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    Methods for Automated Creation and Efficient Visualisation of Large-Scale Terrains based on Real Height-Map Data

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    Real-time rendering of large-scale terrains is a difficult problem and remains an active field of research. The massive scale of these landscapes, where the ratio between the size of the terrain and its resolution is spanning multiple orders of magnitude, requires an efficient level of detail strategy. It is crucial that the geometry, as well as the terrain data, are represented seamlessly at varying distances while maintaining a constant visual quality. This thesis investigates common techniques and previous solutions to problems associated with the rendering of height field terrains and discusses their benefits and drawbacks. Subsequently, two solutions to the stated problems are presented, which build and expand upon the state-of-the-art rendering methods. A seamless and efficient mesh representation is achieved by the novel Uniform Distance-Dependent Level of Detail (UDLOD) triangulation method. This fully GPU-based algorithm subdivides a quadtree covering the terrain into small tiles, which can be culled in parallel, and are morphed seamlessly in the vertex shader, resulting in a densely and temporally consistent triangulated mesh. The proposed Chunked Clipmap combines the strengths of both quadtrees and clipmaps to enable efficient out-of-core paging of terrain data. This data structure allows for constant time view-dependent access, graceful degradation if data is unavailable, and supports trilinear and anisotropic filtering. Together these, otherwise independent, techniques enable the rendering of large-scale real-world terrains, which is demonstrated on a dataset encompassing the entire Free State of Saxony at a resolution of one meter, in real-time

    Simultaneous reconstruction of evolutionary history and epidemiological dynamics from viral sequences with the birth-death SIR model

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    The evolution of RNA viruses such as HIV, Hepatitis C and Influenza virus occurs so rapidly that the viruses' genomes contain information on past ecological dynamics. Hence, we develop a phylodynamic method that enables the joint estimation of epidemiological parameters and phylogenetic history. Based on a compartmental susceptible-infected-removed (SIR) model, this method provides separate information on incidence and prevalence of infections. Detailed information on the interaction of host population dynamics and evolutionary history can inform decisions on how to contain or entirely avoid disease outbreaks. We apply our Birth-Death SIR method (BDSIR) to two viral data sets. First, five human immunodeficiency virus type 1 clusters sampled in the United Kingdom between 1999 and 2003 are analyzed. The estimated basic reproduction ratios range from 1.9 to 3.2 among the clusters. All clusters show a decline in the growth rate of the local epidemic in the middle or end of the 90's. The analysis of a hepatitis C virus (HCV) genotype 2c data set shows that the local epidemic in the C\'ordoban city Cruz del Eje originated around 1906 (median), coinciding with an immigration wave from Europe to central Argentina that dates from 1880--1920. The estimated time of epidemic peak is around 1970.Comment: Journal link: http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/11/94/20131106.ful

    Hat die Dauer der Registrierzeit der funktionellen, arteriellen Sauerstoffsättigung des Feten einen Einfluss auf geburtshilfliche Parameter?

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    Die intrapartale Reflexionspulsoxymetrie ermöglicht als adjuvantes Verfahren bei suspekten und pathologischen Herzfrequenzmustern die kontinuierliche Messung der funktionellen arteriellen Sauerstoffsättigung (FSpO2) des Feten unter der Geburt. Zum heutigen Zeitpunkt sind die Ergebnisse der klinischen Forschung jedoch sehr heterogen, so dass Wertigkeit und Zuverlässigkeit der intrapartalen Pulsoxymetrie nicht eindeutig belegt sind und sich dieses Verfahren im klinischen Alltag noch nicht etablieren konnte. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu überprüfen, ob die Dauer der Registrierzeit der fetalen Pulsoxymetriemessung einen Einfluss auf die geburtshilflichen Parameter Anzahl der Fetalblutanalysen, Geburtsmodus, pH-Wert aus der Nabelschnurarterie und Verlegungshäufigkeit der Neugeborenen hat, und ob dadurch eine Verbesserung in der klinischen Anwendung erreicht werden kann. In die retrospektiven Analyse wurden 48 Patientinnen eingeschlossen, bei denen subpartal suspekte oder pathologische fetale Herzfrequenzmuster, mindestens eine Fetalblutanalyse und eine Aufzeichnungszeit der fetalen Pulsoxymetriemessung von mindesten 60 Minuten vorlag. In Abhängigkeit von der Registrierdauer der FSpO2-Messung erfolgte eine Einteilung der Daten in zwei Kollektive. Der Grenzwert wurde bei 80 Prozent festgelegt. Nach allgemeiner Auswertung und statistischer Analyse ergaben sich folgende Ergebnisse: Die durchschnittliche FSpO2-Registrierung lag in Kollektiv A (N=27) bei 62,2% und in Kollektiv B (N=21) bei 88,5%. Zwischen der prozentualen Aufzeichnungszeit und der Anzahl der Fetalblutanalysen bestand kein signifikanter Zusammenhang (Chi2-Test: F=2,81). Auch zwischen Registrierdauer und Entbindungsmodus fand sich kein statistisch relevanter Zusammenhang (Chi2-Test: F=3,324 mit p=0,190). Zwischen Registrierdauer und arteriellen Nabelschnur-pH-Werten bestand kein signifikanter Zusammenhang (t-Test nach Student: tv=1,059; p=0,296). Eine Signalgewinnung von über 80% hat in der vorliegenden Studie damit das neonatale Outcome weder positiv noch negativ beeinflusst. Ein Zusammenhang zwischen FSpO2-Werten < 30% und arteriellen Nabelschnur-pH-Werten < 7,20 konnte ebenfalls in keinem der beiden Kollektive nachgewiesen werden (Pearson-Korrelationskoeffizient r=-0,137; p=0,352). Der Entbindungsmodus wies in Verbindung mit arteriellen Nabelschnur-pH-Werten < 7,20 einen relativen Unterschied zwischen den beiden Kollektiven auf: Bei einer Signalgewinnung von über 80% war die Rate an Spontangeburten höher, gleichzeitig aber auch die Rate an Nabelschnur-pH-Werten < 7,20. Dieser Unterschied war jedoch nicht signifikant (Chi2-Test: F=3,32; p=0,190). Hinsichtlich der Verlegungshäufigkeit der Neugeborenen ergibt sich zwischen den beiden Kollektiven ebenfalls kein signifikanter Verteilungsunterschied (Chi2-Test: F=0,003; p=0,959). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dauer der Registrierzeit der fetalen Pulsoxymetriemessung keinen statistisch signifikanten Einfluss auf die geburtshilflichen Parameter Anzahl der Fetalblutanalysen, Geburtsmodus, pH-Wert aus der Nabelschnurarterie und Verlegungshäufigkeit der Neugeborenen hat

