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Keywords
We present a system that applies a custom-built pan-tilt-zoom camera for laser-pointer tracking in arbitrary real environments. Once placed in a building environment, it carries out a fully automatic self-registration, registrations of projectors, and sampling of surface parameters, such as geometry and reflectivity. After these steps, it can be used for tracking a laser spot on the surface as well as an LED marker in 3D space, using inter-playing fisheye context and controllable detail cameras. The captured surface information can be used for masking out areas that are critical to laser-pointer tracking, and for guiding geometric and radiometric image correction techniques that enable a projector-based augmentation on arbitrary surfaces. We describe a distributed software framework that couples laser-pointer tracking for interaction, projector-based AR as well as video see-through AR for visualizations with the domain specific functionality of existing desktop tools for architectural planning, simulation and building surveying.
Although audio guides are widely established in many museums, they suffer from several drawbacks compared to state-of-the-art multimedia technologies: First, they provide only audible information to museum visitors, while other forms of media presentation, such as reading text or video could be beneficial for museum guidance tasks. Second, they are not very intuitive. Reference numbers have to be manually keyed in by the visitor before information about the exhibit is provided. These numbers are either displayed on visible tags that are located near the exhibited objects, or are printed in brochures that have to be carried. Third, offering mobile guidance equipment to visitors leads to acquisition and maintenance costs that have to be covered by the museum. With our project PhoneGuide we aim at solving these problems by enabling the application of conventional camera-equipped mobile phones for museum guidance purposes. The advantages are obvious: First, today’s off-the-shelf mobile phones offer a rich pallet of multimedia functionalities ---ranging from audio (over speaker or head-set) and video (graphics, images, movies) to simple tactile feedback (vibration). Second, integrated cameras, improvements in processor performance and more memory space enable supporting advanced computer vision algorithms. Instead of keying in reference numbers, objects can be recognized automatically by taking non-persistent photographs of them. This is more intuitive and saves museum curators from distributing and maintaining a large number of physical (visible or invisible) tags. Together with a few sensor-equipped reference tags only, computer vision based object recognition allows for the classification of single objects; whereas overlapping signal ranges of object-distinct active tags (such as RFID) would prevent the identification of individuals that are grouped closely together. Third, since we assume that museum visitors will be able to use their own devices, the acquisition and maintenance cost for museum-owned devices decreases.
We present an enhancement towards adaptive video training for PhoneGuide, a digital museum guidance system for ordinary camera–equipped mobile phones. It enables museum visitors to identify exhibits by capturing photos of them. In this article, a combined solution of object recognition and pervasive tracking is extended to a client–server–system for improving data acquisition and for supporting scale–invariant object recognition.
In this paper we present a novel adaptive imperceptible pattern projection technique that considers parameters of human visual perception. A coded image that is invisible for human observers is temporally integrated into the projected image, but can be reconstructed by a synchronized camera. The embedded code is dynamically adjusted on the fly to guarantee its non-perceivability and to adapt it to the current camera pose. Linked with real-time flash keying, for instance, this enables in-shot optical tracking using a dynamic multi-resolution marker technique. A sample prototype is realized that demonstrates the application of our method in the context of augmentations in television studios.
Radiometric compensation techniques allow seamless projections onto complex everyday surfaces. Implemented with projector-camera systems they support the presentation of visual content in situations where projection-optimized screens are not available or not desired - as in museums, historic sites, air-plane cabins, or stage performances. We propose a novel approach that employs the full light transport between a projector and a camera to account for many illumination aspects, such as interreflections, refractions and defocus. Precomputing the inverse light transport in combination with an efficient implementation on the GPU makes the real-time compensation of captured local and global light modulations possible.
Capturing the interaction of users in a room based on real-world and electronic sensors provides valuable input for their interactive stories. However, in such complex scenarios there is a gap between the huge amount of rather fine-grained data that is captured and the story summarising and representing the most significant aspects of the interaction. In this paper we present the CollaborationBus Aqua editor that provides an easy to use graphical editor for capturing, authoring, and sharing stories based on mixed-reality scenarios.
