TY - THES A1 - Stauffert, Jan-Philipp T1 - Temporal Confounding Effects in Virtual and Extended Reality Systems T1 - Zeitliche Störeinflüsse in Systemen der Virtuellen und erweiterten Realität N2 - Latency is an inherent problem of computing systems. Each computation takes time until the result is available. Virtual reality systems use elaborated computer resources to create virtual experiences. The latency of those systems is often ignored or assumed as small enough to provide a good experience. This cumulative thesis is comprised of published peer reviewed research papers exploring the behaviour and effects of latency. Contrary to the common description of time invariant latency, latency is shown to fluctuate. Few other researchers have looked into this time variant behaviour. This thesis explores time variant latency with a focus on randomly occurring latency spikes. Latency spikes are observed both for small algorithms and as end to end latency in complete virtual reality systems. Most latency measurements gather close to the mean latency with potentially multiple smaller clusters of larger latency values and rare extreme outliers. The latency behaviour differs for different implementations of an algorithm. Operating system schedulers and programming language environments such as garbage collectors contribute to the overall latency behaviour. The thesis demonstrates these influences on the example of different implementations of message passing. The plethora of latency sources result in an unpredictable latency behaviour. Measuring and reporting it in scientific experiments is important. This thesis describes established approaches to measuring latency and proposes an enhanced setup to gather detailed information. The thesis proposes to dissect the measured data with a stacked z-outlier-test to separate the clusters of latency measurements for better reporting. Latency in virtual reality applications can degrade the experience in multiple ways. The thesis focuses on cybersickness as a major detrimental effect. An approach to simulate time variant latency is proposed to make latency available as an independent variable in experiments to understand latency's effects. An experiment with modified latency shows that latency spikes can contribute to cybersickness. A review of related research shows that different time invariant latency behaviour also contributes to cybersickness. N2 - Latenz ist ein inhärentes Problem in Computersystemen. Jede Berechnung benötigt Zeit bis das Ergebnis verfügbar ist. Virtual Reality Systeme verwenden komplexe Rechenressourcen um virtuelle Erfahrungen zu erstellen. Die Latenz dieser Systeme wird oft ignoriert oder als klein genug angesehen um eine gute Erfahrung zu ermöglichen. Diese kumulative Doktorarbeit ist aus peer reviewten Forschungspublikationen zusammengesetzt, die das Verhalten und Effekte von Latenz erforschen. Gegensätzlich zu der landläufig verwendeten Beschreibung als zeitinvariante Latenz, wird gezeigt, dass Latenz fluktuiert. Wenige Forscher haben dieses zeitvariable Verhalten genauer untersucht. Diese Arbeit erforscht zeitvariable Latenz mit einem Fokus auf zufällig auftretende Latenzspitzen. Latenzspitzen wurden sowohl für die Ausführung kleiner Algorithmen als auch als End-to-End Latenz in kompletten Virtual Reality Systemen beobachtet. Die meisten Latenzmessungen sammeln sich nahe eines Durchschnittswertes wobei es mehrere Ballungen von höheren Latenzwerten gibt und einige seltene extreme Ausreißer. Das Latenzverhalten unterscheidet sich bei unterschiedlichen Implementierungen eines Algorithmusses. Betriebssystemsscheduler und Programmiersprachenumgebungen wie Garbage Collektoren tragen zu dem Gesamtlatenzverhalten bei. Diese Arbeit beschreibt diese Einflüsse am Beispiel unterschiedlicher Implementierungen von Nachrichtenaustausch. Die Vielfalt an Latenzquellen resultiert in einem unvorhersehbaren Latenzverhalten. Das Messen und Dokumentieren von Latenz ist wichtig in wissenschaftlichen Experimenten. Diese Arbeit beschreibt etablierte Ansätze um Latenz zu messen und schlägt einen verbesserten Ansatz vor um detaillierte Messungen zu sammeln. Diese Arbeit beschreibt wie gemessene Daten mit Hilfe eines stacked z-Testes in separate Cluster geteilt werden können um das Verhalten besser beschreiben zu können. Latenz in Anwendungen der Virtuellen Realität kann die Erfahrung in verschiedenen Arten verschlechtern. Diese Arbeit fokussiert sich auf Cybersickness als einen bedeutenden negativen Einfluss. Es wird ein Ansatz vorgestellt um