Computation of the position and orientation of an object with respect to a camera from its images is called pose estimation problem. Pose estimation is one of the major problems in computer vision, robotics and photogrammetry. Object tracking, object recognition, self-localization of robots are typical examples for the use of pose estimation. Determining the pose of an object from its projections requires 3D model of an object in its own reference system, the camera parameters and 2D image of the object. Most of the pose estimation algorithms require the correspondences between the 3D model points of the object and 2D image points. In this study, four well-known pose estimation algorithms requiring the 2D-3D correspondences to be known a priori / namely, Orthogonal Iterations, POSIT, DLT and Efficient PnP are compared. Moreover, two other well-known algorithms that solve the correspondence and pose problems simultaneously / Soft POSIT and Blind- PnP are also compared in the scope of this thesis study. In the first step of the simulations, synthetic data is formed using a realistic motion scenario and the algorithms are compared using this data. In the next step, real images captured by a calibrated camera for an object with known 3D model are exploited. The simulation results indicate that POSIT algorithm performs the best among the algorithms requiring point correspondences. Another result obtained from the experiments is that Soft-POSIT algorithm can be considered to perform better than Blind-PnP algorithm.

An increasing number of applications requires user interfaces that facilitate the handling of large geodata sets. Using virtual 3D city models, complex geospatial information can be communicated visually in an intuitive way. Therefore, real-time visualization of virtual 3D city models represents a key functionality for interactive exploration, presentation, analysis, and manipulation of geospatial data. This thesis concentrates on the development and implementation of concepts and techniques for real-time city model visualization. It discusses rendering algorithms as well as complementary modeling concepts and interaction techniques. Particularly, the work introduces a new real-time rendering technique to handle city models of high complexity concerning texture size and number of textures. Such models are difficult to handle by current technology, primarily due to two problems: - Limited texture memory: The amount of simultaneously usable texture data is limited by the memory of the graphics hardware. - Limited number of textures: Using several thousand different textures simultaneously causes significant performance problems due to texture switch operations during rendering. The multiresolution texture atlases approach, introduced in this thesis, overcomes both problems. During rendering, it permanently maintains a small set of textures that are sufficient for the current view and the screen resolution available. The efficiency of multiresolution texture atlases is evaluated in performance tests. To summarize, the results demonstrate that the following goals have been achieved: - Real-time rendering becomes possible for 3D scenes whose amount of texture data exceeds the main memory capacity. - Overhead due to texture switches is kept permanently low, so that the number of different textures has no significant effect on the rendering frame rate. Furthermore, this thesis introduces two new approaches for real-time city model visualization that use textures as core visualization elements: - An approach for visualization of thematic information. - An approach for illustrative visualization of 3D city models. Both techniques demonstrate that multiresolution texture atlases provide a basic functionality for the development of new applications and systems in the domain of city model visualization. / Eine zunehmende Anzahl von Anwendungen benötigt Benutzungsschnittstellen, um den Umgang mit großen Geodatenmengen zu ermöglichen. Virtuelle 3D-Stadtmodelle bieten eine Möglichkeit, komplexe raumbezogene Informationen auf intuitive Art und Weise visuell erfassbar zu machen. Echtzeit-Visualisierung virtueller Stadtmodelle bildet daher eine Grundlage für die interaktive Exploration, Präsentation, Analyse und Bearbeitung raumbezogener Daten. Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung von Konzepten und Techniken für die Echtzeit-Visualisierung virtueller 3D-Stadtmodelle. Diese umfassen sowohl Rendering-Algorithmen als auch dazu komplementäre Modellierungskonzepte und Interaktionstechniken. Insbesondere wird in dieser Arbeit eine neue Echtzeit-Rendering-Technik für Stadtmodelle hoher Komplexität hinsichtlich Texturgröße und Texturanzahl vorgestellt. Solche Modelle sind durch die derzeit zur Verfügung stehende Technologie schwierig zu bewältigen, vor allem aus zwei Gründen: - Begrenzter Textur-Speicher: Die Menge an gleichzeitig nutzbaren Texturdaten ist beschränkt durch den Speicher der Grafik-Hardware. - Begrenzte Textur-Anzahl: Die gleichzeitige Verwendung mehrerer tausend Texturen verursacht erhebliche Performance-Probleme aufgrund von Textur-Umschaltungs-Operationen während des Renderings. Das in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren, das Rendering mit Multiresolutions-Texturatlanten löst beide Probleme. Während der Darstellung wird dazu permanent eine kleine Textur-Menge verwaltet, die für die aktuelle Sichtperspektive und die zur Verfügung stehende Bildschirmauflösung hinreichend ist. Die Effizienz des Verfahrens wird in Performance-Tests untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die folgenden Ziele erreicht werden: - Echtzeit-Darstellung wird für Modelle möglich, deren Texturdaten-Menge die Kapazität des Hauptspeichers übersteigt. - Der Overhead durch Textur-Umschaltungs-Operationen wird permanent niedrig gehalten, so dass die Anzahl der unterschiedlichen Texturen keinen wesentlichen Einfluss auf die Bildrate der Darstellung hat. Die Arbeit stellt außerdem zwei neue Ansätze zur 3D-Stadtmodell-Visualisierung vor, in denen Texturen als zentrale Visualisierungselemente eingesetzt werden: - Ein Verfahren zur Visualisierung thematischer Informationen. - Ein Verfahren zur illustrativen Visualisierung von 3D-Stadtmodellen. Beide Ansätze zeigen, dass Rendering mit Multiresolutions-Texturatlanten eine Grundlage für die Entwicklung neuer Anwendungen und Systeme im Bereich der 3D-Stadtmodell-Visualisierung bietet.

