Meine Projekte aus den Bereichen Forschung & Entwicklung (Auswahl)

Einige meiner Projekte habe ich online gestellt. Insbesondere die folgend aufgelisteten Projekte sind auf GitHub verfügbar. Zu beachten ist, dass diese Liste nur eine sehr kleine Auswahl aller meiner Projekte darstellt, weil ich zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht sämtliche meiner Projekte für einer Veröffentlichung im Web aufbereitet habe.

  • Kipppunkte
    Analyse und Visualisierung des Hystereseeffekts von Kippunkten, wie sie etwa beim Klimawandel relevant sind. Implementiert als Java Swing-Anwendung. Beitrag zum Begleitprogramm der ZKM-Ausstellung Critical Zones als Teil der Netzwerkinitiative „Artists4Future Karlsruhe“.

    Bildschirmfoto „Tipping Points App, Version 0.1“
    Abb. 1: Bildschirmfoto „Tipping Points App, Version 0.1“
  • ML-Bibliothek
    Meine persönliche Variante einer minimalen, an TensorFlow angelehnten Bibliothek für maschninelles Lernen und mehr, implementiert in Java (in frühem Stadium; noch nicht produktiv einsetzbar).

  • VZ200/Z80-Emulator
    Softwareemulation des 80er-Jahre-Homecomputers VZ200 mit Z80-CPU, implementiert in Java.

    Bildschirmfoto „VZ200 Emulator“
    Abb. 2: Bildschirmfoto „VZ200 Emulator“
  • Kunstrahmen
    Eine kleine C++- / Qt-Anwendung, auf der eine (verfälschte) Partikelsimulation läuft. Nützlich für die künstlerische Manipulation beliebig vorgegebener Ausgangsbilder.

    Art Frame @ Poly Galerie
    Abb. 3: Art Frame @ Poly Galerie
  • Respektomat
    Der Respektomat ist (ein wenig in Anlehnung an ELIZA, aber deutlich einfacher gehalten) eine Implementierung eines Prozessors zur Verarbeitung natürlicher Sprache. In der Kommunikation mit einem menschlichen Bediener der Software antworted das Programm stets mit Sätzen, die sich in irgendeiner Weise auf das Wort Respekt beziehen, dem Motto der Kunstausstellung, für die dieser Apparat ersonnen wurde.

    Bildschirmfoto „Respektomat V1.0“
    Abb. 4: Bildschirmfoto „Respektomat V1.0“
  • Diskrete spektrale Transformation (DST)
    Eine Java-Bibliothek (mit kleinen Beispielanwendungen), die meine diskrete spektrale Transformation (DST) implementieren. Meine DST ist konzipiert als Ersatz für die DFT in Situationen, in denen schnelle Veränderungen im Spektrum relevant sind und daher nicht vernachlässigt werden dürfen.

    Einschwingvorgang der DST
    Abb. 5: Einschwingvorgang der DST
  • Maze
    Ursprünglich geplant als voll ausgearbeiteter Gegenentwurf des originalen, für den RaspBerry Pi erschienenen gleichnamigen kurzen Beispielprogramms zur Demonstration der Möglichkeiten des Raspberry Pi Sense Hat, führt diese Anwendung die Verwendung impliziter Funktionen als praktische and effiziente, doch zugleich unkonventionelle Herangehensweise ein, um das Spielfeld auf Basis komplexer Formen zu spezifizieren. Implementiert in C++ and Qt.

    Bildschirmfoto „Maze“
    Abb. 6: Bildschirmfoto „Maze“
  • Sphärische Ausdehnung
    Ein zellulärer Automat, in dem sich – im Gegensatz zu praktisch allen bekannten gängigen Automaten – ein anfänglicher Impuls gemäß euklidischer Norm ausbreitet, statt gemäß der sonst üblich anzutreffenden Summennorm. Ursprünglich hatte ich diesen zellularen Automaten um das Jahr 1986 herum entwickelt mit dem erreichten Ziel, eine sphärische Ausdehnung in einer kartesichen Anordnung der Zellen zu erzielen. Der Code der originalen Implementierung (auf Cassettenband) ging verloren, jedoch konnte ich den Algorithmus im Jahr 2007 rekonstruieren. Der überraschend einfache Algorithmus weist Parallelen zu Ideen in den Maxwellschen Gleichungen auf (konkret: das gegenseitige Verhältnis von magnetischem zu elektrischem Feld). Implementiert als Java Swing-Anwendung.

