Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής αναπτύχθηκε ένα σύνολο συναρτήσεων και κλάσεων το οποίο αποσκοπεί στην διευκόλυνση της συγγραφής προγραμμάτων τρισδιάστατων γραφικών. Σκοπός είναι η δημιουργία ενός API το οποίο να μην απαιτεί από τον χρήστη – προγραμματιστή βαθειά γνώση των τρισδιάστατων γραφικών αλλά μόνο ορισμένες θεμελιώδεις έννοιες και μια επιφανειακή γνώση του OpenGL προκειμένου να στήσει και να σχεδιάσει μια τρισδιάστατη σκηνή γρήγορα και εύκολα. Παράλληλα μπορεί να φανεί χρήσιμο εργαλείο και στον έμπειρο προγραμματιστή ο οποίος χρειάζεται ένα περιβάλλον που να τον απαλλάσσει από τετριμμένες και επαναλαμβανόμενες διαδικασίες που αποτελούν τροχοπέδη στην μελέτη και ανάπτυξη νέων αλγορίθμων και τεχνικών. Όλα αυτά έχουν γίνει με κύριο γνώμονα την αποδοτική σχεδίαση και την απόρριψη μη ορατής γεωμετρίας έτσι ώστε να είναι δυνατή η σχεδίαση πολυπλοκότερων σκηνών. / -

Η παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας «Ψηφιακός Επεξεργαστής και Γραφικά Υπολογιστών». Κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης είχαμε την ευκαιρία να προσεγγίσουμε και να κατανοήσουμε την διαδικασία που επιτελείται για την αναπαράσταση γραφικών στην οθόνη του υπολογιστή μας, του κινητού μας τηλεφώνου και κατ’ επέκταση να προτείνουμε νέες ιδέες και τεχνικές οι οποίες αποσκοπούν στην βελτίωση και αύξηση της αποδοτικότητας. Για το λόγο αυτό μελετώντας τους υπάρχοντες αλγόριθμους, καταλήξαμε στην πρόταση ενός νέου ο οποίος προορίζεται κυρίως για συσκευές απεικόνισης μικρού μεγέθους όπως τα κινητά τηλέφωνα και έχει ως βασικό σκοπό τη μείωση σύνθετων υπολογιστικών πράξεων και εξοικονόμηση ενέργειας. Στη παρούσα εργασία παρουσιάζεται η λειτουργία των υπαρχόντων αλγόριθμων καθώς και του προτεινόμενου. Πραγματοποιούνται συγκρίσεις μεταξύ αυτών προκειμένου να δούμε το ποσοστό βελτίωσης που υπεισέρχεται, ενώ αναπτύσσουμε και το υπόβαθρο για την υλοποίηση και εφαρμογή του προτεινόμενου αλγόριθμου στην πράξη. / -

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματευόμαστε το θέμα της χρήσης των Bayesian Δικτύων -και γενικότερα των Πιθανοτικών Γραφικών Μοντέλων - στη Μηχανική Μάθηση. Στα πρώτα κεφάλαια της εργασίας αυτής παρουσιάζουμε συνοπτικά τη θεωρητική θεμελίωση αυτών των δομημένων πιθανοτικών μοντέλων, η οποία απαρτίζεται από τις βασικές φάσεις της αναπαράστασης, επαγωγής συμπερασμάτων, λήψης αποφάσεων και εκμάθησης από τα διαθέσιμα δεδομένα. Στα επόμενα κεφάλαια, εξετάζουμε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών των πιθανοτικών γραφικών μοντέλων και παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων που υλοποιήσαμε. Συγκεκριμένα, αρχικά με χρήση γράφων ορίζονται τα Bayesian δίκτυα, Markov δίκτυα και Factor Graphs. Έπειτα, παρουσιάζονται οι αλγόριθμοι επαγωγής συμπερασμάτων που επιτρέπουν τον απευθείας υπολογισμό πιθανοτικών κατανομών από τους γράφους. Διευκολύνεται η λήψη αποφάσεων υπό αβεβαιότητα με τα δέντρα αποφάσεων και τα Influence διαγράμματα. Ακολούθως, μελετάται η εκμάθηση της δομής και των παραμέτρων των πιθανοτικών γραφικών μοντέλων σε παρουσία πλήρους ή μερικού συνόλου δεδομένων. Τέλος, παρουσιάζονται εκτενώς σενάρια τα οποία καταδεικνύουν την εκφραστική δύναμη, την ευελιξία και τη χρηστικότητα των Πιθανοτικών Γραφικών Μοντέλων σε εφαρμογές του πραγματικού κόσμου. / The main subject of this diploma thesis is how probabilistic graphical models can be used in a wide range of real-world scenarios. In the first chapters, we have presented in a concise way the theoretical foundations of graphical models, which consists of the deeply related phases of representation, inference, decision theory and learning from data. In the next chapters, we have worked on many applications, from Optical Character Recognition to Recoginizing Actions and we have presented the results from the simulations.

