02
Aug 08

Material-Test

Um die Ferien über nicht nur unnütz rumzuhocken und um mich etwas auf das nächste Semester vorzubereiten, habe ich in den letzten Monate viele Verbesserungen an meiner Rendering-Software vorgenommen. Das ist ein wahrhaft endloses Vorhaben, denn für jede neu eingebaute Funktion fallen mir noch zwei andere wichtige Dinge ein, die eigentlich auch noch drin sein sollten… Um das Programm einigermaßen auf den aktuellen Stand der Technik zu bekommen, mussten mehrere Teile nochmal ganz neu geschrieben werden.
Die meiste Zeit habe ich damit verbracht, die sogenannten kd-Bäume noch effizienter zu bauen und zu durchlaufen. Die benötigt man z.B., um Kollisionen zwischen Lichtstrahlen und dreidimensionalen Objekten in möglichst kurzer Zeit zu berechnen. Dabei gibt es alle möglichen Tricks, mit denen man das Programm noch weiter beschleunigen kann (Wenn zum Beispiel mehrere Lichtstrahlen sehr nahe beieinander liegen, treffen sie höchstwahrscheinlich auch auf dasselbe Objekt. Man kann viele Berechnungen einsparen, indem man diese sogenannte “Kohärenz” vorteilhaft ausnutzt). Nach allen Optimierungen können komplexe Szenen mit mehr als 400.000 Dreiecken in Echtzeit (ca. 8 Bilder pro Sekunde) komplett auf der CPU berechnet und dargestellt werden.

Anschließend habe ich noch “Environment map lighting” eingebaut. Hier wird ein dreidimensionales Panorama verwendet, um ein Objekt zu beleuchten – d.h. jemand macht ein Foto von einer realen Umgebung, die anschließend in eine virtuelle Lichtquelle umgewandelt und um das (ebenfalls virtuelle) Objekt platziert wird. Hier sind ein paar Bilder vom letzten Material-Test, der unter anderem auch “environment map lighting” verwendet:



Lambert-Material

Von mir kommt hier nur das Programm – der Drache ist ein 3D-Scan der UTIA und TU Prag und das Hintergrund-Panorama stammt von Paul Debevec. Das “Lambert”-Material ist eine Art idealisierter diffuser Stoff. So etwas perfektes existiert in der realen Welt zwar nicht, wird in der Computergrafik aber gerne eingesetzt, um matt polierten Kunststoff zu imitieren.

 
Perfektes dielektrisches und reflektierendes Material

Das dielektrische Material hat einen einstellbaren Brechungsindex, mit den man Stoffe wie z.B. Glas, Wasser oder Diamant simulieren kann. Einen perfekten Spiegel gibt es ebenfalls nicht, weshalb man hier meist auf ein physikalisch etwas plausibleres Modell wechselt:

 
Mikrofacetten und Ward-Material

Das Mikrofacetten-Modell ist mein Favorit – es simuliert ein raues Object, dessen Oberfläche aus winzigen Facetten besteht. Die Häufigkeit der Facetten folgt außerdem noch einer gegebenen statistischen Verteilung, wodurch sich eine Vielzahl von verschiedenen Stoffen approximieren lässt. Das führt zu komplizierten Berechnungen, lohnt sich aber wegen der realistischen Ergebnisse.

Falls mir genug Zeit bleibt, will ich das Microfacetten-Modell noch erweitern, damit es auch durchsichtige Stoffe (z.B. Glas) darstellen kann, die eine raue Oberfläche besitzen. Und dann bräuchte es noch ein realistischeres Modell für Metalle… und, und, und….. man könnte ewig weitermachen!


