<p>Vätskor känns självklara och naturliga i vår vardag men de kan vara ganska komplexa och svår att simulera i exempelvis ett datorspel. Ett verklighetstroget vattenstänk i ett spel kan absolut ge en ökad realism i spelet och ge en förhöjd spelupplevelse.</p><p>Detta arbete undersöker en teknik för att få en mer verklighetstrogen rörelse/beteende hos en vätska. Metoden bygger på att lösa Navier-Stokes algoritm som beskriver vätskors beteende på molekylär nivå, och beräkna en interaktion mellan partiklarna som representerar vätskan.</p><p>Resultaten visar att en mer realistisk rörelse går att få fram jämfört med vad man kan få med ett enklare partikelsystem, men att antalet partiklar blir mycket begränsade. Prestanda hos datorer ökar ständigt och inom en snar framtid genom en utveckling av teknikern och närliggande metoder så kan den bli helt klart aktuell i nästa generations datorspel.</p>

<p>När dagens datorsystem utvecklas ökar i de flesta fall också dess komplexitet under utvecklingens gång. Detta för med sig negativa konsekvenser i form av svårare testning och felsökning av systemen. Denna uppsats har för avsikt att förklara vilka fel som kan uppstå och varför. Även lösningar i form av modifieringar av system kommer att tas upp.</p><p>Beställaren av undersökningen, Saab, ser möjligheter i att på ett enkelt sätt återskapa fel i deras datorsystem på Gripen. Detta skulle kunna minska kostnaderna för felsökning drastiskt. Då mycket tid ägnas åt verifiering av ny programvara för datorsystemet blir detta också en stor kostnad i utvecklingsarbetet. Därför är det också ett önskemål att undersöka huruvida regressionstest av nya programvaror skulle kunna automatiseras. </p><p>Till en början studerades artiklar inom området och marknaden avsöktes efter färdiga verktyg. Efter en sammanställning av teorin bakom problemen så kunde en analys av det befintliga datorsystemet påbörjas, vilka problem som kunde uppstå och ifall det var möjligt att lösa dessa undersöktes med hjälp av systemets dokumentation. Vissa problem uppdagades där en del kunde avhjälpas med ett genomtänkt verktyg. Vissa problem var dock inte möjligt att deterministiskt visa lösbara, vilket leder till att målet om ett fullständigt regressionstest troligen blir svårt att genomföra. Däremot så kommer andra sorters tester för att testa robustheten i systemet att vara genomförbara. Framförallt så kommer det finnas ett underlag för framtida system där man redan från början kan ta hänsyn till problemen.</p><p>De på marknaden förekommande verktyg som har analyserats har alla visat sig ha funktioner som är användbara, men inget av verktygen kan ensamt hantera de önskningar som finns.</p>

När dagens datorsystem utvecklas ökar i de flesta fall också dess komplexitet under utvecklingens gång. Detta för med sig negativa konsekvenser i form av svårare testning och felsökning av systemen. Denna uppsats har för avsikt att förklara vilka fel som kan uppstå och varför. Även lösningar i form av modifieringar av system kommer att tas upp. Beställaren av undersökningen, Saab, ser möjligheter i att på ett enkelt sätt återskapa fel i deras datorsystem på Gripen. Detta skulle kunna minska kostnaderna för felsökning drastiskt. Då mycket tid ägnas åt verifiering av ny programvara för datorsystemet blir detta också en stor kostnad i utvecklingsarbetet. Därför är det också ett önskemål att undersöka huruvida regressionstest av nya programvaror skulle kunna automatiseras. Till en början studerades artiklar inom området och marknaden avsöktes efter färdiga verktyg. Efter en sammanställning av teorin bakom problemen så kunde en analys av det befintliga datorsystemet påbörjas, vilka problem som kunde uppstå och ifall det var möjligt att lösa dessa undersöktes med hjälp av systemets dokumentation. Vissa problem uppdagades där en del kunde avhjälpas med ett genomtänkt verktyg. Vissa problem var dock inte möjligt att deterministiskt visa lösbara, vilket leder till att målet om ett fullständigt regressionstest troligen blir svårt att genomföra. Däremot så kommer andra sorters tester för att testa robustheten i systemet att vara genomförbara. Framförallt så kommer det finnas ett underlag för framtida system där man redan från början kan ta hänsyn till problemen. De på marknaden förekommande verktyg som har analyserats har alla visat sig ha funktioner som är användbara, men inget av verktygen kan ensamt hantera de önskningar som finns.

