Institutional Repository of the Technical University of Crete
Not a member yet
19304 research outputs found
Sort by
AR-Apt: συμμετοχικός αρχιτεκτονικός σχεδιασμός κτηρίων σε επαυξημένη πραγματικότητα
No full textSummarization: This thesis presents the development of AR-Apt, an Augmented Reality (AR) application designed to facilitate architectural design and participatory planning of apartments and buildings. The application enables real-time collaboration between expert users, such as architects, and non-expert users, including future residents, allowing them to contribute to the design process. By utilizing Microsoft HoloLens 2, the system provides an interactive and immersive design experience, where users can visualize, customize, and refine building structures collaboratively. The AR-Apt system follows a three-phase design process: (1) defining the abstract structure, where architects establish the initial framework of the building; (2) user participation in spatial design, enabling civilians to modify and organize living modules in an augmented environment; and (3) customization and finalization, allowing users to refine individual layouts and facades to enhance personalization. A visualization interface is implemented to offer scaled-down model views, improving comprehension and interaction. The Mixed Reality Toolkit (MRTK3) and Unity Engine were chosen for system development, ensuring seamless interaction, user friendly controls, and a scalable platform for future enhancements. The implementation of AR-Apt was built using the Unity Engine, leveraging its robust real-time rendering capabilities and seamless integration with AR technologies.
The Mixed Reality Toolkit (MRTK3) was employed to facilitate user interactions, including hand gestures, eye tracking, and spatial mapping, ensuring an intuitive user experience. The system architecture utilizes Unity’s Netcode for GameObjects for real-time synchronization between multiple users, enabling seamless collaborative interactions in a shared AR space.Additionally, Unity’s Relay and Lobby services were integrated to establish reliable multiplayer networking, allowing users to create and join design sessions without complex network configurations. For data persistence and retrieval, Unity CloudSave was utilized, ensuring that user modifications and design iterations could be stored and accessed across sessions. The application’s interface was developed with MRTK’s UI components, providing a volumetric and adaptable interface for immersive user interaction. The application also implements custom-built scripts for scene management, user authentication, and real-time modification of architectural models. By combining these tools and frameworks, AR-Apt delivers a high-fidelity, scalable, and efficient AR experience tailored for collaborative architectural design.
A user evaluation was conducted to assess usability, interaction techniques, and collaboration efficiency. The results indicate that AR-Apt successfully enhances participatory planning by bridging the gap between architectural professionals and nonexpert users, fostering a more inclusive and democratic approach to urban development. Future work will explore real-scale walkthroughs, advanced customization options, and improved real-time collaboration features to further enhance user experience and architectural engagement.Περίληψη: Αυτή η διπλωματική εργασία παρουσιάζει την ανάπτυξη του AR-Apt, μιας εφαρμογής επαυξημένης πραγματικότητας (AR) σχεδιασμένης για τη διευκόλυνση του αρχιτεκτονικού συμμετοχικού σχεδιασμού διαμερισμάτων και κτιρίων. Η εφαρμογή επιτρέπει τη συνεργασία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ ειδικών χρηστών, όπως οι αρχιτέκτονες, και μη ειδικών χρηστών, συμπεριλαμβανομένων των μελλοντικών κατοίκων, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να συμμετέχουν ενεργά στη διαδικασία σχεδιασμού. Χρησιμοποιώντας το Microsoft HoloLens 2, το σύστημα προσφέρει μια διαδραστική και καθηλωτική εμπειρία σχεδίασης, επιτρέποντας στους χρήστες να οπτικοποιούν, να προσαρμόζουν και να βελτιώνουν τη διαμόρφωση κτιριακών δομών με συνεργατικό τρόπο. Το AR-Apt ακολουθεί μια διαδικασία σχεδιασμού τριών φάσεων: (1) Ορισμός της αφηρημένης δομής, όπου οι αρχιτέκτονες διαμορφώνουν το αρχικό πλαίσιο του κτιρίου. (2) Συμμετοχή των χρηστών στο σχεδιασμό του χώρου, επιτρέποντας στους κατοίκους να τροποποιούν και να οργανώνουν τα διαμερίσματα σε ένα επαυξημένο περιβάλλον. (3) Προσαρμογή και οριστικοποίηση, όπου οι χρήστες μπορούν να επεξεργαστούν ατομικές διαρρυθμίσεις και όψεις του κτιρίου για μεγαλύτερη εξατομίκευση. Για τη βελτίωση της κατανόησης και της αλληλεπίδρασης, έχει αναπτυχθεί μια διεπαφή οπτικοποίησης που παρέχει προβολές μοντέλων σε μικρή κλίμακα.