08
Jul 08

Cloth rendering

Über die Semesterferien arbeite ich für einen meiner Professoren an einem Projekt zur realistischen Darstellung gewobener Stoffe. Dazu bastele ich zur Zeit eine 3D-Testszene, die ein Geschenk mit einer Satin-Schleife enthält, die möglichst flauschig und überzeugend aussehen soll. Der Algorithmus wurde von Piti Irawan, einem ehemaligen Cornell-Studenten, entwickelt. Hier ein Bild vom aktuellen Stand der Dinge:




18
May 08

Die letzten Wochen

Heute Abend landet Olesya in NYC und ich bin gerade mit dem Bus auf dem Weg dorthin, um sie am Flughafen abzuholen. Alle Uni-sachen sind fertig und jetzt kann man die letzten Stunden an den Händen abzählen :). Der Grund, warum ich den Bus erwähne: mit so einem abgefahrenen Gefährt bin ich noch nie im Leben gefahren! Wenn man den Laptop anmacht, gibts ein kostenloses WLAN, das über Satellit mit dem Internet verbunden ist (Langsam, aber es funktioniert tatsächlich) :-O. Willkommen im 21. Jahrhundert :).

Das Ende des Semesters hier in den USA ist jedes Mal ein Erlebnis. Alles steuert auf diese eine letzte Woche hin, in der alle Klausuren geschrieben und Projekte abgegeben werden müssen, weshalb viele Studenten für längere Zeit einfach gar nicht mehr schlafen. Ganz so schlimm wars bei mir zum Glück dieses mal nicht, aber das Zeitgefühl spinnt trotzdem ganz ordentlich. Im einen Moment geht es praktisch um jede Sekunde: Schnell noch dieses paper fertig schreiben, dann das Abschlussprojekt Momente vor der Deadline abschicken. Und nachdem dann das letzte davon fertig ist, steht man da und kann es kaum glauben. Man könnte einfach einen Film schauen oder zwanzig Stunden schlafen und es wäre völlig egal :). Und als ich vorhin noch durch Duffield Hall musste (ein Lieblingsort für “All-nighter” wegen der tollen Junk-Food-Auswahl im nahen Collegetown), war das ganze Gebäude desertiert und ich konnte das Echo meiner eigenen Schritte hören.

Ich hab gegen Ende noch viel fotografiert, was ich bei Gelegenheit mal hochladen wollte. (und einen besserer Zeitpunkt als 5 Stunden Busfahrt mit Internet gibts echt nicht). Das erste ist das Mensa-System in Cornell und die Fotos habe ich leicht unfreiwillig gemacht: Vor einem Monat musste ich feststellen, dass die 300$ auf meinem Meal Plan am Ende des Semesters automatisch verfallen würden (Wer denkt sich nur so ein doofes System aus…). Deshalb war fleißiges Mensa-Essen angesagt und so hab ich auch fast alle mal durchprobiert. Im Vergleich zu Karlsruhe ist das System eher dezentral organisiert und 8 kleine Mensen sind über das ganze Gelände verstreut. Dann gibt es noch mini-Mensen, die zB nur koscheres Essen oder spezielle Diäten für Mormonen etc. anbieten. Generell kauft man sich kein Essen sondern bezahlt einen Eintritt (Morgens 6, mittag 8, abends 10$), woraufhin man eigentlich den ganzen Tag darin bleiben könnte. Es gibt keine Linien sondern Buffets und manche Sachen muss man bestellen. Mein Lieblings-essen (und die Idee find ich auch total gut) ist ein Grill, bei dem man verschiedenes Gemüse selbst aussuchen kann und in einer Schale an den Koch gibt, der das dann asiatisch zubereitet.


  
Risley Hall, Ryan und Phelps


  
North Star



Grill in Robert Purcell Dining

Dann war noch das CS Department Picknick am Lake Cayuga. Beim eigentlichen Picknick war ich nur ganz kurz, denn ein paar der PhDs sind zu den Taughannock Falls gelaufen, die dort ganz in der Nähe waren. Und ich habs nicht bereut mitzukommen, denn das war die bisher mit Abstand schönste Stelle in Ithaca! Kaum zu glauben, dass dieser kleine Fluss so eine riesige zerklüftete Schlucht in den Berg gefressen hat. Der Wasserfall ganz am Ende ist anscheinend einer der höchsten in ganz Amerika (höher als die Niagarafälle) und im Winter gefriert er zu einem gigantischen senkrechten Eiszapfen!

