Universiẗat, Diss., 2003--Bonn.

The general map-labeling problem is as follows: given a set of geometric objects to be labeled, or features, in the plane, and for each feature a set of label positions, maximize the number of placed labels such that there is at most one label per feature and no two labels overlap. There are three types of features in a map: point, line, and area features. Unfortunately, one cannot expect to find efficient algorithms that solve the labeling problem optimally. Interactive maps are digital maps that only show a small part of the entire map whereas the user can manipulate the shown part, the view, by continuously panning, zooming, rotating, and tilting (that is, changing the perspective between a top and a bird view). An example for the application of interactive maps is in navigational devices. Interactive maps are challenging in that the labeling must be updated whenever labels leave the view and, while zooming, the label size must be constant on the screen (which either makes space for further labels or makes labels overlap when zooming in or out, respectively). These updates must be computed in real time, that is, the computation must be so fast that the user does not notice that we spend time on the computation. Additionally, labels must not jump or flicker, that is, labels must not suddenly change their positions or, while zooming out, a vanished label must not appear again. In this thesis, we present efficient algorithms that dynamically label point and line features in interactive maps. We try to label as many features as possible while we prohibit labels that overlap, jump, and flicker. We have implemented all our approaches and tested them on real-world data. We conclude that our algorithms are indeed real-time capable. / Das allgemeine Beschriftungsproblem lautet wie folgt: Gegeben sei eine Menge von zu beschriftenden geometrischen Objekten (Referenzobjekte) in der Ebene und für jedes Referenzobjekt eine Menge von Beschriftungspositionen. Maximiere die Anzahl von gesetzten Beschriftungen, sodass jedes Referenzobjekt höchstens eine Beschriftung besitzt und keine zwei Beschriftungen überlappen. In Karten gibt es drei Arten von Referenzobjekten: Punkte, Linien und Gebiete. Leider können wir nicht davon ausgehen, dass es Algorithmen gibt, die das Beschriftungsproblem optimal und effizient, das heißt, mit kurzer Rechenzeit, lösen. Interaktive Karten sind digitale Karten wie sie zum Beispiel in Navigationsgeräten verwendet werden. Interaktive Karten zeigen nur einen Ausschnitt der gesamten Karte, wobei der Benutzer diesen Ausschnitt, den Sichtbereich, verändern kann: Der Benutzer kann den Sichtbereich verschieben, verkleinern und vergrößern (das heißt, heraus- und hineinzoomen), ihn rotieren und die Ansicht kippen, also zwischen Draufsicht und Vogelperspektive variieren. Diese spontanen Änderungen machen das Platzieren von Beschriftungen noch schwieriger. Sobald eine Beschriftung den Sichtbereich verlässt, sollte diese innerhalb des Sichtbereichs neu gesetzt werden. Beim Zoomen soll sich die Größe einer Beschriftung auf dem Bildschirm nicht ändern. Beim Herauszoomen müssen wir daher Beschriftungen löschen um Überlappungen zu verhindern. Beim Hineinzoomen entsteht Platz um weitere Beschriftungen zu platzieren. Diese Aktualisierungen müssen in Echtzeit durchgeführt werden, das heißt, sie müssen so schnell durchgeführt werden, dass der Benutzer nicht bemerkt, dass im Hintergrund neue Positionen berechnet werden. Eine weitere Anforderung interaktiver Karten ist, dass eine Beschriftung nicht springen oder flackern darf, das heißt, wenn eine Beschriftung ihre Position ändern muss, so soll sie sich kontinuierlich zu ihrer neuen Position bewegen, und, während der Benutzer hinauszoomt, darf eine gelöschte Beschriftung nicht wieder eingeblendet werden. In dieser Dissertation stellen wir effiziente Algorithmen vor, die Punkte und Linien dynamisch beschriften. Wir versuchen stets so viele Referenzobjekte wie möglich zu beschriften, wobei wir gleichzeitig fordern, dass die platzierten Beschriftungen weder springen, flackern, noch sich überlappen. Wir haben unsere Algorithmen implementiert und mit Hilfe von echten Kartendaten getestet. Tatsächlich sind unsere Algorithmen echtzeitfähig.

Die Mathematiksoftware Mathcad hat sich bereits seit mehreren Jahren als Standardsoftware insbesondere in der Ausbildung an Universitäten, Fachhochschulen, Berufsschulen und Gymnasien etabliert. Die Vorteile liegen u.a. in der einfachen und mathematisch richtigen Darstellung von Gleichungen. Ebenso können Funktionsgraphen und Diagramme bequem und direkt im Arbeitsblatt erzeugt werden. Dies ist vor allem in der Ausbildung ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen Produkten, da auf diese Weise selbst umfangreiche Dokumentationen und Arbeitsblätter mit geringem Aufwand sehr anschaulich erstellt werden können. Im Gegensatz z.B. zu Matlab existierte allerdings in Mathcad bisher keine Möglichkeit, in Diagrammen oder an Funktionsgraphen Kommentare anzubringen, um beispielsweise bestimmte Punkte einer Funktion zu beschriften. Des Weiteren fehlte bis jetzt auch eine Möglichkeit, in Mathcad grafisch dargestellte Prinzipskizzen schnell und einfach zu bemaßen. Im Rahmen des Vortrags wird eine Möglichkeit aufgezeigt, in Diagrammen Beschriftungen einzufügen sowie grafische Darstellungen mit Bemaßungen unmittelbar in Mathcad zu erzeugen. Anhand mehrerer Beispiele werden die Funktionen erläutert und deren Anwendung live demonstriert.

