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Modern immersive telepresence systems enable people at different locations to meet in virtual environments using realistic three-dimensional representations of their bodies. For the realization of such a three-dimensional version of a video conferencing system, each user is continuously recorded in 3D. These 3D recordings are exchanged over the network between remote sites. At each site, the remote recordings of the users, referred to as 3D video avatars, are seamlessly integrated into a shared virtual scenery and displayed in stereoscopic 3D for each user from his or her perspective. This thesis reports on algorithmic and technical contributions to modern immersive telepresence systems and presents the design, implementation and evaluation of the first immersive group-to-group telepresence system in which each user is represented as realistic life-size 3D video avatar. The system enabled two remote user groups to meet and collaborate in a consistent shared virtual environment. The system relied on novel methods for the precise calibration and registration of color- and depth- sensors (RGBD) into the coordinate system of the application as well as an advanced distributed processing pipeline that reconstructs realistic 3D video avatars in real-time. During the course of this thesis, the calibration of 3D capturing systems was greatly improved. While the first development focused on precisely calibrating individual RGBD-sensors, the second stage presents a new method for calibrating and registering multiple color and depth sensors at a very high precision throughout a large 3D capturing volume. This method was further refined by a novel automatic optimization process that significantly speeds up the manual operation and yields similarly high accuracy. A core benefit of the new calibration method is its high runtime efficiency by directly mapping from raw depth sensor measurements into an application coordinate system and to the coordinates of its associated color sensor. As a result, the calibration method is an efficient solution in terms of precision and applicability in virtual reality and immersive telepresence applications. In addition to the core contributions, the results of two case studies which address 3D reconstruction and data streaming lead to the final conclusion of this thesis and to directions of future work in the rapidly advancing field of immersive telepresence research.

Zum Begriff Illustration scheint ein Missverhältnis zwischen wissenschaftlicher Rezeption und praktischem Gegenstand vorzuliegen. Traditionell bezeichnet der Begriff Illustration ein Bild, das einen textlich vorangestellten Inhalt noch einmal visuell wiederholt und auf diesem Weg in einem Abbild verdoppelt. Traditionelle Illustration benennt also ein sekundäres, explizit von einem anderen Inhalt abhängiges Bild, das auch weggelassen werden könnte, ohne das Inhalt verloren geht. Genutzt wird dieser traditionelle Illustrationsbegriff heute unter anderem in den Forschungsfeldern der Kunstgeschichte, der Bildwissenschaften und der Literatur­wissenschaften. Aus der Perpektive der Praxis birgt der traditionelle Illustrationsbegriff ein grundsätzliches Problem in sich. Er versucht, mit einer statischen Definition ein äußerst lebendiges visuelles Phänomen unserer heutigen Zeit zu beschreiben. Professionelle Berufszeichner, die sogenannten Illustratorinnen und Illustratoren, kreieren heute Werke, die mit dem traditionellen Illustrations­begriff nicht mehr beschreibbar sind. Mehr noch, der traditionelle Illustrationsbegriff macht blind für diese Entwicklungen, die sich deshalb außerhalb des wissenschaft­lichen Diskurses abspielen. Die vorliegende Arbeit möchte deshalb einen Blick auf den Zustand zeitgenössischer literarischer Buch­illustration werfen, um den Begriff der Illustration in seiner aktuellen Unschärfe zu präzisieren, zu erweitern und somit zu aktualisieren.

