Hochschulschriftenserver der Hochschule der Medien Stuttgart
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Deterministic Lockstep in Networked Games
Full text linkMultiplayer games can increase player enjoyment through social interactions, cooperation, and competition. Their market popularity shows the success of especially networked multiplayer games, which pose new networking challenges to game developers. The main challenge is synchronizing game state across players. Research identifies deterministic lockstep, snapshot interpolation, and state-sync as primary methods for this task, each with distinct advantages and disadvantages.
This work, and the master thesis this paper is based on, quantitatively evaluated deterministic lockstep, demonstrating its vertical (entity count) and horizontal (player count) scaling limitations and compares the method to snapshot interpolation. Lockstep supports minimum 16,000 entities for up to 10 players and a horizontal scaling of 40 or more players with 1024 entities. However, a negative correlation between entity and player count limits was observed, which was indicated by the maximum scaling configurations 30 players with 4096 entities or 20 players with 8192 entities. Snapshot interpolation faced a vertical limit with 4096 entities and 10 players and horizontally with 40 or more players and 1024 entities.
The paper further contributes by comparing results to related work, summarizing synchronization methods, proposing a hybrid architecture model of deterministic lockstep with snapshot interpolation for re-synchronization and hot-joins, and deconstructing Unity Transport Package’s (UTP) network packets
Evaluation von Design to Code Tools
Full text linkIn dieser Arbeit werden Design to Code Tools untersucht, die mittels generativer Künstlicher
Intelligenz Designs automatisch in Code umwandeln. Ziel ist es, zu analysieren,
wie diese Tools funktionieren und ob ihre Ergebnisse aktuellen Standards entsprechen.
Ein zusätzlicher Fokus liegt auf dem Vergleich verschiedener Tools, um ihre Unterschiede
zu ermitteln. Hierfür wurde ein Anwendungsbeispiel mit einem Testdesign
und dazugehörigem generierten Code erstellt und mittels einer Expertenbefragung
bewertet. Die Datenerhebung erfolgte nach dem Between-Subject-Verfahren und konzentrierte
sich auf die Erfassung quantitativer Daten zur optischen Ähnlichkeit, digitalen
Barrierefreiheit, Projekt- und Softwarequalität. Die Ergebnisse zeigen, dass die
Tools in der visuellen Umsetzung von Designs überzeugen können, aber in den anderen
geprüften Bereichen noch Defizite aufweisen. Diese Arbeit liefert wichtige Erkenntnisse
über den aktuellen Entwicklungsstand von Design to Code Tools und trägt
zu einer differenzierteren Betrachtung ihrer Potenziale und Grenzen bei
Richtlinien für barrierefreie interaktive Tabellen: Entwicklung, Evaluation und Empfehlungen für inklusive digitale Umgebungen
Full text linkDas Behindertengleichstellungsgesetz soll dafür sorgen, dass jeder Mensch auf die gleiche Art und Weise in der Gesellschaft lebt, indem Benachteiligungen von Menschen mit Behinderungen beseitigt werden. Im Web finden wir trotzdem oft hohe Hürden, die eingeschränkten Menschen den Zugang auf Webinhalte verwehren.
Bei ELO Digital Office wird der Verbesserung der Barrierefreiheit im eigenen ECM Produkt einen hohen Stellengrad beigemessen. Ziel dieser Arbeit war es daher, Barrieren in Tabellenansichten des Teilprodukts ELO Workspaces zu identifizierten. Im Rahmen dieser Arbeit beschrieben wir dazu für Tabellen relevante Erfolgskriterien und führten anhand dessen einen BIK BITV Test durch. Die nicht erfüllten Kriterien flossen in die Überarbeitung der vorhandenen Tabelle ein, um diese barrierefrei zu machen und dann in einem erneuten BIK BITV Test die Kriterien zu erfüllen. Darauf aufbauend führten wir eine qualitative Benutzerstudie durch, in der Probanden mit und ohne Seheinschränkungen die überarbeitete Tabelle in vorgegebenen Aufgaben anwendeten. Eine Benutzerbefragung wurde außerdem durchgeführt, um die Benutzererfahrungen und -freundlichkeit mit der Oberfläche zu ermitteln.
