Digital 3D Technologies for Humanities Research and Education: An Overview

Digital 3D modelling and visualization technologies have been widely applied to support research in the humanities since the 1980s. Since technological backgrounds, project opportunities, and methodological considerations for application are widely discussed in the literature, one of the next tasks is to validate these techniques within a wider scientific community and establish them in the culture of academic disciplines. This article resulted from a postdoctoral thesis and is intended to provide a comprehensive overview on the use of digital 3D technologies in the humanities with regards to (1) scenarios, user communities, and epistemic challenges; (2) technologies, UX design, and workflows; and (3) framework conditions as legislation, infrastructures, and teaching programs. Although the results are of relevance for 3D modelling in all humanities disciplines, the focus of our studies is on modelling of past architectural and cultural landscape objects via interpretative 3D reconstruction methods

Improving Usability in Procedural Modeling

This work presents new approaches and algorithms for procedural modeling geared towards user convenience and improving usability, in order to increase artists’ productivity. Procedural models create geometry for 3D models from sets of rules. Existing approaches that allow to model trees, buildings, and terrain are reviewed and possible improvements are discussed. A new visual programming language for procedural modeling is discussed, where the user connects operators to visual programs called model graphs. These operators create geometry with textures, assign or evaluate variables or control the sequence of operations. When the user moves control points using the mouse in 3D space, the model graph is executed to change the geometry interactively. Thus, model graphs combine the creativity of freehand modeling with the power of programmed modeling while displaying the program structure more clearly than textbased approaches. Usability is increased as a result of these advantages. Also, an interactive editor for botanical trees is demonstrated. In contrast to previous tree modeling systems, we propose linking rules, parameters and geometry to semantic entities. This has the advantage that problems of associating parameters and instances are completely avoided. When an entity is clicked in the viewport, its parameters are displayed immediately, changes are applied to selected entities, and viewport editing operations are reflected in the parameter set. Furthermore, we store the entities in a hierarchical data structure and allow the user to activate recursive traversal via selection options for all editing operations. The user may choose to apply viewport or parameter changes to a single entity or many entities at once, and only the geometry for the affected entities needs to be updated. The proposed user interface simplifies the modeling process and increases productivity. Interactive editing approaches for 3D models often allow more precise control over a model than a global set of parameters that is used to generate a shape. However, usually scripted procedural modeling generates shapes directly from a fixed set of parameters, and interactive editing mostly uses a fixed set of tools. We propose to use scripts not only to generate models, but also for manipulating the models. A base script would set up the state of an object, and tool scripts would modify that state. The base script and the tool scripts generate geometry when necessary. Together, such a collection of scripts forms a template, and templates can be created for various types of objects. We examine how templates simplify the procedural modeling workflow by allowing for editing operations that are context-sensitive, flexible and powerful at the same time. Many algorithms have been published that produce geometry for fictional landscapes. There are algorithms which produce terrain with minimal setup time, allowing to adapt the level of detail as the user zooms into the landscape. However, these approaches lack plausible river networks, and algorithms that create eroded terrain with river networks require a user to supervise creation and minutes or hours of computation. In contrast to that, this work demonstrates an algorithm that creates terrain with plausible river networks and adaptive level of detail with no more than a few seconds of preprocessing. While the system can be configured