Die rasante Weiterentwicklung der Technik eröffnet vielen Lebens- und Wirtschaftsbereichen völlig neue Möglichkeiten. So ist die stetige Verbesserung von mobilen Geräten auch ein Gewinn für die Kartographie. Im Bereich der erweiterten Realität sind dazu schon einige Anwendungen entwickelt worden. Diese Arbeit stellt verschiedene Augmented Reality Anwendungen vor, nicht nur aus dem Gebiet der Kartographie, sondern aus allen Lebensbereichen. Ein besonderes Augenmerk soll dabei auf der Anwendung mit mobilen Endgeräten liegen. Entstanden ist aus dieser Arbeit ein Campusführer, der nur die Namen der Gebäude anzeigt, welche der Nutzer von seiner Position aus auch tatsächlich sehen kann. Hierfür werden in der Arbeit Sichtbarkeitsanalysen im Allgemeinen und im Speziellen für GIS-Programme untersucht und vorgestellt. Auch die Beschriftung im dreidimensionalen Raum und auf dem Bildschirm von mobilen Geräten wird überblickshaft dargestellt. Abschließend wird der Campusführer getestet und bewertet sowie ein Fazit zum Thema Augmented Reality auf mobilen Endgeräten gegeben. / Undreamed-of possibilities in many areas of life and also in different economic sectors emerge owing to the rapid enhancement of technology. The constant advancement of mobile devices is also a gain for cartography. In this field some augmented reality applications have already been developed. In this thesis some augmented reality applications, not only with cartographic references, are introduced. Special attention is paid to their use on mobile devices. Furthermore a campus-guide is developed, which only displays the points of interest actually seen from the user's position. For this purpose the concept of viewsheds is introduced and examined both in general terms and especially in the use of GIS-programs. The labeling in a three-dimensional scene and on the screen of mobile devices is shortly discussed as well. Moving on, the campus-guide is tested and evaluated. Also a conclusion on the topic of augmented reality with mobile devices is given.