Η ανάπτυξη του συστήματος πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το Mixed Reality Toolkit (MRTK3) και τη μηχανή Unity, εξασφαλίζοντας ομαλή αλληλεπίδραση, φιλικό προς τον χρήστη έλεγχο και μια κλιμακούμενη πλατφόρμα για μελλοντικές βελτιώσεις. Η υλοποίηση του AR-Apt βασίστηκε στη Unity Engine, αξιοποιώντας τις ισχυρές δυνατότητες απόδοσης σε πραγματικό χρόνο και την ενσωμάτωσή της με τεχνολογίες επαυξημένης πραγματικότητας. Το Mixed Reality Toolkit (MRTK3) χρησιμοποιήθηκε για τη διευκόλυνση των αλληλεπιδράσεων χρηστών, όπως χειρονομίες, ανίχνευση ματιών και χαρτογράφηση του χώρου, εξασφαλίζοντας μια διαισθητική εμπειρία χρήστη. Η αρχιτεκτονική του συστήματος αξιοποιεί το Netcode for GameObjects για συγχρονισμό σε πραγματικό χρόνο μεταξύ πολλαπλών χρηστών, επιτρέποντας απρόσκοπτη συνεργασία σε έναν κοινό AR χώρο. Επιπλέον, οι υπηρεσίες Unity Relay και Lobby ενσωματώθηκαν για την καθιέρωση αξιόπιστης πολυχρηστικής συνδεσιμότητας, επιτρέποντας στους χρήστες να δημιουργούν και να συμμετέχουν σε συνεδρίες σχεδίασης χωρίς περίπλοκες ρυθμίσεις δικτύου. Για τη διατήρηση και ανάκτηση δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε το Unity CloudSave, διασφαλίζοντας ότι οι τροποποιήσεις των χρηστών και οι διαφορετικές εκδόσεις των σχεδίων μπορούν να αποθηκευτούν και να ανακτηθούν σε διαφορετικές συνεδρίες. Η διεπαφή της εφαρμογής αναπτύχθηκε με τα UI components του MRTK, παρέχοντας έναν τρισδιάστατο και προσαρμόσιμο χώρο αλληλεπίδρασης. Επίσης, έχουν αναπτυχθεί προσαρμοσμένα scripts για διαχείριση σκηνών, έλεγχο ταυτότητας χρηστών και τροποποίηση αρχιτεκτονικών μοντέλων σε πραγματικό χρόνο. Συνδυάζοντας αυτά τα εργαλεία και τις τεχνολογίες, το AR-Apt προσφέρει υψηλής ποιότητας, επεκτάσιμη και αποδοτική AR εμπειρία, σχεδιασμένη για συμμετοχικό αρχιτεκτονικό σχεδιασμό.
Πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση χρηστών για τη μέτρηση της χρηστικότητας, των τεχνικών αλληλεπίδρασης και της αποτελεσματικότητας της συνεργασίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το AR-Apt ενισχύει τον συμμετοχικό σχεδιασμό, γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ αρχιτεκτόνων και μη ειδικών χρηστών, προωθώντας έναν πιο συμπεριληπτικό και δημοκρατικό τρόπο σχεδιασμού στον τομέα της αστικής ανάπτυξης. Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στην υλοποίηση διαδραστικών περιηγήσεων σε πραγματική κλίμακα, την προσθήκη προηγμένων επιλογών προσαρμογής και τη βελτίωση της συνεργασίας σε πραγματικό χρόνο, με στόχο την περαιτέρω ενίσχυση της εμπειρίας χρήστη και της αρχιτεκτονικής συμμετοχής
Συνεχής αποθήκευση και διαλειτουργικότητα συνόψεων στο Synopses Data Engine: ενσωμάτωση σε Λίμνες Γνώσης
No full textSummarization: In the era of big data where real-time information is generated at an unprecedented scale, the ability to process, analyze, and extract actionable insights efficiently is con- sidered a requirement in many use cases. Stream summarization has emerged as novel technique when it comes to addressing this, enabling the creation of compact, yet in- formative, representations of continuous data streams, termed synopses, eliminating the need of storing vast amounts of raw data for future processing. A prominent effort con- ducted in this sector, is the Synopses Data Engine (SDE), an advanced framework that integrates state-of-the-art stream summarization techniques with the high-performance capabilities of Apache Flink, eventually forming an interactive summarization service at a scale. While SDE has proven its merit in other big data ecosystems, its applica- tion within knowledge-driven environments introduces new requirements. In their native form, synopses are volatile. Their lifespan depends on the runtime of the engine. How- ever, in the context of Knowledge Lakes, where long-term insights and temporal analytics are essential, the inability to retain and revisit previous states introduces a significant limitation. This thesis aims to bridge this gap by extending the capabilities of SDE to incorporate persistency and a versatile snapshot mechanism, allowing for the long-term storage and retrieval of Synopses by respecting SDE’s indigenous key features. Further- more, the work expands the Streaming API of SDE to provide broader observability into the internal state of the engine, allowing metadata to be extracted towards outer data an- alytics ecosystems. The STELAR KLMS (Knowledge Lake Management System) serves as the domain of application for this Thesis, where SDE is integrated to process real-time agri-food data for precision interventions.