Latenz zeit-variant zu simulieren damit Latenz als unabhängige Variable in Experimenten, die Auswirkungen von Latenz untersuchen, verwendet werden kann. Ein Experiment mit modifizierter Latenz zeigt, dass Latenzspitzen zu Cybersickness beitragen können. Ein Review verwandter Arbeiten zeigt, dass auch andere Latenzverhalten Cybersickness negativ beeinflussen können. KW - Virtuelle Realität KW - latency cybersickness KW - virtuel reality KW - Latenz Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-290609 ER - TY - RPRT A1 - Grigorjew, Alexej A1 - Metzger, Florian A1 - Hoßfeld, Tobias A1 - Specht, Johannes A1 - Götz, Franz-Josef A1 - Chen, Feng A1 - Schmitt, Jürgen T1 - Asynchronous Traffic Shaping with Jitter Control N2 - Asynchronous Traffic Shaping enabled bounded latency with low complexity for time sensitive networking without the need for time synchronization. However, its main focus is the guaranteed maximum delay. Jitter-sensitive applications may still be forced towards synchronization. This work proposes traffic damping to reduce end-to-end delay jitter. It discusses its application and shows that both the prerequisites and the guaranteed delay of traffic damping and ATS are very similar. Finally, it presents a brief evaluation of delay jitter in an example topology by means of a simulation and worst case estimation. KW - Echtzeit KW - Rechnernetz KW - Latenz KW - Ethernet KW - TSN KW - jitter KW - traffic damping Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-205824 ER - TY - RPRT A1 - Grigorjew, Alexej A1 - Metzger, Florian A1 - Hoßfeld, Tobias A1 - Specht, Johannes A1 - Götz, Franz-Josef A1 - Schmitt, Jürgen A1 - Chen, Feng T1 - Technical Report on Bridge-Local Guaranteed Latency with Strict Priority Scheduling N2 - Bridge-local latency computation is often regarded with caution, as historic efforts with the Credit-Based Shaper (CBS) showed that CBS requires network wide information for tight bounds. Recently, new shaping mechanisms and timed gates were applied to achieve such guarantees nonetheless, but they require support for these new mechanisms in the forwarding devices. This document presents a per-hop latency bound for individual streams in a class-based network that applies the IEEE 802.1Q strict priority transmission selection algorithm. It is based on self-pacing talkers and uses the accumulated latency fields during the reservation process to provide upper bounds with bridge-local information. The presented delay bound is proven mathematically and then evaluated with respect to its accuracy. It indicates the required information that must be provided for admission control, e.g., implemented by a resource reservation protocol such as IEEE 802.1Qdd. Further, it hints at potential improvements regarding new mechanisms and higher accuracy given more information. KW - Echtzeit KW - Rechnernetz KW - Latenz KW - Ethernet KW - Latency Bound KW - Formal analysis Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-198310 ER - TY - THES A1 - Lurz, Hannes T1 - Latenzen akustisch evozierter Potentiale beim Neugeborenen-Hörscreening mit dem BERAphon unter Verwendung eines Chirp-Stimulus T1 - Latencies of auditory evoked potentials in Newborn Hearing Screening evoked by Chirp-Stimulus using BERAphon N2 - In Würzburg wird seit 1997 ein Hörscreening unter Verwendung akustisch evozierter Potentiale durchgeführt. Der zu Anfang verwendete Click-Reiz wurde im März 2006 durch den auf dem Cochlea-Modell beruhenden Chirp-Reiz ersetzt. Für diesen Reiz werden auf Grund der Kompensation der Wanderwellenverzögerung der Cochlea größere Potentialamplituden beschrieben. Für diese Arbeit wurden die akustisch evozierten Potentiale von 96 Neugeborenen mit dem Maico-MB11-BERAphon aufgezeichnet. Ausgewertet und verglichen wurden die bei 40 dB HL und 60 dB HL mittels Click und Chirp generierten Potentiale I, III und V hinsichtlich ihrer Auswertbarkeit sowie ihrer Latenzzeiten und Amplitudenwerte. Besonderes Interesse galt den Latenzzeiten des Chirp und dabei der Fragestellung, in wie weit sich die Reizstruktur des Chirps in einer Verkürzung der Latenzzeiten auswirken würde. Die Ergebnisse zeigen, dass der Chirp im Vergleich zum Click zu einer deutlichen Verkürzung der Latenzen der akustisch evozierten Potentiale führt. Bei allen untersuchten Potentialen ergaben sich beim Chirp kürzere mittlere Latenzen als beim Click. Die Unterschiede erwiesen sich als statistisch signifikant. Der Chirp bewirkt eine Vergrößerung der Antwort-Amplituden. Die Mittelwerte aller Amplituden waren bei Verwendung