Online-Communities, gemeinsame Informationsräume, mobile Kooperationswerkzeuge auf SmartPhones oder Anwendungen zur Unterstützung einer gemeinsamen Arbeitsgruppe sind nur einige Beispiele für das breite Feld der kooperativen Systeme. Sie alle haben gemeinsam, dass Menschen unabhängig von Raum und Zeit miteinander computervermittelt interagieren. In diesem Kurs werden Gestaltungskonzepte Kooperativer Systeme anhand von Entwurfsmustern vermittelt. Die Teilnehmenden erlernen, wie in einem partizipativen Entwurfsprozess Interaktionskonzepte und Technologien für Online-Communities entstehen, wie diese auf unterschiedliche technische Rahmenbedingungen (mobil vs. stationär) abgebildet werden können und ein Anwendungskonzept realisiert und eingeführt werden kann. Neben den technischen Aspekten geht es unter anderem auch um Aspekte der Motivation, um Gruppen- und Wissenswahrnehmung in sozialen Informationsräumen und um Aspekte des Vertrauens in gemeinsamen Informationsräumen.
Basistext ist das Buch "Patterns for Computer- Mediated Interaction" (von Till Schümmer und Stephan Lukosch, John Wiley & Sons, Ltd., 2007). Der Begleittext erweitert den Basistext durch Lesehinweise und geht auf neue technische Entwicklungen ein.
Der Kurs führt in die grundlegenden Konzepte und Techniken des Gebiets Mensch-Computer-Interaktion (MCI) ein. Er beginnt mit einer Übersicht über die bisherige Entwicklung dieses Teilgebiets der Informatik sowie einer Klärung und Definition seiner Grundbegriffe. Im Anschluss werden die möglichen technischen Schnittstellen einer Interaktion zwischen Mensch und Computer (haptische, auditive und visuelle) beschrieben und hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften untersucht. Dieser Betrachtung der technischen Seite der MCI folgt eine Einführung in die neurobiologischen Grundlagen der menschlichen Wahrnehmung am Beispiel der visuellen Informationsverarbeitung. Ausgewählte wahrnehmungspsychologische Phänomene werden beschrieben, aus denen sich schließlich grundlegende Prinzipien für die Gestaltung von Interaktion herleiten lassen. Die letzten drei Kurseinheiten wenden sich dem Entwicklungsprozess interaktiver Systeme zu. Dieser beginnt mit der empirischen Datenerhebung zur Anforderungsanalyse, der Verfeinerung der Anforderungen etwa über Prototypen und der textuellen sowie grafischen Formulierung der Konzepte. Anschließend folgt die Implementierung auf Basis von Programmparadigmen, die unter Verwendung grafischer SDKs wie etwa QT konkretisiert werden. Die abschließende Kurseinheit befasst sich mit der Evaluation von Funktionalität und Bedienbarkeit von Benutzungsschnittstellen mithilfe statistischer Methoden.
Der Kurs führt zunächst in Konzepte und Methoden der allgemeinen Signalverarbeitung und -interpretation ein. Darauf aufbauend werden wesentliche Konzepte und Methoden des Computersehens vermittelt. In der ersten Hälfte des Kurses werden die theoretischen Konzepte der Digitalisierung und Filterung von Signalen erläutert. In diesem Zusammenhang
werden u.a. das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem, die Eigenschaften linearer Systeme, das Konzept der Faltung und die Fourier-Transformation im Detail behandelt. Im Anschluss werden weiterführende Methoden der Signalverarbeitung und -interpretation unter dem Aspekt des jeweils benötigten apriorischen Wissens eingeordnet und anhand einer Auswahl eingehend beschriebener Verfahren illustriert. Hierzu zählen u.a. Methoden des überwachten und unüberwachten Lernens, Clusteringverfahren sowie modellbasierte Methoden der Signalinterpretation. Die zweite Hälfte des Kurses baut auf der zuvor gelegten theoretischen Basis auf und widmet sich der Signalverarbeitung im Anwendungskontext des Computersehens. Ausgehend von einer Beschreibung der grundlegenden Signaleigenschaften von Bildern, wie etwa verschiedener Farbmodelle, stellt der Kurs eine repräsentative Auswahl an Konzepten und Methoden des Computersehens vor. Hierzu zählen u.a. Methoden der Segmentierung und Verfahren der Merkmalsdetektion, -beschreibung und -verfolgung.
