Der Autor beschaftigt sich in diesem Band mit Methoden zur Visualisierung von Ergebnissen numerischer Stromungssimulationen. Er beschreibt die grundlegenden Algorithmen fur eine effiziente Implementierung. Sein besonderes Augenmerk gilt dabei der kritischen Untersuchung von Qualitat und Aufwand alternativer Verfahren. Die Palette der beschriebenen Techniken reicht vom direkten Volumenrendern bis zur Stromungsvisualisierung als virtueller Realitat. In Anwendungsbeispielen aus den Bereichen Maschinenbau, Umweltsimulation und Medizin werden die Visualisierungstechniken demonstriert.

Get to grips with the base workflow and create your own cinematic scenes in UE5 by learning to develop the main elements, animate, and combine them into a complete rendered movie scene with the help of key images printed in color Key Features Perform your entire rigging and animation workflow inside Unreal Engine 5 using Control Rig tools Create hand-keyed animations and clean up motion capture natively in Unreal Engine Learn the basics of creating 3D assets and customizing a MetaHuman for your movie needs Book DescriptionUnreal Engine 5 (UE5) offers beginners and seasoned professionals the ability to create detailed movie scenes with realistic human characters using MetaHuman and combine it with custom props and environments. It also comes with built-in industry standard animation tools to develop such scenes in a fraction of the time compared to old methods. This book takes you through the entire 3D movie production pipeline using free (open - source) software. By following the step-by-step, beginner-friendly tutorials in this book, you'll learn how to create your own custom 3D assets in Blender and texture these 3D assets in Quixel Mixer. Next, you'll take these completed 3D assets into Unreal Engine 5 and use them to build a virtual 3D movie set for your 3D movie. You'll also populate your 3D movie set by using Quixel MegaScans assets and create and customize your own photorealistic human character using MetaHuman Creator and UE5. As you advance, you'll discover how to rig, skin, and animate these 3D assets and characters using Blender and UE5's new Control Rig. Finally, you'll explore the process of setting up your movie cameras and animation sequences and rendering your 3D movie using UE5's Sequencer. By the end of this Unreal Engine book, you'll have learned how to combine different elements in UE5 to make your own movies and cinematics. What you will learn Create, customize, and use a MetaHuman in a cinematic scene in UE5 Model and texture custom 3D assets for your movie using Blender and Quixel Mixer Use Nanite with Quixel Megascans assets to build 3D movie sets Rig and animate characters and 3D assets inside UE5 using Control Rig tools Combine your 3D assets in Sequencer, include the final effects, and render out a high-quality movie scene Light your 3D movie set using Lumen lighting in UE5 Who this book is forThis book is for beginners to Unreal Engine or 3D animation and art in general who want to learn the entire process of creating 3D movies with Unreal Engine 5. Experienced 3D artists and animators new to UE5 will also find this book invaluable as it covers cutting-edge techniques for making real-time 3D movies using Unreal Engine, Blender, Quixel Mixer, and Quixel Bridge. Although prior experience with 3D software is not necessary, it will be helpful in understanding the concepts more easily.

In Computeranimation und virtueller Realitat geht es neben optischer Darstellungsqualitat auch darum, dynamische Anderungen (Bewegung, Verformung, etc.) realistisch wiederzugeben. Das Buch liefert einen Uberblick uber die Methoden von Modellierung und Simulation dynamischer Prozesse in virtuellen, computergenerierten Welten. Das umfasst die Dynamik von Mehrkorpersystemen, kinematischen Strukturen und verformbaren Objekten bis hin zu virtuellen "Lebewesen". Dabei werden neben den technischen Grundkonzepten aktuelle Ansatze aus der Forschung dargestellt.

