Quasi-optimal Arithmetic for Quaternion Polynomials - Ziegler, Martin (Proc. 14th Annual International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC'03))
Fast algorithms for arithmetic on real or complex polynomials are well-known and have proven to be not only asymptotically efficient but also very practical. Based on FAST FOURIER TRANSFORM, they for instance multiply two polynomials of degree up to N or multi-evaluate one at N points simultaneously within quasi-linear time O(N polylog N). An extension to (and in fact the mere definition of) polynomials over fields R and C to the SKEW-field H of quaternions is promising but still missing. The present work proposes three approaches which in the commutative case coincide but for H turn out to differ, each one satisfying some desirable properties while lacking others. For each notion, we devise algorithms for according arithmetic; these are quasi-optimal in that their running times match lower complexity bounds up to polylogarithmic factors.

Fast Relative Approximation of Potential Fields - Ziegler, Martin (Lecture Notes in Computer Science)
Multi-evaluation of the Coulomb potential induced by N particles is a central part of N-body simulations. In 3D, known subquadratic time algorithms return approximations up to given ABSOLUTE precision. By combining data structures from Computational Geometry with fast polynomial arithmetic, the present work obtains approximations of prescribable RELATIVE error e>0 in time O(1/e*N*polylog N).

Virtual and Augmented Reality Support for Discrete Manufacturing System Simulation - Fischer, Matthias; Grafe, Michael; Matysczok, Carsten; Mueck, Bengt; Schoo, Michael (Human Aspects in Production Management - Proceedings of the IFIP WG 5.7 Working Conference on Human Aspects in Production Management)
Unternehmen operieren zunehmend in einem schwierigen Umfeld: Die Innovationsdynamik nimmt zu; die Produktlebenszyklen werden kürzer; gleichzeitig werden die Produkte komplexer; der harte Wettbewerb zwingt die Unternehmen, auf Marktveränderungen zu reagieren. Aus dieser Entwicklung resultieren hohe Anforderungen an die Gestaltung der Fertigungsprozesse. Im Wesentlichen kommt es darauf an, die Fertigungsprozesse möglichst rasch an die neuen Gegebenheiten anzupassen, bzw. neue Fertigungsprozesse so zu planen, dass sie auf Anhieb die erforderlichen Resultate bringen. Ein wichtiges Mittel hierfür der Einsatz von Materialflusssimulationen. Hierzu ist zunächst die Erstellung eines Simulationsmodells notwendig. Dafür wird in einem ersten Schritt das zu betrachtende System analysiert und ein rechnerinternes Modell erzeugt. Dieses beinhaltet die Modellierung von Funktionen, Prozessen, Verhaltensweisen oder Regeln, die im Modell die tatsächlichen Wirkzusammenhänge im Unternehmen widerspiegeln sollen. Die so modellierten Aspekte sind untereinander so vernetzt, dass alle Funktionen des Modells ein Ganzes ergeben. Für viele Fragenstellungen werden umfangreiche Modelle mit einem komplexen Verhalten benötigt. Andererseits steigt mit zunehmender Größe und Komplexität des Simulationsmodells auch der Modellierungsaufwand, die Fehleranfälligkeit, die Laufzeit und der Interpretationsaufwand bei der Ergebnisauswertung. Fehler bei der Modellbildung führen bei der Simulation zu Fehlinterpretationen und falschen Ergebnissen. Einen wesentlichen Anteil daran hat die Gestaltung der Benutzungsschnittstelle: Das übliche, wenig intuitive WIMP-Interface (Windows, Icons, Mouse, Pointer) erfordert sehr gut geschulte Benutzer, sodass die Erzeugung der meist komplexen Simulationsmodelle mit großen Zeitaufwand verbunden ist. Die Präsentation der Simulationsergebnisse erfolgt in Form von Wertetabellen und zweidimensionalen, abstrakten Darstellungen des Fertigungssystems. Für die Simulationsexperten erscheint dies ausreichend, für ein aus verschiedenen Bereichen und Disziplinen zusammengesetztes Planungsteam ist das aber nicht akzeptabel. So können Fehlinterpretationen aufgrund der unklaren Darstellungen auftreten. Durch eine durchgängige Unterstützung von der Modellierung über die Ausführung bis zur Analyse von Simulationen durch Augmented-Reality und Virtual-Reality werden viele dieser Probleme überwunden aber viele neue Probleme entstehen. Marktgängige Simulatoren unterstützen zwar z.T. schon Virtual Reality; eine durchgängige Simulationsunterstützung wird aber in der Virtuellen Umgebung nicht geboten. Argumented Reality-Komponenten sind bisher nicht bekannt. In diesem Artikel werden nach einer Analyse der benötigten Technologien die Nutzenpotentiale insb. durch den Einsatz von AR ausgelotet.