 
Lake Cayuga (mit malerischem Kohlekraftwerk)


 
Seltsames Flussbett!, CS PhD students


 


 
Panoramas!!

Jetzt ist gleich die Batterie leer und ich muss aufhören :). Olesya und ich kommen am 24. in Karlsruhe an – bis bald!


05
May 08

Mareike und Volker zu Besuch

Was letzte Woche noch eine lustige Idee war, hat diese Woche geklappt: Mareike und Volker (ein Freund von ihr an der UMass) kamen zu Besuch nach Ithaca. Jan hatte ein fieses Take-Home exam, weshalb er leider nicht mitfahren konnte (evtl hätte ich die Schoko und Vanille-Milch noch fotografieren sollen 😉 ).
Am Samstag Nachmittag standen die beiden schließlich nach über fünf Stunden Fahrt vor meinem Dormitory. Was eigentlich ganz logisch klingt, war irgendwie verrückt: jemand, den man innerlich noch fest mit Karlsruhe assoziiert, steht plötzlich direkt vor einem. Es ging mir anscheinend nicht alleine so und nach eingem Grinsen und nachdem die Unmengen (!) an Zeug aus dem Auto ausgeladen waren, sind wir dann zusammen den Campus-“Mountain” hochgekrackselt.


 

Ich hatte davor schon eine Riesen-Liste mit Sehenswürdigkeiten geschrieben, die wir sogar fast alle geschafft haben. Zuerst sind wir einmal im Kreis um den westlichen Teil des Campus herumgelaufen und haben einige der Bibliotheken und anderen Gebäude angeschaut.
Nachdem die Füße sich dann irgendwann beschwert haben, sind wir noch in die nördliche Schlucht herabgestiegen, wo es auch schon anfing leicht dunkel zu werden.

 

Zum Abendessen waren wir in einer Mensa auf dem Nordcampus und da konnte ich doch noch eine interessante Feststellung machen: Wir Deutschen kommen echt nicht mit diesem “All you can eat”-Prinzip klar. Wenn ich manchmal mit ein paar Amerikanern essen gehe, lachen sie über meinen Teller und sagen, dass eigentlich eher “All you care to eat” gemeint ist. Aber wenn es 10 Sachen zur Auswahl gibt, will man ja schließlich alle einmal probieren :). Der Mensa-Eintritt kostet hier ca. 10$ und ich sags mal so: Das hat sich vielleicht gelohnt! :) Nach der Mensa war es dunkel und wir sind zurück zum Dormitory gelaufen. (Viel einfacher mit dem Extra-Gewicht und bergab). Nach zwei (auf unterschiedliche weise) kranken Filmen war der Tag dann auch schon vorbei. Hier noch ein Foto davon, wie es aussieht, wenn man ein Queen-Size Bett in meinem Mini-Zimmerchen aufbläst. Da war kein Millimeter Platz mehr..!



Am Sonntag hatte ich nur Vormittags Zeit, deshalb sind wir früh aufgestanden, um noch den Buttermilk Falls-Trail entlang zu wandern. Ich wollte da eigentlich schon seit langem hin – aber jetzt wo die beiden zu Besuch waren und die Sonne schien, war das perfekt.
Die Buttermilk Falls heißen so, weil das Wasser dort irgendwie “blubberiger” :) ist als bei anderen Wasserfällen (man sieht es ein bisschen auf dem zweiten Bild).

  

Man erkennt auch die Gesteinsformationen, die man überall in Ithaca finden kann: Eine Schicht weiches Sediment, eine Schicht harter Kalkstein und so weiter… Wenn man einen Bach und ein paar hundert Jahre dazunimmt, gibts dann diese Platten im Flussbett.

  

Danach sind die beiden wieder zurück in Richtung Massachusetts gefahren. Insgesamt wars ein Super-Wochenende und ich fands echt klasse, dass es geklappt hat.
Nachmittags war bei mir dann noch das CS Department-Picknick – darüber schreib ich aber ein andermal..


01
May 08

Noch mehr Besuch!