<p>Is the new technology always the best? This final project tries to determine if BIM is the melody of today, or if traditional 2D drawing is recommended. Perhaps a compromise is necessary, utilizing both methods.</p><p>In order to answer this question, different views from the industry have been retrieved through reports, producers of software and users. The approach has consisted in building a 3D model of the school Råslättsskolan, house 01, along with interviews with people involved in the building process.</p><p>When working in 2D it is hard to include the third dimension, mistakes are done and collisions happen that must be corrected, in most cases at the construction site. BIM is an incredible help since the model allows you to detect collisions and correct them. Another time when models are preferred is when you need production plans, for example, different steel details that will be joined together at the work shop before shipping to the construction site.</p><p>Skanska and NCC, in densely developed urban areas, already require BIM today, something that most likely will be customary within the nearest future. It is not hard to understand that more and more clients require BIM when you realize its advantages. With the correct method, these 3D models can minimize risks of errors, optimize the production and save money.When it comes to introducing BIM today at BGK the students can’t do anything but make a recommendation. The improved quality, the future prospect and that the advantages of BIM is not depending by project size will make it attractive for BGK to begin a transition already today. BIM is the melody of the future, not the only song being sung, but clearly the strongest one.</p>

The works aimed at the further development and validation of models for CFD codes. For this reason, the new thermal-hydraulic test facility TOPFLOW was erected and equipped with wire-mesh sensors with high spatial and time resolution. Vertical test sections with nominal diameters of DN50 and DN200 operating with air-water as well as steam-water two-phase flows provided results on the evaluation of flow patterns, on the be¬haviour of the interfacial area as well as on interfacial momentum and heat transfer. The validation of the CFD-code for complex geometries was carried out using 3D void fraction and velocity distributions obtained in an experiment with an asymmetric obstacle in the large DN200 test section. With respect to free surface flows, stratified co- and counter-current flows as well as slug flows were studied in two horizontal test channels made from acrylic glass. Post-test calculations of these experiments succeeded in predicting the slug formation process. Corresponding to the main goal of the project, the experimental data was used for the model development. For vertical flows, the emphasis was put on lateral bubble forces (e.g. lift force). Different constitutive laws were tested using a Multi Bubble Size Class Test Solver that has been developed for this purpose. Basing on the results a generalized inhomogeneous Multiple Size Group (MUSIG) Model has been proposed and implemented into the CFD code CFX (ANSYS). Validation calculations with the new code resulted in the conclusion that particularly the models for bubble coalescence and fragmentation need further optimisation. Studies of single effects, like the assessment of turbulent dissipation in a bubbly flow and the analysis of trajectories of single bubbles near the wall, supplied other important results of the project.

