News

Jun 17, 2017: Haptic and hand tracking demos at the Open Campus 2017.

Feb-Apr 2017: David Vilela (Mechanical Engineering Laboratory, University of Coruna, Spain) visit our Workgroup from February to April. His main work is to compare different intersection calculation methods in collisions, and also different force models.

Feb 2017: G. Zachmann and J. Teuber visited the Mahidol University in Bangkok, Thailand as part of a delegation from the University of Bremen. The goal of the visit was to foster the cooperation between the two universities and lay ground-work for future colaborations.

Jun 2016: Radio Bremen visits our lab to film the works of the Creative Unit "Intra-Operative Information" for a news magazine on the local TV station. Click here for the film at Radio Bremen. And Click here for the same film on our Website.

May 16, 2016: Patrick Lange was honored with the SIGSIM Best PhD Award at the ACM SIGSIM PADS Conference 2016.

Jun 19-21, 2015: G. Zachmann gives invited talk at the DAAD-Stipendiatentreffen in Bremen, Germany.

Jun 2015: Haptic and hand tracking demos at the Open Campus 2015.

Dec 08-10, 2014: ICAT-EGVE 2014 and EuroVR 2014 conferences at the University of Bremen organized by G. Zachmann.

Sep 25-26, 2014: GI VR/AR 2014 conference at the University of Bremen organized by G. Zachmann.

Sep 24-25, 2014: VRIPHYS 2014 conference at the University of Bremen organized by G. Zachmann .

Feb 4, 2014: G. Zachmann gives invited talk on Interaction Metaphors for Collaborative 3D Environments at Learntec.

Jan 2014: G. Zachmann got invited to be a Member of the Review Panel in the Human Brain Project for the Competitive Call for additional project partners

Nov 2013: Invited Talk at the "Cheffrühstück 2013"

Oct 2013: Dissertation of Rene Weller published in the Springer Series on Touch and Haptic Systems.

Jun 2013: G. Zachmann participated in the Dagstuhl Seminar Virtual Realities (13241)

Jun 2013: Haptic and hand tracking demos at the Open Campus 2013.

Jun 2013: Invited talk at Symposium für Virtualität und Interaktion 2013 in Heidelberg by Rene Weller.

Apr 2013: Rene Weller was honored with the EuroHaptics Ph.D Award at the IEEE World Haptics Conference 2013.

Jan 2013: Talk at the graduation ceremony of the University of Bremen by Rene Weller.

Oct 2012: Invited Talk by G. Zachmann at the DLR VROOS Workshop Servicing im Weltraum -- Interaktive VR-Technologien zum On-Orbit Servicing in Oberpfaffenhofen, Munich, Germany.

Oct 2012: Daniel Mohr earned his doctorate in the field of vision-based pose estimation.

Sept 2012: G. Zachmann: Keynote Talk at ICEC 2012, 11th International Conference on Entertainment Computing.

Sep 2012: "Best Paper Award" at GI VR/AR Workshop in Düsseldorf.

Sep 2012: Rene Weller earned his doctorate in the field of collision detection.

Aug 2012: GI-VRAR-Calendar 2013 is available!

Theses

Auf dieser Seite finden Sie einige mögliche Themengebiete für Diplom-, Master- und Bachelorarbeiten.
In unserer Arbeitsgruppe fallen aber laufend weitere Themen an, so dass es am Besten ist, wenn Sie uns einfach ansprechen, falls Sie sich für eine Arbeit generell im Bereich der Computergrafik oder Computer Vision interessieren.

Kriterien

Bei der Beurteilung einer Master- bzw. Bachelor-Arbeit verwenden wir folgende Kriterien:

Doing your thesis abroad

If you are interested in doing your thesis abroad, please talk to us, we might be able to help with establishing a contact.
You also might want to look for financial aid, such as this DAAD stipend.

Doing your thesis with a company

If you are interested in doing your thesis at a company, we might be able to help establish a contact, for instance, with Kizmo, Kuka (robot developer), Icido (VR software), Volkswagen (VR), Dassault Systèmes 3DEXCITE (rendering and visualization), ARRI (camera systems), Maxon (Hersteller von Cinema4D), etc.
(However, we will try to do that only for excellent students.)

Links

For printing your thesis, you imght want to consider Druck-Deine-Diplomarbeit. We have heard from other students that they have had good experiences with them (and I have seen nice examples of their print products).


Master/ Bachelorstudenten (m/w)

Sprachein- und -ausgabe für Virtual Reality (VR) am Beispiel der Unreal Engine

Die vr-on GmbH mit Sitz in Herrsching am Ammersee bietet individuelle und umfassende Virtual- und Augmented-Reality Lösungen für Kunden im B2B Bereich (hauptsächlich Automotive und Aerospace). Neben der Entwicklung von kundenspezifischen Anwendungen wollen wir Computerspiele Engines bei professionellen Virtual- und Augmented-Reality Anwendern etablieren. Dafür entwickeln wir eine eigene Software auf Basis der Unreal Engine.

Inhalt

dephtframe-merge dephtframe-merge

Die vr-on GmbH entwickelt das System stage, welches eine Kollaboration innerhalb von VR bei der Entwicklung neuer Produkte unterstützt. Anwender können dabei Produktdaten visualisieren, Varianten schalten und Annotationen erzeugen. Annotationen stellen dabei virtuelle Post-Its dar, die auf Problemstellen am Modell hinweisen und neben dem Ort auch eine Textinformation beinhalten. Diese Textinformation wird aktuell mit Hilfe der physischen Tastatur (Bildschirm) und mit Hilfe einer virtuellen Tastatur eingegeben. Die Eingabe von längeren Texten ist dabei wenig benutzerfreundlich.

