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1.
30 CP
22 SWS |
Mathematische und Physikalische Grundlagen
4 CP 3 SWS
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Formale Modelle, Algorithmen und
Datenstrukturen für VR
5 CP 4 SWS
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Objektorientierte Computergrafik
7 CP 5 SWS
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Virtuelle Umgebungen
7 CP 5 SWS
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Computeranimation
7 CP 5 SWS
|
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2.
30 CP
24 SWS |
Mathematische und Physikalische Grundlagen
4 CP 3 SWS
|
Human-Computer Interaction in VR
4 CP 3 SWS
|
Real Time Rendering
4 CP 3 SWS
|
Virtuelle Umgebungen
2 CP 2 SWS
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Digitale Bildverarbeitung u. Visualisierung
5 CP 4 SWS
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Verteilte Multimediale Systeme
4 CP 3 SWS
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3.
30 CP
24 SWS |
Virtuelles Studio
5 CP 4 SWS
|
Virtuelles Studio
2 CP 2 SWS
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Virtuelle Akustik
5 CP 4 SWS
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Interaktives Broadcasting
5 CP 4 SWS
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Forschungs-Projekt
8 CP 6 SWS
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4.
30 CP
2 SWS |
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- Grundlagen
- vertiefende Fächer
- Projekte
- CP:
- Credit Points
- SWS:
- Unterrichtsstunden (Semester-Wochenstunden)
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Mathematische und Physikalische Grundlagen
- Kursname
- Math. Physik. Grundlagen 1
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Gundula Doerries
- Lernziele
- Erweiterung und Vertiefung der Mathematik und Physik-Kenntnisse, Fähigkeit,
dieses Wissen mit Systemen und Fragestellungen der VR in Zusammenhang zu setzen und
für die Lösung von Problemen zu nutzen.
- Inhalt
- -Vertiefung und Ergänzung der vorhandenen Kenntnisse in Analysis und Linearer
Algebra (z.B. Komplexe Zahlen, Spezielle Koordinatensysteme, Fouriereihen, Fouriertransformationen,
Eigenwerte und Normalform)
- Differenzial- und Integralrechnung mehrere Veränderlicher (Partielle Differentiation,
Mehrfachintegrale, etc.)
- Differenzialgleichungen
- Vektoranalysis (Gradient, Divergenz, Rotation, Linien- und Oberflächenintegrale, Sätze von Gauß
und Stokes)
- Wahrscheinlichkeitsrechnung
- Numerik
- Simulation,
- Finite Elemente
- Optimierung
Ausgewählte Themen der Mechanik, Elektrizitätslehre, und Optik, die für das Verständnis komplexer
VR Systeme notwendig sind (z.B. Sensoren, Projektionssysteme, Komponenten der Studiotechnik).
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 4
- SWS
- 3 ()
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Mathematische und Physikalische Grundlagen
- Kursname
- Math. Physik. Grundlagen 2
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Gundula Doerries
- Lernziele
- Erweiterung und Vertiefung der Mathematik und Physik-Kenntnisse, Fähigkeit,
dieses Wissen mit Systemen und Fragestellungen der VR in Zusammenhang zu setzen und
für die Lösung von Problemen zu nutzen.
- Inhalt
- -Vertiefung und Ergänzung der vorhandenen Kenntnisse in Analysis und Linearer
Algebra (z.B. Komplexe Zahlen, Spezielle Koordinatensysteme, Fouriereihen, Fouriertransformationen,
Eigenwerte und Normalform)
- Differenzial- und Integralrechnung mehrere Veränderlicher (Partielle Differentiation,
Mehrfachintegrale, etc.)
- Differenzialgleichungen
- Vektoranalysis (Gradient, Divergenz, Rotation, Linien- und Oberflächenintegrale, Sätze von Gauß
und Stokes)
- Wahrscheinlichkeitsrechnung
- Numerik
- Simulation,
- Finite Elemente
- Optimierung
Ausgewählte Themen der Mechanik, Elektrizitätslehre, und Optik, die für das Verständnis komplexer
VR Systeme notwendig sind (z.B. Sensoren, Projektionssysteme, Komponenten der Studiotechnik).