Anhand der Ergebnisse der Studie konnten wir feststellen, dass die Tastatursteuerung die Bedienung einer Tabelle von seheingeschränkten Menschen deutlich vereinfacht hat und dadurch die ELO Workspaces zugänglicher für alle Nutzer geworden sind. Wir konnten weiterhin den Zugang für vollblinde Personen ermöglichen, indem wir die Tabelle Screenreader-kompatibel machtenThe Act on Equal Opportunities of Persons with Disabilities (ger. Behindertengleichstellungsägesetz) is intended to ensure that everyone lives in society in the same way by eliminating disadvantages for people with disabilities. However, we often find high barriers on the web that prevent people with disabilities from accessing web content.
ELO Digital Office places a high value on improving accessibility in its own ECM product. The aim of this work was therefore to identify barriers in table views of the ELO Workspaces subproduct. As part of this work, we described relevant success criteria for tables and performed a BIK BITV test on this basis. The unfulfilled criteria were incorporated into the revision of the existing table in order to make it accessible and then fulfil the criteria in a new BIK BITV test. Expanding on this, we carried out a qualitative user study where test persons – both visually impaired and not – used the updated table in predefined tasks. A user survey was also conducted to assess the user experience and user-friendliness.
Based on the study’s findings, we were able to conclude that the keyboard control had significantly improved accessibility for all users by making it easier for visually impaired people to use the tables of the ELO subproduct. Furthermore, by making the table compatible for screen reader, we also enabled access for those who are completely blind
Erfassung der Besucher*innenaktivität an einem Dritten Ort: Eine Betrachtung von öffentlichen Bibliotheken
Full text linkIn der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie Aktivitäten an einem Dritten Ort in öffentlichen Bibliotheken erfasst werden können. Hierbei wird den Fragen nachgegangen, welche Aktivitäten an diesen Orten vorzufinden sind und welche Methoden der Erfassung sich für eine Besucher*innenbeobachtung eignen. Ziel der Arbeit sind die Entwürfe zweier Prototypen für eine empirische Erfassung. Die Arbeit ist in drei Teilen aufgebaut. Vorangestellt wird eine Definition des Dritten Ortes nach dem Soziologen Ray Oldenburg und dem Vier-Räume-Modell von Jochumsen, Skot-Hansen und Hvenegaard-Rasmussen. Im ersten Teil wird eine qualitative Literaturanalyse zu Aktivitäten eines Dritten Ortes und eine darauf aufbauende Umfrage mit elf öffentlichen Bibliotheken in Deutschland durchgeführt. Der zweiten Teil beleuchtet den aktuellen Forschungsstand der Methoden und Techniken der Besucher*innenbeobachtung. In vier Leitfadeninterviews werden Methoden aus Bibliotheken sowie Möglichkeiten und Grenzen einer Observation identifiziert. Im letzten Teil der Arbeit werden alle Erkenntnisse zusammengeführt, indem Handlungsempfehlungen in Form von zwei Prototypen mit empirischen Methoden sowie weitere unausgearbeitete Ansätze vorgelegt werden. Mit zwei Feedbackgesprächen können Aussagen über Umsetzungen in der Praxis getroffen werden. Die Arbeit zeigt die Schwierigkeit in der Definition und Erfassung der Aktivitäten eines Dritten Ortes auf. Methoden in Form der Prototypen können Werkzeuge sein, Bibliotheken als solche Orte zu kategorisieren und wissenschaftliche Beweise zur Verfügung zu stellen. Die Erkenntnisse aus der Besucher*innenbeobachtung sind wichtig für den politischen Diskurs sowie für die Weiterentwicklung der Institutionen.This study shows, how activities in a third place, a concept of the sociologist Ray Oldenburg, in public libraries can be monitored. Through the methods of literature analysis, a survey with eleven libraries and four guided interviews it was possible to create two prototypes with empirical methods to observe and capture visitor activities in the third place. They can be used as tools for categorising libraries as third places and providing empirical evidence. The results of the visitor observation are important for the political discourse and for further developments of the institutions