using parameters, this text focuses on the algorithm that produces the rivers. However, integrating more tools for user-controlled editing of terrain would be possible.Verbesserung der Usability bei prozeduraler Modellierung Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, prozedurale Modellierung durch neue neue Ansätze und Algorithmen einfacher, bequemer und anwendungsfreundlicher zu machen, und damit die Produktivität der Künstler zu erhöhen. Diese Anforderungen werden häufig unter dem Stichwort Usability zusammengefasst. Prozedurale Modelle spezifizieren 3D-Modelle über Regeln. Existierende Ansätze für Bäume, Gebäude und Terrain werden untersucht und es werden mögliche Verbesserungen diskutiert. Eine neue visuelle Programmiersprache für prozedurale Modelle wird vorgestellt, bei der Operatoren zu Modellgraphen verschaltet werden. Die Operatoren erzeugen texturierte Geometrie, weisen Variablen zu und werten sie aus, oder sie steuern den Ablauf der Operationen. Wenn der Benutzer Kontrollpunkte im Viewport mit der Maus verschiebt, wird der Modellgraph ausgeführt, um interaktiv neue Geometrie für das Modell zu erzeugen. Modellgraphen kombinieren die kreativen Möglichkeiten des freihändigen Editierens mit der Mächtigkeit der prozeduralen Modellierung. Darüber hinaus sind Modellgraphen eine visuelle Programmiersprache und stellen die Struktur der Algorithmen deutlicher dar als textbasierte Programmiersprachen. Als Resultat dieser Verbesserungen erhöht sich die Usability. Ein interaktiver Editor für botanische Bäume wird ebenfalls vorgestellt. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen schlagen wir vor, Regeln, Parameter und Geometrie zu semantischen Entitäten zu verschmelzen. Auf diese Weise werden Zuordnungsprobleme zwischen Parametern und deren Instanzen komplett vermieden. Wenn im Viewport eine Instanz angeklickt wird, werden sofort ihre Parameter angezeigt, alle Änderungen wirken sich direkt auf die betroffenen Instanzen aus, und Änderungen im Viewport werden sofort in den Parametern reflektiert. Darüber hinaus werden die Entitäten in einer hierarchischen Datenstruktur gespeichert und alle Änderungen können rekursiv auf der Hierarchie ausgeführt werden. Dem Benutzer werden Selektionsoptionen zur Verfügung gestellt, über die er Änderungen an den Parametern oder Änderungen im Viewport an einzelnen oder vielen Instanzen gleichzeitig vornehmen kann. Anschließend muss das System nur die Geometrie der betroffenen Instanzen aktualisieren. Auch hier ist das Ziel, das User Interface möglichst an den Bedürfnissen des Benutzers auszurichten, um Vereinfachungen und eine Erhöhung der Produktivität zu erreichen. Interaktive Editieransätze für 3D-Modelle erlauben häufig eine präzisere Kontrolle über ein Modell als ein globaler Parametersatz, der für die Erzeugung des Modells genutzt wird. Trotzdem erzeugen prozedurale Modellierskripte ihre Modelle meist direkt aus einem festen Parametersatz, während interaktive Tools meist mit hartkodierten Operationen arbeiten. Wir schlagen vor, Skripte nicht nur zur Erzeugung der Modelle zu verwenden, sondern auch um die erzeugten Modelle zu editieren. Ein Basisskript soll die Statusinformationen eines Objekts anlegen, während weitere Skripte diesen Status verändern und passende Geometrie erzeugen. Diese Skripte bilden dann ein Template zum Erzeugen einer Klasse von Objekten. Verschiedene Objekttypen können jeweils ihr eigenes Template haben. Wir zeigen, wie Templates den Workflow mit prozeduralen Modellen vereinfachen können, indem Operationen geschaffen werden, die gleichzeitig kontext-sensitiv, mächtig und flexibel sind. Es existiert eine Reihe von Verfahren, um Geometrie für synthetische Landschaften zu erzeugen. Ein Teil der Algorithmen erzeugt Geometrie mit minimaler Vorberechnung und erlaubt es, den Detailgrad der Landschaft interaktiv an die Perspektive anzupassen. Leider fehlen den so erzeugten Landschaften plausible Flussnetze. Algorithmen, die erodiertes Terrain mit Flussnetzen erzeugen, müssen aufwendig vom Benutzer überwacht werden und brauchen Minuten oder Stunden Rechenzeit. Im Gegensatz dazu stellen wir einen Algorithmus vor, der plausible Flussnetze erzeugt, während sich der Betrachter interaktiv durch die Szene bewegt. Das System kann über Parameter gesteuert werden, aber der Fokus liegt auf dem Algorithmus zur Erzeugung der Flüsse. Dennoch wäre es möglich, Tools zum benutzergesteuerten Editieren von Terrain zu integrieren

Adaptive 3D web-based environment for heterogeneous volume objects.