Dieses Buch vermittelt die gangigen Methoden der Modellbildung und Analyse verteilter Systeme, die in der Leistungsbewertung von Rechner- und Kommunikationssystemen sowie von Fertigungssystemen angewendet werden. Zunachst werden die Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung, der stochastischen Prozesse, der Markov- und der Erneuerungsprozesse behandelt, die zum Verstandnis der analytischen Leistungsbewertungsverfahren erforderlich sind. Grundmodelle der klassischen Nachrichtenverkehrstheorie und des Operations Research werden eingehend beschrieben, wobei Modellierungs- und Anwendungsaspekte im Vordergrund stehen. Abschliessend werden moderne Analysemethoden vorgestellt, z.B. zeitdiskrete Analyseverfahren und Algorithmen sowie die Klasse der matrixanalytischen Methoden.

Der vorliegende Band beschaftigt sich mit neuen Aspekten der Interaktion in der technisch-wissenschaftlichen Datenvisualisierung und in Echtzeitsystemen zur Visualisierung virtueller Umgebungen. Ziel des Buches ist es, neue Interaktionstechniken fur die Visualisierung bereitzustellen und Methoden zu entwerfen, die Interaktion mit der Datensemantik ermoglichen, wobei datenflussorientierte Systemarchitekturen besonders berucksichtigt werden. Weiterhin werden Mechanismen zur Interaktionssteuerung virtueller Umgebungen entwickelt, die dem Echtzeitanspruch und der Mehrdimensionalitat solcher Systeme genugen. Besonderes Interesse wurde hierbei einer sensorunabhangigen Geratesteuerung gewidmet.

Seit einigen Jahren entwickelt sich Computersimulation zu einem unentbehrlichen Werkzeug in der Planung von Produktionssystemen, Unternehmenslogistik und Produktionsplanung und -steuerung. Systeme, die mit dieser Technik analysiert und gesteuert werden, wurden in den letzten Jahren stark verAndert. Automatisierte, komplexe Produktionssysteme, dezentrale Organisationsstrukturen, schlanke Produktion und der "kontinuierliche VerbesserungsprozeA"in der Produktion - das alles stellt auch neue Anforderungen an die Simulationstechnik und ihre Benutzer. Das Buch fA1/4hrt in die Simulationstechnik und ihre theoretischen Grundlagen ein und gibt einen Aoeberblick A1/4ber Methodik und Anwendungen. Es dient Studenten als Lehrbuch und hilft Ingenieuren und Planern in Betrieben, die sich in die Thematik einarbeiten wollen.

Dieses Buch beschreibt die aktuellen Einsatzmoglichkeiten neuronaler Netze fur technische Anwendungen. Neben einer Kurzeinfuhrung in das grundlegende Verstandnis neuronaler Netze bietet es eine Ubersicht uber Anwendungen aus unterschiedlichen Gebieten, bei denen mit neuronalen Netzen bessere Ergebnisse erzielt wurden als mit herkommlichen Verfahren. Im einzelnen wird der schrittweise Aufbau eines komplexen Systems mit Hilfe neuronaler Netze gezeigt. Fur einen tieferen Einstieg in diese erfolgversprechende Technologie und zur Unterstutzung der Entwicklungsarbeit werden ausfuhrliche Hinweise auf weiterfuhrende Literatur und auf Werkzeuge gegeben.
Das Buch wendet sich sowohl an Anwender in der Industrie als auch an praxisorientierte Forscher und Studenten."