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 4
- SWS
- 3 ()
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Formale Modelle, Algorithmen und
Datenstrukturen für VR
- Kursname
- Formale Modelle, Algorithmen und
Datenstrukturen für VR
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Vertiefung der Grundlagen im Bereich der Theoretischen Informatik, unter
besonderer Berücksichtigung von Algorithmen und Methoden der VR.
- Inhalt
- Komplexitätsklassen und ihre Hierarchien, algorithmische Informationstheorie,
Grundzüge der Spieltheorie und der Multiparty Computation (z. B. interaktive Beweissysteme,
Zero Knowledge Systeme, Byzantine Agreements, etc.), Modelle der theoretischen Informatik
(z. B. Formale Sprachen, Automaten, Graphen, Petri/PrTn-Netze), Wissensbasierte Modelle
(Agenten, Unscharfe Logik, Constraint-basierte Logik), Anwendungen theoretischer Konzepte in der
VR (z. B. Constraintbasierte Animation, Verhaltensbasierte Animation/Simulation, Pfadfindung, NPC,
Autonome 3D-Charaktere, etc).
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
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Objektorientierte Computergrafik
- Kursname
- Objektorientierte Computergrafik
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Fortgeschrittene Aspekte der Computergrafik in Bezug auf eine
software-technische Umsetzung kennen bzw. beurteilen können, Konzeption und Umsetzung von
Systemen, die solche Aspekte realisieren.
- Inhalt
- Architekturkonzepte von High-Level Bibliotheken, Game Engine Design, Algorithmen,
Datenstrukturen und Softwarekonzepte für die Computergrafik (Szenegraph, Design Patterns, Komponenten,
etc), Ausgewählte Konzepte aus den Bereichen Modellierung, Animation, Rendering mit Schwerpunkt auf
SW-Konzepten für Echtzeit und Interaktion, z. B. Fraktale, Digitale Effekte, Fortgeschrittene
Texturierung, Kollisionserkennung, Level of Detail, Schwarmanimation, etc.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 7
- SWS
- 5 ()
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Computeranimation
- Kursname
- Computeranimation
- Verantwortlicher
- Prof. Dr.-Ing. Sina Mostafawy
- Lernziele
- Allgemeine und spezielle Verfahren aus dem Bereich der Computeranimation,
Theoretisch- mathematische Grundlagen der 3D-Animation anhand von Beispielen.
- Inhalt
- Interpolationsmethoden in der Animation, Rotation mit Quaternionen,
Kinematik (Forward/Inverse), Partikelanimation, Deformation & Morphing, Rigid- und Soft Bodies,
Disney`s Animationstechniken, Planung und Produktion einer 3D-Animation, Dramaturgie und Ästhetik
in der Computeranimation.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 7
- SWS
- 5 ()
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Virtuelle Umgebungen
- Kursname
- Grundlagen Virtueller Umgebungen
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. Eng. / Univ. of Tsukuba Jens Herder
- Lernziele
- Studierende sind in der Lage virtuelle Umgebungen aufzubauen und in der
Anwendung zu bewerten.
- Inhalt
- Wahrnehmungsfaktoren für virtuellen Umgebungen, Darstellungssysteme
(u.a. stereographische Projektion), Aufbau von virtuellen Umgebungen, Szenenmodellierung (z.B. VRML),
Beleuchtungsmodelle und Effekte in Echtzeit, Tracking von Benutzern für die Interaktion,
Erzeugung und Berechnung von Bewegungsabläufen; Haptik, Umsetzung taktiler Impulse in visuelle,
auditive und evtl. weitere Sinneswahrnehmungen; Echtzeitumsetzung realer Ereignisse in virtuellen
Räumen (Stichworte: Datenhandschuh, Sichthelm); CAD/CAE-gestützte Konstruktion, Orientierung in einer
künstlich erzeugten dreidimensionalen Welt, Avatare und synthetische Akteure, Anwendungen mit
virtuellen Umgebungen.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 7
- SWS
- 5 ()
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Virtuelle Umgebungen
- Kursname
- Spezialgebiete Virtueller Umgebungen
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. Eng. / Univ. of Tsukuba Jens Herder
- Lernziele
- Hier werden Grundlagen zum selbständigen, wissenschaftlichen Arbeiten gelegt,
die dann in Projekten oder Masterarbeit angegangen werden. Die Themen aus dem Bereich Virtuelle
Umgebungen sollen wissenschaftlich aufbereitet und entsprechend präsentiert werden.
