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Am Welfenlab gibt es wieder einige neue interessante Abschlussarbeiten im Bereich "Virtual Reality", die ich gerne mal Vorstellen möchte.

Kurz vorab: Am Institut wurde vor kurzem ein Fraktaler Planetengenerator im Rahmen einer Bachelorarbeit erstellt. Diese soll nun in mehreren Folgearbeiten erweitert werden. Wer Interesse an diesem Thema hat kann sich auch gerne jederzeit melden, das Thema bietet auch viel Platz für neue Ideen und indivuelle Arbeiten. Aber nun zu den Arbeiten:

Cloud Computing (Der Titel wird sich vielleicht noch ändern ):
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Berechnung von Wolkenbewegungen in der Atmosphäre. Die Arbeit baut teilweise auf der Arbeit "Implementation eines Echtzeitmodells für den Wasserkreislauf" auf, in der auf einem zuvor generierten Planeten eine Wasserkreislaufsimulation erstellt wurde. Diese Wasserkreislaufsimulation diente dazu plausible Klimazonen zu generieren, die insbesondere über den verfügbaren Wassergehalt in den verschiedenen Regionen geformt wurden.
Die Simulation und Darstellung einer authentischen Wolkendecke benötigt schnell mehr als 100.000 Partikel, weswegen in dieser Arbeit zunächst technisch ein System entwickelt werden soll, dass die nötige Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) Simulation für die Simulation der Wolken auf andere Recheneinheiten auslagert. Dadurch wird der für die Visualisierung zuständige Host-Rechner entlastet und eine flüssig, interaktive Simulation soll möglich werden. Um die Netzwerklatenzen und Berechnungszeiten zu überbrücken soll der Host-Rechner zwischen den einzelnen SPH-Updates eine Interpolation durchführen in der die momentane Position an eine extrapolierte neue Position angeglichen werden soll. So soll das System interaktiv bleiben trotz des hohen Berechnungsaufwandes.
Im Institut sind neben herkömmlicher Netzwerkkarten auch Infiniband-Verbindungen vorhanden die nicht nur einen höheren Durchsatz gewähren, sondern auch extrem geringe Latenzzeiten von nur 1-2Mikrosekunden versprechen. Dies soll besonders bei der Wahl der Netzwerkschnittstelle beachtet werden, z.B. besteht für MPI die Möglichkeit die Inifiniband-Technologie voll auszunutzen.

Vegetationsgenerierung mittels Zellulärer Automaten und Spieltheorie
Der am Institut entwickelte prozedurale Planetengenerator kann Terrain-Daten für einen Planeten mit verschiedenen klimatischen Zonen aus einem einzelnem Seed erzeugen. Der daraus resultierende Planet verfügt jedoch noch über keine Vegetation. Ein manuelles setzen der Vegetation ist nicht nur aufwändig, sondern führt auch zu unrealistische wirkenden Regionen. Deshalb soll in dieser Arbeit ein System entworfen werden, welches eine Vegetation für einen zufällig generierten Planeten erzeugt und auch visualisiert.
Technisch soll die Vegetation durch einen Zellulären Automaten unter Zuhilfenahme von spieltheoretischen Modellen erzeugt werden. Dazu muss ein Basisdatensatz an Vegetationsobjekten wie Bäumen, Kakteen, Sträuchern, etc. erzeugt werden und geeignet kategorisiert werden. Unter Zuhilfenahme dieses Datensatzes soll auf der Oberfläche ein Zellulärer Automat simuliert werden, dessen Regeln sich aus dem spieltheoretischen Modell und den klimatischen Gegebenheiten ableiten. Dieser Prozess soll den natürlichen Kampf um Resourcen nachahmen und in verschiedenen Regionen unterschiedliche Pflanzenarten bevorteilen.

Haptisches Modellieren
In dieser Arbeit soll ein haptisches Gerät (z.B. das Phantom) verwendet werden um ein haptische Virtual Clay Simulation zu entwickeln. Das haptische Gerät soll einem dabei die Möglichkeit geben ein virtuelles Objekt zu verformen und vielleicht auch topologisch zu ändern, um so verschiedenste Modelle fertigen zu können. Dazu sollen verschiedene Werkzeuge angeboten werden, die einem das Modellieren erleichtern sollen.
Es soll zunächst recherchiert werden ob Mesh-based, Voxel-based oder gemischte Verfahren am besten geeignet für die haptische Interaktionen sind . Die große Herausforderung steckt dabei im Erreichen der haptischen Echtzeit, die 1000 fps benötigt. Technisch kann dieses über lokal-adaptive Verfahren erreicht werden.
Ein Teil dieser Arbeit wird sein, die vorhandene Netzwerkschnittstelle für die haptischen Geräte zu vervollständigen.

All diese Arbeit eignen sich als Bachelorarbeit, können aber im Umfang auch erweitert werden zu einer Master/Diplomarbeit.

Wer interesse hat melde sich bitte bei mir per EMail (mklein@welfenlab.de)