Die Grundlagen der Regelungsteclutik gehOren weiterhin zum Grundwissen eines In genieurs und werden in seinem Berufsleben frillier oder spater von ibm verlangt. Es gibt eine Vielzahl von Lehrbiichem zu diesem Thema, die diese Grundlagen von verschiedenen Standpunkten aus darlegen. Mit diesem Buch wird versucht, die grund legenden Begriffe und Verfahren der klassischen Regelungstechnik darzustellen und durch das beigefiigte Simulationsprogramm zu veranschaulichen. Damitwird dem Leser die Maglichkeit gegeben, nicht nur die Theorie zu studieren, sondem auch zu experi mentieren. Durch die Simulationsexperimente solI dem Leser geholfen werden, die theoretischen Zusammenhiinge tiefer zu verstehen und durch visue11e Prasentation bes ser zu verarbeiten. Durch zahlreiche und verschiedenartigeAufgaben kann sich der Leser die Anwendungstrategien der betrachteten Verfahren aneignen. Urn die Inhalte des Buches zu verstehen, sind die minimalen Kenntnisse der haheren Mathematik erforderlich. Jedes Kapitel des Buches stellt eine Einfiihrung in das jeweilige Gebiet dar. Ich habe dabei versucht, die theoretischen Grundlagen durch zahlreiche Beispiele zu illustrieren . . 1m ersten Kapitel wird die Wirkungsweise einer Regelung erlautert. Die Kapitel zwei und drei behandeln die Analyse der linearen Ubertragungsglieder im Zeitbereich, im Bildbereich der Laplace-Transformation und im Frequenzbereich. Dabei wird ausfiihr lich aufwichtige Fragen wie das Aufstellen, Linearisieren und Normieren der Gleichun gen und deren Uisung eingegangen. Hier wird das Fundament fUr weitere Betrachtun gen gelegt."

Diskrete ereignisgesteuerte Simulation ist seit mehreren Jahrzehnten nicht nur im technischen Bereich, sondern auch weit daruber hinaus eine aner kannte und sehr wichtige Analysetechnik, mit der komplexe Ablaufe der Realitat gezielt untersucht werden konnen. Eine vielversprechende Moglich keit zur Reduzierung des typischerweise hohen Rechenaufwandes von Simu lationsexperimenten besteht in einer verteilten, asynchronen Ausfuhrung des Simulationsmodells auf einem Mehrprozessorsystem. Das zentrale Problem bei diesem Ansatz ist die notwendige Synchronisation, mit der die durch die modellierte Realitat meist nur implizit vorgegebenen kausalen Abhangigkei ten eingehalten werden. Dieses Buch gibt eine hervorragende Einfuhrung in das Gebiet verteil ter ereignisgesteuerter Simulation. Es vermittelt neben einem umfassenden Uberblick uber den Stand der Technik auch viele neue Ideen. Bemerkens wert ist insbesondere, dass neben Losungen fur das zentrale Synchronisati onsproblem auch andere Probleme betrachtet werden, die durch die Ver teilung neu hinzukommen und beim Einsatz verteilter Simulation in der Praxis eine wichtige Rolle spielen. So tritt durch die nichtdeterministische, asynchrone Ausfuhrung von Simulationsmodellen die Schwierigkeit der Re produzierbarkeit von Simulationslaufen auf, zu dem erstmalig eine Losung angegeben wird. Auch auf das Problem der Modellierung inharent globaler Daten wird ausfuhrlich eingegangen."

This book provides students with the skills to develop their own models for application in conservation biology and wildlife management. Assuming no special mathematical expertise, the computational models used are kept simple and show how to develop models in both spreadsheet and programming language format.
Develops thought-provoking applications which emphasize the value of modeling as a learning tool
Examines basic descriptive equations, matrix representations, consumer-resources interactions, applications in simulation, scenarios, harvesting, population viability, metapopulation dynamics, disease outbreaks, vegetation stage and state dynamics, habitat suitability assessment, and model selection statistics
Includes a wide range of examples relating to birds, fish, plants and large African mammals