- Inhalt
- Die Veranstaltung behandelt aktuelle Themen aus dem Bereich Virtuelle Umgebungen
wie z.B. Interaktionstechniken, Computer Visualisierung, Virtuelle Umgebungen in der Konstruktion,
VR-Installationen in der Kunst, verteilte virtuelle Umgebungen.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 2
- SWS
- 2 ()
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Real Time Rendering
- Kursname
- Real Time Rendering
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Spezielle Algorithmen und Verfahren zur Echtzeit-Computergrafik kennen,
Methodische Entwicklung eigener Verfahren, Einsatz in relevanten Anwendungsfeldern
beurteilen und umsetzen können.
- Inhalt
- Architektur von Grafikhardware, Render Pipeline Optimierung, Pixel und Vertex
Shader, Ausgewählte Algorithmen zur 3D-Echtzeitgrafik, z. B. Schattenalgorithmen, Fortgeschrittene
Kollisionserkennung, Kontinuierlicher Level of Detail, Image-based Rendering, Nicht photorealistisches
Rendering, Effiziente Modellierungsverfahren.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 4
- SWS
- 3 ()
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Human-Computer Interaction in VR
- Kursname
- Human-Computer Interaction in VR
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Aspekte der Mensch-Maschine Kommunikation in virtuellen Welten erlernen und
kritisch beurteilen / Ansätze zur benutzerzentrierten Entwicklung von VR-Umgebungen
kennen und anwenden können.
- Inhalt
- Wahrnehmungspsychologische Aspekte in VR (Depth Cues, Stereosehen), HCI-Aspekte von
Ein/Ausgabegeräten, VR-Interaktiontechniken und Metaphern, 3D User Interfaces, Benutzerzentrierte
Systemgestaltung in 3D.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 4
- SWS
- 3 ()
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Digitale Bildverarbeitung u. Visualisierung
- Kursname
- Digitale Bildverarbeitung u. Visualisierung
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Gundula Doerries
- Lernziele
- Grundlagen und Anwendungen der digitalen Bildverarbeitung. Grundlagen der
Visualisierung kennen, Visualisierungstechniken entwickeln und anwenden können, Übersicht
Visualisierungssysteme / Auf Basis relevanter Einflussfaktoren für einen Datensatz angemessen
Visualisierungstechnik entwickeln.
- Inhalt
- DBV: Verfahren zur Bild- und Videokodierung (z.B. MPEG, H.263, MPEG-4),
Segmentierung, Kodierung mit Wavelets, Visualisierung: Grundmodell der Visualisierung,
Techniken zur Datenvisualisierung, Informationsvisualisierung und Softwarevisualisierung,
Algorithmen zu speziellen Visualisierungstechniken, Visualisierungsanwendungen in der Medizin,
CAD/CAM, Geovisualisierung.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
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Verteilte Multimediale Systeme
- Kursname
- Verteilte Multimediale Systeme
- Verantwortlicher
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Rakow
- Lernziele
- Kenntnisse über die Architektur und Funktionweise verteilter Systeme und
Anwendungen, unter besonderer Berücksichtigung der Anforderung multimedialer Systeme.
- Inhalt
- Kommunikation (RPC, Streams, Sockets etc.), Prozesse, Synchronisierung
(Systeme und Anwendung), Konsistenz, Umgang mit Fehlern, Quality of Service-Konzepte,
Betriebssysteme für Multimedia-Anwendungen.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 4
- SWS
- 3 ()
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VR-Projekt
- Kursname
- VR-Projekt
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Gundula Doerries
- Lernziele
- Die Studierenden sind in der Lage Projektmanagement durchzuführen, verfügen
über Teamfähigkeit und können ihre selbstständige Arbeiten in ein Projekt einbringen.