Juhu, noch mehr Besuch! Wenn alles klappt, kommt Mareike dieses Wochenende mit ein paar Freunden nach Ithaca. Jan ist sich noch nicht ganz sicher, ob er Zeit haben wird. Deshalb kommt nun das unschlagbare Argument (und wer Jan nicht kennt, muss das jetzt nicht verstehen :) ):




Und ja, sie ist wirklich seeehr lecker :).


28
Apr 08

Cornell im Frühling

Mit dem herrlichen Frühling, den es zur Zeit hier in Ithaca hat, kommt auch das Ende dieses Semesters immer näher. Und das hat es mal wieder ziemlich in sich! (Was auch der Grund für die langanhaltende Stille auf dieser Seite war). Die letzten Wochen habe ich viel an der Abschlussarbeit für meinen masters degree gearbeitet und eine Präsentation dazu gehalten.


 
Juhu!

Das allein wäre nicht besonders erwähnenswert – ein Moment ist mir jedoch deutlich in Erinnerung geblieben: Da rede ich eine Stunde lang und erkläre mit intuitiven Argumenten und zugegebenermaßen etwas händewedelnd den Inhalt meiner Arbeit, da keine Zeit für eine detaillierte Herleitung war. Und als ich schließlich das Ergebnis zeige (Eine analytische Lösung einer partiellen Differentialgleichung, die den Fluss von Licht in faserigen Objekten beschreibt), meldet sich sofort einer der Professoren und fragt ob ich wirklich sicher sei, dass dieses Ergebnis korrekt sei. Er hätte das Gefühl, da fehle noch etwas….
Wow. Ich war platt, denn er hatte natürlich recht. Am Tag davor hab ich eine Normalisierungs-Konstante “unterschlagen” 😉 , da ich nicht 100% von ihrer Korrektheit überzeugt war. Auch ohne diese Konstante war die Lösung okay, hat aber evtl. eine zu helle/zu dunkle Lichtquelle simuliert. Und während ich monatelang rumrechnen musste, um dieses Problem etwas besser zu verstehen, hatte dieser Professor sofort ein Gefühl dafür, wie eine Lösung wohl auszusehen hat (bei einem Problem, das meines Wissens nach bisher noch nie untersucht wurde). Danach kam ich mir für eine Weile ziemlich doof vor :). Zum Glück gabs keine weiteren Beschwerden..


Das Observatorium

Am 17. Mai fliegt Olesya nach New York City und kommt mich von Amerika abholen. Nach so langer Zeit kann ich kaum glauben, dass es jetzt nur noch ein paar Tage dauert. Wir beide sind dann jedenfalls noch eine Woche in New York City, bevor wir dann irgendwann am 25. in Karlsruhe ankommen. Und so wie diese Woche immer näher kommt, haben wir auch festgestellt, dass unsere täglichen Telefongespräche immer mehr einem exponentiellen Wachstum folgen. Voraussichtlich irgendwann nächste Woche wird der Tag kommen, an dem wir einfach nicht mehr auflegen ;).

 
Libe Slope

Apropos Karlsruhe: Die Uni hat mich inzwischen ohne mit der Wimper zu zucken exmatrikuliert. Ich hab mich neulich in diese Online-Selbstbedienungsfunktion eingeloggt und mit Interesse festgestellt, dass ich anscheinend kein Student mehr bin ;). Wahrscheinlich bin ich während des Sommers trotzdem hin und wieder da (aber Pssst!) :).


15
Mar 08

Happy Dragon Day!

