Montag, März 31, 2008

Sichtweisen in 3D: Balance halten


Wie sehen wir dreidimensional? Die meisten Menschen denken dabei ans Stereosehen: Unsere beiden Augen liefern zwei Bilder, die ein und dieselbe Szenerie aus geringfügig abweichenden Blickwinkeln betrachten. Diese Winkelabweichung genügt, um Tiefeninformationen aus den Bilddaten abzuleiten.

Das ist so richtig, wie es auch nur die halbe Wahrheit ist. Das Stereosehen erlaubt es uns, im direkten Nahbereich von wenigen Metern Distanzen im Raum einschätzen zu können. Aber Sie können auch mit nur einem Auge dreidimensional sehen! Glauben Sie nicht? Dann schauen Sie sich mal das Video von Johnny Chung Lee an, einem genialen Kopf, der seinesgleichen sucht. Das Video, das seit Ende 2007 im WWW kursiert, zeigt Ihnen eine aufregend andere Art des Einsatzes der WiiRemote -- und ist gleichzeitig ein brillantes Lehrstück über unsere Grundlagen des 3D-Sehens!



Unser Gehirn verrechnet also auch diese Winkelverschiebungen um in Tiefeninformation. Dazu muss sich etwas bewegen: entweder man sich selbst oder die Szenerie. Lee dreht hier den Spieß um: Er lässt den Computer umrechnen, wie sich die Szenerie verändert, wenn wir uns vor dieser Szenerie bewegen -- und erzeugt damit die Illusion der Tiefe eines Raumes. So rechnen beide: Gehirn und Computer. Die Täuschung ist perfekt!

Hat man einmal gesehen, auf welche einfache und originelle Art und Weise man mit diesen neuen Schnittstellen umgehen kann, kommen einem auch gleich ganz andere Ideen. Vor wenigen Tagen zeigte mir ein Student sein N95-Handy von Nokia mit einer kleinen Applikation, die die Bewegungssensoren im Handy nutzt: eine "Wasserwaage" (siehe Bild oben). Der rote Punkt im Display kommt in der Mitte zur Ruhe, wenn sich das Display des Handys in der Waage befindet. Ansonsten wandert der Punkt nach rechts bzw. links. Die Applikation ist in Python geschrieben und läuft auf dem Python-Port für S60-Handys. Wir haben übrigens nicht mehr ausfindig machen können, wer der Autor des Programms ist und ob es eine Webseite dazu gibt. Hinweise sind willkommen.

Wenn Sie ein Handy haben, das Sensoren für zwei Achsen hat (X- und Y-Achse), dann können Sie die Lee-Idee entweder direkt auf dem Handy umsetzen oder Sie lassen sich etwas anderes einfallen. Mein Vorschlag wäre folgender: Stellen Sie sich vor, auf Ihrem Handydisplay stünde senkrecht ein Stab mit einer roten Kugel als Kopf, eine Stecknadel. Sie schauen in der Draufsicht auf das Display, sprich, Sie sehen nur die rote Kugel von oben als Kreis. Nun kippen Sie das Handy hin und her. Sie sehen nun die Stecknadel von der Seite, je nach Neigungsgrad. Es wird sich ein starker, visueller 3D-Eindruck einstellen, ähnlich wie bei dem Video, das Sie oben gesehen haben. Wenn Sie wollen, können Sie die "Stecknadel" bei Neigung allmählich kipppen lassen, so dass die Herausforderung darin besteht, die Nadel wieder in Balance zu bekommen. Ein nettes Spielchen! Wenn Sie noch einen Sensor für die dritte Achse haben (Z-Achse), können Sie die Nadel auch "hochwerfen" und auf einer virtuellen Ebene im Raum landen lassen. Sie erahnen es. Man kann sich ganz neue und ganz andere Spielideen und Anwendungsgebiete einfallen lassen.

Mag sich jemand an eine Umsetzung machen? Oder haben Sie noch andere nette, mehr oder minder sinnvolle (Spiel-)Ideen?

Dienstag, März 04, 2008

Der freie Wille


Bild von hcm80

Wie frei sind wir Menschen eigentlich in unseren Entscheidungen? Kann eine Maschine, ein Computerprogramm einen "freien Willen" haben? Was überhaupt ist die willentliche Freiheit der Entscheidung?

Nähern wir uns den Fragen aus der Sicht der Informationstheorie. Die moderne Informationstheorie begründet sich auf Claude Shannon. Shannon sagt, vereinfacht gesprochen: Je überraschender ein Ereignis ist, desto höher ist sein Informationsgehalt. Ein Beispiel: Jeden Morgen sehen Sie auf dem Weg zur Arbeit einen Mann mit einem roten Schal an der Bushaltestelle stehen. Immer der rote Schal. Schal und Mann scheinen ein untrennbar zu sein. Es überrascht sie wenig, ihn jeden Morgen mit dem roten Schal zu sehen. Sie erwarten es regelrecht. Der rote Schal ist keine Neuigkeit, keine Information mehr für Sie. Er gehört einfach dazu. An einem Morgen, Sie erinnern sich noch genau, es war der 1. Mai, da steht er plötzlich da mit einem grünen Schal. Große Überraschung, hoher Neuigkeitswert. Diese Überraschung verstehen wir im Sinne von Shannon als Information.

Die Überraschung, oder anders herum, Ihre Erwartung hängt zusammen mit der Wahrscheinlichkeit des Ereignisses. Eine hohe Wahrscheinlichkeit drückt Ihren Erwartungswert aus. Tritt das Ereignis im Rahmen Ihrer Erwartungshaltung auf, dann sind sie nicht überrascht. Geringer Informationswert.

