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Weimar Open Access

Multi-frame rate rendering is a parallel rendering technique that renders interactive parts of a scene on one graphics card while the rest of the scene is rendered asynchronously on a second graphics card. The resulting color and depth images of both render processes are composited, by optical superposition or digital composition, and displayed. The results of a user study confirm that multi-frame rate rendering can significantly improve the interaction performance. Multi-frame rate rendering is naturally implemented on a graphics cluster. With the recent availability of multiple graphics cards in standalone systems the method can also be implemented on a single computer system where memory bandwidth is much higher compared to off-the-shelf networking technology. This decreases overall latency and further improves interactivity. Multi-frame rate rendering was also investigated on a single graphics processor by interleaving the rendering streams for the interactive elements and the rest of the scene. This approach enables the use of multi-frame rate rendering on low-end graphics systems such as laptops, mobile phones, and PDAs. Advanced multi-frame rate rendering techniques reduce the limitations of the basic approach. The interactive manipulation of light sources and their parameters affects the entire scene. A multi-GPU deferred shading method is presented that splits the rendering task into a rasterization and lighting pass and assigns the passes to the appropriate image generators such that light manipulations at high frame rates become possible. A parallel volume rendering technique allows the manipulation of objects inside a translucent volume at high frame rates. This approach is useful for example in medical applications, where small probes need to be positioned inside a computed-tomography image. Due to the asynchronous nature of multi-frame rate rendering artifacts may occur during migration of objects from the slow to the fast graphics card, and vice versa. Proper state management allows to almost completely avoid these artifacts. Multi-frame rate rendering significantly improves the interactive manipulation of objects and lighting effects. This leads to a considerable increase of the size for 3D scenes that can be manipulated compared to conventional methods.

Aus den beidseitigen Wassereinstau von Flussdeichen, resultieren neue Belastungssituationen innerhalb eines Flussdeiches. Die neu eintretenden Wechselwirkungen von Erdstoffschichten mit der Sickerströmung können an der Grenzschicht von einer bindigen zu einer nichtbindigen Erdstoffschicht zum Materialtransport führen. Der Austrag von Feinmaterial aus der Dichtungsschicht (Basisschicht) kann mit Erdstofffiltern (Filterschicht) bestimmter Kornzusammensetzung verhindert werden. Bei diesem Vorgang wird das feine Material bei Durchströmung der Filterschicht an der Oberfläche bzw. im Inneren einer Filterschicht abgetrennt bzw. am Transportvorgang zurückgehalten. In dieser Forschungsarbeit wurden durch Versuche die Ansätze zur geometrische Stabilität herausgearbeitet. Die Auswertung der Versuchsergebnisse bezog sich auf die initiale Wasserdurchlässigkeit, auf die Filtercharakteristik sowie die Wasserdurchlässigkeit bei Suspensionsströmung und die Betrachtung der geometrischen Stabilität des Systems aus Suspension und Filter.