    Dynamic Devices Network Architecture

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    Die zunehmende Internationalisierung der Märkte, das wachsende, immer differenziertere Produktangebot und die hohe technische Innovationsgeschwindigkeit führen zu immer härteren Wettbewerbsbedingungen auf dem Markt. Diese Situation zwingt die Unternehmen nicht nur zu kontinuierlichen Anstrengungen, um ihre Produktivität und Qualität zu steigern, sondern es stehen auch immer geringere Mittel für die Realisierung von Produktions- und/oder Messeinheiten innerhalb des Produktionsprozesses zur Verfügung. Als Folge dessen werden Entwickler mit folgenden Grundforderungen konfrontiert: · Abstimmung der Architektur auf vorhandene und/oder gängige Infrastrukturen · Reduzierung des Entwicklungsaufwandes durch Modularisierung des Systemaufbaues · Reduzierung der Wartungs- und Administrationskosten durch einfache Handhabbarkeit · Maximierung der Betriebssicherheit und Minimierung der Ausfallzeiten · Einfache Erweiterbarkeit · Hohe Wiederverwendbarkeit Ein Resümee von Softwareprojekten über die letzten Jahre zeigt, dass sich der Rahmen für Softwareentwicklung insgesamt geändert hat. Softwareprojekte sind heute mehrschichtige, verteilte (ggf. auch komponentenbasierte) Anwendungen mit gestiegenen Anforderungen an Funktionalität, Qualität und Flexibilität. Leider beinhalten die Architekturen und Konzepte der ‚Verteilten Systeme' Schwächen, diese für verteilte Mess- und Steuerungssysteme direkt umzusetzen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Schwächen vorhandener Konzepte aufzuzeigen und eine Architektur vorzustellen, die den Entwickler unterstützt, verteilte Mess- und Steuerungssysteme bis hin zu Prozessleitsystemen unter dem Betriebssystem Windows zu entwickeln

    The Tensile Behaviour of Highly Filled High-Density Polyethylene Quaternary Composites: Weld-Line Effects, DIC Curiosities and Shifted Deformation Mechanisms

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    The interactive effects between additives and weld lines, which are frequent injection-moulding defects, were studied in high-density polyethylene (HDPE) and compared to weld-line-free reference samples. These materials were formulated around a D- and I-optimal experimental design, based on a quadratic Scheffé polynomial model, with up to 60 wt% calcium carbonate, masterbatched carbon black and a stabiliser package. Where reasonable and appropriate, the behaviours of the systems were modelled using statistical techniques, for a better understanding of the underlying trends. The characterisations were performed through the use of conventional tensile testing, digital image correlation (DIC) and scanning electron microscopy (SEM). A range of complex interactive effects were found during conventional tensile testing, with DIC used to better understand and explain these effects. SEM is used to better understand the failure mechanics of some of these systems through fractography, particularly regarding particle effects. A measure is introduced to quantify the deviation of the pre-yield deformation curve from the ideal elastic case. Novel analysis of DIC results is proposed, through the use of combined time-series plots and measures quantifying the extent and localisation of peak deformation. Through this, it could be found that strong shifts in the deformation mechanisms occur as a function of formulation and the presence/absence of weld lines. Primarily, changes are noted in the onset of continuous inter- and intralamellar slip and cavitation/fibrillation, seen through the onset of localised deformation and stress-whitening
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