Περίληψη: Στην εποχή των μεγάλων δεδομένων, όπου η παραγωγή πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο έχει αυξηθεί σε πρωτοφανή επίπεδα, η ικανότητα επεξεργασίας, ανάλυσης και εξαγωγής χρήσιμων συμπερασμάτων με αποτελεσματικό τρόπο θεωρείται απαραίτητη σε πολλές περιπτώσεις χρήσης. Το stream summarization έχει αναδειχθεί ως μια καινοτόμος τεχνική για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, επιτρέποντας τη δημιουργία συμπαγών, αλλά ταυτόχρονα πλούσιων σε πληροφορία, αναπαραστάσεων ροών δεδομένων (data streams), που αποκαλούνται συνόψεις, καταργώντας έτσι την ανάγκη αποθήκευσης τεράστιων όγκων πρωτογενών δεδομένων με σκοπό την μελλοντική επεξεργασία. Μια εξέχουσα προσπάθεια που έχει εκπονηθεί σε αυτό τον τομέα είναι το Synopses Data Engine (SDE), ένα προηγμένο εργαλείο το οποίο ενσωματώνει τεχνικές αιχμής συνδυάζοντας τις συνόψεις με το ευέλικτο περιβάλλον του Apache Flink, παρέχει στον τελικό χρήστη το stream summarization υπό την μορφή υπηρεσίας λογισμικού (SaaS). Το SDE έχει επιβεβαιώσει την αξία του σε οικοσυστήματα μεγάλων δεδομένων στο παρελθόν, ωστόσο η εφαρμογή του σε περιβάλλοντα που προσανατολίζονται στην δημιουργία γνώσης εισάγει νέες απαιτήσεις. Στην εγγενή τους μορφή, οι συνόψεις έχουν μικρό προσδόκιμο ζωής. Η διάρκειά τους εξαρτάται από τον χρόνο εκτέλεσης της διεργασίας που τις δημιούργησε στη μνήμη ενός υπολογιστικού συστήματος. Στο πλαίσιο μιας Λίμνης Γνώσης, όπου τα μακροπρόθεσμα στατιστικά και η διαχρονική διαθεσιμότητα των δεδομένων, είναι ουσιώδους σημασίας, η αδυναμία διατήρησης και επανεξέτασης προηγούμενων καταστάσεων της πληροφορίας θέτει σοβαρούς περιορισμούς. Στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας, είναι να γεφυρώσει αυτό το κενό, επεκτείνοντας τις δυνατότητες του SDE ώστε να ενσωματώνει συνεχή αποθήκευση και ανάκληση συνόψεων μέσω ενός ευέλικτου μηχανισμού δημιουργίας στιγμιοτύπων. Οι συνόψεις έτσι, αποκτούν μακροπρόθεσμο χαρακτήρα ενώ η νέα λειτουργικότητα εγγυάται για τα αρχικά χαρακτηριστικά απόδοσης του SDE. Επιπλέον, η δουλειά αυτή, αναπτύσσει το Streaming API του SDE προκειμένου να παρέχει ευρύτερη παρατηρησιμότητα στην εσωτερική του κατάσταση , επιτρέποντας την εξαγωγή μεταδεδομένων προς τρίτα οικοσύστημα λογισμικού. Το STELAR KLMS (Knowledge Lake Management System) λειτουργεί ως πεδίο εφαρμογής αυτής της εργασίας, όπου το SDE ενσωματώνεται για την επεξεργασία real-time αγροδιατροφικών δεδομένων με σκοπό την καθοδήγηση παρεμβάσεων στην γεωργία ακριβείας
Integrating Industry 4.0 in the sustainable development of smart cities: "The role of digital twins and artificial intelligence in urban infrastructure management"
No full textΔιπλωματική εργασία που υποβλήθηκε στη σχολή ΜΠΔ του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων λήψης του Προπτυχιακού μου πτυχίου.Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τον ρόλο της τέταρτης βιομηχανικής επανάστασης στη βιώσιμη ανάπτυξη Έξυπνων Πόλεων, με έμφαση στις εφαρμογές των ψηφιακών διδύμων και της τεχνητής νοημοσύνης στην παρακολούθηση και διαχείριση αστικών υποδομών. Καθώς οι πόλεις αντιμετωπίζουν αλλεπάλληλες επιβαρύνσεις λόγω της ταχείας αστικοποίησης, του υπερπληθυσμού και των προκλήσεων της κλιματικής αλλαγής, οι τεχνολογίες της Βιομηχανίας 4.0 είναι σε θέση να προσφέρουν λύσεις που βελτιώνουν την απόδοση και τη βιωσιμότητα των αστικών υποδομών, λειτουργώντας ως ένα ακριβές σύστημα υποστήριξης αποφάσεων. Τα τελευταία χρόνια, τα ψηφιακά δίδυμα, ως δυναμικές αναπαραστάσεις φυσικών συστημάτων σε ψηφιακό περιβάλλον, αποτελούν μια αναδυόμενη αναπτυξιακή τεχνολογική επανάσταση, επιτρέποντας την ακριβή μοντελοποίηση και παρακολούθηση των λειτουργιών μιας πόλης. Μέσω της συλλογής και ανάλυσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, παρέχουν, σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, προγνωστικά εργαλεία και αναλυτικές λύσεις που επιτρέπουν την πρόληψη και έγκαιρη πρόβλεψη κινδύνων, την αποδοτική κατανομή πόρων, και την αναβάθμιση της διαχείρισης υποδομών όπως, ενεργειακά συστήματα, υδάτινο δίκτυο, μεταφορές, δημόσιες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και πολλά άλλα. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στην λεπτομερή παρουσίαση και αξιολόγηση των πρακτικών εφαρμογών της τεχνολογίας των ψηφιακών διδύμων και της τεχνητής νοημοσύνης σε αστικά περιβάλλοντα, αναλύοντας παραδείγματα από αναπτυσσόμενες Έξυπνες Πόλεις και προτείνοντας βέλτιστες πρακτικές για την ενσωμάτωση αυτών των τεχνολογιών σε μεγάλης κλίμακας σενάρια αστικού σχεδιασμού και διαχείρισης. Τέλος, εξετάζονται οι αντίστοιχες προκλήσεις, καθώς και ζητήματα ηθικής, προστασίας δεδομένων και βιωσιμότητας, ενώ διατυπώνονται προτάσεις βελτίωσης για μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας και ανάπτυξης, αναβαθμίζοντας την ασφάλεια και την ποιότητα ζωής των πολιτών.Summarization: This Τhesis examines the role of the Fourth Industrial