Im Rahmen dieser Arbeit soll das Microsoft Speech SDK an das System stage abgebunden werden. Dies soll sowohl die Eingabe von Texten für Annotationen ermöglichen, als auch als Sprachausgabe von Texten genutzt werden können. Letztere soll perspektivisch im Bereich der Online Hilfe eingesetzt werden.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Anbindung und Nutzung der Spracheingabe. Nach der Anbindung der Spracherkennung, soll untersucht werden, welche unter anderem Möglichkeiten der Anwendungssteuerung sich durch die Spracherkennung ergeben.

Mit diesen Erkenntnissen soll ein Szenario aufgebaut werden, anhand dessen Benutzerstudien durchgeführt werden können. Innerhalb der Benutzerstudien sollen Vergleiche zwischen der bisherigen Anwendungssteuerung und Texteingabe mit Hilfe von Zeigestrahl und Taste und der Eingabe mit Hilfe der Sprache erfolgen. Dabei sind sowohl die Interaktionszeiten als auch Parameter zum Anwenderkomfort zu erheben.

Voraussetzungen

Die Bewerber sollten fundierte Kenntnisse im Bereich C++ Entwicklung mitbringen. Kenntnisse im Bereich von Computerspiele Engines sind gewünscht. Teamfähigkeit, Einsatzbereitschaft und Kommunikationsfähigkeiten werden erwartet.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Master/ Bachelorstudenten (m/w)

Hilfe für immersive Systeme am Beispiel der Unreal Engine

Die vr-on GmbH mit Sitz in Herrsching am Ammersee bietet individuelle und umfassende Virtual- und Augmented-Reality Lösungen für Kunden im B2B Bereich (hauptsächlich Automotive und Aerospace). Neben der Entwicklung von kundenspezifischen Anwendungen wollen wir Computerspiele Engines bei professionellen Virtual- und Augmented-Reality Anwendern etablieren. Dafür entwickeln wir eine eigene Software auf Basis der Unreal Engine.

Inhalt

dephtframe-merge

Heutige VR Systeme weisen einen umfangreichen Funktionsumfang auf. Viele diese Funktionen sind nicht intuitiv und erfordern Expertenwissen. Werden manche Funktionen nicht regelmäßig verwendet, so fällt es dem Anwender schwer diese zu nutzen. Heutige Systeme unterstützen den Anwender in der Benutzung nicht, da innerhalb der VR System z.B. keine Online Hilfe verfügbar ist.

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, wie dem Anwender eine Online Hilfe angeboten werden kann. Hierbei muss davon ausgegangen werden, dass die Hilfe-Informationen in einem separaten System, wie einer Datenbank oder als Webseite, gespeichert sind.

Es muss untersucht werden, wie diese externen Inhalte an das VR System angebunden werden können.

Weiterhin ist ein Workflow zu konzipieren, wie der Benutzer seine Absicht dem System mitteilt, dass er eine Unterstützung benötigt und das System anzeigt, welche Informationen vorliegen. Die Information kann dabei

oder

Anschließend muss der Anwender die benötigte Information auswählen können.
Das System muss ihm schließlich die Information in geeigneter Weise darbieten.
Für die unterschiedlichen Aspekte sind Konzepte zu entwickeln und zu bewerten, wobei unterschiedliche Ausgabe- und Eingabegeräte zu berücksichtigen sind. Eine praktische Umsetzung soll auf Basis der Unreal Engine erfolgen.

Voraussetzungen

Die Bewerber sollten fundierte Kenntnisse im Bereich C++ Entwicklung mitbringen. Kenntnisse im Bereich von Computerspiele Engines sind gewünscht. Teamfähigkeit, Einsatzbereitschaft und Kommunikationsfähigkeiten werden erwartet.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Bachelor/Master thesis: Virtual Spacecraft Assembly in Virtual Reality

Vision

dephtframe-merge

Enable spacecraft engineers to assemble spacecraft immersively and interactively in a virtual environment.

Your task

Your task is the development of suitable 3D interaction metaphors using a CyberGlove and the integration of required technologies (collision detection, CyberGlove tracking, HMD support) into one prototype application in Unreal Engine. Additionally, the protoype should portray several realistic use cases (e.g. feasibility of sensor and actuator assembly, mass distribution, ...). Several libraries for CyberGlove tracking and collision detection exist in our research group and can be directly used. Your work directly resides in a current research project with the German Aerospace Center (DLR). Contact and support from spacecraft engineers is intended throughout the thesis work.

Prerequisites

Contact

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Masterarbeit zum Thema Tropfendetektion

Inhalt

In dieser Arbeit sollen Machine_Learning-Verfahren zur robusten Detektion von Tropfen in Kamerabildern untersucht werden. Ziel der Detektion ist es, sowohl die Kontur des Tropfens (Kontaktfläche Tropfen-Luft) als auch die sogenannte Basislinie (Kontaktfläche Tropfen-Festkörper) zu bestimmen. Da oftmals auch das dynamische Verhalten eines Tropfens gemessen wird, ist die Laufzeit ein wichtiges Kriterium. Deshalb sollen die Methoden auf ihre Tauglichkeit zur Parallelisierung untersucht und ggf. ein massiv paralleles Verfahren implementiert werden.
Wir bieten Ihnen eine anspruchsvolle, interessante und abwechslungsreiche Aufgabe in einem dynamischen und innovativen Umfeld sowie ein motiviertes Team innerhalb einer gemeinschaftlich gestalteten Unternehmenskultur. Flexible Arbeitszeiten und kurze Entscheidungswege ermöglichen sehr eigenverantwortliches Arbeiten und viel Gestaltungsspielraum.