des Chirp-Reizes größer. Eine Verbesserung der Auswertbarkeit wurde für alle untersuchten Potentiale I, III und V nachgewiesen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass nach Chirp-Reizung die einzelnen Wellen der akustisch evozierten Potentiale also deutlicher, mit größerer Amplitude und mit kürzerer Latenz zur Darstellung kommen als nach Click-Reizung. Die in dieser Untersuchung im Standard-BERA-Verfahren ermittelten Unterschiede zwischen den Reizen Click und Chirp unterstreichen die Vorteile des Chirp auch für den Einsatz beim Hörscreening und der Hörschwellenbestimmung. Die durch diesen Reiz evozierte Potentialantwort führt bei kürzeren Messzeiten zu deutlich zuverlässigeren Ergebnissen, was eine Verbesserung der Qualität der Hörschwellenbestimmung und der Hörscreening-Untersuchung darstellt. N2 - Since 1997 there is a Hearingscreening established in Wuerzburg which is based on auditory evoked potenials. In March 2006 the formerly used click-stimulus was substituted by a chirp-stimulus based on the cochlea-model. For this stimulus larger amplitudes of the potentials are discribed due to a compensation of travelling wave delay. For this study the auditory evoked potentials of 96 newborns were recorded with the Maico-MB11-BERAphon. Potentials I, III and V were evaluated and compared in terms of evaluability as well as latency and amplitude values. The latencies of the chirp-stimulus and the question, to which extent the structure of the chirp-stimulus would result in a reduction of latency times were of main interest. The results show that compared to the click the chirp-stimulus causes a clear shortening of latencies of auditory evoked potentials. For all examined potentials the chirp-stimulus showed shorter mean-latencies than the click. The differences were statistically significant. The chirp causes an increase in response amplitudes. Mean values of amplitudes were larger when using the chirp stimulus. An improvement of the evaluability was demonstrated for all investigated potentials I, III and V. In summary it can be seen that after Chirp excitation the individual waves of auditory evoked potentials occur more clearly, with greater amplitude and shorter latency than after click excitation. The differences between the click and chirp stimuli identified in these standard ABR procedures also emphasize the benefits of the chirp-stimulus for use in hearing screening and the defining of hearing thresholds. The potential response evoked by this stimulus leads to more reliable results implying significantly shorter measuring times and thus improves the quality of the defining of hearing thresholds and hearing screening examination. KW - Laufzeit KW - Chirp KW - Audiometrie KW - Screening KW - Latenz KW - Amplitude KW - Wanderwelle KW - Akustisch evoziertes Potenzial KW - Cochlea KW - Maico KW - Akustischer Reiz KW - BERA KW - FAEP KW - BERAphon KW - Hörscreening KW - AEP KW - Klick KW - stimulus KW - Latency KW - Auditory Evoked Potentials KW - Newborn Hearing Screening KW - stimulus Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-70611 ER - TY - THES A1 - Mock, Tobias T1 - Die Bestimmung visuell evozierter Potentiale bei Kindern T1 - Determination of visual evoked potentials with children N2 - Zur Messung von visuell evozierten Potentialen ist eine gute Aufmerksamkeit während der Messung notwendig, die jedoch vor allem bei Kindern nicht immer gewährleistet ist. Unser Ziel war es, unter standardisierten Meßbedingungen im klinischen Routinebetrieb eine kindgerechte Meßmethode zu entwickeln, die eine Verbesserung der Aufmerksamkeit ermöglicht. Gleichzeitig sollte die Kontrolle der Aufmerksamkeit verbessert werden. Zusätzlich prüften wir die Meßergebnisse auf ihre Reproduzierbarkeit und untersuchten, ob das VEP bei Kindern unter klinischen Routinebedingungen in unserem Labor eingesetzt werden kann. Wir entwarfen dazu eine Bildergeschichte, die zur Ablenkung während der Meßvorbereitungen dient und die Kinder auf die Meßbedingungen einstimmt. Zusätzlich entwickelten wir ein sog. Aufmerksamkeits-Spiel, das eine gute Fixation auf den Bildschirm erfordert. Die Schwierigkeit der dabei zu lösenden Aufgaben wurde adaptiv angepaßt. Die bei der Aufgabe berechenbare Schwellenzeit war ein Maß zur Beurteilung der Aufmerksamkeit. Die an der Untersuchung teilnehmenden Schielpatienten unserer Sehschule wurden in eine Kindergruppe und eine Erwachsenengruppe eingeteilt. Eine Gruppe von Normalpersonen diente als Vergleichsgruppe zu den erwachsenen Patienten. Abgeleitet wurde