Die rasante Weiterentwicklung der Technik eröffnet vielen Lebens- und Wirtschaftsbereichen völlig neue Möglichkeiten. So ist die stetige Verbesserung von mobilen Geräten auch ein Gewinn für die Kartographie. Im Bereich der erweiterten Realität sind dazu schon einige Anwendungen entwickelt worden. Diese Arbeit stellt verschiedene Augmented Reality Anwendungen vor, nicht nur aus dem Gebiet der Kartographie, sondern aus allen Lebensbereichen. Ein besonderes Augenmerk soll dabei auf der Anwendung mit mobilen Endgeräten liegen. Entstanden ist aus dieser Arbeit ein Campusführer, der nur die Namen der Gebäude anzeigt, welche der Nutzer von seiner Position aus auch tatsächlich sehen kann. Hierfür werden in der Arbeit Sichtbarkeitsanalysen im Allgemeinen und im Speziellen für GIS-Programme untersucht und vorgestellt. Auch die Beschriftung im dreidimensionalen Raum und auf dem Bildschirm von mobilen Geräten wird überblickshaft dargestellt. Abschließend wird der Campusführer getestet und bewertet sowie ein Fazit zum Thema Augmented Reality auf mobilen Endgeräten gegeben.:Abbildungsverzeichnis iii Tabellenverzeichnis vii Abkürzungsverzeichnis ix 1 Einleitung 1 2 Die erweiterte virtuelle Realität - Augmented Reality 3 2.1 Definition der Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.1 Das Augmented Reality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Augmented Reality mit mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Mobile Geräte und Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.2 Mobile Anwendungen mit Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Augmented Reality in der Kartographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Bewertung der vorgestellten Augmented Reality Anwendungen . . . . . . . . . . . . 20 3 Sichtbarkeitsanalyse 23 3.1 Vorbetrachtungen zu ortsbasierten Sichtbarkeitsanalysen auf mobilen Endgeräten . . 23 3.1.1 Ortsbasierte Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.2 Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 GIS-basierte Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.1 Anfälligkeit von Viewsheds auf Höhenunsicherheiten im DGM . . . . . . . 29 3.2.2 Unterschiedliche Implementierung der Algorithmen . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.3 Erweiterung von Sichtbarkeitsanalysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Sichtbarkeitsanalysen mit der Software ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4 Grafische Darstellung der Sichtbarkeiten auf mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . 38 3.4.1 Der Z-Buffer-Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4.2 Das Raytracing Verfahren (Strahl-Verfolgung) . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.3 Verschiedene Culling-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4 Beschriftung im dreidimensionalen Raum 41 4.1 Beschriftungsplatzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2 Schriftformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1 Schriftart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2 Schriftfarbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.3 Schriftgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5 Erstellung eines Campusführers 49 5.1 Genauigkeit der Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Arbeitsschritte zur Erstellung der Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3 Arbeitsschritte in der Geodatenbank PostGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.4 Die Plattform Layar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.5 Die Programmierung mit Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.6 Probleme bei der Erstellung des Campusführers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.7 Der Campusführer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8 Bewertung der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6 Fazit und Zusammenfassung 75 Literaturverzeichnis 77 A Workflow 85 B Quellcode 87 B.1 PointsOfInterest.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 B.2 IfKLayarQueryBuilder.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 B.3 pom.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 / Undreamed-of possibilities in many areas of life and also in different economic sectors emerge owing to the rapid enhancement of technology. The constant advancement of mobile devices is also a gain for cartography. In this field some augmented reality applications have already been developed. In this thesis some augmented reality applications, not only with cartographic references, are introduced. Special attention is paid to their use on mobile devices. Furthermore a campus-guide is developed, which only displays the points of interest actually seen from the user's position. For this purpose the concept of viewsheds is introduced and examined both in general terms and especially in the use of GIS-programs. The labeling in a three-dimensional scene and on the screen of mobile devices is shortly discussed as well. Moving on, the campus-guide is tested and evaluated. Also a conclusion on the topic of augmented reality with mobile devices is given.:Abbildungsverzeichnis iii Tabellenverzeichnis vii Abkürzungsverzeichnis ix 1 Einleitung 1 2 Die erweiterte virtuelle Realität - Augmented Reality 3 2.1 Definition der Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.1 Das Augmented Reality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Augmented Reality mit mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Mobile Geräte und Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.2 Mobile Anwendungen mit Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Augmented Reality in der Kartographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Bewertung der vorgestellten Augmented Reality Anwendungen . . . . . . . . . . . . 20 3 Sichtbarkeitsanalyse 23 3.1 Vorbetrachtungen zu ortsbasierten Sichtbarkeitsanalysen auf mobilen Endgeräten . . 23 3.1.1 Ortsbasierte Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.2 Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 GIS-basierte Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.1 Anfälligkeit von Viewsheds auf Höhenunsicherheiten im DGM . . . . . . . 29 3.2.2 Unterschiedliche Implementierung der Algorithmen . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.3 Erweiterung von Sichtbarkeitsanalysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Sichtbarkeitsanalysen mit der Software ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4 Grafische Darstellung der Sichtbarkeiten auf mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . 38 3.4.1 Der Z-Buffer-Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4.2 Das Raytracing Verfahren (Strahl-Verfolgung) . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.3 Verschiedene Culling-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4 Beschriftung im dreidimensionalen Raum 41 4.1 Beschriftungsplatzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2 Schriftformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1 Schriftart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2 Schriftfarbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.3 Schriftgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5 Erstellung eines Campusführers 49 5.1 Genauigkeit der Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Arbeitsschritte zur Erstellung der Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3 Arbeitsschritte in der Geodatenbank PostGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.4 Die Plattform Layar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.5 Die Programmierung mit Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.6 Probleme bei der Erstellung des Campusführers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.7 Der Campusführer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8 Bewertung der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6 Fazit und Zusammenfassung 75 Literaturverzeichnis 77 A Workflow 85 B Quellcode 87 B.1 PointsOfInterest.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 B.2 IfKLayarQueryBuilder.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 B.3 pom.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Shoulder surfing, also known as visual hacking, is the activity of obtaining information from or about others by observing visual content of displays that actually should be kept secret, such as PINs, passwords, or private text messages. Approaches that address shoulder surfing on mobile devices mainly focus on ways to recognize observers or to complicate visual presentations for them from the system's perspective. However, users also have developed their own strategies to keep their input secret. With this work, we contribute an investigation of strategies to prevent shoulder surfing from the users' perspective. We performed a user study and observed 32 participants while interacting with smartphones using different kinds of eyes-free device-based interaction techniques. We identified several strategies that users had to prevent shoulder surfing. These strategies help us to develop effective ways to design useful interactions that overcome shoulder surfing issues.