Jedes Jahr um diese Zeit wird in Cornell eine seltsame Tradition gefeiert: der Dragon Day (Wikipedia), sozusagen der Tag der Architekten. Die Freshmen bauen einen riesigen Drachen, der feierlich durch den Campus gezogen wird. Am Ziel dürfen ihn dann die Architektur-Sophomores (Studenten im 2. Semester) anzünden und alle sind glücklich :)



Behold the Dragon

Früher war der genaue Termin des Dragon Days ein gut gehütetes Geheimnis. Seit die Feuerwehr die Straßen absperrt und das Feuer überwacht, weiß natürlich jeder schon Tage im Vorraus bescheid.
Dieses Jahr scheint Recycling eine wichtige Rolle gespielt zu haben – man beachte die Wahl der Haut und die Schuppen aus zerschnittenen Bechern :).
Das beste am Dragon Day ist der Umzug vom Archi-Gebäude bis zum Arts Quad! Da haben sich manche echt was einfallen lassen:

  


 

Den Ingenieuren passt es natürlich nicht, dass die Architekten einfach so einen Tag ganz für sich alleine bekommen. Außerdem muss ja irgendwer den Engineering Quad vor dem bösen Drachen beschützen :).

 
Die Phoenix Society verteidigt die Ehre der Ingenieure



Geschafft

Warum es ausgerechnet ein Drache ist und warum der Dragon Day gerade an diesem Tag stattfindet, weiß wahrscheinlich niemand so richtig. Jedenfalls wars zum kaputtlachen und das Vorlesungs-schwänzen hat sich allemal gelohnt :). Ich hab mit meiner Kamera fleißig mitgefilmt und die Schnipsel vorhin zusammengeschnitten:



In diesem Sinne: Happy Dragon Day!


28
Feb 08

Wohnungssuche

Die letzten Tage war ich mit einer Freundin auf Wohnungssuche für das nächste Semester. Ilil macht gerade ihren PhD in Geisteswissenschaften (Science and Technology Studies) und falls alles klappt, werden wir dann im Wintersemester eine WG teilen. So langsam haben wir jedenfalls genug vom “Graduate Housing” (der Ausdruck ist hier gut als Schimpfwort zu gebrauchen)..
Wie war das doch – Immobilienkrise in den USA? In Ithaca ist es gerade andersrum: Wer eine Wohnung sucht, kriegt garantiert die Krise! Die meisten Häuser sind über 100 Jahre alt; den Zeitpunkt der letzten Renovierung muss man ebenfalls in dieser Zeit vermuten. Cornell bringt leider einen recht zuverlässigen Strom an Studenten, die gar keine Wahl haben, als das zu mieten, was einigermaßen nah und verfügbar ist. Und so waren dann auch einige der Angebote, die wir gesehen haben: 600$ pro Kopf und Monat für eine düstere, dumpfe Kellerwohnung – Heizungskosten und Strom extra versteht sich.



Ilil

Gestern haben wir dann aber doch noch ein super-Apartment gefunden und auch schon unterschrieben. Die Wohnung hat zwei Zimmer, ein riesengroßes Wohnzimmer/Küchenzimmer mit Sofas, Sesseln und einer gemütlichen Kaminecke. Das tollste daran ist, dass es in einer sehr ruhigen Ecke auf dem Nordcampus liegt (-> nie mehr morgens den Hügel hochlaufen!!). Das Haus ist recht nördlich, also mitten in der Natur und trotzdem viel näher als das Wohnheim, in dem ich im Moment noch wohne. Die Miete ist auch sehr gut – irgendwo muss ein Haken sein… mehr dazu dann im Herbst :).


Foto (leider etwas mini)

Über mehrere Tage hinweg hatten wir hier einen fiesen Schneesturm und ich musste das erste Mal in diesem Semester den Bus zur Uni nehmen (man konnte einfach nicht mehr hochlaufen, keine Chance bei der Steigung). Auf den Straßen wiederum sind solche Unmengen an Salz! Die Bäume tun mir echt leid..