Presence, Privacy, and PRIMIFaces: Towards Selective Information Disclosure in Instant Messaging
(2008)
Efficient distant cooperation often requires spontaneous ad-hoc social interaction, which is only possible with adequate information on the prospective communication partner. This often requires disclosing and sharing personal information via tools such as instant messaging systems and can conflict with the users’ wishes for privacy. In this paper we present an initial study investigating this trade-off and discuss implications for the design of instant messaging systems. We present the functionality and design of the PRIMIFaces instant messaging prototype supporting flexible identity management and selective information disclosure.
Digital storytelling of remote social interaction, where the situation of a remote group distributed over two locations is captured and a story is generated for later retrieval, can provide valuable insight into the structure and processes in a group. Yet, capturing these situations is a challenge—both from a technical perspective, and from a social perspective. In this paper we present CoLocScribe: a concept and prototype of an advanced media space featuring ubiquitous computing technology for capturing remote social interaction as well as a study of its use providing valuable feedback for the captured persons as well as input for the authors.
Dynamic Bluescreens
(2008)
Blue screens and chroma keying technology are essential for digital video composition. Professional studios apply tracking technology to record the camera path for perspective augmentations of the original video footage. Although this technology is well established, it does not offer a great deal of flexibility. For shootings at non-studio sets, physical blue screens might have to be installed, or parts have to be recorded in a studio separately. We present a simple and flexible way of projecting corrected keying colors onto arbitrary diffuse surfaces using synchronized projectors and radiometric compensation. Thereby, the reflectance of the underlying real surface is neutralized. A temporal multiplexing between projection and flash illumination allows capturing the fully lit scene, while still being able to key the foreground objects. In addition, we embed spatial codes into the projected key image to enable the tracking of the camera. Furthermore, the reconstruction of the scene geometry is implicitly supported.
Superimposing Dynamic Range
(2008)
We present a simple and cost-efficient way of extending contrast, perceived tonal resolution, and the color space of static hardcopy images, beyond the capabilities of hardcopy devices or low-dynamic range displays alone. A calibrated projector-camera system is applied for automatic registration, scanning and superimposition of hardcopies. We explain how high-dynamic range content can be split for linear devices with different capabilities, how luminance quantization can be optimized with respect to the non-linear response of the human visual system as well as for the discrete nature of the applied modulation devices; and how inverse tone-mapping can be adapted in case only untreated hardcopies and softcopies (such as regular photographs) are available. We believe that our approach has the potential to complement hardcopy-based technologies, such as X-ray prints for filmless imaging, in domains that operate with high quality static image content, like radiology and other medical fields, or astronomy.
Coded Aperture Projection
(2008)
In computer vision, optical defocus is often described as convolution with a filter kernel that corresponds to an image of the aperture being used by the imaging device. The degree of defocus correlates to the scale of the kernel. Convolving an image with the inverse aperture kernel will digitally sharpen the image and consequently compensate optical defocus. This is referred to as deconvolution or inverse filtering. In frequency domain, the reciprocal of the filter kernel is its inverse, and deconvolution reduces to a division. Low magnitudes in the Fourier transform of the aperture image, however, lead to intensity values in spatial domain that exceed the displayable range. Therefore, the corresponding frequencies are not considered, which then results in visible ringing artifacts in the final projection. This is the main limitation of previous approaches, since in frequency domain the Gaussian PSF of spherical apertures does contain a large fraction of low Fourier magnitudes. Applying only small kernel scales will reduce the number of low Fourier magnitudes (and consequently the ringing artifacts) -- but will also lead only to minor focus improvements. To overcome this problem, we apply a coded aperture whose Fourier transform has less low magnitudes initially. Consequently, more frequencies are retained and more image details are reconstructed.
Superimposing Dynamic Range
(2008)
Replacing a uniform illumination by a high-frequent illumination enhances the contrast of observed and captured images. We modulate spatially and temporally multiplexed (projected) light with reflective or transmissive matter to achieve high dynamic range visualizations of radiological images on printed paper or ePaper, and to boost the optical contrast of images viewed or imaged with light microscopes.
This term paper presents a literature review and discusses concepts of the following point: 1- Factors affecting small-strain stiffness in soil; 2- Methods to determine small-strain shear stiffness in laboratory and in-situ; 3- Brief introduction into wave propagation and 4- Bender elements technique to determine shear wave velocity in soil.
