Mögliche Arbeitsgebiete für Werksstudenten -- Themen für eine Studienabschlussarbeit bei HFC

Egal ob Diplomarbeiten, Master -oder Bachelorarbeiten.  Wir bieten im Bereich der Computergrafik, des Simulatorbaus, und allgemein der Softwareentwicklung ein breites und spannendes Spektrum an möglichen Themen, die zusammen in Absprache mit dem Interessenten/der Interessentin ausgearbeitet werden können.  Hier ein kleine Auswahl:

Arbeiten im Bereich Railway

1. Gestaltung eines nutzerorientierten Interfaces für einen Disponenten im Bahnbereich.

   Im Rahmen des Projektes ELS – Energieoptimiertes Leit- und Störfallmanagement – soll eine Nutzerschnittstelle für einen Disponenten designt werden, welche ihn im Störfall unterstützt. Funktionsentwürfe und Ablaufschemata sind bereits im bisherigen Projektverlauf entwickelt worden – die Ausgestaltung und Weiterentwicklung dieses Interfaces soll Teil einer Abschlussarbeit bzw. Nebentätigkeit sein.

Arbeiten im Bereich Simulatorentwicklung

1. Evaluation der Visualisierungssoftware VRED als Render-Backend für den Einsatz im HFC-Simulator.

   VRED ist ein OpenSG-basierte Visualisierungs-Suite für die Synthetisierung qualitativ hochwertiger Bilder statischer Szenen (Stills). Neben der normalen Bildgenerierung durch OpenGL und seiner umfangreichen Shader-Bibliothek verfügt VRED zudem über das einzigartige Feature, unbewegte Szenen in kurzer Zeit zu raytracen. In dieser Abschlussarbeit soll in Zusammenarbeit mit PI-VR die Tauglichkeit der Software für Strassenverkehrssimulationen unter dem Aspekt psychovisueller Untersuchungen evaluiert werden.

2. Aufbau einer Multibeamer-Simulatorhardware.

   Eine Abschlussarbeit soll einen Teilaspekt beim Aufbau einer clusterbasierten Hardware-Lösung zum Betrieb eines interaktiven Fahrsimulators beleuchten. Da die Anschaffung der dazugehörigen Hardware inkrementell erfolgt, ergeben sich folgende Themen:

   • Aufbau eines ersten Prototypen aus Low-Cost-Rechnern. Installation und Anpassung der vorhandenen Middleware-Lösung für die Kommunikation zwischen Rechnerknoten.
   • Einbeziehung inhomogener Betriebssysteme auf verschiedenen Knoten.Aufzeigen eines Upgrade-Pfades für künftige Investitionen unter den Gesichtspunkten einer einfach zu erweiternden Hardware-Architektur, möglichst geringer Anschaffungskosten, Zukunftsfähigkeit, Modularität.
   • Verfahren zur automatischen Bildanpassung und Projektorjustierung, sowie Kantenüberblendung beim Mehrprojektorenbetrieb.

3. Prozedurale Texturen für den Einsatz in einem Verkehrssimulator.

   Für die Glaubhaftigkeit von virtuellen Welten ist der Einsatz von geeigneten Texturen und Normalmaps eines der zentralen Punkte überhaupt. Leider ist das Erstellen von Texturen kosten- und zeitintensiv. Speziell für einen Verkehrssimulator soll der Einsatz von sog. prozeduralen Texturen untersucht und umgesetzt werden, die es ermöglichen, einfach und schnell Texturen für Strassen, Vegetation und schliesslich Fassaden in beliebigen Variationen herzustellen, wobei verschiedene Masse manueller Interaktion notwendig sind. Kenntnisse in OpenGL und GLSL sind zwingend erforderlich.

4. Simulation von Feuer und Rauch.

   Für einen Begehungssimulator soll ein realistisches Modell für die Ausbreitung und Animation von Feuer und Rauch entwickelt werden. Schlüsselwörter: Navier-Stokes, Level-Set-Methoden.

5. Weiterentwicklung einer Applikation zur Editierung von Straßennetzwerken.

   Für die Erzeugung von Straßennetzen in einer Verkehrssimulation ist neben der geometrischen auch eine umgebungsbezogene Beschreibung der Straßen nötig. Basierend auf Standards wie OpenDrive oder roadXML, können solche Netze detailliert beschrieben werden. Die Editierung dieser Netze auf Codeebene ist jedoch wenig nutzerfreundlich und anwendungsgerecht. Die funktionale Weiterentwicklung eines solchen Straßennetzeditors in einem bestehenden Entwicklerteam sowie die programmiertechnische Umsetzung in C++ soll Teil einer Abschlussarbeit sein.

6. Shadertechniken zum Generieren von Tageszeiten, Licht-und Wetterverhältnissen.

   Unabhängig von szenischen und Texturdaten sollen Shader entwickelt werden, die die Sichtbarkeit bei natürlichen Witterungseinflüssen wie Nebel, Schnee, Regen nachempfinden. Als besondere Herausforderung kann die Bildsynthese von Szenen während der Dämmerung oder der Nacht unter Berücksichtigung physiologischer Eigenschaften des menschlichen Sehens angegangen werden.