werden u.a. das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem, die Eigenschaften linearer Systeme, das Konzept der Faltung und die Fourier-Transformation im Detail behandelt. Im Anschluss werden weiterführende Methoden der Signalverarbeitung und -interpretation unter dem Aspekt des jeweils benötigten apriorischen Wissens eingeordnet und anhand einer Auswahl eingehend beschriebener Verfahren illustriert. Hierzu zählen u.a. Methoden des überwachten und unüberwachten Lernens, Clusteringverfahren sowie modellbasierte Methoden der Signalinterpretation. Die zweite Hälfte des Kurses baut auf der zuvor gelegten theoretischen Basis auf und widmet sich der Signalverarbeitung im Anwendungskontext des Computersehens. Ausgehend von einer Beschreibung der grundlegenden Signaleigenschaften von Bildern, wie etwa verschiedener Farbmodelle, stellt der Kurs eine repräsentative Auswahl an Konzepten und Methoden des Computersehens vor. Hierzu zählen u.a. Methoden der Segmentierung und Verfahren der Merkmalsdetektion, -beschreibung und -verfolgung.
Inhalt des Moduls "Interaktive Systeme": Bei der Interaktion zwischen Mensch und Computer fließt Information einerseits vom Menschen und seiner Umwelt zum interaktiven System und andererseits vom interaktiven System zum Menschen. Beide Richtungen des Informationsflusses müssen bei der Gestaltung interaktiver Systeme berücksichtigt werden. Die beiden wichtigsten Eigenschaften solcher Systeme bestehen daher einerseits in der Fähigkeit, möglichst eigenständig Information aus der Umwelt wahrzunehmen und zu analysieren, und andererseits in der Fähigkeit, Information in einer der Wahrnehmung des Menschen angemessenen Weise darzustellen. Beide Verarbeitungsrichtungen beruhen hauptsächlich auf der Wahrnehmung bzw. Darstellung visueller Information: einerseits können interaktive Systeme mithilfe von Methoden des Computersehens Information über die Umwelt erlangen, und andererseits eröffnen räumlich-visuelle Darstellungen von Daten dem Menschen Möglichkeiten für eine intuitive Interaktion mit einem System. Das Modul "Interaktive Systeme" behandelt beide Aspekte. Im ersten Teilmodul 01698 "Interaktive Systeme I - Konzepte und Methoden des Computersehens" werden zunächst Konzepte der allgemeinen Signalverarbeitung wie etwa das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem, die Faltung oder die Fourier-Transformation eingeführt, um darauf aufbauend wesentliche Methoden des Computersehens wie etwa die Segmentierung, die Verfolgung von Merkmalen oder diverse Lernverfahren für die Interpretation von Signalen zu vermitteln. Im zweiten Teilmodul 01699 "Interaktive Systeme II - Konzepte und Methoden bildbasierter 3D-Rekonstruktion" werden Verfahren vorgestellt, mit deren Hilfe sich eine dreidimensionale, visuelle Darstellung einer realen Szene aus einer Reihe von Bildern errechnen läßt. Dabei eignen sich die errechneten Modelle der Szene sowohl für eine intuitive Darstellung als auch für eine Weiterverarbeitung etwa zum Zwecke der Interaktion. Es werden Konzepte und Methoden vorgestellt, die einen vollständigen Arbeitsablauf von der Aufnahme einer Szene bis zum fertigen 3D-Modell erlauben. Qualifikationsziele: Durch ihre Teilnahme erhalten die Studierenden im ersten Teilmodul ein solides und anwendungsorientiertes Wissen über die wesentlichen Aspekte der digitalen Signalverarbeitung. Darüber hinaus werden die zugrundeliegenden Ideen und Konzepte einer repräsentativen Auswahl weiterführender Signalverarbeitungsmethoden vermittelt. Zudem werden die Studierenden mit den wesentliche Methoden des Computersehens vertraut gemacht. Im zweiten Teilmodul werden sowohl die mathematischen Grundlagen als auch ein anwendungsorientiertes Verständnis für die Konzepte und Methoden vermittelt, die benötigt werden, um auf der Basis zweidimensionaler Bilder dreidimensionale Objekte und Szenen zu rekonstruieren.