Voraussetzungen

Organisatorisches

Kontakt

Herrn Dr. Daniel Mohr, KRÜSS GmbH, d.mohr at kruss.de
G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Underwater HMD

Goal

Develop a prototype of an HMD that works underwater. Approach could be similar to Google cardboard or Gear VR. Demonstrate it using a simple coral reef VR simulation (already existing).

Prerequisites

Contact

G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Continuous Collision Detection und Stable Collision Response

Goal

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Grasping is one of the most important methods for humans to interact with the environment. However, in virtual reality simulations grasping is still a big challenge. Projection-based immersive virtual environments usually lack haptic feedback for the users. In order to solve this problem, we developed a small, light-weight and wireless prototype device for electro-tactile feedback.
Your task during your master thesis will be to improve the current rigid body simulation in order to get a more realistic, physically based behavior. You will do an in-depth literature research and create a metric to evaluate already developed algorithms. Afterwards you will select one algorithm and improve it. At the end of your master thesis you will extend our virtual reality software framework and evaluate the users’ acceptance of your algorithm in a user study. The goal of your work will be to improve grasping for on-orbit servicing missions in immersive virtual environments.

Prerequisites

Contact

Johannes Hummel
Simulation and Software Technology
Phone: +49 531 295-2773
Send message

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Erfassung menschlicher Bewegungen innerhalb einer Montagelinie mithilfe mehrerer Tiefenbildkameras

Inhalt

dephtframe-merge

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, inwiefern sich mehrere räumlich zueinander registrierte Kinect Sensoren für ein robustes, markerloses Menschtracking innerhalb der manuellen Endmontage eignen. In diesem Zusammenhang ist ein Ansatz zu entwickeln, der das Skelett einer Person mithilfe von fusionierten Punktwolken rekonstruiert, die aus mehreren Tiefenbildkameras aufgenommen werden. Die Fusionierung mehrerer Punktwolken aus mehreren Kinect-Kameras ist bereits verfügbar. Das Hauptaugenmerk der Arbeit soll - im Gegensatz zu dem proprietären Skelettracking der Kinect - auf der Robustheit gegenüber Verdeckungsgeometrien liegen, die sich im getrackten Raum befinden, da zu erwarten ist, dass in realen Anwendungen die zu trackende Person häufig teilverdeckt ist. Darüber hinaus wäre interessant zu untersuchen, welcher Detaillierungsgrad des menschlichen Bewegungsapparates mithilfe dieser Technik rekonstruiert werden kann und welche zusätzlichen Informationen über den jeweiligen Werker abgeleitet werden können.
Die Arbeit soll in enger Abstimmung mit der Forschungs- und Entwicklungabteilung Production-oriented Product Validation der Daimler AG durchgeführt werden.

Verwendetes Multi-Kamerasystem

Michael Otto, Philipp Agethen, Florian Geiselhart, und Enrico Rukzio: Towards ubiquitous tracking: Presenting a scalable, markerless tracking approach using multiple depth cameras. Proc. of EuroVR 2015 (European Association for Virtual Reality and Augmented Reality)

Mögliche Ansätze zur Skelettrekonstruktion

Voraussetzungen

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460
Philipp Agethen, philipp.agethen at daimler.com, Tel: +49 731 5052426

Literatur zum Einstieg

J. Sell and P. O’Connor: The xbox one system-on-a-chip and Kinect sensor. Micro, IEEE, 34(2):44–53, 2014.


Kollisionserkennung mittels Kugelfüllungen in 3D Szenen der Automobilmontage

Inhalt

Ziel der studentischen Arbeit ist es zu untersuchen, wie gut Bewegungen eines virtuellen Werkers auf Kollisionen mit Objekten einer starren Szene geprüft werden können. Dabei soll das am Lehrstuhl für Computergraphik und Virtuelle Realität entwickelte Verfahren, basierend auf Kugelfüllungen, verwendet werden. Die Werkerbewegungen stehen dabei als Menschmodell mit Gelenkwinkeltrajektorien zur Verfügung. Es sollen sowohl die kollidierenden Objekte als auch die kollidierenden Körperteile identifiziert werden. Insbesondere soll die Beziehung zwischen Genauigkeit und Rechenaufwand für Szenen aus der Automobilmontage analysiert werden. Arbeit zu dokumentieren und zu diskutieren.
Ergänzend soll untersucht werden, ob und wie der Ansatz der Kugelfüllungen zur Kollisionsauflösung, d.h. zur Behebung von Kollisionen geeignet ist. Dabei können auch Kombinationen mit anderen Ansätzen in Betracht gezogen werden.
Die Arbeit soll in enger Abstimmung mit der Forschungs- und Entwicklungabteilung Production-oriented Product Validation der Daimler AG durchgeführt werden.

Beispielhafte Szenen

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Die Beispielszenen sind bereits erstellt und für die Untersuchung verfügbar. Sie liegen aktuell im JT-Format vor. Die Konvertierung in ein anderes Format sollte nicht Bestandteil der Arbeit sein. Entweder wird direkt per JT Open von Siemens PLM auf die JT-Dateien zugegriffen, oder die Dateien werden dem Studierenden im Vorfeld der Arbeit in einem anderen Format (z.B. Collada) bereitgestellt. Es liegen bereits Aussagen zur Performance der Kollisionserkennung der Bullet-Engine vor.