Ziel der Arbeiten war die Weiterentwicklung und Validierung von Modellen in CFD-Codes. Hierzu wurde am FZD die thermohydraulische Versuchsanlage TOPFLOW aufgebaut und mit räumlich und zeitlich hochauflösenden Gittersensoren ausgestattet. Vertikale Teststrecken mit Nenndurchmessern von DN50 bzw. DN200 für Luft/Wasser- sowie Dampf/Wasser-Strömungen lieferten Ergebnisse zur Entwicklung von Strömungsformen, zum Verhalten der Zwischenphasengrenzfläche sowie zum Wärme- und Impulsaustausch zwischen den Phasen. Die Validierung des CFD-Codes in komplexen Geometrien erfolgte anhand von 3D Gasgehalts- und Geschwindigkeitsfeldern, die bei Umströmung eines asymmetrischen Hindernisses auftreten, das in der Teststrecke DN200 eingebaut war. Im Hinblick auf Strömungen mit freier Oberfläche untersuchte das FZD in zwei horizontalen Acrylglas-Kanälen geschichtete Zweiphasenströmungen im Gleich- bzw. Gegenstrom sowie Schwallströmungen. Bei den Nachrechnungen dieser Versuche gelang die Simulation der Schwallentstehung. Entsprechend des Projektziels wurden die experimentellen Ergebnisse zur Modellentwicklung genutzt. Bei vertikalen Strömungen stand die Wirkung der lateralen Blasenkräfte (z.B. Liftkraft) im Vordergrund. Zum Test unterschiedlicher Modellansätze wurde hierzu ein Mehrblasenklassen-Testsolver entwickelt und genutzt. Darauf aufbauend wurde ein neues Konzept für ein Mehrblasenklassenmodell, das Inhomogene MUSIG Modell erarbeitet und in den kommerziellen CFD Code CFX (ANSYS) implementiert. Bei Validierungsrechnungen zeigte sich, dass vor allem die Blasenkoaleszenz- und -zerfallsmodelle weiter optimiert werden müssen. Untersuchungen zu Einzeleffekten, wie z.B. die Abschätzung von Turbulenzkoeffizienten und die Analyse der Trajektoren von Einzelblasen in unmittelbarer Wandnähe, lieferten weitere wichtige Ergebnisse des Projekts.

<p>This study has been carried out as a part of the EC funded project, SMARTDOC IST-2000-28137, with the objective of developing application components that provide highly interactive visualization and collaboration functionalities. The low-level components from the graphics library AVS OpenViz 2.0 are used as the development basis. The application components can be inserted into electronic documents that allow embedded controls such as web documents or Microsoft Word or PowerPoint documents. Instead of displaying results as static images, a SMARTDOC component provides the ability to visualize data and interact with it inside the document. </p><p>Although the principal goal of the SMARTDOC project is to create components in a number of different application domains this study concentrates on developing a medical imaging application component in collaboration with the project partners AETmed and professor Alan Jackson at the University of Manchester. By incorporating the application component into patient reports, the clinicians are provided the ability to interact with the 3D data that is described in the reports. To improve the usability of the component, it makes use of a visual user interface (VUI), which gives the user the ability to interact and change parameters directly in the visualization process. </p><p>Collaborative work over geographical distances is an area that is becoming increasingly common and thus more interesting. As the availability of bandwidth has increased and the communication technologies have advanced, many companies express their interest for this new practical method of work. A company with offices in different countries would benefit from collaborative techniques providing closer cooperation within the company. Specialized institutions and laboratories could gather much experience and information through collaborative research. Medical imaging and visualization technique are areas where distinct disciplines such as networking, user interfaces and 3D visualization naturally can be fused together in order to develop collaborative environments. The visualization components developed within the SMARTDOC project will be the foundation for collaborative application components integrated with the Microsoft DirectX^® multimedia library. In the medical imaging area, collaborative work can be used to improve diagnoses, journaling and teaching. </p><p>This study focuses on developing a prototype of an interactive visualization component for 3D medical imaging and creating a collaborative environment using a multimedia library originally meant for network gaming.</p>

<p>This report describes the work and the results found when comparing three different 3d modeler applications. The programs are 3ds Max, Maya and Cinema 4D. The comparisons focus on the possibilities/the amount of freedom these programs interface offer to its plugins. The comparisons are made from the point of view of a tool for creating animations developed as a plugin for these modelers. This plugins demands on the system it is loaded into have been analyzed and from the results of this analysis a template have been created. This template is to be used when porting the plugin to other modeler programs in order to be able to tell at an early stage if it’s possible, or not. This template is appended as an appendix. The plugin described above is in it self a system with a plugin architecture and is described on a higher level in the report.</p> / <p>Rapporten beskriver arbetet och resultatet funnet vid jämförelser mellan tre olika 3d modelleringsprogram. Programmen är 3ds Max, Maya och Cinema 4D. Jämförelserna fokuserar på de möjligheter/friheter dessa programs gränssnitt erbjuder sina plugins. Utgångspunkt i jämförelserna är ett animerings verktyg utvecklat som ett plugin till dessa modelleringsporgram. Detta plugins krav på systemet det laddas i har analyserats och utifrån dessa analyser har en mall skapats för att vid vidare portningar till andra modelleringsprogram på ett tidigt stadium kunna avgöra om det är möjligt eller inte. Denna mall finns med som en bilaga till rapporten. Pluginet som nämns ovan är i sin tur också det ett system med plugin arkitektur och beskrivs på en övergripande nivå i rapporten.</p>