Revolution in the sustainable development of Smart Cities, with an emphasis on the applications of digital twins and artificial intelligence in the monitoring and management of urban infrastructure. As cities are facing successive burdens due to rapid urbanization, overpopulation and climate change challenges, Industry 4.0 technologies are able to provide solutions that improve the performance and sustainability of urban infrastructure, acting as an accurate decision support system. In recent years, digital twins, as dynamic representations of physical systems in a digital environment, constitute an emerging developmental technological revolution, enabling accurate modelling and monitoring of a city's operations. Through real-time data collection and analysis, they provide, in combination with artificial intelligence, predictive tools and analytical solutions that enable prevention and early risk prediction, efficient allocation of resources, and upgrading of infrastructure management such as energy systems, water network, transportation, public emergencies and many more. This paper focuses on the detailed presentation and evaluation of practical applications of digital twins and artificial intelligence technology in urban environments, analyzing examples of developing smart cities and proposing best practices for the integration of these technologies in large-scale urban planning and management scenarios. Finally, the corresponding challenges, as well as ethical, data protection and sustainability issues are addressed, while improvement proposals are formulated for future research and development directions, enhancing the safety and quality of life of citizens
Sustainable design for confined and extreme environments: An EEG and ECG experimental study of the Effects of Virtual 'Blue Spaces' on stress conditions
No full textΠερίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία ερευνά την βιωσιμότητα και την ευεξία σε περιορισμένα και ακραία περιβάλλοντα, εστιάζοντας σε χωρικούς παράγοντες, όπως η προβολή οπτικών μοτίβων εμπνευσμένων από τους «μπλε χώρους» και τον ήχο. Αυτά τα περιβαλλοντικά στοιχεία θα διερευνηθούν ως προς τις δυνατότητές τους να δημιουργήσουν χαλαρωτικά, θεραπευτικά περιβάλλοντα που μπορούν να μετριάσουν το άγχος, ιδίως σε απομονωμένα και ακραία περιβάλλοντα στη Γη, και στο διάστημα. Με την ενσωμάτωση αυτών των αρχών βιωσιμότητας, η μελέτη στοχεύει στη μείωση του στρες, τη βελτίωση της αποκατάστασης και την υποστήριξη της ψυχικής υγείας.
Για να ελεγχθούν αυτές οι επιδράσεις, διεξήχθη μια πειραματική μελέτη με βίντεο ώστε να εξεταστούν οι ατομικές αντιδράσεις (Ν=33), τόσο σε συνθήκες που προκαλούν άγχος όσο και σε συνθήκες χαλάρωσης. Χρησιμοποιήθηκαν οπτικά ερεθίσματα από μπλε χώρους για να εκτιμηθούν οι επιδράσεις τους στη χαλάρωση και την ψυχική ανθεκτικότητα υπό συνθήκες στρες. Ταυτόχρονα, καταγράφηκαν οι νευροφυσιολογικές και φυσιολογικές αποκρίσεις των συμμετεχόντων, μέσω σημάτων EEG και ECG. Οι συμμετέχοντες συμπλήρωσαν ερωτηματολόγια αυτό-αξιολόγησης πριν, κατά τη διάρκεια και μετά το πείραμα για να μετρηθούν οι υποκειμενικές εμπειρίες άνεσης και ευεξίας.
Η επεξεργασία των σημάτων και η ανάλυση των δεδομένων, έδειξαν ότι οι συνθήκες άγχους αύξησαν σημαντικά τη νευροφυσιολογική διέγερση και τον καρδιακό ρυθμό σε σύγκριση με τις προσομοιώσεις των μπλε χώρων. Τα ευρήματα αυτά παρέχουν πληροφορίες για τον σχεδιασμό περιορισμένων χώρων που υποστηρίζουν την ψυχολογική ανθεκτικότητα και ευεξία, με πρακτικές εφαρμογές σε επίγειες εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης, απομακρυσμένα περιβάλλοντα εργασίας και διαστημικά ανάλογα.Summarization: This thesis investigates habitability and well-being in confined and extreme environments, focusing on spatial factors such as the projection of visual patterns inspired by “blue spaces” and sound. These environmental elements will be explored for their potential to create calming, restorative environments that can mitigate stress, particularly in isolated and extreme on Earth, and in space. By integrating these habitability principles, the study aims to reduce stress, improve recovery, and support mental health.
To test these effects, a video-based experimental study was conducted to examine individual mental responses (N=33) to both stress-inducing and non-stress-inducing conditions. Participants’ neurophysiological and physiological responses, including ECG and EEG signals, were monitored. Visual cues inspired by blue spaces were used to assess their effects on relaxation and mental resilience under stress. Participants completed self-assessment questionnaires before, during, and after the experiment to measure their subjective experience of comfort and well-being.