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η διαδικασία ανάλυσης απαιτήσεων, σχεδιασμού και υλοποίησης ενός δικτυακού τρισδιάστατου μουσείου. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα συνεντεύξεων με πιθανούς χρήστες, και η διαδικασία ανάλυσης των απαιτήσεων που θα έχουν από μία τέτοια εφαρμογή, η διαδικασία σχεδιασμού των υποσυστημάτων της εφαρμογής και η υλοποίηση τους. Η εφαρμογή έχει ικανοποιητική απόδοση, ενώ με τον σχεδιασμό και την υλοποίηση του συστήματος δυναμικής μεταφόρτωσης αντικειμένων, δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να ξεκινάει την περιήγηση του στον χώρο του μουσείου ενώ ταυτόχρονα να μεταφορτώνονται τα αντικείμενα στο παρασκήνιο. Έτσι ο χρόνος αναμονής για την εκκίνηση της εφαρμογής είναι μικρός και σε εφαρμογές όπου αναμένεται ο χρήστης να κινείται αργά μέσα στον χώρο ζητώντας πληροφορίες για τα εκθέματα η περιήγηση γίνεται ομαλά, χωρίς να αντιληφθεί την διαδικασία μεταφόρτωσης. Επίσης ο σχεδιασμός της βάσης δεδομένων είναι τέτοιος ώστε να είναι επεκτάσιμος και να μπορεί να ακολουθήσει τα πρότυπα (standards) που δίνονται από διεθνείς οργανισμούς για την περιγραφή μουσειακών εκθεμάτων, ενώ είναι εύκολη η χρήση της ίδιας βάσης για την εξόρυξη της πληροφορίας σε απλή πύλη (portal). / The process of collection and analysis of requirements and the design and development of the application is presented in this project. The performance of application that is developed is considered to be satisfactory. By embedding the dynamic downloading algorithm, there is no need for prefetching of the 3D objects and that leads to very small waiting time for the application to start running. Meanwhile the 3D objects are downloaded while the user walks through the scene. In scenes like virtual museums etc where the user doesn’t walk fast from one room to the other, but stays in front of an object to get more info, the walkthrough is continuous and the downloading process isn’t noticeable by the user. Also, the database has such a design that can easily include well known standards for museum exhibits. Apart from the client application, the data stored can be retrieved from portals and thus a site edition of the virtual museum is easy to be done.

- / -

Αντικείμενο της εργασίας μας, είναι η δημιουργία ενός γραφικού περιβάλλοντος για τη διαχείριση του συστήματος VOIP υπηρεσιών. Αυτό είναι ο Opensips Web Manager, μια ολοκληρωμένη λύση, από άποψη διαμόρφωσης, χρήσιμο για τον διαχειριστή ενός τηλεφωνικού συστήματος. Ο OWM είναι ένα web user interface, που έχει σχεδιαστεί με PHP. Χρησιμοποιείται για τη διαχείριση των πληροφοριών του συστήματος όσο και για τη διαχείριση της κατάστασης λειτουργίας των εξυπηρετητών, που στηρίζουν ένα VOIP σύστημα. O OWM. Ο διαχειριστής έχει πρόσβαση στον OWM μέσω ενός web browser και έτσι η φυσική θέση του διαχειριστή δεν περιορίζεται από την φυσική θέση του SIP εξυπηρετητή. Η αναζήτηση πληροφοριών, που αφορούν συνδρομητές, στοιχεία κλήσεων κ.α. γίνεται με τη δημιουργία «query», προς τη βάση δεδομένων του SIP εξυπηρετητή. Η μέθοδος ανάπτυξης της εφαρμογής μας ήταν δισδιάστατη. Αρχικά έγινε η υλοποίηση συστήματος VOIP υπηρεσιών, που περιελάμβανε τις διαμορφώσεις των εξυπηρετητών DHCPs , DNSs και OpenSIPs. Ακολούθησε η εγκατάσταση του WEBs εξυπηρετητή, που φιλοξενεί τον OWM. Τέλος σχεδιάστηκε το web user interface. / The subject of our project is to create a graphical user interface for managing systems that provide VOIP services. This is the Opensips Web Manager, a integrated solution regarding configuration, useful for the administration of a telephone system. OWM is a web user interface, designed using PHP. Especially OWM is used to manage system’s data and to control server’s status, which support a VOIP system. The administrator has access to the OWM through a web browser, so the physical location of the manager is not limited by SIP server’s physical location. The search for subscriber’ s and calling feature’s data, is performed by creating «query», to SIP server’s database. The method we use to develop our application has been two-dimensional. First was the implementation of VOIP service, which included the configurations of servers like DHCPs, DNSs and OpenSIPs. Next step was the installation of a WEB server that hosts OWM. Finally, we designed the web user interface.