The Internet was growing fast on the last decade. Interaction and visualisation became an essential feature online. The demand for online modelling and rendering in a real-time, adaptive and interactive manner exceeded the growth and development of the hardware resources including computational power and memories. Building up and accessing an instant 3D Web-based and plugin-free platform started to be a must in order to generate 3D volumes. Modelling and rendering complicated heterogeneous volumes using online applications requires good Internet bandwidth and high computational power. A large number of 3D modelling tools designed to create complicated models in an interactive manner are now available online, the problem of using such tools is that the user needs to acquire a certain level of modelling knowledge In this work, we identify the problem, introduce the theoretical background and discuss the theory about Web-based modelling and rendering, including client- server approach, scenario optimization by solving constraint satisfaction problem, and complexity analysis. We address the challenges of designing, implementing and testing an online, Web-based, instant 3D modelling and rendering environment and we discuss some of its characteristics including adaptivity, platform independence, interactivity, and easy-to-use after presenting the theoretical part of implementing such an environment. We also introduce platform-independent modelling and rendering environment for complicated heterogeneous volumes with colour attributes based on client- server architecture. The work includes analysis and implementation for different rendering approaches suitable for different kind of users. We also discuss the performance of the proposed environment by comparing the rendering approaches. As an additional feature of our modelling system, we discuss aspects of securing the model transferring between client and the server

Wissensgemeinschaften 2015: 18. GeNeMe-Workshop, TU Dresden, 25./26.06.2015: GeNeMe 2015, Gemeinschaften in Neuen Medien

Unter dem gemeinsamen Dach „Wissensgemeinschaften“ werden nun zwei Tagungen mit sich gegenseitig ergänzenden thematischen Schwerpunkten zusammengebracht, die Lern- und Wissensprozesse im Spannungsfeld zwischen Organisation, Technologie und (Unternehmens-)Kultur verhandeln. Während die Konferenz „Gemeinschaften in neuen Medien (GeNeMe)“ organisationale und technische Perspektiven im Kontext von Virtual Enterprises, Communities & Social Networks thematisiert, liefert die zweijährlich stattfindende Konferenz „Professionelles Wissensmanagement (ProWM)“ der Fachgruppe Wissensmanagement in der Gesellschaft für Informatik (fgwm) einen breiten integrativen Überblick über die organisatorischen, kulturellen, sozialen und technischen Aspekte des Wissensmanagements.:1 Vorwort: Wissensgemeinschaften in Wirtschaft und Wissenschaft XII 2 Preface: Knowledge Communities in Busuness and Schience XVII Keynotes – eingeladene Vorträge 1 Knowledge Management – Advancements and Future Research Needs – Results from the Global Knowledge Research Network study 1 2 Leeds University Business School, Leeds, UK, 2 Beginnt die neue Arbeitswelt mit einer Abwesenheitsnotiz? 13 Hochschuldidaktik 2.0 1 Vernetztes Lernen an der Hochschule? Ergebnisse und Erfahrungen eines cMOOS 17 2 Smart communities in virtual reality. A comparison of design approaches for academic education 25 3 Flipped Classroom in der Hochschullehre der TU Dresden – Ein Work in Progress-Bericht 39 4 Konzepte für den Einsatz von E-Tutoren in komplexen E-Learning-Szenarien – Ein Erfahrungsbericht 45 Wissensmanagement I 1 Barrieren im interorganisationalen Wissensaustausch auf individueller Ebene – Ordnungsrahmen und Analysemethoden 55 2 GIS-based sales support by company knowledge reuse in the telecommunications sector 67 3 Praktische Entwicklung einer wissensorientierten Unternehmenskultur. Entwurf einer Zertifizierungsmethode 75 4 Supporting Knowledge Management Instruments with Composable Micro-Services 81 Communities 1 MeetingMirror – Unterstützung von Wissenschaftler-Communities auf Konferenzen 91 2 The SIFA community as a virtual learning space in OSH 101 3 Reflexion, Begleitung, Austausch – Die Online-Plattform StudentBodies-AN zur Prävention von Magersucht 107 Technologien, Methoden, Systeme 1 Gamification in der Hochschullehre. Herleitung von Handlungsempfehlungen für den Einsatz von Gamedesign-Elementen in der sächsischen Lernplattform OPAL 115 2 Gebrauchstauglichkeit und Nützlichkeit. Usability und wahrgenommener Nutzen digitaler Lernangebote S. 125 3 Barrierefreiheit im MOOC 135 4 Strukturierte Wikis – Konzept und Anwendungsbeispiel 141 Feedback, Austausch, Ideenfindung 1 Idea-Space: A Use Case of Collaborative Course Development in Higher Education 149 2 Onlinegestützte Audience Response Systeme: Förderung der kognitiven Aktivierung in Vorlesungen und Eröffnung neuer Evaluationsperspektiven 157 3 Mobiles Feedback – Praxisbericht zur Integration eines Audience Response Systems in eine Lehrveranstaltung als Instrument der Lehrevaluation 67 4 Jazz in der Stadt und Rock auf der Autobahn - von der kollaborativen zur kollaborativ-kontextorientierten Musikempfehlung 173 Education 1 Wissens- und Nachhaltigkeitsmanagement durch Kooperationen in Weiterbildungsprojekten 185 2 Lernen aus Erfahrung – vom agilen zum verteilten Präsenzteam 193 3 Development of an E-Learning instructional model for vocational training in Indonesia 203 4 A Survey of Teachers’ Media Literacy in Chinese Vocational Schools 209 Prozess 1 Welche Use Cases eignen sich für die Umsetzung in einem Enterprise Social Network? Eine Fallstudie bei der N-ERGIE Aktiengesellschaft 225 2 Kontextbezogene, workflowbasierte Assessmentverfahren auf der Grundlage semantischer Wissensbasen 237 3 Collaborative Knowledge Acquisition and Explorationin Technology Search 243 Wissensmanagement II 1 Assessing Informal Social Learning at the Workplace – A Revalidation Case from Healthcare 251 2 Wie Barrieren im Wissenstransfer überwunden werden können – Ergebnisse einer Studie zur Grundhaltung des Misstrauens oder Vertrauens 267 3 Integration von Topic Models und Netzwerkanalyse bei der Bestimmung des Kundenwertes 277 4 Wissensmanagement im Kontext öffentlich-rechtlicher Rahmenbedingungen: Praktische Erfahrungen aus einem Wasserverband 285 Adress- und Autorenverzeichnis 29