Signal processing and data analysis, revealed that the stress conditions significantly increased neurophysiological arousal and heart rate compared to blue space simulations. These findings provide insights into designing confined spaces that support psychological resilience and well-being, with practical applications in terrestrial healthcare settings, remote working environments, and space analogue habitats
Σεισμική ανάκλαση για τον εντοπισμό αρχαιολογικών ευρημάτων σε αβαθές θαλάσσιο περιβάλλον
No full textΧρήση γεωφυσικών μεθόδωνΠερίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην έρευνα αρχαιολογικών στόχων σε ρηχό θαλάσσιο περιβάλλον με την χρήση της σεισμικής ανάκλασης. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται εισαγωγική αναφορά στην μέθοδο της σεισμικής ανάκλασης , με την σεισμική πηγή Chirp Sub-Bottom Profiler. Αναφέρονται διασκοπήσεις σεισμικής ανάκλασης στο Ισραήλ, την Ελλάδα, την Γερμανία και τη Σκωτία για την εύρεση αρχαιολογικών στόχων σε ρηχά νερά. Για τον έλεγχο της λειτουργικότητας της μεθόδου πραγματοποιήθηκαν πειράματα προσομοίωσης με την χρήση του προγράμματος ReflexW για υψίσυχνη σεισμική πηγή, όπου έδειξαν ότι καταγράφονται ανακλώμενα κύματα τόσο από τους ανακλαστήρες όσο και από τους υπό μελέτη στόχους. Από τα παραπάνω συνθετικά δεδομένα, επιλέχθηκε ένα σετ δεδομένων για την καλύτερη κατανόηση των ανακλαστήρων και των στόχων. Συγκεντρώθηκαν δευτερογενή δεδομένα με τη χρήση της διάταξης σταθερής απόστασης πηγή-δέκτη , εμπνευσμένη από τον εξοπλισμό που υλοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Southampton. Πραγματοποιήθηκε ανάλυση ταχυτήτων χρησιμοποιώντας τον χάρτη συνάφειας και εκτιμήθηκαν οι μέσες τετραγωνικές ταχύτητες σε περιβάλλον MATLAB. Στην συνέχεια εφαρμόστηκε διόρθωση για την κανονική χρονική απόκλιση .Σεισμικές τομές υπέρθεσης δημιουργήθηκαν με τις μέσες τετραγωνικές ταχύτητες (Vrms) καθώς επίσης και με σταθερή ταχύτητα. Στην σεισμική τομή υπέρθεσης οι ανακλαστήρες και τα όρια των στόχων απεικονίζονται πολύ ικανοποιητικά
Groundwater Simulation in the area of Tympaki Crete under climate change – Study of different climate senarios
No full textΠερίληψη: Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του υπόγειου υδροφορέα της περιοχής του Τυμπακίου Κρήτης, με χρήση του μοντέλου υπόγειας ροής Princeton Transport Code (PTC), υπό την επιρροή κλιματικών και ανθρωπογενών παραγόντων. Η μοντελοποίηση έγινε για τα επόμενα 45 χρόνια και θα εξεταστεί η συμπεριφορά του υδραυλικού ύψους. Το Τυμπάκι είναι μια παραθαλάσσια περιοχή στα νότια της Κρήτης του νομού Ηρακλείου, διαθέτει μεγάλες εκτάσεις καλλιεργειών και τουριστικών εγκαταστάσεων καθιστώντας το νερό έναν ιδιαίτερα πολύτιμο πόρο για τη περιοχή.
Πριν την χρήση του μοντέλου PTC, συλλέχθηκαν δεδομένα σχετικά με τις τοποθεσίες και το ρυθμό άντλησης των γεωτρήσεων, χρησιμοποιήθηκαν προηγούμενες μελέτες καθώς και χάρτες για τον προσδιορισμό της γεωμορφολογίας της περιοχής και ακολούθησε η κατάλληλη επεξεργασία τους σε περιβάλλον ArcMap GIS. Επίσης συλλέχθηκαν μετεωρολογικά δεδομένα βροχόπτωση για την περιοχή από διάφορα μοντέλα, για να γίνει η σύγκριση τους και να επιλεχθούν τα κατάλληλα για τη παρακάτω ερεύνα.
Πριν αναλυθεί η διαδικασία επεξεργασίας των δεδομένων και των αποτελεσμάτων δόθηκε το κατάλληλο θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση βασικών εννοιών υδρολογίας και μηχανικής υπόγειων νερών, καθώς και το ρόλο της κλιματικής αλλαγής στις ανθρώπινες δραστηριότητες και στους υπόγειους πόρους. Επιπρόσθετα γίνεται η χρήση κωδικών Matlab για την επεξεργασία των δεδομένων, οι οποίοι θα εξηγηθούν και θα αναλυθούν στα επόμενα κεφάλαια. Τέλος τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε μορφή γραφικών παραστάσεων για τα σημεία παρατήρησης του υπόγειου νερού, που θα ορίσουμε παρακάτω, ως προς τη χρονική περίοδο μελέτης και θα ακολουθήσει η ανάλυση των αποτελεσμάτων αυτών σε συνάρτηση με τη κλιματική αλλαγή.Summarization: The objective of this thesis is to study the groundwater aquifer in the Tympaki region of Crete using the Princeton Transport Code (PTC) groundwater flow model, under the influence of climatic and anthropogenic factors. The modeling will be conducted for the next 45 years, and the behavior of the hydraulic head will be examined.
Tympaki is a coastal area in southern Crete, in the Heraklion regional unit, characterized by extensive agricultural lands and tourism facilities, making water a particularly valuable resource for the region.
Before using the PTC model, data were collected on the locations and pumping rates of wells. Previous studies and maps were also utilized to determine the area's geomorphology, followed by appropriate data processing in the ArcMap GIS environment. Additionally, meteorological rainfall data for the area were gathered from various models to facilitate comparison and the selection of the most suitable datasets for this study.
Before analyzing the data processing methodology and results, the necessary theoretical background will be provided to aid in understanding key concepts of hydrology and groundwater mechanics, as well as the role of climate change in human activities and groundwater resources. Furthermore, Matlab scripts were used for data processing, which will be explained and analyzed in the following chapters.