Komponenten zur aktiven Unterstützung der Analyse von Materialflusssimulationen in virtuellen Umgebungen - Dangelmaier, Wilhelm; Franke, Werner; Mueck, Bengt; Fischer, Matthias (2. Paderborner Workshop Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung)
Simulation und Visualisierung sind anerkannte Mittel zum Verstehen und Analysieren von Fertigungsprozessen. In Visualisierungen von Fertigungsprozessen können Betrachter frei und ungeleitet umherwandern. Erkenntnisse werden so aber eher zufällig erworben. Dieser Artikel skizziert ein System und Methoden, die den Betrachter unterstützen auf auffällige/signifikante Prozesse/ Punkte in Materialflusssimulationen aufmerksam zu werden und diese zu entschärfen. Es wird der Entwurf eines Werkzeugs beschrieben, dass den Betrachter einer Simulation die Möglichkeit bietet, signifikante Produktionsprozesse interaktiv zu verbessern. Der Benutzer wird sich in einer virtuellen 3D-Umgebung (Walkthrough-System) bewegen können und automatisch ermittelte Indizien für signifikante Abläufe erhalten. Zugleich soll die Simulation signifikante Objekte genauer simulieren. Bekundet der Benutzer Interesse an einem signifikanten Prozess, wird er automatisch zu dem jeweiligen Ort geführt werden und dort durch Eingriffe in die Simulation die kritische Situation experimentell untersuchen können. Da der kritische Moment in der Vergangenheit liegt und somit vom Betrachter schon verpasst ist, wird es dem Betrachter möglich sein, die Simulation auf einen Zeitpunkt vor dem Eintreten zurück zu setzen. Die virtuelle Szene (3D-Grafik-Modelle) einer typischen dynamischen Simulationsumgebung ist in der Regel zu komplex, um sie in Echtzeit in einem Walkthrough-System zu visualisieren und darzustellen. Typischerweise werden Approximationsverfahren eingesetzt, um die Komplexität zu reduzieren und ein flüssiges Navigieren des Betrachters zu erlauben. Durch spezifische Simulations-Anforderungen ist bekannt, an welchen Objekten des Simulationsmodells Probleme auftreten; sie sind für den Betrachter wichtig. Die zugehörigen virtuellen 3D-Repräsentanten, können von den Approximationsalgorithmen mit einer besonders hohen Darstellungsqualität dargestellt werden und die übrigen Teile der virtuellen Szene entsprechend vernachlässigt werden. Solche Approximationsalgorithmen und Datenstrukturen nutzen die spezifischen Eigenschaften virtueller Simulationsumgebungen aus, um eine hohe Darstellungsqualität und Darstellungsperformance zu erreichen.

Planung von komplexen Fertigungssystemen durch Einsatz einer VR/AR-unterstützten Simulation - Fischer, Matthias; Grafe, Michael; Matysczok, Carsten; Schoo, Michael; Mueck, Bengt (2. Paderborner Workshop Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung)
In der heutigen Zeit operieren Unternehmen zunehmend in einem schwierigen Umfeld: Die Innovationsdynamik nimmt zu und die Produktlebenszyklen werden kürzer. Daraus resultieren hohe Anforderungen an die Planung von Fertigungssysteme. Um diesen Prozess zu unterstützen, sollen die Technologien Augmented Reality und Virtual Reality in einem integrierten System genutzt werden. Dieses System unterstützt den Anwender bei der Modellbildung, der Validierung des Simulationsmodells sowie der folgenden Optimierung des Fertigungssystems. Durch die Entwicklung geeigneter Kopplungs- bzw. Integrationsmechanismen wird eine durchgängige Nutzung der Technologien AR, VR und Simulation realisiert. Die Visualisierung der anfallenden 3D-Daten innerhalb der VR- und ARUmgebungen erfolgt mittels einer 3D-Renderinglibrary, die es durch den Einsatz von neuen entwickelten Verfahren ermöglicht, die verwendeten 3D-Modelle weitgehend automatisiert aus unternehmensinternen 3D-CAD-Modellen zu generieren.