    Bildschirmfoto der Simulation der sphärischen Ausdehnung
    Abb. 7: Bildschirmfoto der Simulation der sphärischen Ausdehnung
  • ImageSound
    ImageSound war die (nun schon seit langer Zeit nicht mehr weiter entwickelten) ursprüngliche Version einer Serie von Algorithmen zur Bild-zu-Ton-Wandlung, entwickelt um 1997 herum, in freier Anlehnung an bestehende Systeme graphischer Musiknotation. Die Umwandlung berücksichtigt ausschließlich die Helligkeitsinformation im Bild, ignoriert aber Farbton und Farbsättigung. ImageSound war die Basis für spätere Projekte, darunter der direkte Nachfolger SoundPaint, der eine sinnvolle Nutzung der vollständigen Farbinformation durch die Verwendung einer linearen Matrixtransformation für die Umwandlung zwischen Farbraum und einem dreidimensionalem Raum von Klangeigenschaften nutzte, wie auch die später folgende Klangsäule (SoundColumn), die den weiteren Schritt vom flachen Bild zur Analyse der Bildprojektion auf eine sich zyklisch drehenden Säule ging.

    Graphische Notation des Stücks „Verdruss“
    Abb. 8: Graphische Notation des Stücks „Verdruss“
  • QuadCopHack
    Dieses Projekt ergab sich quasi als ein sportlicher Wettstreit, bei dem ich herausgefordert war, einen billigen 15$-Quadrocopter von Hand zu steuern, was fürchterlich schief ging. Daraufhin modifizierte ich den Quadrocopter durch Anflanschen einer Steuerschnittstelle, die ich mit einem Arduino für die Signalverarbeitung auf Hardwareebene verband sowie einen damit verbundenen RaspBerry Pi als Anwedungsrechner ergänzte, auf dem eine von mir entwickelte Steuerungssoftware zur Aufzeichnung von Flugbewegungen über den Joystick des Quadrocopters sowie der Wiedergabe der aufgezeichneten Flugbewegungen läuft.

    Hardware-Modifikationen am Quadrocopter
    Abb. 9: Hardware-Modifikationen am Quadrocopter
  • SynGraph
    SynGraph ist ein Datenerfassungswerkzeug zur Sammlung von Daten zur Erfassung und Beschreibung personenindividueller graphemischer Synästhesie in der Form von Farbzuordnungen zu graphischen Symbolen (wie etwa Buchstaben oder Ziffern). Das Werkzeug war gedacht für tiefergehende statistische Untersuchen im Bereich der humanbiologischen Synästhesie insbesondere auch mit dem längerfristigen Ziel, für mein Projekt SoundPaint Hinweise für sinnvolle Zuordnungen von Farben zu Klängen zu gewinnen.

    Bildschirmfoto „SynGraph“
    Abb. 10: Bildschirmfoto „SynGraph“
  • SoundOntology
    Die von mir aufgestellte Klangontologie geht zurück auf das Jahr 2005 und dürfte eine der ersten Bemühungen dieser Art sein. Ziel war der Versuch, ein geeignetes semantisches Modell des in der Regel hochkomplexen technischen Synthesizer-Parks eines Musikers aus dem Bereich der elektronischen Musik zu schaffen, dessen beschreibender Charakter den effizienten und zielgerichten Umgang des Musikers mit seinen Anlagen auch bei nur durchschnittlichem Verständnis für die in den Synthesizern verbaute Technik ermöglicht, einschließlich des gezielten und reproduzierbaren Zugriffs auf einzelne Synthesizer, Instrumente, Klangpatches, Stimmen, Klangfarben, etc. Die Ontologie ist in OWL (Web Ontology Language) implementiert.

    Ontologische Beschreibung einer spezifischen Instanz eines Klangs
    Abb. 11: Ontologische Beschreibung einer spezifischen Instanz eines Klangs

Für eine vollständige Liste aller meiner derzeit auf GitHub verfügbaren Projekte siehe die Liste meiner Repositories auf GitHub.

Projektbeteiligungen (Auswahl)

Bei folgenden Projekten bin ich Co-Autor bzw. mit inhaltlichen Beiträgen beteiligt:

  • GNU LilyPond
    Meine Beiträge: u.a. historische Notation (Neumen, Ligaturen, Zeichensätze), zeitgenössische Notation (Clusters, Ambitus, Spezielle Notenzeichen).
    LilyPond Logo

  • JavaParty
    Meine Beiträge: u.a. transparente Fäden.
    JavaParty Logo

  • RFC 3253
    Typical DeltaV Revision Graph