The Healthy Cities concept is based on the New Public Health approach. It aims at health promotion at the local level by encouraging community participation and intersectoral collaboration. The paper summarizes findings of research on the Australian Healthy Cities Projects. The long-term study was conducted by the author and is based on a method mix. The results of the study can partially be transferred to Healthy Cities initiatives in other parts of the world. The concept can be linked to Local Agenda 21 initiatives (sustainable urban development).
CAMShift is a well-established and fundamental algorithm for kernel-based visual object tracking. While it performs well with objects that have a simple and constant appearance, it is not robust in more complex cases. As it solely relies on back projected probabilities it can fail in cases when the object's appearance changes (e.g. due to object or camera movement, or due to lighting changes), when similarly colored objects have to be re-detected or when they cross their trajectories. We propose extensions to CAMShift that address and resolve all of these problems. They allow the accumulation of multiple histograms to model more complex object appearance and the continuous monitoring of object identi- ties to handle ambiguous cases of partial or full occlusion. Most steps of our method are carried out on the GPU for achieving real-time tracking of multiple targets simultaneously. We explain an ecient GPU implementations of histogram generation, probability back projection, im- age moments computations, and histogram intersection. All of these techniques make full use of a GPU's high parallelization.
Visually impaired is a common problem for human life in the world wide. The projector-based AR technique has ability to change appearance of real object, and it can help to improve visibility for visually impaired. We propose a new framework for the appearance enhancement with the projector camera system that employed model predictive controller. This framework enables arbitrary image processing such as photo-retouch software in the real world and it helps to improve visibility for visually impaired. In this article, we show the appearance enhancement result of Peli's method and Wolffshon's method for the low vision, Jefferson's method for color vision deficiencies. Through experiment results, the potential of our method to enhance the appearance for visually impaired was confirmed as same as appearance enhancement for the digital image and television viewing.
Anlässlich der Bedeutung und Tragweite des Risikomanagements für die erfolgreiche Abwicklung von Public Private Partnership-Projekten wurde von Juni 2008 bis Oktober 2010 das Forschungsprojekt „Lebenszyklusorientiertes Risikomanagement für PPP-Projekte im öffentlichen Hochbau“ an der Bauhaus-Universität Weimar umgesetzt. Gefördert wurde das Forschungsprojekt aus den Mitteln der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“, welche durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und dem Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) als Projektträger gemeinsam durchgeführt wird. Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Entwicklung eines Integrierten Risikomanagementsystems (abgekürzt: IRMS), das die PPP-Vertragspartner zu einem zielgerichteten und wirtschaftlichen Umgang mit den inkludierten Risiken befähigen soll. Darüber hinaus soll das System eine projektspezifische und innerhalb des gegebenen Handlungsspielraums optimale Risikoverteilung ermöglichen. Der Forschungsbericht untergliedert sich in vier Teile, welche die Arbeitsergebnisse des Forschungsprojektes strukturiert darstellen. Zunächst werden im ersten Teil des Forschungsberichtes die Ergebnisse einer empirischen Untersuchung zum Ist-Zustand des Risikomanagements in PPP-Projekten des öffentlichen Hochbaus als Grundlage für die weiteren Untersuchungen und Ergebnisse des Forschungsprojektes analysiert. Der zweite Teil des Forschungsprojektes beinhaltet ein Kompendium bzw. Werkzeugkasten der Methoden des Risikomanagements. In ihm werden die Verfahren zur Erlangung von risikobezogenen Erkenntnissen oder praktischen Ergebnissen dargestellt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften analysiert. Darüber hinaus werden Allokationskriterien auf der Grundlage der den PPP-Vertragspartnern real zur Verfügung stehenden Informationen definiert, die als Basis sowohl für die Selektion vorteilhafter Risikobewältigungsmaßnahmen als auch für den Nachweis der Vorteilhaftigkeit der Übernahme von Risiken für Auftragnehmer im Risikomanagementprozess dienen. Durch die Anwendung dieser Allokationskriterien im IRMS kann eine optimale Risikoverteilung sowohl für den einzelnen Projektpartner als auch das Gesamtprojekt erreicht werden. Im dritten Teil wird das integrierte Risikomanagement-Prozessmodell über den gesamten Projektlebenszyklus eines PPP-Hochbauprojektes unter Berücksichtigung der relevanten PPP-Vertragspartner dargestellt und erläutert. Es stellt einen wesentlichen Beitrag zur Standardisierung dar und bietet die Möglichkeit für die Praxis, ein Verständnis für die Abläufe und Anforderungen der anderen Vertragspartner weiter zu entwickeln. Das Modell besteht aus drei Ebenen. Auf der ersten Ebene werden die Prozesse aller PPP-Vertragspartner und ihre Interaktion über den Projektlebenszyklus in einer globalen Prozesslandkarte dargestellt. Die zweite Ebene bildet die vertragspartnerspezifischen Prozesslandkarten ab. Den höchsten Detaillierungsgrad weist die dritte Ebene mit den vertragspartnerspezifischen Risikomanagementprozessen auf. Sie bildet die Integration der einzelnen Phasen des Risikomanagementprozesses in die bestehende Ablauforganisation der PPP-Vertragspartner in Form von Prozessflussdiagrammen ab. Von herausragender Bedeutung innerhalb des Risikoprozessmodells ist der Standardprozess Risikoallokation, welcher bei allen Vertragspartnern in den einzelnen Projektphasen verwendet wird. Abhängig von der jeweiligen Zielstellung seiner Verwendung befähigt er sowohl zur Ermittlung der optimalen Risikoallokation unter dem gegebenen Handlungsspielraum des Anwenders als auch zur Auswahl einer optimalen Risikobewältigung für ein Einzelrisiko bzw. Risikobündel innerhalb eines bestehenden Steuerungskonzeptes. Der vierte Teil führt die Erkenntnisse der vorhergehenden Bände in der exemplarischen Ausgestaltung des IRMS zusammen. Es besteht aus dem auf die PPP-Prozesse abgestimmten integrierten Risikomanagement-Prozessmodell, den zu den einzelnen Prozessen gehörenden Methoden sowie organisationsspezifischen Festlegungen. Um die Anwendbarkeit eines solchen IRMS aufzuzeigen, wird exemplarisch die methodische Ausgestaltung des Standardprozesses Risikoallokation vorgestellt.
Viele Unternehmen haben es geschafft sich erfolgreich außerhalb ihres Heimatmarktes zu positionieren. Mit der Liberalisierung der Märkte, gemeinsamen Wirtschaftsräumen und digitaler Technologie wird dies immer einfacher. Die Herausforderungen sind nicht mehr die Landesgrenzen, Währungen oder unterschiedliche Stromspannungen. Es sind die kulturellen Unterschiede und erfolgreiche Mitbewerber aus der ganzen Welt.
Kulturelle Unterschiede spielen eine wichtige Rolle in einem komplexen System aus technischen,
wirtschaftlichen, nutzerbezogenen und ästhetischen Komponenten, die sich kontinuierlich
verändern. Darüber hinaus existiert ein komplexes System an gelernten Symbolen, die in unterschiedlichen Kulturkreisen unterschiedliche Bedeutung und Beachtung finden.
Augenscheinlich stellen sich hier einige Fragen: Wie komme ich als Unternehmen an Informationen über diese unbekannten Märkte, und wie passe ich mein Portfolio, meine Dienstleistungen, meine Kommunikation und meine »Touchpoints« an?
Wir stellen uns zusätzlich die Frage, ob die Designer ebenfalls in diese Prozesse involviert
sind? Welche Erwartungen werden an das Design in den kommenden Jahren gestellt? Wie unterschiedlich sind die Vorgehensweisen in kleinen, mittleren und großen Unternehmen? Welche neuen Design Aktivitäten entstehen bei diesen globalen Prozessen?
Eins scheint relativ klar zu sein: Große Unternehmen investieren massiv in Gestaltung und Designkompetenz: Sie kaufen sich in Designbüros ein, investieren in die Design Management Ausbildung ihrer Mitarbeiter und nehmen an immer mehr Designawards teil. Wir richten in dieser Studie den Fokus auf kleine, mittlere, große und sehr große Unternehmen um ihre Erfolgsmuster im »GlobalDesign « herauszuarbeiten.