<p>För att skapa trovärdig tredimensionell datorgrafik krävs det att det går att skapa illusionen av tre dimensioner på en tvådimensionell skärm. Enkelt beskrivet finns det två stora metoder för detta, rasterisering och strålföljning. Dessa är fundamentalt olika.</p><p>Den senaste generationen grafikkort för konsumenter har grafikprocessorer som till viss grad blivit programmerbara. Grafikprocessorerna är främst konstruerade för att stödja rasterisering men den nya programmerbarheten ger möjligheten att använda dessa mer generellt.</p><p>I detta arbete görs en undersökning om huruvida det är möjligt att använda den nya programmerbarheten för att realisera strålföljning istället för rasterisering. Matematiska primitiver används för att skapa objekt och med hjälp av strålföljning kan realistiska bilder av objekten skapas. Primitiverna ger bland annat fördelen att de kan zoomas in oändligt utan att ge någon precisionsförslust.</p><p>Ett strålföljningssystem implementeras för att få prestandaresultat från en riktig miljö med alla ingående hårdvarudelar. Undersökningen visar att det är möjligt att realisera strålföljning i grafikhårdvaran men i en begränsad form. Framtidens hårdvara kommer dock med största sannolikhet att skapa bättre förutsättningar.</p>

<p>In this thesis, two real-time stereo methods have been implemented and evaluated. The first one is based on blockmatching and the second one is based on local phase. The goal was to be able to run the algorithms at real-time and examine which one is best. The blockmatching method performed better than the phase based method, both in speed and accuracy. SIMD operations (Single Instruction Multiple Data) have been used in the processor giving a speed boost by a factor of two.</p> / <p>I det här exjobbet har två stereometoder för realtidstillämpningar implementerats och utvärderats. Den ena bygger på blockmatchning och den andra på lokal fas. Målet var att kunna köra metoderna i realtid och undersöka vilken av dem som fungerar bäst. Blockmatchningsmetoden gav gott resultat medan den fasbaserade fungerade sämre, både vad gäller hastighet och precision. SIMD-operationer (Single Instruction Multiple Data) användes hos processorn vilket resulterade en i fördubbling av prestandan.</p>

<p>Dagens datorspel innehåller en mängd effekter som försöker ge spelaren en känsla av en interaktiv värld. Många av dessa effekter simuleras med hjälp av partikelsystem. Exempel på sådana effekter är explosioner, rök och blodfontäner.</p><p>Tyvärr är de flesta partikelsystem byggda så att de existerar i en egen ”dimension” med varken uppfattning av dess omgivning eller omgivningens beskaffenhet. Detta resulterar i att partikelsystemen ibland kan verka, i vissa situationer, orealistiska och opassande.</p><p>Detta arbete presenterar därför en metod att tillfoga realism genom att ge ett partikelsystem och dess partiklar möjligheten att interagera dynamisk med sin omvärld. Vidare visar detta arbete ett sätt att utveckla ett sådant partikelsystem som kan interagera med omvärlden genom att bygga ut ett vanligt partikelsystem.</p><p>Dynamiska partikelsystem som presenteras kommer förutom interaktionen med omvärlden också visa ett sätt att simulera dynamiska effekter, i detta fall specialiserad för rök.</p><p>Arbetet testades i en realtids applikation där partikelsystemet simulerar, med hjälp av de nämnda rök specifika effekter, ett rökmoln som stiger ur marken och interagerar med sin omvärld. Utvärderingen av resultat gav att tekniken kan anses vara användbar i situationer då ett dynamiskt partikelsystem ger spelet mer realism och så spelaren en bättre spelkänsla.</p>