Interdisziplinäre Kooperation bei der Erstellung virtueller geschichtswissenschaftlicher 3D-Rekonstruktionen

Virtuelle 3D-Modelle finden in den historischen Disziplinen in zweierlei Art Verwendung. Zum einen dienen diese zur Erfassung und Digitalisierung existierender historischer Objekte. Daneben dient die Erstellung von virtuellen 3D-Rekonstruktionen der Nachbildung nicht mehr existierender Objekte und Strukturen. Während technische Abläufe beider Ansätze ebenso wie methodische und wissenschaftstheoretische Aspekte in der Fachliteratur häufig und umfassend thematisiert werden, ist eine Frage nach sozialen Aspekten und sozialer Interaktion im Kontext derartiger Vorhaben bisher unbeleuchtet geblieben. Ziel der Arbeit stellt dar, eine Bandbreite und Relevanz von Aspekten der Kooperation als „Zusammenarbeit mit gemeinsamem Ziel, gegenseitiger Abstimmung, planvollem Vorgehen sowie Vorteilen für alle Akteure“ (Hagenhoff, 2004) im Kontext derartiger geschichtswissenschaftlicher 3D-Modellierungsvorhaben mittels sozialwissenschaftlicher Methoden zu beleuchten. Dabei zielt eine Darlegung auf unterschiedliche Skalierungen von Kooperation ab – angefangen bei einer Wissenschaftslandschaft über Kooperationsstrukturen bis hin zu einer Betrachtung von spezifischen Kooperationsphänomenen und -strategien innerhalb von Arbeits- und Erstellungsprozessen

Across Space and Time. Papers from the 41st Conference on Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology, Perth, 25-28 March 2013

This volume presents a selection of the best papers presented at the forty-first annual Conference on Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology. The theme for the conference was "Across Space and Time", and the papers explore a multitude of topics related to that concept, including databases, the semantic Web, geographical information systems, data collection and management, and more

Across Space and Time Papers from the 41st Conference on Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology, Perth, 25-28 March 2013

The present volume includes 50 selected peer-reviewed papers presented at the 41st Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology Across Space and Time (CAA2013) conference held in Perth (Western Australia) in March 2013 at the University Club of Western Australia and hosted by the recently established CAA Australia National Chapter. It also hosts a paper presented at the 40th Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology (CAA2012) conference held in Southampton