Dans les applications de modélisation de l'environnement, on dispose généralement de plusieurs images<br />3D de la même scène prises de points de vue différents. Le recalage de ces vues consiste à estimer les<br />transformations rigides qui permettent de les ramener dans un référentiel commun. Cette thèse propose<br />des solutions pour réaliser le recalage automatique de nuages de points denses et non structurés acquis<br />par un scanner 3D/couleur à haute résolution, en vue de la construction de modèles 3D texturés d'objets<br />complexes. La première contribution de ce travail concerne l'utilisation de l'information couleur pour<br />améliorer les performances du recalage en utilisant l'algorithme ICP (Iterative Closest Point)<br />initialement conçu pour le traitement de données géométriques pures. Lorsque le niveau du bruit sur la<br />couleur n'est pas trop élevé, l'utilisation de cette information photométrique permet d'améliorer la<br />convergence de l'algorithme et de réduire l'erreur résiduelle de recalage dans l'espace 3D. Une étude<br />concernant la robustesse de la méthode au bruit sur la couleur montre qu'on peut diminuer l'effet négatif<br />des changements d'illumination en choisissant un espace couleur perceptuel qui permet de séparer les<br />composantes chromatiques de la composante intensité. La deuxième contribution de ce travail concerne<br />l'automatisation du processus de recalage. En effet, pour éviter que l'algorithme itératif de recalage ne<br />converge vers un minimum local, il est nécessaire de lui fournir une transformation initiale proche de la<br />solution exacte. Pour estimer cette transformation de manière automatique on recherche un ensemble de<br />paires de points couleur dans les deux nuages à apparier. Ces paires sont construites à partir de points<br />d'intérêt extraits des images couleur à l'aide du détecteur de Harris Précis Couleur. La transformation<br />3D initiale est ensuite estimée en appliquant l'algorithme RANSAC aux paires 3D résultant de<br />l'appariement précédent. Cette méthode permet d'éliminer l'influence des mauvais appariements couleur<br />et fournit généralement une initialisation correcte du processus de recalage. Les tests effectués sur des<br />images réelles illustrent les performances et la faisabilité des solutions proposées.

Der Begriff der Virtualität von Bankdienstleistungen wird unterschiedlich interpretiert. Während eine Vielzahl der Veröffentlichungen in den Kontext von Virtuellen Unternehmen und Intermediären einzuordnen ist, kann konstatiert werden, dass die Virtualisierung des Bankgeschäfts im Rahmen dreidimensionaler Technologien weniger Beachtung findet. Die vorliegenden Studie soll einen Beitrag dazu leisten, diese Erkenntnislücke zu schließen, indem die Eignung aktueller Technologien zur Realisierung einer virtuellen Bankfiliale im Sinn der virtuellen Realität untersucht wird. Ziel der Studie ist die Implementierung einer dreidimensionalen Bankfiliale mit verschiedenen Internet-basierten Technologien. Mit den Technologien Adobe Atmosphere, Shockwave 3D, VRML und Java 3D wurden Prototypimplementierungen durchgeführt, um deren Eignung für das Bankgeschäft anhand unterschiedlicher Kriterien zu bewerten.

The diploma thesis describes how an 3D-object can manipulated easily using an approximation of the medial axis. / Die Diplomarbeit beschreibt, wie ein trianguliertes 3D-Objekt in eine Volumendarstellung überführt wird und von der die Mittelachsenapproximation durch 1D- bzw. 2D-Skelett berechnet wird. Auf dem Skelett werden automatisch Stützpunkte berechnet oder durch den Anwender festgelegt. Durch interaktive Modifikation dieser Stützpunkte wird eine neue Form des Skeletts bestimmt, die durch inverse Transformation auf die 3D-Triangulierung übertragen wird.