Verkehrsmittelwahl. In Maßnahmen zur Überwindung dieser Hemmnisse wie einer Verdichtung der Mietradangebote und ihrer nahtlosen Integration in bestehende Verkehrssysteme finden sich wichtige Schlüssel zur Verstetigung des Nachfragewachstums.Published Versio
The second victim phenomenon among German emergency medical technicians: a cross-sectional study based on the SeViD questionnaire (SeViD-VIII)
Full text linkOpen Access funding enabled and organized by Projekt DEALPublished Versio