Zusammenfassung:
Der Freistaat Thüringen und die Bauhaus-Universität Weimar haben im Jahr 2011 eine Kooperation zur „Nachwuchsförderung Gebäude-Energieeffizienz in Thüringen (NaGET)“ geschlossen. Ziel der Zusammenarbeit war die Erforschung der energetischen Qualität der Landesgebäude, um daraus Empfehlungen für eine Priorisierung energetischer Sanierungsmaßnahmen ableiten zu können.Im Ergebnis der Untersuchungen wird den Entscheidungsträgern mit der energetischen Potenzialanalyse ein Instrument zur Verfügung gestellt, dass diese bei der Vorauswahl von energetisch zu sanierenden Objekten gezielt unterstützt.
Untersuchungsgegenstand der Studie stellen die rund 1.700 Landesgebäude des Freistaates Thüringen dar, von denen 938 als energetisch relevant einzuschätzen sind. Zunächst eingegrenzt auf 270, wurden letztendlich 218 Gebäude für die energetische Potenzialanalyse ausgewählt, die alle die Anforderungen an die Datenqualität erfüllen. Der aufgebaute Datenbestand reicht hinsichtlich Umfang und Belastbarkeit deutlich über den Ausgangszustand hinaus.
Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht die Auswertung der Verbrauchswerte für Wärme und Strom. Mit Hilfe verschiedener Analysemethoden wird rechnerisch als auch grafisch eruiert, welche Gebäude als Hochverbraucher energetisch auffällig sind. Es zeigt sich, dass die Auswertung gleichartiger Gebäude besonders geeignet ist, um auffällige Hochverbraucher zu identifizieren. Am Beispiel von Institutsgebäuden für Forschung und Lehre (BWZK 2200) und Bibliotheksgebäuden (BWZK-Kategorie 9130) wird dies veranschaulicht. Die Auswertung der Gebäude einer einzelnen Einrichtung erfolgt exemplarisch für die Universität Erfurt.
Es wird gezeigt, dass neben dem absoluten Verbrauch weitere Analysekriterien und der Vergleich mit Benchmarks zusätzliche Aufschlüsse bieten. Mit der Ermittlung des Energieeffizienzpotenzials wird eine Kenngröße vorgestellt, die einen aussagekräftigen Vergleich unter den Gebäuden erlaubt. Darauf aufbauend lässt sich eine Rangfolge von Gebäuden bilden, die zur Priorisierung von energetischen Sanierungsmaßnahmen genutzt werden kann.
Zur Durchführung einer energetischen Potenzialanalyse wird eine schrittweise Vorgehensweise vorgestellt, die von der Voranalyse über die Grobanalyse bis zur Feinanalyse eine zunehmende Detailierung vorsieht. Es wird gezeigt, dass damit ein Immobilienportfolio öffentlicher Gebäude, wie dies des Freistaates Thüringen, zielgerichtet und kostenschonend auf energetisch auffällige Gebäude hin untersucht werden kann. Am Beispiel der Universitätsbibliothek Erfurt wird verdeutlicht, wie bei einem energetisch auffälligen Objekt in einer detaillierten Untersuchung die Vorergebnisse geprüft, Ursachen für den erhöhten Energieverbrauch ermittelt und Vorschläge zur Verbesserung der energetischen Qualität erarbeitet werden können.
In einer Hochrechnung wurde mit Hilfe starker Vereinfachungen abgeschätzt, dass bei Gebäuden mit erhöhtem Heizwärmeverbrauch im Mittel eine Einsparung von 52 kWh/m²a möglich ist. Das Einsparpotenzial beim Stromverbrauch beträgt für ein Gebäude des Freistaates Thüringen durchschnittlich 44 kWh/m²a. Festzustellen ist, dass die Streuung der Energieeinsparpotenziale sehr hoch ist. Bei einzelnen Gebäuden ist eine deutliche Abweichung von den Durchschnittswerten nach oben bzw. unten zu verzeichnen. Es wird des Weiteren angenommen, dass im Idealfall 28 % der jährlichen Energiekosten des Freistaates i.H.v. rund 35 Mio. Euro eingespart werden können, wenn die betrachteten Gebäude so energetisch saniert werden, dass sie den Richtwerten für die Verbrauchshöhe entsprechen.