In dem Vortrag wird die Entwicklung einer Finiten-Elemente-App für Android dargelegt, sowie die Vorteile im Postprozessing von einfachen Strukturen bei der Verwendung der Gestensteuerung erörtert.

Interaction designers for mobile phones mainly focus on displays but have only little knowledge about sensor characteristics. Beside multitouch input, mobile devices provide versatile possibilities to interact in a physical, device-based manner due to their built-in hardware. Even though such interactions may provide many advantages in everyday life, they have limited visibility in interaction design. Interaction designers are seldom experts in gesture and pattern recognition and even prototypical implementations of simple mobile-based interactions need advanced technical knowledge. Hence, the potential for designing mobile device-based interactions is often not fully exploited. To contribute to a common knowledge of mobile device-based interactions, this paper proposes Mobile Spaces. This model aims at supporting designers of mobile applications to broaden their view on interaction possibilities with one or more collocated devices which go beyond the screen. We discuss the applicability of Mobile Spaces by means of several examples from research.

Beside traditional multitouch input, mobile devices provide various possibilities to interact in a physical, device-based manner due to their built-in hardware. Applying such interaction techniques allows for sharing content easily, e.g. by literally pouring content from one device into another, or accessing device functions quickly, e.g. by facing down the device to mute incoming calls. So-called mobile-based interaction techniques are characterized by movements and concrete positions in real spaces. Even though such interactions may provide many advantages in everyday life, they have limited visibility in interaction design due to the complexity of sensor processing. Hence, mobile-based interactions are often integrated, if any, at late design stages. To support testing interactive ideas in early design stages, we propose MilkyWay, a toolbox for prototyping collocated collaborative mobile-based interaction techniques. MilkyWay includes an API and a mobile application. It enables easily building up mobile interactive spaces between multiple collocated devices as well as prototyping interactions based on device sensors by a programming-by-demonstration approach. Appropriate sensors are selected and combined automatically to increase tool support. We demonstrate our approach using a proof of concept implementation of a collaborative Business Model Canvas (BMC) application.

In dem Vortrag wird die Entwicklung einer Finiten-Elemente-App für Android dargelegt, sowie die Vorteile im Postprozessing von einfachen Strukturen bei der Verwendung der Gestensteuerung erörtert.

Die Internetzugriffe über Smartphones steigen jährlich und erreichten im Jahre 2017 eine weltweite Quote von über 50% (StatCounter, 2018). Da die Mehrzahl der Google-Nutzenden von mobilen Endgeräten aus zugreift, indiziert Google seit März 2018 bei Webseiten, die mit dem „mobile-first“-Ansatz erstellt wurden, die mobile Version und nicht mehr wie zuvor in erster Linie die Desktop-Variante (Google, 2018). Bereits diese beiden Umstände verdeutlichen eindrücklich, wie wichtig es ist, Interfaces jeglicher Art für mobile Endgeräte zu optimieren, beziehungsweise erst für mobile Geräte zu entwickeln und diese im Anschluss für größere Bildschirme zu verbessern. Revilla et al. (2014) untersuchten im Jahr 2014 eine Reihe von Umfragen, die in Spanien, Portugal und Südamerika durchgeführt wurden. Sie stellten fest, dass der Großteil der Teilnehmenden, obwohl mehrere Geräte zur Durchführung der Umfrage zur Verfügung standen (z. B. PC und Smartphone), insbesondere das Smartphone für die Beantwortung wählte (Revilla et al., 2014). Tatsächlich werden Online-Fragebogen schon seit einigen Jahren nicht mehr ausschließlich auf Desktop-Computern bearbeitet (Callegaro, 2010). Es zeigt sich vielmehr eine Tendenz zur vermehrten Nutzung mobiler Geräte. Im Jahre 2011 konnten lediglich 4% Smartphone-Teilnehmende verzeichnet werden, im Jahre 2014 waren es hingegen bereits 18% (Sarraf et al., 2014) und in einer aktuellen Studie aus dem Jahr 2018 sogar 33,7% (Nissen & Janneck, 2018b). In diesem Beitrag gehen wir der Frage nach, welche Ergebnisse ein mobil eingesetztes Standard-Layout hinsichtlich der Abbruchquote, der Bearbeitungszeit, des Antwortverhaltens und der User Experience erzielt und ob sich diese Werte mit einem explizit für den mobilen Einsatz entwickelten Layout verbessern lassen. [... aus der Einleitung]