Finally, the results are presented in the form of graphical representations for the groundwater observation points defined in this study, in relation to the study period. The analysis of these results will follow, in correlation with climate change
Monumental it is: A dialogue between the past and the present through David Chipperfield's architectural approach
No full textΠερίληψη: Η ερευνητική εργασία πραγματεύεται τον όρο της μνημειακότητας στην αρχιτεκτονική μέσα από θεωρίες και παραδείγματα, αναλύοντας κτίρια που ανήκουν στο παρελθόν με σύγχρονες επεμβάσεις, αλλά και “μνημεία” των πρόσφατων χρόνων. Επιλέγοντας τον αρχιτέκτονα David Chipperfield, διερευνούνται οι σκέψεις και το έργο του έχοντας ως βασικό άξονα τη μνημειακότητα και εστιάζοντας σε τρία από τα πιο σημαντικά του έργα. Συγκεκριμένα, εξετάζονται η αποκατάσταση του Μουσείου Neues, η Γκαλερί James Simon και η επέκταση του Κοιμητηρίου San Michele, μέσα από την ανάλυση πέντε εννοιών: του πλαισίου (context), της παράδοσης (tradition), της μνήμης (memory), της μορφής (form) και της συνέχειας (continuity) - πέντε όρους που επαναλαμβάνονται από τον αρχιτέκτονα σε αναφορές στα έργα του, ενώ επιχειρείται η συνθετική ανάλυση του κάθε κτιρίου. Παράλληλα, μέσω αυτών των πέντε θεματικών στοχεύεται η ανάδειξη της έννοιας του μνημειακού μέσα από τις διαφορετικές πτυχές του κάθε παραδείγματος. Τέλος, διερευνάται η σχέση μεταξύ του παλαιού και νέου, οι συγκρούσεις αλλά και αρμονίες που προκύπτουν.Summarization: This essay examines the term monumentality in architecture through theories and examples, including buildings that belong to the past with modern interventions and "monuments" of recent years.
By focusing on the architect David Chipperfield, his thoughts and work are explored with monumentality as the main axis, focusing on four of his most important works. Specifically, the refurbishment of the Neues Museum, the James-Simon-Gallery, and the extension of San Michele Cemetery are examined, focusing on the terms context, tradition, memory, form, and continuity, five terms that the architect frequently uses in his projects, while attempting the architectural analysis of each case. At the same time, through these five keywords, the highlighting of monumentality is aimed at the different aspects of each example. Also, the relationship between the old and the new, the conflicts, and the harmonies that arise are discussed.Presented on
Αλγόριθμοι γραφικής για μη πολυγωνικές επιφάνειες και παρακολούθησης ματιού σε πραγματικό χρόνο
No full textSummarization: This dissertation presents innovative approaches designed to enhance the efficiency of real-time rendering techniques, focusing on foveated rendering and sphere tracing of Signed Distance Functions (SDFs). The research addresses the limitations of existing rendering methods that rely heavily on low-level image features and often suffer from artifacts when optimizing computational resource allocation.
First, we present an emulated foveated path tracing framework that establishes thresholds for imperceptible image manipulations based on user gaze. Our perceptual studies yield varying eccentricity thresholds for foveated performance, highlighting the impact of experimental methodologies on user sensitivity to visual changes. The results indicate potential computational complexity reductions of at least 2x-3x in path tracing performance through foveated rendering methods.
Second, we introduce the Foveated Inverted Pyramid Rendering (FIPR) system, which optimizes rendering quality based on user gaze. By employing a multi-scale inverted pyramid structure, we leverage low-resolution renderings to incrementally refine ray distances, dramatically reducing the overall ray step count and enabling efficient rendering of complex scenes in virtual reality. Our method supports 16x super-sample anti-aliasing while maintaining imperceptible image quality transitions even in peripheral vision.
Lastly, we develop a novel rapid rendering pipeline for sphere tracing SDFs that significantly reduces the overall ray step count using ultra-low resolution renderings while minimizing artifacts. By employing a single low-resolution buffer and scaling SDFs within this buffer, our method ensures the visibility of small features while enabling earlier ray termination for high-cost surface edges. This approach yields a substantial performance improvement, achieving speedups exceeding 3x compared to traditional methods.
Collectively, these contributions advance the field of real-time graphics rendering, providing valuable insights into optimizing rendering techniques while enhancing the user experience in interactive applications such as gaming and simulations.Περίληψη: Αυτή η διατριβή παρουσιάζει καινοτόμες προσεγγίσεις που έχουν σχεδιαστεί για να ενισχύσουν την αποδοτικότητα των αλγορίθμων γραφικών σε πραγματικό χρόνο, λαμβάνοντας υπόψη την ανθρώπινη όραση στην παραγωγή εικόνων (foveated rendering) και τον αλγόριθμο ιχνηλάτησης σφαιρών (sphere tracing), για επιφάνειες που περιγράφονται από Συναρτήσεις Προσημασμένης Απόστασης (Signed Distance Functions - SDFs). Η έρευνα αντιμετωπίζει τους περιορισμούς των υφιστάμενων μεθόδων απόδοσης που βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε χαρακτηριστικά από εικόνες χαμηλή ανάλυσης και συχνά υποφέρουν από artifacts όταν γίνεται βελτιστοποίηση της κατανομής των υπολογιστικών πόρων με βάση την ανθρώπινη όραση.