Voraussetzungen

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460
Dr.-Ing. Martin Manns, martin.manns at daimler.com, Tel: +49 731 505 2975


Marktpotential für UAVs zur Schadenserkennung an Flugzeugen

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Inhalt

Wir suchen jemand, der/die folgende Forschungsfrage bearbeiten möchte: Wir nehmen an, es gäbe Quadcopter-Systeme (UAVs), die automatisch um ein auf einem Flugplatz parkendes Flugzeug (z.B. eine A380) fliegen können, dieses dabei mittels Kameras, Time-Of-Flight-Kameras und/oder Lidar einscannen können, und damit das Flugzeug auf Schäden an der Außenhülle untersuchen können. Wie groß wäre das Marktpotential für solch eine Technologie? Dabei soll es zum einen um das Marktpotential aus Sicht einer Quadcopter-Firma gehen (Verkauf der Systeme), zum anderen aus Sicht der Airlines und Flughafen-Gesellschaften (Reduzierung der Down-Times). Am Schluss sollten konkrete Zahlen (Schätzungen) herauskommen.

Hintergund der Frage

es gibt im Moment ein starkes Interesse an solch einer Technologie sowohl von Seiten der Airlines, als auch von Seiten der Flugzeug-Bauer. Das Window-of-Opportunity scheint sich im Moment auch insofern gerade zu öffnen, als die dazu nötigen Basis-Technologien allmählich weit genug entwickelt sind, um solche Systeme in absehbarer Zukunft zu bauen.

Diese Frage kann man, je nach Ausbaustufe, im Rahmen einer Bachelor-Arbeit, Master-Arbeit, oder Independent Study angehen.

Bei Interesse oder Fragen

Christoph Schröder, schroeder.c at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63993
Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Master Thesis in Computer Science or Digital Media
Damage Detection on Airplanes via Quadcopters

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Content

Aircraft can be damaged in-service (for instance, by ground staff when loading/unloading the aircraft). The airline has to inspect their aircraft for damages. For some areas, for example at the top shell, it is not easy to detect and, in any case, the detection is a time consuming process. The use of a quadcopter or a climbing robot could bring advantages in term of accessibility and time savings. The drone or robot has to be equipped with a device which is able to film/scan/capture damages for subsequent analysis (either by humans or automatically). Damages can be dents, scratches, corrosion, burn marks due to a lightning strike, delamination, etc.

damage-detection-2

Goal of thesis work

The aim of the project is to develop the concept of a device, which is capable to detect such kinds of damages, and to implement a first prototype. For a lightning strike, a picture from a regular camera (e.g., Alpha Sony 7) can be sufficient. However, it is not capable to capture dents or scratches.

Prerequisites

Depending on your intended direction of research and your study program (CS or DM):

For more information please see the detailed description.

Contact

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Datenbrillen-Tracking und Konzipierung einer Augmented Reality Visualisierung

Inhalt

Datenbrillen-Tracking1

Die aktuellen Entwicklungen um Google Glass & Co. beleben derzeit den Markt der Datenbrillen. Dadurch sind neue Einsatzszenarien möglich, bei denen Datenbrillen in jeglichen Lebenssituationen genutzt werden. In der hier ausgeschriebenen Arbeit sollen verschiedene Trackingverfahren analysiert, ein System in einen Aufbau mit besonderen Rahmenbedingungen integriert und an die Datenbrille angebunden werden. Danach gilt es, Konzepte für kongruente Anzeigen im realisierten Aufbau zu entwickeln und eine davon prototypisch umzusetzen. Es existieren bereits diverse interne Vorarbeiten, auf die bei der Themenbearbeitung aufgesetzt werden kann. Das Erstellen der Arbeit wird im VRLAB der Konzernforschung der Volkswagen AG in Wolfsburg durchgeführt und wird vergütet.

Datenbrillen-Tracking2

Voraussetzungen

StudentIn der Fachrichtung Informatik oder vergleichbar, Programmierkenntnisse (Android, C#)

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460

Johannes Tümler
Volkswagen AG | Konzernforschung | K-EFP/V
Postbox 1511, 38436 Wolfsburg
Tel. +49.(0)5361.9.49087
Fax +49.(0)5361.957.49087
E-Mail: johannes.tuemler at volkswagen.de


Handy-interaktion

Medizinische Bildanalyse: Tracking deformierbarer Organe mittels Machine Learning Verfahren

Inhalt

In der Medizin ist das Detektieren und Klassifizieren von Organen von entscheidender Bedeutung. Zum Beispiel benötigt ein Chirurg während der OP die genaue Position des Zielorgans inklusive der zu entfernenden Teile (z.B Lesionen in der Leber). In der Regel wird als Bildgebendes Verfahren Ultraschall verwendet, da dies Echtzeitfähig ist. Das Problem beim Ultraschall sind das schlechte Signal-zu-Rausch Verhältniss und der geringe Kontrast.

In dieser Arbeit soll in Zusammenarbeit mit dem Mevis ein robustes Verfahren zur Detektion und Klassifizierung von Lesionen in der Leber entwickelt werden. Zur Zeit werden die Positionen der Lesionen von einem Mediziner von Hand markiert und dann mit speziellen, vom Mevis entwickelten, Verfahren in Echtzeit getrackt. Das Hauptproblem ist der Vorgang der manuellen Markierung der Lesionen, da dies durch den hohen Zeitaufwand für Mediziener und Patient sehr mühsam ist.