Οι προγραμματιζόμενοι επεξεργαστές γραφικών (Graphics Processing Units - GPUs), είναι πανίσχυροι παράλληλοι επεξεργαστές και πλέον υπάρχουν σε κάθε σύγχρονο προσωπικό υπολογιστή (PC). Οι GPUs αναλαμβάνουν κι επιταχύνουν την σχεδίαση δισδιάστατων και τρισδιάστατων γραφικών στην οθόνη του υπολογιστή. Η εξέλιξή τους είναι τόσο ραγδαία τα τελευταία χρόνια, που πλέον ξεπερνούν σε πολυπλοκότητα τις σύγχρονες κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPUs), ενώ είναι ικανές να επιταχύνουν εκτός από γραφικά κι άλλες απαιτητικές σε επεξεργαστική ισχύ εφαρμογές, όπως είναι η τεχνητή νοημοσύνη και η προσομοίωση φυσικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ αντικειμένων (συγκρούσεις, εκρήξεις, προσομοίωση κίνησης υγρών) κ.α. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η δημιουργία, η μελέτη και η βελτιστοποίηση αλγορίθμων σκίασης με χρήση GPUs. Ο όρος σκίαση (shading) αναφέρεται στην αλληλεπίδραση του φωτός με τα αντικείμενα ενός εικονικού περιβάλλοντος. Παρουσιάζονται τα εργαλεία (APIs) και οι γλώσσες προγραμματισμού των GPUs καθώς και τρόποι βελτιστοποίησης της εκτέλεσης των σκιάσεων που είναι ένα θέμα μείζονος σημασίας σε προσομοιώσεις πραγματικού χρόνου. / Graphics processing units (GPUs), are powerful parallel processors and today are found in every modern Personal Computer (PC). The GPUs accelerate the drawing of two and three dimensional graphics on the monitor of the PCs. The evolution of this hardware is very rapid the last decade and today these circuits are more complex than CPUs. They are capable of accelerating many demanding applications except graphics, like Artificial Intelligence and Physics Simulation. The purpose of this thesis is to implement, study and optimize the execution of shading algorithms that run on GPUs in real time. The term shading refers to the interactions between light and the material of every object in a virtual three dimensional environment. In this thesis we present the tools, the programming languages and techniques for optimizing the execution of the shaders which is a matter of major importance in real time simulations.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη μιας εφαρμογής επεξεργασίας και δημιουργίας 3D ανθρωποειδών για χρήση σε Δικτυακά Εικονικά Περιβάλλοντα. Η εφαρμογή επιτρέπει την μοντελοποιηση και σύνθεση ενός 3D ανθρωποειδούς χρησιμοποιώντας έναν αριθμό απο έτοιμα αντικείμενα. Η ανάπτυξη της εφαρμογής έγινε με γλώσσα Java στην πλατφόρμα Eclipse, ενώ οι 3D τεχνολογίες που υποστηρίζει είναι οι VRML / X3D και H-Anim. / The main objective of this work is the development of a Java-based application for the creation and editing of 3d Humanoid Avatars intended to be used specifically for Networked Virtual Environments. The application supports the modelling and synthesis of a 3D avatar using already existing primitives. The tool was developed using the Eclipse platform, and the supported 3D technologies are VRML / X3D and the H-Anim standard.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία συστήματος που θα διευρύνει τις δυνατότητες των εξ’ αποστάσεως εργαστηρίων προσανατολισμένα σε θέματα ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και εικόνας. Η υλοποίηση πραγματοποιήθηκε με το LabVIEW v 8.6 και ονομάστηκε R-DSP Server. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες που προσφέρει ο R-DSP Server οι χρήστες μπορούν να αναπτύξουν τα δικά τους γραφικά περιβάλλοντα (Graphical User Interfaces -GUIs) τα οποία ονομάζονται προσαρμοζόμενα γραφικά περιβάλλοντα (Customized GUIs,) για τον απομακρυσμένο έλεγχο DSP εφαρμογών. Για την εύκολη και γρήγορη ανάπτυξη τέτοιων γραφικών εφαρμογών στο περιβάλλων του LabVIEW, αναπτύχθηκε μια σειρά εργαλείων που ονομάστηκε R-DSP LabVIEW Toolkit. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παρουσίαση της λειτουργιάς του R-DSP Server αλλά και της χρήσης του R-DSP Toolkit. / The purpose of this work is to present an approach which could expand the features of Remote Laboratories focused on embedded Digital Signal Processing (DSP) systems. The proposed approach is based on a system which is designed and developed with LabVIEW and is called R-DSP Server. Exploiting this system, users are able to develop their own Graphical User Interfaces (GUIs), named Customized GUIs, for the remote control and validation of real-time DSP applications. These GUIs are tailored to the needs of each DSP application and can be implemented in any programming language. The rapid design of Customized GUIs using LabVIEW for the communication with the R-DSP Server is achieved using an implemented set of functions, called R-DSP LabVIEW Toolkit.