Schauen wir uns nun einmal an, was wir aus dieser Sicht als "freien Willen" verstehen könnten:

Nehmen wir Ihre Freundin Alica. Sie kochen für sie und machen ihr drei Teller fertig: einen Teller mit Spaghetti ohne alles, einen Teller Spaghetti mit Tomatensauce und einen Teller Spaghetti mit Tomatensauce und Parmesan. Sie wissen, dass Alica weder ein "trockenes" Essen noch Käse mag. Ihre Erwartung ist, dass Sie den Teller mit der Tomatensauce nehmen wird. Und so ist es dann auch!

Hat sich Alica frei entschieden? Aus Ihrer Sicht hat sich Alica gemäß Ihren Erwartungen verhalten. Das wirkt auf Sie nicht so, als sei Alica frei in Ihrer Entscheidung gewesen. Sie hat sich genommen, was sie mag, und gemieden, was sie nicht mag. Sie hat sich vollkommen inneren Antrieben für Vorlieben und Abneigungen hingegeben. Eigentlich konnte Alica gar nicht anders!

Alica hätte sich frei in der Entscheidung gezeigt, wenn sie z.B. zur Variante mit dem Parmesan-Käse gegriffen hätte. Das hätte Sie sehr überrascht -- und wäre eine echte Neuigkeit gewesen.

Die Freiheit einer Entscheidung begründet sich für einen Außenstehenden also damit, wie sehr sich jemand gegen Erwartungen verhält. Der Erwartungswert drückt Ihre Kenntnis aus über Motive, Vorlieben, Wünsche, Sehnsüchte und bisherige Erfahrungen mit der Person, die Sie gemacht haben.

Und wie kann sich Alica "frei" verhalten? Indem sie Ihre Erwartungshaltung durchbricht. Indem sich Alica gänzlich anders verhält als erwartet. Die Überraschung ist umso größer, je mehr Alicas Verhalten Neuigkeitswert hat.

Da wir Menschen aber nur einen sehr schlechten Zugang zu unsere Innenwelten haben, können wir uns nicht sicher sein, wie wir eine Entscheidung gegen Erwartungen fällen sollen -- außer, man nimmt einen Würfel! Genauer, einen gezinkten Würfel, der seine Seiten genau gegenläufig zu den Erwartungen zufällig oben zum liegen kommen lässt.

Das irritiert, nicht wahr? Aber es ist eine konsequente Sicht der Dinge mit den Augen der Informationstheorie.

Freiheit ist der Moment, an dem wir uns willentlich gegen erwartete Verhaltensmuster entscheiden und einen Würfel zur Hand nehmen, der uns aus den Möglichkeiten der Optionen per Zufall eine raussucht. Sie haben richtig gelesen: Sie müssen würfeln! Freiheit wird dann gelebt, wenn diese zufällige Entscheidung ohne Leid, ohne Reue, ohne Bedauern genauso gelebt werden kann wie jede andere Wahl, die der Würfel getroffen hätte!

Wie bitte, sich dem Zufall unterwerfen ist Freiheit? Das gelegentliche, willentliche "unterwerfen" ist Freiheit, denn sonst verhielten Sie sich nur zufällig. Wobei der Begriff "Unterwerfung" schon falsch ist. Ein freier Mensch unterwirft sich nicht, er lebt jede Option in gleicher Weise. Sonst ist er nicht frei, oder? Das höhrt sich schon sehr nach östlicher Philosophie an!

Nichts gegen östliche Philosophien. Aber wenn Sie mich fragen, ich verzichte auf die Freiheit und esse lieber immer nur Spaghetti mit Tomatensauce!

Und genau da sind wir an dem Punkt angelangt: Ich bin nicht wirklich frei zu essen, was man mir vorsetzt. Ich habe Vorlieben. Ich bin berechenbar. Nun kann man sich fragen, wie weit man das Spiel treiben möchte: Ist Ihr Hobby eine freie Wahl? Ist Ihr Partner bzw. Partnerin frei gewählt? Ist Ihre Ausbildung, Ihr Wohnort, Ihre Automarke, Ihr DVD-Player, ist das alles eine Wahl des freien Willens? Wie oft haben Sie gewürfelt bzw. würfeln lassen?

Wenn man meiner Argumentation folgen mag (mir ist selbst nicht ganz wohl dabei), dann können wir Software-Programmen relativ leicht freien Willen einpflanzen. Wir lassen sie an einigen Stellen einfach gelegentlich würfeln und provozieren unerwartete Verhaltensweisen. Und schon wählt der Computer Spaghetti mit Parmesan -- und hat nicht einmal ein Problem damit!

Ein Zufallssimulator aus Software verhält sich zwar nicht wirklich zufällig. Sein Verhalten ist vorhersehbar, wenn man den Wert zur Initialisierung des Simulators kennt -- auch seed genannt. Man nennt es also nicht umsonst einen Simulator. Insofern ist der "freie Wille" in einer reinen Software-Maschine auch nur eine Simulation. Diese Simulation verhält sich aber freier als wir es sind.

Laut Gerhard Roth, einem anerkannten Hirnforscher, ist unser "freier Wille" vermutlich mehr Illusion als uns lieb ist. So sollten wir froh sein, dass wir wenigstens Computer frei sein lassen können. Vielleicht sind Computer nicht willentlich frei, aber immerhin frei -- wenn wir ihnen die Freiheit gewähren.

Gruseliger Schluss, was?!