Hier wollen wir Abhilfe schaffen und die manuelle Markierung durch ein Verfahren ersetzen, dass das Trackingverfahren des Mevis mit Machine Learning Algorithmen kombiniert. Am vielversprechendsten sind hier Random Forests. Random Forests sind eine Menge von Entscheidungsbäumen die auf einer Kette von einfachen Tests basieren. Der Hauptvorteil der Random Forests ist die Generalisierung, d.h. sie funktionieren robust für neue Daten (Ultraschallbilder), die nicht während des Trainings verwendet wurden. Dies ist in der Praxis ein essentielle Eigenschaft.

Ziel der Arbeit

Entwicklung eines Verfahrens zur Detektion und Klassifikation von Lesionen in der Leber durch Kombination von speziellen auf Ultraschall optimierten Similaritätsmaßen und Maschine Learning Verfahren.

Voraussetzungen

Wünschenswert sind Kenntnisse in C/C++, Bildverstehen und Machine Learning

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Virtuelle 3D Simulation von Korallenriffen

Inhalt

Das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT) forscht über Küstenökosysteme in den Tropen und ihre Reaktion auf Änderungen in ihrer Umwelt. Basierend auf realen Daten zur Interaktion von Korallen und ihrer Reaktion auf Umweltveränderungen ist am ZMT ein abstraktes Simulationsmodell eines Korallenriffes entstanden, das zeigt, wie es sich unter Einfluss verschiedener Stressfaktoren entwickelt. Zur besseren Veranschaulichung soll auf Basis des vorhandenen Wissens über die Abläufe in Korallenriffen eine dreidimensionale virtuelle Umgebung (ggf. auch immersiv) geschaffen werden, mit der interaktiv die Entwicklung des Riffs beeinflusst und naturnah verfolgt werden kann.

Mögliche Aufgaben

Voraussetzungen

Kontakt

Je nach Schwerpunkt und Studiengang liegt die Betreuung überwiegend bei der AG Computergraphik und Virtuelle Realität oder beim ZMT.
Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460

PD Dr. Hauke Reuter
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie GmbH Bremen
E-Mail: Hauke.reuter at zmt-bremen.de


Direct Animation für Roboter-Pfadplanung

Inhalt

In vielen Produktionsprozessen werden Arbeitsschritte von Robotern übernommen. Dabei führen die Maschinen mitunter komplexe Bewegungsabläufe aus, die der Art wie Menschen mit ihren Händen arbeiten nicht unähnlich ist. Schließlich verfügen Menschen über ein hochausgebildetes kognitiv-motorisches System zur Manipulation ihrer Umwelt. Hieraus motiviert sich ein Ansatz der Robotik, menschliche Tätigkeiten als Vorlage für die Planung von Robotersteuerung zu nehmen, also dass Roboter Bewegungsabläufe von Menschen „lernen“.

Ein bisher selten verfolgter Ansatz ist es, innovative Techniken zur Animationserstellung (Direct Animation) für die Pfadplanung von Robotern zu verwenden. So könnten z.B. Menschen mittels Touch- oder 3D-Eingabegeräten die Bewegung von realen oder virtuellen Roboterarmen interaktiv wie eine Gliederpuppe steuern (Digital Puppetry). Wird dies aufgenommen, kann die Bewegung wieder abgespielt werden und durch erneute Steuerung in weiteren Layers oder Passes erweitert und verfeinert werden (Layered Animation). Mittels intuitiver Methoden wie Dragimation können zeitliche Abläufe dieser Bewegungen einfach und schnell angepasst werden.

Die Arbeitsgruppe Digitale Medien und die Arbeitsgruppe Computergraphik und Virtuelle Realität suchen nach AbschlusskandidatInnen, die Interesse an einer Arbeit in diesem Themenbereich haben. Ziel ist es, Interaktionstechniken zur Steuerung von Robotersimulationen zu entwickeln und zu evaluieren. Konzepte und Techniken der Direct Animation sollen dabei Modell stehen. Konkret sollen verschiedene Ansätze entwickelt, in vorhandene Systeme integriert, und auf ihre Eignung für die Roboter-Pfadplanung untersucht werden. Dabei spielen ebenso Themen wie Motion Capture eine Rolle wie Aspekte der Computersimulation (etwa Kollisionserkennung).

Voraussetzungen

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460

B. Walther-Franks
AG Digitale Medien
Raum 5320, MZH, Bibliothekstr. 1
Sprechstunde nach Vereinbarung
E-Mail: bw at tzi.de


Novel Interaction Techniques for Future Flight Guidance Systems

Content

Traditional, mostly heterogenic and inefficient, controller input devices and 2D representations of a 3D world make it challenging to maintain the growing traffic complexity. The idea behind this Master’s project is to look at future air traffic control workspaces utilizing immersive virtual reality technology to visualize the airport within an immersive display, such as CAVE, Powerwall or L-Bench, and to display trajectories of air traffic in 3D with which the user can intuitively interact, e.g. freely change the view and when flight path collisions are detected simply grasp “in the air” to select an airplane and reassign it to a new trajectory.

For our institute Simulation and Software Technology in Braunschweig, we wish to recruit a qualified Master Thesis Novel Interaction Techniques for Future Flight Guidance Systems

Prerequisites

For more information please see the detailed description.

Contact

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460

Dr. Robin Wolff (DLR) robin.wolff at dlr.de by calling +49 (0)531 295-2970


Abschlussarbeit oder Praktikum bei KUKA

KUKA

Inhalt

Weltweit setzt die KUKA AG Maßstäbe in der Robotertechnologie. Wir sind ein global expandierendes Unternehmen im Bereich Robotik und Automatisierungstechnik.