  

Am Wochenende wurde vom Cornell Chorus, dem Glee Club und dem Orchester “Ein Deutsches Requiem” von Brahms aufgeführt. Die Aufführung war sehr gut – mal schauen wann ich diesen Ohrwurm wieder los werde (Denn alles Fleisch, es ist wie Gras. Und alle Herrlichkeit des Menschen wie des Grases Blumen. Das Gras ist verdorret und die Blumen abgefallen).. Die Aussprache war überraschend gut, ich hatte ziemlich üblen Dialekt erwartet :)

 
Bailey Hall


16
Feb 08

The Wilder Brain Collection

Die “Wilder Brain Collection” gehört definitiv zu den verrückteren Dingen, denen man hier über den Weg laufen kann :). Wer aus irgendeinem Grund mal durch das Psychologie-Department muss oder dort eine Vorlesung hat, den begrüßen 8 offene Gehirne von ehemaligen Cornell-Professoren des letzten Jahrhunderts. Normalerweise dürfen Angestellte ihr Gehirn aber behalten – diese 8 Profs haben sich jedenfalls entschieden, auf diese Weise einen letzten Beitrag zur Wissenschaft zu leisten. (Wie genau die Vitrine das anstellt, habe ich noch nicht verstanden).


 

Eine Sache fand ich aber bemerkenswert: Mit ihrem Tod hat Helen H. Gardenen (eine der “anwesenden”) geholfen, ein damals weit verbreitetes Vorurteil aus der Welt zu schaffen: dass Frauen im Vergleich zu Männern ein geringeres Gehirnvolumen hätten!
Die Soziologen im Stockwerk darunter sagen: “Living brains – first floor. Dead brains – upstairs.” :).

  

Hier ist es die letzten Wochen eisig kalt gewesen (Immer zwischen -2 und -12 Grad). Sobald der Schnee mal wegschmilzt, sackt die Temparatur sogleich wieder ab und es gibt in derselben Nacht schon wieder neuen.

Ich habe viel über das Ph.D.-Programm nachgedacht und sehe es inzwischen positiver. Allerdings wird mir nichts anderes übrig bleiben, als Ithaca nun als mein vorläufiges Zuhause zu akzeptieren (was ich bisher noch nicht wirklich getan habe).


12
Feb 08

Ph.D.-Programm

Vor rund zwei Monaten habe ich mich bei Cornell für ein Ph.D.-Programm beworben. Gestern Abend bekam ich dann eine EMail mit einer Zusage. Ich bin immer noch ein bisschen durcheinander – es war schon klar, dass irgendwann eine sehr wichtige Nachricht kommt, aber das hat mich dann doch sehr überrumpelt. Die Chancen reinzukommen waren ziemlich null (über 600 Bewerber auf 32 Plätze), deshalb habe ich bis zum Ende damit gerechnet abgelehnt zu werden, damit es keine allzu große Entäuschung werden würde. Das wirft so ziemlich alle Pläne für die kommenden Jahre über den Haufen (inklusive das Diplom in Karlsruhe fertigzumachen). Trotzdem werde ich das Angebot aber annehmen. Ich habe hier etwas gefunden, für das ich mich wirklich begeistern kann, und das sich in solcher Tiefe und Vielfalt leider an keiner Uni in Deutschland findet. So wie es im Moment aussieht, werde ich hauptsächlich mit zwei Professoren hier zusammenarbeiten – Steve Marschner und Kavita Bala, die beide auf dem Gebiet der Computergrafik forschen. Ich habe schon seit einer Weile gedacht, dass ich irgendwann mal promovieren will. Jetzt habe ich die Möglichkeit, sofort damit anzufangen – und das spart mir mindestens 2 Jahre, die ich in jedem Fall noch gebraucht hätte, um das Diplom in Karlsruhe fertig zu machen. So richtig freuen kann ich mich darüber allerdings noch nicht, obwohl ich natürlich ganz arg gehofft habe, dass es klappt. So wie es aussieht werde ich also noch weitere 4 Jahre in Amerika studieren. Das Angebot beinhaltet auch ein Vollstipendium, das Studiengebühren und Miete+Lebensunterhalt bezahlt. Dafür muss ich als Gegenleistung aber als “Teaching Assistant” arbeiten (so ähnlich wie ein Tutor in Deutschland). In den Semesterferien werde ich dann in Deutschland sein – zusammen genommen etwas mehr als 4 Monate im Jahr. Das ist erstmal ein ganz schön großer Brocken zu verdauen und es gibt noch vieles, über das ich Nachdenken muss, bevor ich mich genug entspannen kann, um das ganze zu feiern.