Die Mathematiksoftware Mathcad hat sich bereits seit mehreren Jahren als Standardsoftware insbesondere in der Ausbildung an Universitäten, Fachhochschulen, Berufsschulen und Gymnasien etabliert. Die Vorteile liegen u.a. in der einfachen und mathematisch richtigen Darstellung von Gleichungen. Ebenso können Funktionsgraphen und Diagramme bequem und direkt im Arbeitsblatt erzeugt werden. Dies ist vor allem in der Ausbildung ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen Produkten, da auf diese Weise selbst umfangreiche Dokumentationen und Arbeitsblätter mit geringem Aufwand sehr anschaulich erstellt werden können. Im Gegensatz z.B. zu Matlab existierte allerdings in Mathcad bisher keine Möglichkeit, in Diagrammen oder an Funktionsgraphen Kommentare anzubringen, um beispielsweise bestimmte Punkte einer Funktion zu beschriften. Des Weiteren fehlte bis jetzt auch eine Möglichkeit, in Mathcad grafisch dargestellte Prinzipskizzen schnell und einfach zu bemaßen. Im Rahmen des Vortrags wird eine Möglichkeit aufgezeigt, in Diagrammen Beschriftungen einzufügen sowie grafische Darstellungen mit Bemaßungen unmittelbar in Mathcad zu erzeugen. Anhand mehrerer Beispiele werden die Funktionen erläutert und deren Anwendung live demonstriert.

Angesichts der steigenden Anzahl von Funktionen in Fahrzeugen, insbesondere im Pkw, sind neue Bedien- und Anzeigesysteme notwendig, die eine optimale Bedienbarkeit der Funktionen sicherstellen und die Ablenkung des Fahrers von der Fahraufgabe minimieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird dazu der Einsatz variabler Bedienelemente verfolgt, die sich der aktuellen Bedienaufgabe optimal anpassen. Ziel dieser Arbeit ist es insbesondere, Vorgehensweisen und Gestaltungsempfehlungen für variable Beschriftung von Tasten und zentrale Bedienelemente mit variabler Formcodierung für abgesetzte Bedien- und Anzeigesysteme zu erarbeiten. Unter Zuhilfenahme arbeitswissenschaftlicher Methoden wird dafür zunächst die Gestaltung variabler Beschriftung von Tasten untersucht und Empfehlungen für deren Gestaltung abgeleitet. Des Weiteren wird die Entwicklung eines zentralen Bedienelements mit variabler Formcodierung beschrieben. Dazu wird, aufbauend auf bekannten Entwicklungs- und Auswahlverfahren für Bedienelemente, eine Vorgehensweise zur Entwicklung variabler Bedienelemente vorgeschlagen. Das entwickelte variable zentrale Bedienelement wird darüber hinaus hinsichtlich seiner Bedienbarkeit und Ablenkungswirkung bewertet. Aus den Versuchsergebnissen konnten Gestaltungsempfehlungen abgeleitet werden, wie durch ein variables zentrales Bedienelement die Bedienbarkeit von abgesetzten Bedien- und Anzeigesystemen verbessert und die Ablenkungswirkung reduziert werden kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zur Entwicklung zukünftiger abgesetzter Bedien- und Anzeigesysteme und geben insbesondere Entwicklern und Gestaltern eine Hilfestellung beim Einsatz variabler Bedienelemente.

Angesichts der steigenden Anzahl von Funktionen in Fahrzeugen, insbesondere im Pkw, sind neue Bedien- und Anzeigesysteme notwendig, die eine optimale Bedienbarkeit der Funktionen sicherstellen und die Ablenkung des Fahrers von der Fahraufgabe minimieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird dazu der Einsatz variabler Bedienelemente verfolgt, die sich der aktuellen Bedienaufgabe optimal anpassen. Ziel dieser Arbeit ist es insbesondere, Vorgehensweisen und Gestaltungsempfehlungen für variable Beschriftung von Tasten und zentrale Bedienelemente mit variabler Formcodierung für abgesetzte Bedien- und Anzeigesysteme zu erarbeiten. Unter Zuhilfenahme arbeitswissenschaftlicher Methoden wird dafür zunächst die Gestaltung variabler Beschriftung von Tasten untersucht und Empfehlungen für deren Gestaltung abgeleitet. Des Weiteren wird die Entwicklung eines zentralen Bedienelements mit variabler Formcodierung beschrieben. Dazu wird, aufbauend auf bekannten Entwicklungs- und Auswahlverfahren für Bedienelemente, eine Vorgehensweise zur Entwicklung variabler Bedienelemente vorgeschlagen. Das entwickelte variable zentrale Bedienelement wird darüber hinaus hinsichtlich seiner Bedienbarkeit und Ablenkungswirkung bewertet. Aus den Versuchsergebnissen konnten Gestaltungsempfehlungen abgeleitet werden, wie durch ein variables zentrales Bedienelement die Bedienbarkeit von abgesetzten Bedien- und Anzeigesystemen verbessert und die Ablenkungswirkung reduziert werden kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zur Entwicklung zukünftiger abgesetzter Bedien- und Anzeigesysteme und geben insbesondere Entwicklern und Gestaltern eine Hilfestellung beim Einsatz variabler Bedienelemente.