Die Gase Sauerstoff und Stickstoff werden für eine Vielzahl an technischen, industriellen, biologischen und medizinischen Einsatzzwecken benötigt. So liegen Anwendungsgebiete dieser Gase neben der klassischen metallverarbeitenden und der chemischen Industrie bei Sauerstoff vor allem in der Medizin, Verbrennungs- und Kläranlagenoptimierung sowie der Fischzucht und bei Stickstoff als Schutz- beziehungsweise Inertgas in der Kunststoffindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie dem Brandschutz. Die Bereitstellung der Gase Sauerstoff und Stickstoff wird nahezu ausschließlich durch die Abtrennung aus der Umgebungsluft realisiert, welche aus ca. 78 Vol.-% Stickstoff, 21 Vol.-% Sauerstoff und 1 Vol.-% Spurengasen (Ar, CO2, Ne, He, ...) besteht. Am Markt etablierte Verfahren der Luftzerlegung sind das Linde-, das PSA- (pressure swing adsorption/Druckwechseladsorption) oder verschiedene Membran-Verfahren. Hierdurch werden die benötigten Gase entweder direkt vor Ort beim Verbraucher erzeugt (PSA- und Polymer-Membranverfahren: geringe Reinheiten) oder zentral in großen Anlagen hergestellt (Linde-Verfahren: hohe Reinheiten) und anschließend zum Verbraucher in Form von Flaschen- oder Tankgasen geliefert (Tansportkosten). Für kleinere Verbraucher mit hohen Ansprüchen an die Reinheit des benötigten Sauerstoffs beziehungsweise Stickstoffs ergibt sich nur die Möglichkeit, die Gase als kostenintensive Transportgase zentraler Gaseversorger zu beziehen und sich somit in eine Abhängigkeit (Lieferverträge, Flaschen-/Tankmieten, ...) zu diesen zu begeben sowie eine eigene Lagerhaltung für die benötigten Gase (Mehraufwand, Lagerkosten, Platzbedarf) zu betreiben. Ziel dieser Arbeit ist es, keramische Material-Systeme auf Basis chemischer Hochtemperatur-Reaktionen als Reaktive Oxidkeramiken zu entwickeln und diese hinsichtlich eines möglichen Einsatzes für die Sauerstoffseparation in neuartigen Luftzerlegungsanlagen zu untersuchen. Derartige Anlagen sollen in ihrem Prinzip an die regenerative Sauerstoffseparation angelehnt sein und in ihren Reaktoren die Reaktiven Oxidkeramiken als Festbett-Material abwechselnd mit Luft be- und Vakuum oder O2-armen Atmosphären entladen. Die Verwendung Reaktiver Oxidkeramiken, welche im Vergleich zu den bisherigen Materialien höhere Sauerstoffaustauschmengen und -raten bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Korrosionsbeständigkeit sowie relativ einfacher Handhabe aufweisen würden, soll ein Schritt in Richtung einer effizienten alternativen Luftzerlegungstechnologie sein. Mit den Reaktiven Oxidkeramiken in einer Luftzerlegungsanlage sollte es im besten Fall möglich sein, in kleinen Anlagen sehr reinen Sauerstoff und zugleich sauerstofffreies Inertgas zu erzeugen sowie eine Sauerstoffan- oder -abreicherung von Luft, Prozess- oder Abgasen zu generieren. Somit besäße eine solche, auf Reaktiven Oxidkeramiken basierende Technologie sehr weit gefächerte Einsatzgebiete und demzufolge ein enormes wirtschaftliches Potential.

Railway systems are highly competitive compared with other means of transportation because of their distinct advantages in speed, convenience and safety. Therefore, the demand for railway transportation is increasing around the world. Constructing railway tracks and related engineering structures in areas with loose or soft cohesive subgrade usually leads to problems, such as excessive settlement, deformation and instability. Several remedies have been proposed to avoid or reduce such problems, including the replacement of soft soil and the construction of piles or stone columns. This thesis aims to expand the geotechnical knowledge of how to improve subgrade ballasted railway tracks, using stone columns and numerical modeling for the railway infrastructure. Three aspects are considered: i) railway track dynamics modeling and validation by field measurements, ii) modeling and parametric studies on stone columns, and iii) studies on the linear and non-linear behavior of stone columns under the dynamic load of trains. The first step of this research was to develop a reliable numerical model of a railway track. The finite element method in a time domain was used for either a 2D plane strain or 3D analysis. Individual methods for modeling a train load in 2D and 3D were implemented and are discussed in this thesis. The developed loading method was validated with three different railway tracks using obtained vibration measurements. Later, these numerical models were used to analyze the influence of stone column length and train speed in the stress field. The performance of the treated ground depends on various parameters, such as the strength of stone columns, spacing, length and diameter of the columns. Therefore, the second step was devoted to a parameter study of stone columns as a unit cell with an axisymmetric condition. The results showed that even short stone columns were effective for settlement reduction, and area of replacement was the main influential parameter in their performance. The third part of this thesis focuses on a hypothetical railway-track response to the passage of various train speeds and the influence of stone-column length. The stress-strain response of subgrade is analyzed under either an elastic–perfectly plastic or advanced constitutive model. The non-linear soil response in the finite element method and the impact of train speed and stone column length on railway tracks are also evaluated. Moreover, the reductions of induced vibration – in both a horizontal and a vertical direction – after improvement are investigated.

The capitalization of ‘certified’ sustainable building sector will be investigated over the power theory of value approach of Jonathan Nitzan and Shimshon Bichler. The study will be initiated by questioning why the environment problems are one of the first items on the agenda and by sharing the ideas of scholars who approaches the subject skeptically, because the predominant literature underlying the necessity and prominence of the topic is already well-known and adapted by the majority. Over the theory developed by Nitzan and Bichler, the concepts of capitalization, strategic sabotage, power, legitimacy, and obedience will be discussed. The hypothesis of “the absentee owners of the construction sector, holding the whip hand and capitalizing the ecology, control the growth and the creativity of green building production and make it carbon-dependent, in order to increase their profit margin” will be questioned. To strengthen the arguments in the hypothesis, the factors, the institutional arrangements, value measurement methods, which affect directly the net present value, will be investigated both in corporation and in building scale in detail, because net present value/ capitalization is asserted as the most important criteria by Nitzan and Bichler to make the investment decisions in the capitalist economic system. To trace the implications of power and the strategic sabotage that power caused, as the empirical dimension of this dissertation, an interface exploring the correlational ties between the climate responsive architecture and the ever changing political, economical, and social contexts and building economics praxis by decades will be developed and the expert interviews will be conducted with the design teams and the appraisers.