Für Forschungsarbeiten in den Bereichen

sucht die KUKA Laboratories GmbH in Augsburg engagierte MINT-Studenten mit

In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Zachmann, Lehrstuhl für Computergraphik und virtuelle Realität, erwarten Sie vergütete Praktika und Abschlussarbeiten in spannenden Aufgabenfeldern. Mehr Infos beim Lehrstuhl (cgvr.cs.uni-bremen.de) und im Internet unter:
www.kuka.jobs

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Virtuelle Techniken in der Automobilentwicklung

xilinx

Inhalt

Die steigende Komplexität moderner Fahrzeuge zählt heute zu den wesentlichen Herausforderungen der Automobilentwicklung. Ein Faktor für diese hohe Komplexität ist die Vielzahl an Fahrzeugfunktionen, die durch das Zusammenspiel verschiedener mechatronischer Komponenten realisiert werden. Virtuelle Techniken und neue Entwicklungsmethoden helfen dabei, die daraus resultierenden Herausforderungen in der Fahrzeugentwicklung zu beherrschen. Anhand von virtuellen Produktmodellen lassen sich bereits in der frühen Entwicklungsphase Analysen, Designstudien und Simulationen durchführen. Hierdurch können sowohl die Produktqualität erhöht als auch Entwicklungszeiten gekürzt und Kosten eingespart werden. Wenn Sie sich für eine Arbeit im industriellen Umfeld im Bereich der virtuellen Techniken interessieren, nehmen Sie bitte mit uns Kontakt auf, so dass wir uns über ein geeignetes Thema unterhalten können.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Computer-Graphik, Programmierung und XML.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Objekterkennung auf dem iPhone

Inhalt

Handy-interaktion

Objektlokalisation und -verfolgung findet zahlreiche Anwendungen. Durch die Positionsbestimmung der menschlichen Hand könnte man z.B. eine Interaktion mit der Umgebung oder dem System (z.B. Handy) selbst realisieren. Durch einfache Zeigegesten mit der Hand könnten Objekte in der realen Welt markiert, photographiert und digital archiviert werden.

Besonders reizvoll ist die Realisierung des Verfahrens auf mobilen Geräten, z.B. auf dem iPhone von Apple. Wegen der automatischen Helligkeitssteuerung und Weissabgleichs in den Geräten und weil sich die Lichtverhältnisse schnell ändern können sind robuste und dennoch schnelle Verfahren zur Objektdetektion erforderlich. Auf Kanten-Features basierende Verfahren haben diese Eigenschaft, da sie sowohl auf Helligkeits- als auch auf Farbveränderungen robust reagieren.

Ziel der Arbeit

Portierung eines von uns entwickelten kantenbasierten Verfahrens zur Objekterkennung auf das iPhone.

Voraussetzungen

Hilfreich sind Grundkenntnisse in C/C++.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Migration und Refactoring einer graphischen Kollisionserkennungsbibliothek

Inhalt

Bei der Kollisionserkennung geht es darum, zu erkennen, wann sich im Computer repräsentierte 3D-Objekte durchdringen. Dies ist eine fundamentale Technologie in zahlreichen Bereichen der Informatik, z.B. der Computergraphik oder der Robotik.

Diese 3D-Objekte werden meist in so genannten Szenengraphen organisiert. Dabei handelt es sich um eine objektorientierte Datenstruktur, mit der die logische und räumliche Anordnung der darzustellenden Szene beschrieben wird.

Eine direkte Anbindung einer Bibliothek zur Kollisionserkennung an ein Szenengraphensystem kann von der effizienten Speicherung der 3D-Objekte profitieren, andererseits wird dadurch die Portabilität allerdings enorm eingeschränkt.

Eine an der TU Clausthal entwickelte Kollisionserkennungsbibliothek basiert derzeit auf dem freien Szenengraphensystem OpenSG. Ziel der Diplomarbeit ist es, diese Bibliothek von der engen Anbindung an OpenSG zu lösen. Es sind also saubere und effiziente software-technische Mechanismen zu entwickeln, die es mit möglichst minimalem Aufwand erlauben, die Kollisionserkennungs-Library auch mit anderen Szenengraphensystemen verwendet werden kann. Dabei stellt insbesondere die plattformübergreifende Behandlung von Multithreading eine besondere Herausforderung dar.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Softwareengineering und C/C++. Nützlich aber keine Voraussetzung sind Erfahrung mit OpenGL, OpenSG oder einem vergleichbaren Szenegraphensystemen, plattformunabhängiger Programmierung, Multithreading und linearer Algebra.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Computer-Graphik und Hardware

Inhalt

Bisher wurden in der Computer-Graphik fast ausschließlich Algorithmen zur Darstellung von Geometrie in Hardware “gegossen”. Das Erkennen von Kollisionen zwischen graphischen Objekten ist aber eine weitere sehr zeitaufwendige Berechnung, die in vielen Bereichen benötigt wird (Spiele, Animation, Simulation, Virtual Prototyping, etc.).

Darum haben wir zusammen mit der Universität Bonn eine spezielle Hardware entwickelt, die in einen PC eingesteckt werden kann. Diese Hardware ist inzwischen (auf einem FPGA) implementiert, so dass nun eine prototypische Applikation entwickelt werden soll, die diese Hardware verwendet.

Ziel der Arbeit

Zunächst eine Anbindung dieser Hardware zu implementieren. Danach soll eine kleine physikalisch-basierte Simulation von starren Körpern als “Demo” für diese Hardware implementiert werden.

Voraussetzungen

C/C++, Interesse an system-naher Programmierung und der high-level Programmierung einfacher physikalischer Sachverhalte.