Gleichzeitig wird das Methodenwissen der Medieninformatik praktisch angewendet und reflektiert.
- Inhalt
- Bearbeitet werden aktuelle Themen aus dem Bereich Virtuelle Realität. Neben
fachlichen Aspekten werden hierbei auch Schlüsselqualifikationen wie Projektarbeit, Teamfähigkeit
und soziale Kompetenz geschult. Die Studierenden bearbeiten in kleinen Gruppen komplexe
Problemstellungen. Bei der Projektausschreibung wird darauf geachtet, dass es sich um innovative
Themen handelt, in denen auf dem neuesten Stand der Technologie gearbeitet wird.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 7
- SWS
- 6 ()
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Virtuelles Studio
- Kursname
- Grundlagen des Virtuellen Studios
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. Eng. / Univ. of Tsukuba Jens Herder
- Lernziele
- Studierende können Video und Computergrafik unter Live-Bedingungen in
Produktionen verbinden. Hierzu gehört die Erstellung fiktiver Umgebungen, in die Menschen und
Gegenstände versetzt werden. Sie können Virtuelle Studios entwickeln, aufbauen und einsetzen.
- Inhalt
- Zu den Themen gehört die Wirkung künstlich erstellter Realitätsebenen, irrealer
Szenenbilder und virtueller Kulissen. Bestandteile sind Hard- und Software für digitale
Studioproduktionstechnik, Licht und Beleuchtung im Virtuellen Studio, Kameraverfolgungssysteme
(Tracking), Bewegungsaufzeichnung, Echtzeitgenerierung dreidimensionaler Computergraphik,
Herauslösen von Bildelementen (Chromakeying), Einbindung von Animationen und virtuellen Charakteren,
und Produktionsplanung.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
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Virtuelles Studio
- Kursname
- Spezialgebiete des Virtuellen Studios
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. Eng. / Univ. of Tsukuba Jens Herder
- Lernziele
- Hier werden Grundlagen zum selbständigen, wissenschaftlichen Arbeiten gelegt,
die dann in Projekten oder Masterarbeit angegangen werden. Die Themen aus dem Bereich Virtuelles
Studio sollen wissenschaftlich aufbereitet und entsprechend präsentiert werden.
- Inhalt
- Die Veranstaltung behandelt aktuelle Themen aus dem Bereich Virtuelles Studio wie
z.B.: Kalibrierung von Kameraverfolgungssystemen, Visuelle Effekte in Echtzeit, Synthetische
Charaktere, Dynamische Systeme für Animatoren, Visualisierung mit Datenbanken.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 2
- SWS
- 2 ()
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Virtuelle Akustik
- Kursname
- Virtuelle Akustik
- Verantwortlicher
- Prof. Dr.-Ing. Dieter Leckschat
- Lernziele
- Studierende können Systeme zur virtuellen Akustik für interaktive Anwendungen
entwickeln, aufbauen und bewerten. Sie sind in der Lage mit Hilfe der virtuellen Akustik
Simulationen zum Klangeindruck von spezifizierten Räumen durchzuführen.
- Inhalt
- Methoden zur Simulation einer virtuellen Akustik. Es wird unterschieden zwischen
Simulation für den Konzerthallenbau in der Architektur und den Echtzeitanwendungen von interaktiven
Systemen. Kenntnisse in der digitalen Aufnahmetechnik und Wiedergabetechnik werden vermittelt.
Grundlagen finden sich in der Psychoakustik, Raumakustik und digitalen Signalverarbeitung. Für das
räumliche Hören werden Außenohrübertragungsfunktionen vorgestellt. Die Realisierung von akustischer
Interaktion von Objekten für virtuelle Umgebungen wird gezeigt. Das Praktikum schließt die
Programmierung von interaktiven Anwendungen mit virtueller Akustik sowie die Messung und Simulation
von Übertragungsfunktionen ein.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
schließen
Mixed Reality
- Kursname
- Mixed Reality
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Grundlagen und vertiefende Spezialthemen zu Augmented und Mixed Reality /
Methodische Konzeption und Aufbau von Systemen und Anwendungen der Mixed Reality.