Analyse des Prüfverfahren auf Barrierefreiheit im Web „Easy Web Check”
Full text linkDie fehlende oder nur teilweise vorhandene Barrierefreiheit vieler Webangebote macht
das Umsetzten und Verbessern der Barrierefreiheit zu einem relevanten Thema. Um die
Barrierefreiheit eines Webangebots zu verbessern, sollte diese zuerst gründlich
begutachtet werden. Dies kann durch die Überprüfung von Richtlinien geschehen. Für
solch eine Evaluation gibt es verschieden komplexe Ansätze und Verfahren. Eines dieser
Verfahren ist der Easy Web Check. Mit diesem kann eine Webseite effizient und ohne
technisches Knowhow auf häufige Barrieren geprüft werden. In dieser Arbeit wird der
Easy Web Check analysiert, wobei untersucht wird, wie einfach es ist diesen
durchzuführen, welche Verbesserungen gemacht werden können und wie viele Fehler
bezogen auf die EN 301 549 Kriterien mithilfe des Easy Web Check gefunden werden
können. Um die Fragen zu beantworten, wurde qualitative Nutzertests ergänzt mit
quantitativen Metriken durchgeführt. Innerhalb dieser Nutzertests wurde eine Schritt-
für-Schritt Anleitung des Easy Web Checks für die Probanden erstellt und durch die
Ergebnisse des Nutzertests verbessert. Wir sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die
Mehrzahl an Barrieren von insgesamt 52 EN 301 549 Kriterien durch den Easy Web Check
gefunden wurden und die Probanden ohne jegliches Expertenwissen den Easy Web
Check weitgehend effizient durchführen konnten. Probleme, die aufgetreten sind,
hingen vor allem mit Unsicherheit und dem Nicht-Kennen eines Fachbegriffs der
Probanden zusammen. Außerdem traten Probleme auf, sobald ein Tool nicht richtig
verstanden wurde, weshalb eine Anleitung zur Durchführung unerlässlich ist. Die
Mischung von automatischen und manuellen Prüfmethoden hat sich als hilfreich
erwiesen, um ergänzend Fehler zu finden. Die Ergebnisse zeigen, dass auch ohne
technisches Expertenwissen und mit einfachen Tools schwerwiegende Barrieren in
kurzer Zeit gefunden wurden.The absence or only partial realization of accessibility in the Web makes the
implementation and improvement of accessibility a relevant topic. To improve
accessibility, it is of utter importance to first examine this, e.g. by checking the website
against accessibility guidelines. There are different methods to do this, that differ in
complexity. One method is the Easy Web Check. With it the accessibility of a website can
be tested fast and without technical knowledge. In this work we analyze the Easy Web
Check. The questions explored are how easy it is to apply the Easy Web Check, what
possible improvements can be made and how many barriers related to the EN 301 549
criteria can are found. To answer those questions, we conducted qualitative user tests
with quantitative metrics. Within these user tests we developed a Step-by-Step
instruction manual for the Easy Web Check our test subjects used and improved said
manual according to the results of the user test. All in all, we came to the result, that
most barriers out of 52 EN 301 549 criteria could be found and that the Easy Web Check
was mostly efficient to carry out for the test subjects. Problems were not knowing terms
and being uncertain. Furthermore, if a tool was not understood correctly, errors were
being made. That’s why it is important to have step-by-step instructions. The mix of
automatic and manual testing methods was proven to be helpful in finding additional
errors. The results show, that even without deep technical knowledge and in a rather
short period of time barriers in websites could be identified
Ein Entwicklungsprozess für barrierefreie Webanwendungen in Scrum am Beispiel eines E-Commerce-Unternehmens
Full text linkAb Mitte 2025 wird das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz viele Unternehmen in Deutschland dazu verpflichten, ihre Websites und Online-Shops barrierefrei zu gestalten. Sie stehen vor der Herausforderung, die Barrierefreiheit künftig in den Entwicklungsprozess ihrer digitalen Plattformen zu integrieren.