Kontakt

Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Kollisionserkennung

Inhalt

tori_collision

Bei der Kollisionserkennung geht es generell darum, zu erkennen, ob sich zwei graphische Objekte berühren oder gar durchdringen. Meistens sind diese Objekte in Form von Polygonen gegeben (sog. “polygon soups”), aber andere Repräsentationen sind mindestens ebenso interessant.

Kollisionserkennung ist eine wichtige Basistechnologie für viele Bereiche der Computergraphik, z.B. Animation, physikalisch-basierte Simulation, Interaktion in virtuellen Umgebungen, Robotik, virtual prototyping, etc.

Die zur Zeit gängigen hierarchischen Algorithmen scheinen an eine Grenze zu stoßen. Deswegen suchen wir hier nach neuartigen Algorithmen in anderen Richtungen.

Ein weiteres großes noch weitgehend unerforschtes Gebiet sind Algorithmen zur Kollisionserkennung von deformierbaren Objekten. Diese sind natürlich eine Voraussetzung für die Simulation von Kleidern, Bauteilen aus Plastik oder Gummi, etc.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Computer-Graphik und linearer Algebra, C/C++.
"Nice-to-Have" wäre Unix/Linux, das läßt sich aber schnell nachholen.

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Prof. G. Zachmann, zach at informatik.uni-bremen.de, Tel. 63991, Bibliothekstraße 5, 3.OG MZH 3460


Natürliche Interaktion in VR

Inhalt

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Im Bereich der Virtuellen Realität interessieren uns vor allem intuitive und natürliche Interaktion. Das langfristige Ziel ist, die Interaktion mit virtuellen Umgebungen so natürlich zu gestalten wie unsere täglich gewohnte Interaktion mit der realen Umwelt.

Insbesondere die Hand (genauer gesagt: die virtuelle Hand) wurde bisher vernachlässigt, obwohl sie eigentlich unser wichtigstes “Werkzeug” ist. Deswegen bieten wir verschiedene Themen zu diesem Komplex an.

Ein Ziel ist z.B. das “natürliche Greifen”. Dazu muß einerseits eine realistische, deformierbare Hand modelliert werden, andererseits muß das Greifen eines Objektes an sich simuliert werden.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Computer-Graphik und linearer Algebra, C/C++.
“Nice-to-Have” wäre Unix/Linux, das läßt sich aber schnell nachholen.

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Visualization of complex automotive, function-oriented Product Data

Content

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In the automotive industry, a function-oriented development helps to implement vehicle functions as mechatronic systems and to master the increasing product complexity. In combination with CAD data, automotive function architectures can be visualized as complex geometric data. Current visualization systems offer different types of visualization. However, there are little cues on which kind of visualization is best suited to support consensus building, depth perception and general communication of such complex geometric data.

For this thesis, the student needs to implement different variants of virtual product data visualization within a 3D visualization system. The target of research is to develop and use appropriate methods to evaluate these variants. The goal of this thesis work is to find out which visualization variants are effective for displaying and communicating function-oriented, geometric data. Technically, it is recommended to use an established visualization system which is also used in automotive industry (Siemens Teamcenter VisMockup), however, another system with similar features can also be used.

Goal of thesis work

Evaluation of different visualization techniques and finding which are effective for understanding communicating and function-oriented, geometric data.

Requirements

Basic knowledge of computer graphics. Experiences in programming and CAD tools are welcome, but not a hard requirement.

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Function-oriented Analysis of Geometric CAD Data for Automotive Development

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In the automotive industry, a function-oriented development helps to implement vehicle functions as mechatronic systems and to master the increasing product complexity. In combination with CAD data, automotive function architectures can be visualized as complex geometric data. However, current visualization software is not capable of fully exploiting the potentials of function-oriented metadata which is integrated with geometric CAD data.

This master thesis aims at developing advanced methods and features for a 3D application that enable an intuitive exploration of geometric data which is enhanced with function-oriented metadata. One possible example of those methods is the following: A user right-clicks on a geometric part and a context menu brings up function-oriented information about the part, like its type, relation to other parts, etc. Another example would be that a user is interested in which functions this part is related to and in highlighting the elements of these function in 3D.

This thesis requires a prototypical implementation of such novel features. The thesis should evaluate these features and explore the question, which features are needed to ideally explore the data. The implementation can be done in any 3D visualization software that is capable of handling representative data.

Goal of thesis work

Implementation and evaluation of novel features in a 3d visualization system to utilize and explore geometric data that is enhanced with function-oriented metadata.

Requirements

Basic knowledge of computer graphics and programming experiences are required.

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Stereoscopic visualization for analysis and communication of automotive, function-oriented product geometry

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In the automotive industry, a function-oriented development helps to implement vehicle functions as mechatronic systems and to master the increasing product complexity. In combination with CAD data, automotive function architectures can be visualized as complex geometric data. While it is kown that stereoscopic visualization may increase the depth perception of geometric data, the significance of this effect has not been investigated for complex, function-oriented product data for automotive development.

The goal of this thesis work is to investigate the impact of stereoscopic visualization on the depth perception, consensus building and communication of complex, function-oriented data in automotive product-lifecycle management. Therefore, the student needs to develop appropriate methods to conduct a user study that compares usual 2D visualization with stereoscopic visualization technologies. Technically, it is recommended to use an established visualization system which is also used in automotive industry (Siemens Teamcenter VisMockup), however, another system with similar features can also be used. This thesis work requires access to stereoscopic visualization technologies (like a Power-Wall, Cave, etc.)