- Inhalt
- Definition Mixed Reality / Milgram Kontinuum, IO-Geräte für MR, Trackingverfahren
für MR, insbesondere optische Verfahren, Kollaborative MR-Systeme, Mobile MR-Systeme, Spezielle
Algorithmen für Mixed Reality (Schatten, Occlusion, Visuelle Qualität von AR-Szenen,
Interaktionstechniken), Objektorientierte Softwareentwicklung für MR, MR-Authoring, HCI-Aspekte
in Mixed Reality, Benutzerzentrierte Gestaltung vom MR-Systemen, MR-Entwicklung in relevanten
Anwendungsdomänen der MR.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
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Interaktives Broadcasting
- Kursname
- Interaktives Broadcasting
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Gundula Doerries
- Lernziele
- Kenntnisse zu Übertraggungstechniken und Standards, die das Verständnis, die
Beurteilung und die Konzeptionierung von Gesamtsystemen für verteilte interaktive Anwendungen
ermöglichen.
- Inhalt
- Aufbauend auf den vorhandenen Kenntnisse zu Netztechnologien werden spezielle
Themen aus diesem Bereich ergänzt und vertieft (z.B. Multicasting, xDSL, Mobilität, 4G-Konzepte,
Multimedimedia-Protokolle, Quality-of-Service Konzepte). Weiter Themen sind Technologien für
interaktives Fernsehen (z.B. DVB, MHP), Fehlerschutzverfahren, MPEG-4 als Standard für
objektbasierte Interaktionen sowie Skalierbarkeit multimedialer Anwendungen. Auf Grund der
Aktualität des Gebietes werden neue Entwicklungen zeitnah in die Lehrveranstaltung integiert.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 5
- SWS
- 4 ()
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Forschungs-Projekt
- Kursname
- Forschungs-Projekt
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Eigenständige Bearbeitung einer forschungsorientierten Fragestellung aus dem
Bereich der Studieninhalte. Die Teilnehmer lernen die systematische Vorgehensweise bei
komplexen Fragestellungen und die teamorientierte Bearbeitung in allen Phasen der Projektbearbeitung.
- Inhalt
- Bearbeitet werden aktuelle Themen aus dem Bereich Virtuelle Realität, die einen
eindeutig forschungsorientierten Charakter aufweisen müssen. Neben einer Vertiefung der erworbenen
fachlichen Kenntnisse werden hierbei auch Schlüsselqualifikationen wie Projektarbeit, Teamfähigkeit
und soziale Kompetenz geschult. Die Studierenden bearbeiten in kleinen Gruppen komplexe
Problemstellungen. Bei der Projektausschreibung wird darauf geachtet, dass es sich um innovative
Themen handelt, in denen auf dem neuesten Stand der Technologie gearbeitet wird, möglichst in enger
Anbindung an laufende VR-Forschungsprojekte.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 8
- SWS
- 6 ()
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Masterarbeit
- Kursname
- Masterarbeit
- Verantwortlicher
- Prof. Dr. rer. nat. Christian Geiger
- Lernziele
- Eigenständige Bearbeitung einer wissenschaftlichen Fragestellung aus dem
Bereich Virtuelle Realität. Dabei sollen die erlernten Kompetenzen einer methodischen
wissenschaftlichen Vorgehensweise bei komplexen Fragestellungen zielgerichtet in einer
anspruchsvollen Thematik eingesetzt werden.
- Inhalt
- Bearbeitet werden aktuelle Themen aus dem Bereich Virtuelle Realität, idealerweise
als weiterführende Fragestellung aus den Spezialvorlesungen des Masters VR oder aus den Projekten.
Parallel werden im Rahmen eines Seminars relevanten wissenschaftliche Projekte diskutiert und ihr
Bezug zur Arbeit der Studierenden aufgezeigt.
- Kursart
- Pflicht
- Credit Points
- 30
- SWS
- 2 ()
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