Das Buch stellt umfassend die wissenschaftlichen Grundlagen und die Technologie des Imaging dar. Dabei werden unter Imaging die Techniken der integrierten rechnergestutzten Verarbeitung, Speicherung und Kommunikation von Bilddaten verstanden. Durch seinen lehrbuchahnlichen Charakter richtet sich das Buch an Studenten hoherer Fachsemester (Informatik, Wirtschaftsinformatik, Elektrotechnik, Nachrichtentechnik u.a.), aber auch an Anwender kommerzieller Applikationen von Imaging-Technologien.
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Turbulente gasf|rmige Ph{nomene wie Wolken, Rauch, Dunst, Flammen etc. werden ben|tigt, um den Realit{tseindruck rechnergenerierter Bilder von Au~enszenen zu erh|hen. Solche Effekte werden sowohl im Bereich der optischen Simulation (Flug- und Fahrsimulatoren) als auch als Spezialeffektef}r rechnergenerierte Animation ben|tigt. Die Schwierigkeit dabei ist einerseits, da~ solche gasf|rmigen Objekte recht komplex sind, andererseits,da~ sie einer Dynamik in Form einer turbulenten Ver{nderung ihrer Form mit der Zeit unterliegen. In diesem Buch werden alle wichtigen existierendenVerfahren zur Generierung solcher Effekte evaluiert und mit vollkommen neuenAlgorithmen erweitert und erg{nzt. Als Basis der Modellierung dienen geeignet parametrisierte fraktale Strukturen; um dynamische turbulente Bewegung zu imitieren, werden zeitvariante Fraktale eingef}hrt. Die Visualisierung von Volumendaten wird ebenfalls detailliert erl{utert. Sowohldie Theorie als auch die Algorithmen werden mit Hilfe zahlreicher Abbildungen ausf}hrlich evaluiert und diskutiert. Das Buch wendet sich prim{r an computergraphikorientierte Berufe (Computeranimateur, Ingenieur, Software-Entwickler, Sumulationstechniker), die solche Effekte modellieren und visualisieren wollen oder sich mit der Visualisierung von Volumendaten, z.B. im Bereich der Medizin oder Ingenieurwissenschaften, besch{ftigen. Die detaillierte Behandlung des Stoffes, der systematische und anschauliche Aufbau des Buches sowie die zahlreichen Abbildungen machen es auch f}r den Studenten, Hobby-Programmierer und interessierten Laien attraktiv.

In der vorliegenden Arbeit wird ein Abri~ der Tradition der algorithmischen Bilderzeugung dargelegt; die Begriffe des computergraphischen Realismus, desIdealismus und des Naturalismus werden beleuchtet. Forderungen an Verfahren zur Erzeugung m|glichst naturgetreuer Computergraphiken werden erarbeitet. Ein Verfahren der sogenannten nicht-exakten perspektivischen Projektion wird entwickelt, welches die erforderliche Pr{zision computergraphischer Darstellungen dreidimensionaler Szenen auf die Beantwortung der Frage nach der Gr|~e von im Bild tolerierbaren Fehlern zur}ckf}hrt. Die nicht-exakte perspektivische Projektion erlaubt bei der Modellierungcomputergraphisch darzustellender dreidimensionsaler Szenen eine Ersetzung von dreidimensionalen Szeneteilen durch zweidimensionale ikonisch-photographische Komponenten (Kulissen). Die Arbeit beinhaltet die Beschreibung einer exemplarischen Anwendung der entwickelten Verfahren. Diese Anwendung ist die me~technische Modellierung und Rekonstruktion eines mittelalterlichen Kirchengeb{udes. Anhand dieser Anwendung wird das Kalk}l der nicht-exakten perspektivischen Projektion verifiziert. Auflistungen konkret auftretender Bildfehler erm|glichen die Absch{tzung tolerierbarer Gr|~en dieser Bildfehler. Eine illustrierende Bilddokumentation von der Visualisierung des Kirchengeb{udes erg{nzt die theoretischen Darstellungen der Arbeit.

Leistungsf{hige Visualisierungssysteme sind Grundlage f}r ergonomisch gute Mensch-Maschine Schnittstellen. Applikationsspektrum und Einsatzbreite f}r solche Systeme werden einerseits durch die Visualisierungsm-glichkeiten und andererseits durch wirtschaftliche Aspekte bestimmt. Auf der Basis einer Abstraktion vom konkreten Bild hin zu verschiedenen Bildrepr{sentationen wird ein Strukturmodell f}r Visualisierungssysteme entwickelt. Anhand dieses Modells wird der Stand der Technik }bersichtlich dargestellt und mit den Anforderungen verglichen. Das Ergebnis zeigt sehr deutlich die Zusammenh{nge zwischen den klassischen Fachdisziplinen Graphische Datenverarbeitung, Bildverarbeitung und Videotechnik. Gerade f}r die Entwicklung zuk}nftiger multimedialer Systeme ist das Erkennen und die Synthese der verschiedenen Ans{tze aus diesen Disziplinen von hoher Bedeutung. Dem Entwickler von Visualisierungssystemen liefert dieses Buch wertvolle Hinweise beim Erkennen potentieller Systemengp{sse und konkrete L-sungswege f}r typische Problemstellungen.