Um dies zu erleichtern, entwarfen wir im Rahmen dieser Arbeit einen Entwicklungsprozess für barrierefreie Webanwendungen in Scrum, der in einem Experiment mit anschließender heuristischer Evaluation und einer Befragung in einem E-Commerce-Unternehmen validiert wurde. Der Entwicklungsprozess befasst sich mit der Einbeziehung von Barrierefreiheit in Scrum-Elemente wie Product Backlog Items, die Definition of Ready und Definition of Done. Außerdem zeigt er bewährte Praktiken für die Implementation und das Testen von Barrierefreiheit auf.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Erfassung von Barrierefreiheitsanforderungen in Form von Gherkin-Szenarien zu einer schnelleren Bearbeitung von Aufgaben und höheren Zufriedenheit mit dem Entwicklungsansatz im Scrum-Team beiträgt. Ferner wurde deutlich, dass die Schulung des Personals unerlässlich ist, um die Anforderungen der EN 301 549 und der WCAG vollständig zu erfüllen.
Diese Arbeit macht deutlich, dass Unternehmen zeitnah Maßnahmen ergreifen müssen, um das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz rechtzeitig umsetzen zu können.From mid-2025, the Barrierefreiheitsstärkungsgesetz (Accessibility Reinforcement Act) will oblige many companies in Germany to make their websites and online shops accessible. They will face the challenge of integrating accessibility into the development process of their digital platforms in the future.
To facilitate this, we designed a development process for accessible web applications in Scrum as part of this thesis, which was validated in an experiment with subsequent heuristic evaluation and a survey in an e-commerce company. The development process deals with the inclusion of accessibility in Scrum elements such as Product Backlog Items, the Definition of Ready and Definition of Done. It also identifies best practices in dealing with the implementation and testing of accessibility.
The results showed that capturing accessibility requirements in the form of Gherkin scenarios contributes to faster completion of tasks and higher satisfaction with the development approach in the Scrum team. It also became clear that staff training is essential in order to fully comply with the requirements of EN 301 549 and WCAG.
This thesis makes it clear that companies need to take prompt action in order to be able to implement the Barrierefreiheitsstärkungsgesetz in time
Assistenz zur Erstellung von barrierefreien Word-Dokumenten in Virtual Reality
Full text linkDie Barrierefreiheit digitaler Inhalte ist ein essenzieller Bestandteil der Inklusion und durch das Barrierefreiheitsstärkungsgesetz rechtlich verankert.
Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Entwicklung und Evaluation eines Assistenzsystems zur Erstellung barrierefreier Word-Dokumente innerhalb einer Virtual-Reality-Umgebung. Hierfür wurden anhand vorliegender Literatur Anforderungen an solch ein Assistenzsystem abgeleitet. Auf Grundlage dieser Anforderungen wurden zwei Gestaltungslösungen entwickelt, ein textbasierter und ein sprachbasierter Assistent, die gegenübergestellt wurden. Beide Assistenzsysteme wurden mit Hilfe der Apple Vision Pro getestet und hinsichtlich ihrer User Experience verglichen. Hierzu wurde eine Within-Group-Studie mit 11 Probanden unter Verwendung der Wizard-of-Oz-Methode durchgeführt.
Die quantitativen Daten wurden durch einen User Experience Questionnaire erhoben, qualitative Erkenntnisse wurden aus halbstrukturierten Interviews gewonnen. Das halbstrukturierte Interview wurde nach Braun und Clarke ausgewertet.