Randomized Pursuit-Evasion in Graphs - Adler, Micah; Vöcking, Berthold; Sohler, Christian; Räcke, Harald; Sivadasan, Naveen (Combinatorics, Probability & Computing)

Property Testing and Geometry - Sohler, Christian

A Framework for Video-based and Hardware-Accelerated Remote 3D-Visualization - Goetz, Frank; Domik, Gitta (Eurographics 2003 - Short Presentations)

A Model-based Approach for Dynamic Tool Integration - Schattkowsky, Tim (Proceedings of the conference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2003), Orlando, FL (USA))

Integrating software engineering and user-centred design for multimedia software developments - Engels, Gregor; Sauer, Stefan; Neu, Bettina (Proceedings of the conference on Human-Centric Computing Languages and Environments (HCC 2003), Auckland (New Zealand))

MuSofT: Multimedia in der Softwaretechnik - Alfert, Klaus; Doberkat, Ernst-Erich; Engels, Gregor; Lohmann, Marc; Magenheim, Johannes; Schürr, Andy (Proceedings of the conference on Software Engineering im Unterricht der Hochschulen (SEUH 2003), Berlin (Germany))

The Consistency Workbench: A Tool for Consistency Management in UML-based Development - Engels, Gregor; Heckel, Reiko; Küster, Jochen (Proceedings of the 6th International Conference on The Unified Modeling Language: Modeling Languages and Applications (UML 2003), San Francisco, CA (USA))

Model Based Verification and Validation of Properties - Engels, Gregor; Küster, Jochen; Heckel, Reiko; Lohmann, Marc (Proceedings of the conference on Uniform Approaches to Graphical Process Specification Techniques (UNIGRA 2003, Satellite Event of the ETAPS 2003), Warsaw (Poland))

Towards Consistency of Web Service Architectures - Heckel, Reiko; Küster, Jochen; Thöne, Sebastian; Voigt, Hendrik (Proceedings of the 7th World Multiconference on Systemics, Cybernetics, and Informatics (SCI 2003), Orlando, FL (USA))

Visualizing model mappings in UML - Hendrik Hausmann, Jan; Kent, Stuart (Proceedings of the ACM symposium on Software visualization (SOFTVIS 2003), San Diego, CA (USA))

Model-Based Development of Web Applications Using Graphical Reaction Rules - Heckel, Reiko; Lohmann, Marc (Proceedings of the 6th International Conference on Fundamental Approaches to Software Engineering (FASE 2003), Warsaw (Poland))

Dynamic Tool Integration in Heterogeneous Computer Networks - Mueller, Wolfgang; Schattkowsky, Tim; Eikerling, Heinz-Josef; Wegner, Jan (Proceedings of the conference on Design Automation and Test in Europe (DATE 2003), Munich (Germany))

Defining and Validating Transformations of UML Models - Küster, Jochen; Heckel, Reiko; Engels, Gregor (Proceedings of the conference on Human Centric Computing Languages and Environments (HCC 2003), Auckland (New Zealand))

Towards a Generic Model for AOP (GEMA) - Mehner, Katharina; Rashid, Awais

An Integrated Solar Home System – History - Krauter, Stefan (Proceedings of the 3rd World Conference of Photovoltaic Energy Conversion (Joint Congress of IEEE/PVSEC/EUPVSEC), Osaka (Japan), 12.–16. Mai 2003, Band 2, S. 2094–2097)