Das Buch behandelt in ausf}hrlicher Darstellung ausgew{hlte Fallstudien der Analyse dynamischer Systeme in Medizin, Biologie und \kologie von aktueller Bedeutung. Dabei werden sowohl grundlegende und allgemeing}ltige Fragestellungen, als auch spezielle anwendungsbezogene Probleme behandelt. Die Darstellungsweise ist auf Interdisziplinarit{t hin ausgerichtet, so da sowohl die notwendigen Grundlageninformationen, das Detailwissen, als auch die aktuelle Literatur zum jeweiligen Gebiet sofort verf}gbar ist. Das Buch eignet sich zum einen als Nachschlagewerk, aber auch als Einstiegswerk in Fragestellungen aus Medizin, \kologie, Umweltqualit{t und Mathematik mit den Schwerpunkten Systemanalyse und Simulation.

In vielen verschiedenen Disziplinen der Natur- und Ingenieurwissenschaften produzieren Messverfahren, Experimente und Computersimulationen immer grosser werdende Mengen von Ergebnisdaten. Diese Daten sind oft so komplex, dass spezielle Verfahren zur graphischen Darstellung eingesetzt werden mussen, um uberhaupt eine Interpretation und eine Analyse der Ergebnisse zu ermoglichen. Viele dieser Quellen produzieren Daten, die uber drei raumliche Koordinaten definiert sind. Solche Daten werden Volumendaten genannt. Beispiele fur solche Datenquellen sind Finite-Element-Simulationen, bildgebende Verfahren in der Medizin und Materialprufung sowie Elektronenverteilungen in Chemie und Physik. Zur Visualisierung dieser Volumendaten werden in den letzten Jahren besondere graphische Vefahren entwickelt. Das Buch enthalt Beitrage nahezu aller fuhrenden deutschen Wissenschaftler auf diesem Gebiet und gibt einen Uberblick uber die Forschungs- und Entwicklungsaktivitaten. "

Die sachgerechte Prasentation von umweltbezogenen Daten gewinnt aufgrund der steigenden Komplexitat der Umweltprobleme eine immer grossere Bedeutung. Aufgrund der Unterschiede in den Benutzerkreisen werden die Anforderungen an Visualisierungstechniken breiter. Das Buch gibt einen Uberblick uber den derzeitigen Stand in Forschung und Praxis. Dabei werden Querbezuge zu Simulation und Modellbildung, Umweltinformationssystemen und Schnittstellenproblematik hergestellt.

Internetzwerke, bestehend aus miteinander gekoppelten lokalen und offentlichen Datennetzen (LAN, WAN), sowie Methoden und Werkzeuge fur ihre Entwurfsplanung und Leistungsoptimierung sind die zentralen Themen dieser Monographie. Eine kompakte Einfuhrung in das uberaus komplexe Gebiet der Rechnernetzkopplung wird anhand von Uberblicken uber grundlegende Techniken zur Netzkopplung, die Normung von Internetzwerkarchitekturen und Techniken zur Leistungsbewertung von Internetzwerken gegeben. Ein neu entwickeltes Simulationssystem und ein Leistungsmesssystem fur Internetzwerke werden vorgestellt. Ebenfalls behandelt wird ein kombinierter Einsatz dieser beiden Systeme zur Entwurfsplanung und Leistungsoptimierung von Internetzwerken. Das Buch endet mit einer exemplarischen Anwendung beider Werkzeuge zur Realisierung eines prototypischen OSI-Internetzwerks. Das Buch ist an einen wissenschaftlich orientierten Leserkreis gerichtet; das Verstandnis wird durch viele Abbildungen wesentlich unterstutzt.