Goal of thesis work

Conducting a user study in order to investigate the benefit of stereoscopic visualization for communicating function-oriented data within automotive development.

Requirements

Basic knowledge of computer graphics. Experiences in programming and CAD tools are welcome, but not a hard requirement.

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Objekterkennung auf dem iPhone

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Handy-interaktion

Objektlokalisation und -verfolgung findet zahlreiche Anwendungen. Durch die Positionsbestimmung der menschlichen Hand könnte man z.B. eine Interaktion mit der Umgebung oder dem System (z.B. Handy) selbst realisieren. Durch einfache Zeigegesten mit der Hand könnten Objekte in der realen Welt markiert, photographiert und digital archiviert werden.

Besonders reizvoll ist die Realisierung des Verfahrens auf mobilen Geräten, z.B. auf dem iPhone von Apple. Wegen der automatischen Helligkeitssteuerung und Weissabgleichs in den Geräten und weil sich die Lichtverhältnisse schnell ändern können sind robuste und dennoch schnelle Verfahren zur Objektdetektion erforderlich. Auf Kanten-Features basierende Verfahren haben diese Eigenschaft, da sie sowohl auf Helligkeits- als auch auf Farbveränderungen robust reagieren.

Ziel der Arbeit

Portierung eines von uns entwickelten kantenbasierten Verfahrens zur Objekterkennung auf das iPhone.

Voraussetzungen

Hilfreich sind Grundkenntnisse in C/C++.

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Physikalisch-basierte Simulation von festen Körpern auf Basis einer Hardware-Kollisionserkennung

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Physikalisch-basierte Simulation spielt eine wichtige Rolle in vielen Anwendungsgebieten der Computer-Graphik. Dabei ist oft die Kollisionserkennung ein Bottleneck. Für diese wird darum in Kooperation mit der Uni Bonn eine Hardware entwickelt, die Kollisionstests zwischen 3D-Objekten beschleunigt.

Ziel dieser Diplomarbeit soll es sein, einen Simulator und Demonstrator zu entwickeln, der diese Hardware anbindet und verwendet. Die Verwendung soll durch eine physikalisch-basierte Simulation starrer Objekte erfolgen (z.B. Teilerüttler oder Sanduhr); die zu erstellende Schnittstelle (API) setzt auf einem schon vorhandenen Gerätetreiber zu dieser Hardware auf und soll in die vorhandene Kollisionserkennungsbibliothek integriert werden.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Computer-Graphik und linearer Algebra, C/C++, Unix/Linux.

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Virtuelle Städte

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Eine von vielen Anwendungen von VR ist die Visualisierung von Städten. Damit kann man z.B. anschaulich Umweltgrößen (Temperatur, Ozon, Schatten) darstellen, den Verkehrsfluß oder das zukünftige Aussehen eines neugestalteten Platzes. Insbesondere ist diese Technik gut geeignet, Entscheidungsträgern und Laien (nämlich den betroffenen Bürgern) diese Dinge zu veranschaulichen.

Was z.Z. noch fehlt ist die Interaktion mit solchen virtuellen Städten. Das Ziel sind hier möglichst intuitive Metaphern, um schnell eine bestehende virtuelle Stadt zu modifizieren, d.h., sogenannte “was wäre wenn”-Untersuchungen zu machen (z.B. ein Haus verschieben, eine Straße durch einen Tunnel führen, etc).

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Computer-Graphik und linearer Algebra, C/C++.
“Nice-to-Have” wäre Unix/Linux, das läßt sich aber schnell nachholen.

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Praktikum/Abschlussarbeit im Bereich Softwareentwicklung Kartengrafik

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Unterstützung in der Entwicklung von Algorithmen und Konzepten zur Kartendarstellung in Navigationssystemen
Selbstständige Bearbeitung eines Entwicklungsthemas mit Anforderungsanalyse, Konzepterstellung, Implementierung, Dokumentation

Voraussetzungen

Interesse an Computergrafik und Datenstrukturen für die grafische Darstellung
Gute Kenntnisse in C/C++ und der Softwareentwicklung im Allgemeinen
Selbstständige, analytische und systematische Vorgehensweise
Verbindliches Auftreten und Teamfähigkeit
Gute Kenntnisse der englischen Sprache in Wort und Schrift
Wünschenswert sind Kenntnisse/Erfahrungen in OpenGL und OpenSceneGraph

Detallierte Informationen zum Download

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Prof. Dr. Gabriel Zachmann
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Computer-Graphik und Hardware

Inhalt

Bisher wurden in der Computer-Graphik fast ausschließlich Algorithmen zur Darstellung von Geometrie in Hardware “gegossen”. Das Erkennen von Kollisionen zwischen graphischen Objekten ist aber eine weitere sehr zeitaufwendige Berechnung, die in vielen Bereichen benötigt wird (Spiele, Animation, Simulation, Virtual Prototyping, etc.).

Darum haben wir zusammen mit der Universität Bonn eine spezielle Hardware entwickelt, die in einen PC eingesteckt werden kann. Diese Hardware ist inzwischen (auf einem FPGA) implementiert, so dass nun eine prototypische Applikation entwickelt werden soll, die diese Hardware verwendet.

Ziel der Arbeit

Zunächst eine Anbindung dieser Hardware zu implementieren. Danach soll eine kleine physikalisch-basierte Simulation von starren Körpern als “Demo” für diese Hardware implementiert werden.

Voraussetzungen

C/C++, Interesse an system-naher Programmierung und der high-level Programmierung einfacher physikalischer Sachverhalte.

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