Coupling of scales in a multiscale simulation using neural networks

Entsprechend des jeweiligen Erhaltungszustandes einer Straße müssen immer wieder Arbeitsstellen eingerichtet werden, um Baumaßnahmen zum Substanzerhalt der Straßeninfrastruktur durchzuführen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit solchen Arbeitsstellen an vierstreifigen Autobahnen. Für vierstreifige Autobahnen ergibt sich aus den bestehenden Regelwerken und Anforderungen des Straßenbaulastträgers die Erfordernis, möglichst Behelfsverkehrsführungen der Form 4+0 einzurichten. Ferner sollen die beiden Fahrtrichtungen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit möglichst durch transportable Schutzeinrichtungen getrennt werden. Unter Berücksichtigung der Mindestwerte die in den gültigen Regelwerken für Behelfsfahrstreifen genannt werden, ergibt sich für eine Behelfsverkehrsführung der Form 4+0, mit Trennung des Gegenverkehrs durch transportable Schutzeinrichtungen, eine Mindestbreite von 12,0 m, die als befestigte Fläche zur Verfügung stehen muss. In der Praxis haben die Richtungsfahrbahnen von vierstreifigen Autobahnen in der Regel Breiten der befestigten Fläche von deutlich weniger als 12,0 m. Daher werden in der Baupraxis Kompromisslösungen eingesetzt, die im wesentlichen darauf beruhen, entweder eine andere Verkehrsführung als 4+0 einzusetzen, auf die Trennung mittels transportabler Schutzeinrichtung zu verzichten, die Fahrstreifenbreiten unter das geforderte Mindestmaß zu verringern oder die Breite der befestigten Fläche im Vorfeld der Maßnahme baulich zu verbreitern. Die vorliegende Arbeit nimmt sich dieser Problematik an. Hierzu werden die bestehenden Anforderungen und Randbedingungen analysiert, die hieraus resultierenden Konflikte beschrieben und die in der Praxis eingesetzten Varianten, Kombinationen aus Behelfsfahrstreifenbreiten, Verkehrsführung und Trennungssystem, vergleichend bewertet. Dieser Vergleich erfolgt für verschiedene Breiten der Richtungsfahrbahnen und für verschiedene Verkehrsstärken. Aufgabe des Vergleichs war es, die Variante herauszufinden, welche unter bestimmten Randbedingungen (wie z. B. Verkehrsstärke, Höhe der Baukosten) die niedrigsten volkswirtschaftlichen Gesamtkosten aufweist. Als Vergleichsverfahren wurde ein volkswirtschaftlicher Ansatz gewählt. Für die Durchführung des volkswirtschaftlichen Vergleiches wurde zunächst analysiert, auf welche bewertungsrelevanten Größen sich die untersuchten Varianten auswirken. Hierbei stellten sich die Größen Investitionskosten, Arbeitsstellendauer, Fahrzeuggeschwindigkeiten und Unfallkosten als die relevanten Einflussgrößen dar. Die Wirkungen der eingesetzten Varianten auf die relevanten Einflussgrößen mussten im Rahmen der vorliegenden Arbeit quantifiziert werden. Die Quantifizierung der Wirkungen erfolgte daher weitgehend im Rahmen der vorliegenden Arbeit, bestehende Kenntnislücken konnten durch die vorliegende Arbeit verkleinert werden. Als Grundlage zur Quantifizierung der Wirkungen konnte dabei auf vorhandene empirische Daten und Auswertungen zurückgegriffen werden. Zur Absicherung der, durch das volkswirtschaftliche Bewertungsverfahren erzielten Berechnungsergebnisse, wurden in der Berechnung maßgebliche Kenngrößen variiert. Hierdurch konnten Aussagen zur Sensitivität der Berechnungsergebnisse erzielt werden. Die Arbeit zeigt, dass ein Vergleich der betrachteten Varianten mit dem in der Arbeit angepassten Bewertungsverfahren möglich ist. Für die untersuchten Varianten wurden jeweils deren volkswirtschaftliche Vor- und Nachteile herausgearbeitet und aufgezeigt, aus welchen der betrachteten Felder (Verkehrsablauf, Verkehrssicherheit, Kosten, Umwelt) diese Vor- und Nachteile resultieren. Die erzielten Berechnungsergebnisse wurden dahingehend ausgearbeitet, dass Einsatzempfehlungen für die einzelnen Varianten gegeben werden konnten. Dabei wurden jeweils Empfehlungen für vier verschiedene Breiten der befestigten Fläche, drei unterschiedliche Baukostenansätze und sechs verschiedene Verkehrsstärken gegeben. Durch die Arbeit konnten einige bislang vorhandene Kenntnislücken geschlossen bzw. verkleinert werden, dies betrifft z. B. die Darstellung der Zusammenhänge zwischen Behelfsverkehrsführung, Baukosten und Bauzeit, die Ermittlung von Unfallkenngrößen für verschiedene Verkehrsführungen und Behelfsfahrstreifenbreiten, die Ermittlung von Verkehrsstärke-Geschwindigkeitsbeziehungen für verschiedene Verkehrsführungen und Behelfsfahrstreifenbreiten sowie die Ableitung von Mindestbreiten von Behelfsfahrstreifen. Durch die Arbeit konnte auch aufgezeigt werden, dass in einigen Teilbereichen noch weiterer Forschungsbedarf besteht.

The intention of this thesis is to analyse the performance of the theory and the practice of the integrated development planning by Cape Town’s local government in two Townships named Nyanga and Philippi between 1999 and 2001. Since then the local government aimed to supply a planning approach that is of an integrative nature, opposed to the disintegrative one during Apartheid before 1994. South Africa’s primary instrument for development is named the Integrated Development Plan (IDP). This instrument is primarily responsible for socioeconomic development but significantly affects and considers spatial planning aspects as well. Between 1999 and 2001 the five selected project cases along the Ingulube Drive in Nyanga and Philippi under the umbrella of the Dignified Places rogramme have been implemented. The study analysis aims to investigate a specific momentum in time, where spatial practice in South Africa began to experience a new, integrative approach. Furthermore, the study is embedded in the planning conventions in Cape Town’s black Townships before, during and after Apartheid. ...