En realtidsbaserad kollaborativ webbapplikation kategoriseras som en molntjänst och en molntjänst består utav en webbapplikation och en eller flera databaser. MongoDB som används i projektet är en icke-relationsdatabas. För att uppnå realtid används verktyget HTML5 WebSockets. Problemet är att hur ska den realtidsbaserade kollaborativa webbapplikationen byggas upp för att kunna uppdatera datan så snabbt som möjligt vid förändring. Databaserna som testas mot varandra är MySQL mot MongoDB och för att testa databaserna byggs en realtidsbaserad kollaborativ webbapplikation för modellering av UML-diagram. För att testa hypotesen utförs ett experiment och experimentet påvisade att hypotesen stämde delvis. MongoDB är snabbar på att uppdatera ett specifikt objekt jämfört med MySQL i tre av fyra testfall och för att hämta all data presterar databaserna nästan identiskt i alla testfallen. För fortsatt arbete är de intressant att testa en större datamängd och se hur det påverkar hämtningstiden när all data hämtas från databaserna.

Dagens datorspel innehåller en mängd effekter som försöker ge spelaren en känsla av en interaktiv värld. Många av dessa effekter simuleras med hjälp av partikelsystem. Exempel på sådana effekter är explosioner, rök och blodfontäner. Tyvärr är de flesta partikelsystem byggda så att de existerar i en egen ”dimension” med varken uppfattning av dess omgivning eller omgivningens beskaffenhet. Detta resulterar i att partikelsystemen ibland kan verka, i vissa situationer, orealistiska och opassande. Detta arbete presenterar därför en metod att tillfoga realism genom att ge ett partikelsystem och dess partiklar möjligheten att interagera dynamisk med sin omvärld. Vidare visar detta arbete ett sätt att utveckla ett sådant partikelsystem som kan interagera med omvärlden genom att bygga ut ett vanligt partikelsystem. Dynamiska partikelsystem som presenteras kommer förutom interaktionen med omvärlden också visa ett sätt att simulera dynamiska effekter, i detta fall specialiserad för rök. Arbetet testades i en realtids applikation där partikelsystemet simulerar, med hjälp av de nämnda rök specifika effekter, ett rökmoln som stiger ur marken och interagerar med sin omvärld. Utvärderingen av resultat gav att tekniken kan anses vara användbar i situationer då ett dynamiskt partikelsystem ger spelet mer realism och så spelaren en bättre spelkänsla.

Vätskor känns självklara och naturliga i vår vardag men de kan vara ganska komplexa och svår att simulera i exempelvis ett datorspel. Ett verklighetstroget vattenstänk i ett spel kan absolut ge en ökad realism i spelet och ge en förhöjd spelupplevelse. Detta arbete undersöker en teknik för att få en mer verklighetstrogen rörelse/beteende hos en vätska. Metoden bygger på att lösa Navier-Stokes algoritm som beskriver vätskors beteende på molekylär nivå, och beräkna en interaktion mellan partiklarna som representerar vätskan. Resultaten visar att en mer realistisk rörelse går att få fram jämfört med vad man kan få med ett enklare partikelsystem, men att antalet partiklar blir mycket begränsade. Prestanda hos datorer ökar ständigt och inom en snar framtid genom en utveckling av teknikern och närliggande metoder så kan den bli helt klart aktuell i nästa generations datorspel.

Då webben nu består av dynamiska hemsidor och kraftfulla applikation blir ävenkraven på kommunikationshastigheter större. Detta arbe har tittat på den äldre ochpoppulära tekniken Long Polling och ställt den i förhållande till HTML5s nyawebsocket API. Igenom att bygga ett multiplayer spel för webbläsaren utan någrapluggins ställdes teknikerna mot varandra för att se vilken som presterade bäst ochvisade sig mest effektiv för användning i den typen av applikation. WebSockets visadesig klara av alla tester med marginal mot de värden relaterad forskning visat på ärminimum kraven för att kunna realisera realtidsapplikationer. Long Polling föll kortoch visade sig vara svagare på alla punkter i förhållande till WebSockets.