ein bipolares VEP nach dem Standard der ISCEV. Die absoluten Werte von Amplitude und Latenz entsprachen den in der Literatur beschriebenen Werten und bei der monokularen Ableitung des Muster-VEPs entsprachen die Meßergebnisse der Schielpatienten denen der Normalpersonen. Zur Beurteilung der Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse werteten wir den relativen Variationskoeffizienten aus. Dieser lag für die Latenz fast um das Zehnfache niedriger als der relative Variationskoeffizient der Amplitude. Bei Kindern war der relative Variationskoeffizient doppelt so groß wie bei Normalpersonen. Die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse war demnach nur halb so gut. Der Variationskoeffizient der Erwachsenen lag etwas höher als bei den Normalpersonen. Das Aufmerksamkeits-Spiel konnte von fast allen Kindern ab 6 Jahren gelöst werden. Die kindgerechte Gestaltung der standardisierten Versuchsbedingungen mit der Bildergeschichte und dem Aufmerksamkeits-Spiel ermöglicht deshalb den Einsatz der Muster-VEP-Messung im klinischen Routinebetrieb für Kinder ab 6 Jahren. In Einzelfällen können auch jüngere Kinder gemessen werden. Die Schwellenzeit war bei Kindern im Mittel wesentlich höher als bei Erwachsenen und Normalpersonen, d.h. die Aufmerksamkeit war bei ihnen wesentlich schlechter. Die Reproduzierbarkeit der Amplitude nahm mit zunehmender Schwellenzeit ab, die Reproduzierbarkeit der Latenz war unabhängig von der Schwellenzeit. Standardisierte VEP-Messungen unter klinischen Routinebedingungen können damit durch die kindgerechte Gestaltung der Untersuchungsbedingungen auch bei Kindern ab 6 Jahren durchgeführt werden. Die Beurteilung der Aufmerksamkeit konnte durch das Aufmerksamkeits-Spiel verbessert werden. N2 - Visually-evoked potentials should be measured during good mental concentration, seldom the case with children. Our aim was to develop a standardised measuring procedure suitable for use with children under routine clinical conditions and enabling improved concentration. At the same time we wanted to improve concentration assessment. We additionally tested the reproducibility of our results and examined the possibility of VEP measurements on children in our laboratory under routine clinical conditions. For the project we developed a short comic strip to occupy the children during preparations for the experiment and to attune the children to the imminent examination. In addition we created a concentration-based game requiring good fixation on the monitor. The difficulty of this game can be individually adjusted. The threshold time measured during the game reflects the child’s concentration. The strabismus patients in the experiment were divided into a children`s and an adult group. A group of normal-vision adults served as control-group for the adults. We used a bipolar VEP to ISCEV standards. The absolute results of amplitude and latency were comparable with results described in the literature. The results of monocular pattern VEPs of strabismus patients corresponded to those of the normal-vision group. To assess the reproducibility of our results we used the relative variation coefficient. It was for latency about ten times lower than for amplitude. For children the relative variation coefficient was twice as high as for the normal-vision adults. The reproducibility of the results was therefore only half as good as that of the normal-vision adults. The variation coefficient for the adults was slightly higher than for the control group. The concentration-based game could be solved by almost all children aged 6 or more. In individual cases we could also include younger children. The average threshold time for children was significantly higher than for adults and the control-group, i.e. their concentration was considerably poorer. The reproducibility in amplitude decreased with increasing threshold time, the reproducibility of latency was independent of threshold time. We found that use of the comic-strip and the game enabled child-friendly VEP measurement for ages of 6 and upwards under routine clinical conditions. The concentration-based game improved concentration assessment. KW - Vep KW - Kinder KW - Reproduzierbarkeit KW - Aufmerksamkeit KW - Relativer Variationskoeffizient KW - Amplitude KW - Latenz KW - Schwellenzeit KW - Routine KW - VEP KW - children KW - reproducibility KW - assessment KW - relative variation coefficient KW - amplitude KW - latency KW - threshold KW - standard KW - routine Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1180405 ER -