Αρχικά, παρουσιάζουμε ένα εξομοιωτή απόδοσης για τον αλγόριθμό path-tracing με βάση την ανθρώπινη όραση (emulated foveated path tracing) που καθορίζει όρια στα οποία τα artifacts που παράγονται είναι μη αντιληπτά από τον χρήστη. Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στους χρήστες αποφέρουν διαφορετικά όρια εκκεντρότητας για την απόδοση με βάση την όραση, υπογραμμίζοντας την επίδραση των πειραματικών μεθοδολογιών στην ευαισθησία των χρηστών στις οπτικές αλλαγές. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν πιθανές μειώσεις της υπολογιστικής πολυπλοκότητας τουλάχιστον 2x-3x στον αλγόριθμό path-tracing με βάση την ανθρώπινη όραση.
Στην συνέχεια, προτείνουμε ένα σύστημα απόδοσης γραφικών Foveated Inverted Pyramid Rendering, το οποίο διαφοροποιεί την ποιότητα της παραγόμενης εικόνας με βάση πού εστιάζει ο χρήστης στην οθόνη. Χρησιμοποιώντας μια δομή ανεστραμμένης πυραμίδας πολλαπλής κλίμακας, αξιοποιούμε αποδόσεις (renderings) χαμηλής ανάλυσης για να βελτιώσουμε σταδιακά τις αποστάσεις των ακτινών, μειώνοντας δραματικά τον συνολικό αριθμό βημάτων που πραγματοποιούν οι ακτίνες και επιτρέποντας την αποτελεσματική απόδοση σύνθετων σκηνών στην εικονική πραγματικότητα. Η μέθοδός μας έχει την δυνατότητα για την χρήση anti-aliasing έως 16 δείγματα ανά pixel διατηρώντας υψηλό ρυθμό παραγωγής εικόνας ενεργοποιώντας το anti-aliasing σε συγκείμενες περιοχές της εικόνας, ενώ διατηρεί ανεπαίσθητες μεταβάσεις ποιότητας εικόνας ακόμη και στην περιφερειακή όραση.
Τέλος, αναπτύσσουμε μια νέα γρήγορη διαδικασία για την ιχνηλάτηση σφαιρών για SDFs που μειώνει σημαντικά τον συνολικό αριθμό βημάτων των ακτίνων χρησιμοποιώντας εικόνες εξαιρετικά χαμηλής ανάλυσης που παράγονται με βάση την ιχνηλάτηση σφαιρών, ενώ ελαχιστοποιεί τα artifacts. Χρησιμοποιώντας ένα μόνο buffer χαμηλής ανάλυσης και κλιμακώνοντας τις SDFs μέσα σε αυτό το buffer, η μέθοδός μας διασφαλίζει την ορατότητα μικρών χαρακτηριστικών ενώ επιτρέπει τον τερματισμό της διαδικασίας ανίχνευσης σφαιρών όταν αυτές περνάνε κοντά από τις γωνίες των επιφανειών. Αυτή η προσέγγιση αποφέρει μια σημαντική βελτίωση στην απόδοση, επιτυγχάνοντας επιταχύνσεις που ξεπερνούν το 3x σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους.
Συλλογικά, αυτές οι συνεισφορές προωθούν τον τομέα της απόδοσης γραφικών σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας πολύτιμες γνώσεις για τη βελτιστοποίηση των τεχνικών απόδοσης ενώ βελτιώνουν την εμπειρία του χρήστη σε διαδραστικές εφαρμογές όπως τα παιχνίδια και οι προσομοιώσεις
Παράλληλες τεχνικές για την επαλήθευση νευρωνικών δικτύων
No full textSummarization: Parallel Neural Networks verifiers are software tools that leverage parallel architectures to prove fast and rigorously the correct functionality of neural networks in mission-critical environments such as aviation, autonomous driving, etc. In this thesis, we present a plug-in based on Bayesian Optimization that uses transfer learning between different safety specifications to accelerate their parallel verification, while also providing an alternative method based on the state of neurons inside the neural network under verification.
In the proposed method of transferring between safety specifications, the plug-in utilizing the available computational resources receives as input a trained neural network and a safety specification applied on its input dimensions. Accordingly, performing a few verification trials it creates a Bayesian Optimization model, which can accurately predict the verification time for any parallelization scheme (input split). Thus, it can provide a parallelization scheme minimizing the overall verification time. Then, it utilizes the trained model to predict parallelization schemes that minimize the overall execution time for new safety specifications that fully or partially overlap with the original specification.
The second operational mode is based on performing few prediction trials with the neural network under verification instead of verification. The process creates and trains a Bayesian Optimization model that can accurately predict the number of active and inactive ReLU neurons for a parallelization scheme. As a result, it can provide a parallelization scheme that minimizes the number of unstable neurons, since minimizing this number is accompanied by a minimization on the verification time.
Summarizing, we perform an experimental evaluation of the 2 methods of operation in our proposed plug-in, evaluating the quality of the proposed parallelization schemes based on their ranking relative to every other, and provide the results of our measurements. The results gathered during the experimental evaluation prove the efficiency of our methods in regard to accelerating the parallel verification of neural networks.Περίληψη: Οι παράλληλοι πιστοποιητές νευρωνικών δικτύων είναι εργαλεία λογισμικού, που αξιοποιούν παράλληλες αρχιτεκτονικές ώστε να επαληθεύσουν γρήγορα και με αυστηρό τρόπο τη ορθή λειτουργικότητα νευρωνικών δικτύων σε περιβάλλοντα καίριας σημασίας όπως αεροπλοΐα, αυτόνομη οδήγηση, κ.ο.κ. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, προτείνουμε μια εξωτερική επεκτάση με βάση την Bayesian βελτιστοποίηση, η οποία χρησιμοποιεί μεταφορά μάθησης μεταξύ διαφορετικών προδιαγραφών ασφαλείας για να επιταχύνει την παράλληλη πιστοποίηση τους, καθώς και μια εναλλακτική μέθοδο βασισμένη στη συμπεριφορά των νευρώνων του δικτύου υπό επαλήθευση.