Beide Assistenzsysteme boten eine grundsätzlich positive User Experience. Der textbasierte Assistent überzeugte durch seine pragmatische Qualität, da er unaufdringlich war und den Arbeitsfluss nichtstörte. Der sprachbasierte Assistent überzeugte durch seine hedonische Qualität, da die Stimme des Assistenten einen positiven Eindruck bei den Probanden hinterließ und die Möglichkeit bot, mit diesem über Spracheingaben zu interagieren.The accessibility of digital content is an essential component of inclusion and is legally anchored through the Barrierefreiheitsstärkungsgesetz. The aim of this thesis is the development and evaluation of an assistance system for creating accessible Word documents within a virtual reality environment. Based on existing literature, requirements for such an assistance system were derived. Two design solutions were developed based on these requirements: a text-based and a voice-based assistant, which were compared against each other. Both assistance systems were tested using the Apple Vision Pro and evaluated in terms of their user experience. A within-group study was conducted with 11 participants using the Wizard-of-Oz method. Quantitative data was collected through a User Experience Questionnaire, while qualitative insights were obtained from semi-structured interviews. The semi-structured interviews were analyzed according to Braun and Clarke.
Both assistance systems provided a generally positive user experience. The text-based assistant impressed with its pragmatic quality, as it was unobtrusive and did not disrupt the workflow. The voice-based assistant stood out for its hedonic quality, as the assistant’s voice left a positive impression on the participants and offered the opportunity for interaction via voice input
Nicht-visuelle Interaktion bei Videospielen – Entwicklung eines zugänglichen Serious Games mit Vibrationen und Sounds
Full text linkDie Nachfrage an Videospielen ist in den letzten Jahren stark gestiegen,
während weniger als die Hälfte der Entwickler angeben, dass
Barrierefreiheitsmaßnahmen in aktuellen Projekten integriert werden.
Werkzeuge und Richtlinien sind hilfreich bei der Implementierung von
barrierefreien Videospielen. Weitere Referenzen werden jedoch benötigt, um
auf die Barrierefreiheit aufmerksam zu machen.
Diese Arbeit ermittelt die Auswirkungen eines Serious Games auf blinde und
sehende Spieler. Schwerpunkt ist die Implementierung von Maßnahmen für
blinde Spieler. Anhand einer Analyse von ausgezeichneten Videospielen und
Filterung der Xbox Accessibility Guidelines, wurde „Sensory“ entwickelt. Das
Spiel wurde durch eine Benutzerstudie mit 11 Teilnehmern validiert. Während
der Benutzerstudie wurde das Spiel getestet und dadurch wurden Usability-
Probleme entdeckt. Anhand der Benutzerstudie konnte der Spielspaß und
Lerneffekt bestätigt werden.
Die Auswertung der Studie zeigt, dass Geräusche und Vibrationen den
Spielspaß für blinde Spieler positiv beeinflussen. Die Steuerung und fehlenden
Einstellungen wirken sich negativ aus. Außerdem erhalten sehende Spieler
einen Einblick in die barrierefreie Entwicklung von Videospielen und dadurch
wird die Empathie für Barrierefreiheit gesteigert.Demand for video games has increased in the recent years, while less than half
of developers report incorporating accessibility measures into current projects.
Tools and guidelines are helpful for the implementation of accessible video
games. However, more references are needed to draw attention to accessibility.
This work determines the impact of a serious game on blind and sighted
players. The focus is on the implementation of features for blind players. The
game „Sensory“ was developed, based on an analysis of awarded video games
and filtering of the Xbox Accessibility Guidelines. The game was validated
through a user study with 11 participants. The study uses feedback from the
participants to find usability problems. The evaluation of the players has
confirmed the fun and learning effect.