Die in den vergangenen Jahren ausserordentlich gesteigerte Leistungsfahigkeit sowohl der Arbeitsplatzrechner als auch der Kommunikationstechnik fur ihre Vernetzung erschliessen sinnvolle Anwendungsmoglichkeiten fur immer weitere und umfangreichere Arbeitsbereiche. Die 19. Jahrestagung der GI greift wichtige Fragen hierzu auf und setzt sich mit einer Fulle von Einzelthemen auseinander. Dabei wendet sie sich gleichermassen an Entwickler, Anwender, Wissenschaftler und Studenten.

Die in den vergangenen Jahren ausserordentlich gesteigerte Leistungsfahigkeit sowohl der Arbeitsplatzrechner als auch der Kommunikationstechnik fur ihre Vernetzung erschliessen sinnvolle Anwendungsmoglichkeiten fur immer weitere und umfangreichere Arbeitsbereiche. Die 19. Jahrestagung der GI greift wichtige Fragen hierzu auf und setzt sich mit einer Fulle von Einzelthemen auseinander. Dabei wendet sie sich gleichermassen an Entwickler, Anwender, Wissenschaftler und Studenten.

Am Fallbeispiel einer Verteiler-LKW-Tatigkeit wird eine Computersimulation als arbeitswissenschaftliches Instrumentarium zur Beurteilung von Belastungen und Beanspruchungen bei der Fahrzeugfuhrung vorgestellt. Hierzu werden Merkmale der Arbeitsumgebung in Form von Stressoren dargestellt, wahrend die personalen Bedingungen durch Schlusselqualifikationen abgebildet werden, wodurch die Aufdeckung von Wirkungszusammenhangen ermoglicht wird. Fur verschiedene Versuchsbedingungen konnen unterschiedliche Auspragungen der Schlusselqualifikationen nachgewiesen werden. Anhand einer vergleichenden Untersuchung der unterschiedlichen Wirkung von Schalt- bzw. Automatikgetriebe auf den Fahrer wird die Eignung der beschriebenen Simulation demonstriert.

Die Gesellschaft fOr Informatik fOhrt ihre 18. Jahrestagung an der Universitat Hamburg durch. Der Fachbereich Informatik hat sich als Veranstalter fOr das Leitthema "Vernetzte und kom- plexe Informatik-Systeme" entschieden. Aufgrund der rapide fortschreitenden Technologie und dadurch erschlossener neuer Anwendungsbereiche werden komplexe Systeme in tech- nischer oder gesellschaftlicher Umgebung zunehmend durch informatikspezifische Gesichts- punkte bestimmt. Dies rechtfertigt den Begriff "Informatik-System" als Zusammenfassung aller in der Informatik betrachteten Methoden des Entwurfs und der Handhabung solcher Systeme. Vernetztheit und Komplexitat bestimmen in unterschiedlichen Erscheinungsformen die strukturellen Probleme der Informatik. Haufig stehen diese beiden Problemkreise in starker Abhangigkeit zueinander. Komplexe Systeme erzwingen Modularitat, um sie beherrschbar zu gestalten, wahrend stark vernetzte Systeme andererseits eine Form von Komplexitat zeigen, die zur Zeit noch hechst unbefriedigend verstanden wird. Eine besondere Form von Vernetztheit stellen verteilte Systeme dar. Ais innere Betriebs- form kennen sie zur Leistungssteigerung von Rechensystemen beitragen, als au Bere Be- triebsform tragen sie der Verteiltheit von Anwendungsproblemen Rechnung. Konkrete Auspragungen verteilter und vernetzter Informatik-Systeme finden sich in den verschiedensten Formen, von der Mikroelektronik Ober Rechnerarchitekturen bis hin zu Soft- ware-Systemen mit Anwendung in Technik und Gesellschaft. Letztere stellen oft selbst kom- plexe und verteilte Systeme dar, was sich zunehmend in den entsprechenden Informatik- Anwendungen widerspiegelt.