Στη μεταφορά μάθησης μεταξύ προδιαγραφών ασφαλείας, η επέκταση αξιοποιώντας τους διαθέσιμους πόρους λαμβάνει ένα εκπαιδευμένο νευρωνικό δίκτυο και μια προδιαγραφή πάνω στις διαστάσεις εισόδου του. Εκτελώντας ένα περιορισμένο αριθμό από δοκιμές πιστοποίησης δημιουργεί ένα μοντέλο} Bayesian βελτιστοποίησης, το οποίο μπορεί με ακρίβεια να προβλέψει τον χρόνο πιστοποίησης για κάθε σχέδιο παραλληλισμού (διαμέριση προδιαγραφής εισόδου). Επομένως, μπορεί να παρέχει ένα σχέδιο παραλληλισμού το οποίο ελαχιστοποιεί τον συνολικό χρόνο πιστοποίησης. Στη συνέχεια, αξιοποιεί το εκπαιδευμένο μοντέλο για να προβλέψει σχέδια παραλληλισμού που ελαχιστοποιούν τον συνολικό χρόνο πιστοποίησης νέων προδιαγραφών μερικώς ή πλήρως επικαλυπτόμενων από την αρχική προδιαγραφή.
Η δεύτερη λειτουργία βασίζεται στην πραγματοποίηση μερικών δοκιμών πάνω στις προβλέψεις του νευρωνικού δικτύου αντί για πιστοποιήσεις. Δημιουργεί και εκπαιδεύει ένα μοντέλο Bayesian βελτιστοποιητή το οποίο μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια τον αριθμό από νευρώνες που ενεργοί ή ανενεργοί για κάποιο σχέδιο παραλληλισμού. Συνεπώς, μπορεί να παρέχει ένα σχέδιο παραλληλισμού που ελαχιστοποιεί τον αριθμό των ενεργοποιημένων νευρώνων, καθώς ελαχιστοποιώντας αυτόν τον αριθμό συνοδεύεται με ελαχιστοποίηση του χρόνου πιστοποίησης.
Εν κατακλείδι, πραγματοποιούμε πειραματική αξιολόγηση και των 2 τρόπων λειτουργίας της εξωτερικής επέκτασης που προτείνουμε, αξιολογώντας την ποιότητα των προτεινόμενων σχεδίων παραλληλισμού με βάση την κατάταξη τους σε σχέση με όλες τις υπόλοιπες, καθώς και παρέχουμε τα αποτελέσματα των μετρήσεων μας. Τα αποτελέσματα που συλλέχθηκαν κατά την πειραματική διαδικασία επιβεβαιώνουν την αποτελεσματικότητα τους όσο αναφορά την επιτάχυνση της παράλληλη πιστοποίηση νευρωνικών δικτύων
Μελέτη του χημισμού μεταμορφωμένων ανθρακικών πετρωμάτων στον Εθνικό Δρυμό Σαμαριάς, δυτική Κρήτη
No full textΠερίληψη: Η διερεύνηση των μεταμορφωμένων ανθρακικών πετρωμάτων που βρίσκονται στο μοναδικό γεωλογικό περιβάλλον του Εθνικού Δρυμού Λευκών Ορέων (Σαμαριάς) παρέχει ένα πλήθος πληροφοριών όσον αφορά τα χημικά χαρακτηριστικά και τη ορυκτολογική σύσταση των μεταμορφωμένων κυρίως ανθρακικών πετρωμάτων. Η κατανόηση της χωρικής κατανομής των υφιστάμενων ορυκτολογικών φάσεων με έμφαση στα μεταμορφωμένα ανθρακικά πετρώματα που καθορίζει και τον χημισμό των πετρωμάτων συμβάλει μεταξύ άλλων και στην κατανόηση του χημισμού των υδάτων που φιλοξενούνται σε υδροφορίες εντός αυτών των πετρωμάτων. Για το σκοπό αυτό συλλέχθηκαν δείγματα πεδίου από διάφορες περιοχές του φαραγγιού και συγκεκριμένα από τις τοποθεσίες του Λινοσελίου και της Σαμαριάς. Στην συνέχεια ακολούθησε επεξεργασία των δειγμάτων και τελικά η γεωχημική και ορυκτολογική ανάλυση τους μέσω των μεθόδων φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (XRF) και η περίθλαση ακτίνων Χ (XRD) αντίστοιχα. Έπειτα από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι στα δείγματα απαντώνται αυξημένες συγκεντρώσεις ασβεστίου, στροντίου και πυριτίου και σχετίζονται με τη γεωχημική σύσταση και τις περιβαλλοντικές συνθήκες σχηματισμού των πετρωμάτων. Η παρουσία θείου, χλωρίου, νατρίου, μαγνησίου και βρωμίου επίσης, αποκαλύπτει σημαντικές γεωλογικές διεργασίες, όπως διάβρωση, εξάτμιση και μεταμόρφωση. Τέλος, οι περιοχές χαρακτηρίζονται κυρίως πλούσιες σε ασβεστίτη, ενώ ταυτόχρονα παρουσιάζεται ποικιλία στη σύσταση των ορυκτών υποδεικνύοντάς τον χαρακτηρισμό της γεωλογικής προέλευσης των και την επιρροή των περιβαλλοντικών παραγόντων στα μεταμορφωμένα πετρώματα