The evaluation of the study shows that sounds and vibrations positively
influence the game fun for blind players, while the controls and missing settings
have a negative effect. Sighted players receive examples of accessible
development, through which their empathy for accessibility is increased
Measuring Adoption of Phishing-Resistant Authentication Methods on the Web
Full text linkPassword-based authentication is widely used online, despite its numerous shortcomings, enabling attackers to take over users’ accounts. Phishing-resistant Fast IDentity Online (FIDO) credentials have therefore been proposed to improve account security and authentication user experience. With the recent introduction of FIDO-based passkeys, industry-leading corporations aim to drive widespread adoption of passwordless authentication to eliminate some of the most common account takeover attacks their users are exposed to. This thesis presents the first iteration of a distributed web crawler measuring the adoption of FIDO-based authentication methods on the web to observe ongoing developments and assess the viability of the promised passwordless future. The feasibility of automatically detecting authentication methods is investigated by analyzing crawled web content. Because today’s web is increasingly client-side rendered, capturing relevant data with traditional scraping methods is challenging. Thus, the traditional approach is compared to the browser-based crawling of dynamic content to optimize the detection rate. The results show that authentication method detection is possible, although there are some limitations regarding accuracy and coverage. Moreover, browser-based crawling is found to significantly increase detection rate
Machine Learning Based Reconstruction of Non-Regularly Sampled Raw Images
Full text linkToday’s digital cameras use a mosaic of red, green, and blue color filters to capture images in three color channels on a single sensor plane. This thesis investigates the use of convolutional neural networks (CNNs) for demosaicing – the process of reconstructing full-color images from raw mosaic sensor data. While there are existing CNNs for demosaicing raw images from the well-established regular Bayer color filter array (CFA), this thesis focuses on how they perform on alternative non-regular sampling patterns that produce less aliasing artifacts, namely the stochastic Gaussian- and the RandomQuarter sampling pattern (Backes and Fröhlich, 2020).
A basic UNet (Ronneberger et al., 2015) and the spatially adaptive SANet (T. Zhang et al., 2022) are implemented in a supervised training pipeline based on the PixelShift200 image dataset (Qian et al., 2021) to investigate their suitability for the irregular demosaicing task. The experiments indicate that the basic UNet encounters difficulties in restoring the missing color values, whereas the spatially adaptive convolutional layers help in processing the irregularly sampled raw images.
In addition, this thesis enhances SANet effectiveness by employing an alternative residual branch based on a CFA-normalized Gaussian filter, as well as a tileable modification to the Gaussian CFA pattern. The modified SANet is shown to outperform the conventional dFSR algorithm (Backes & Fröhlich, 2020) in terms of peak signal to noise ratio (PSNR) and structural similarity index measure (SSIM).Moderne Digitalkameras nutzen ein Pixel-Mosaik aus roten, grünen und blauen Farbfiltern auf dem Kamerasensor (auch Color-Filter-Array, CFA genannt), um Bilddaten in drei Farbkanälen auf einer einzigen Sensorschicht zu erfassen. In dieser Bachelorarbeit wird der Einsatz von Convolutional-Neural-Networks (CNNs) für das Demosaicing untersucht, also für die Rekonstruktion von Vollfarbbildern aus Rohdaten von Kamerasensoren mit Farbfiltermosaik. Während bereits CNNs für das Demosaicing von regelmäßig gesampleten Rohbildern des Bayer-Sensors existieren, konzentriert sich diese Arbeit darauf, welche CNNs sich für alternative, unregelmäßige Abtastmuster eignen, die weniger Aliasing-Artefakte erzeugen. Konkret werden das stochastische Gauss- und das RandomQuarter-Abtastmuster (Backes & Fröhlich, 2020) untersucht.
Ein einfaches UNet (Ronneberger et al., 2015) und das räumlich adaptive SANet (T. Zhang et al., 2022) werden in einer überwachten Trainingspipeline basierend auf dem PixelShift200-Bilddatensatz (Qian et al., 2021) implementiert, um ihre Eignung für die Aufgabe des irregulären Demosaicing zu untersuchen. Die Experimente zeigen, dass das einfache UNet auf Schwierigkeiten bei der Wiederherstellung der fehlenden Farbwerte stößt, während die räumlich adaptiven (spatially-adaptive) Convolution-Layer die Rekonstruktion der unregelmäßig abgetasteten Rohbilder verbessern.
Zusätzlich wird in dieser Arbeit die Leistungsfähigkeit des SANets durch einen alternativen Residual-Zweig auf Basis eines CFA-normalisierten Gaussfilters sowie durch eine kachelbare Modifikation des Gauss-CFAs erhöht. Das modifizierte SANet übertrifft den herkömmlichen dFSR-Algorithmus (Backes & Fröhlich, 2020) in Bezug auf Peak-Signal-to-Noise-Ratio (PSNR) und Structural-Similarity-Index-Measure (SSIM)