SETI@home Der Bildschirmschoner

Was zeigt der SETI@home CLIENT im Grafikmodus

 

 

Die USER INFO

Die User Info ist mit der neuen Version von SETI@home für BOINC etwas genauer geworden. Hier kann man nun den Angemeldeten USER, gefolgt von dem TEAM dem sich der User angeschlossen hat. Dann kommen die von uns allen geliebten CREDITS.

Die letzten drei Zeilen sind Informationen über die Workunit. zeigt wo am Himmel dieser Datensatz aufgezeichnet wurde. Bei RECORDED ON sieht man wann der Datensatz aufgezeichnet wurde dieser hier am Freitag den 5. Dezember 2003 um 7:09:44 Uhr, die dritte Zeile zeigt die Basisfrequenz des Datensatzes an.

 



Der SETI@home Client ist ein komplizierter Teil der wissenschaftlichen Analysesoftware. Sie führt stellt eine große Zahl mathematischer Berechnungen mit den Daten an die Sie von Berkeley empfangen haben an. Doch das was Sie auf dem Bildschirm sehen ist nur ein kleiner Teil dessen was in ihrem Computer passiert. Die Anzeige des SETI@home Bildschirmschoner ist in vier Hauptabschnitte geteilt:

Teamlogos & Hintergrundbilder

Der neue Client für SETI@home für BOINC bietet auch die Möglichkeit ein Hintergrundbild und ein Teamlogo einzufügen, um dies zu tun gehen Sie auf die SETI@home Hauptseite unter http://setiweb.ssl.berkeley.edu dort gehen Sie auf IHR KONTO und melden sich an, unter Preferences wählen Sie "View or edit SETI@home preferences".

Auf der folgenden Seite wählen Sie "Edit SETI@home preferences" un können Sie alle möglichen Einstellungen mach, hier wollen wir uns aber auf die Hintergrund- und Logobild einstellung beschränken. Unter "URL of background image" (bei unserem Team geben Sie ein Adresse IM INTERNET an an dem Sie ein Bild für den Hintergrund abgelegt haben. Das selbe gilt für "URL of logo image" wo Sie ein eigenes Logo eintragen können, das in ihrem SETI@home Bildschirmschoner angezeigt werden soll.

Wenn Sie diese Schritte abgeschlossen haben so klicken Sie auf "Update preferences". Die hier vorgenommenen Änderungen treten sofort in kraft. Damit anschließend die Bilder auch in ihrem Bildschirmschoner angezeigt werden, müssen Sie in ihrem Client den Programmpunkt "Projekts" wählen und dann SETI@home mit der linken Maustaste anklicken, wählen Sie UPDATE, das Programm wird upgedated und die Bilder werden nun angezeigt.

Frequenz-Zeit-Stärken Anzeige

Hier können Sie sich die grafische Darstellung der "Fast Fourier Transform" Berechnung ansehen. Die Frequenzen bewegen sich dabei an der horizontalen X-Achse, die Stärke entlang der y-Achse und die Zeit in der z-Achse. Hier können Sie auch die Unterschiede bei den Berechnungen der Frequenzauflösungen sehen. Für eine Frequenzauflösung von 0,005 Hz werden nur 8 FFTs gemacht um die Gesamtlänge des 107 Sekunden langen Datenpaketes abzudecken. Diese Darstellung unterscheidet sich von der Berechnung der 0,14 Hz Auflösung, wo 16 Berechnungen durchgeführt werden. Jedes mal wenn die Frequenzauflösung halbiert wird (die Bandbreite verdoppelt wird) verdoppelt sich die Zeitauflösung (es werden doppelt so viele FFTs durchgeführt). Bei der letzten Auflösung von 1200 Hz´, wird eine Zeitauflösung von 0,008192 Sekunden erreicht was bedeutet das wir zusammen 131 072 FFTs in einer Anzeige haben. Dies erlaubt das erkennen von wirklich sehr kurzen Impulsen, dafür sind keine präzisen Frequenzmessungen mehr möglich und die Möglichkeit kontinuierliche Signale zu finden wird auch beeinträchtigt.


Die Farben die bei der Darstellung benutzt werden bedeuten überhaupt nichts. Sie werden nur aus esthetischen Gründen verwendet. Quasi dafür, das das Auge auch etwas zu sehen hat.

Ein echtes außerirdisches Signal muß nicht unbedingt zu sehen sein, es ist durchaus möglich, das es von anderen Geräuschen in seiner Umgebung überlagert wird. Sollten Sie aber wirklich einmal ein deutliches Signal in der Anzeige des Clienten sehen , so heißt dies nicht unbedingt das es auch eines ist, es wird vielmehr durch terrestrische Quellen oder Satelliten ausgelöst sein. Alle erkannten "deutlichen" Kandidaten für ein Signal werden wiederholt geprüft, das Radioteleskop in Arecibo wiederholt seine Beobachtungen alle 3 - 6 Monate, dann wird geprüft ob das entsprechende Signal immer noch an "Ort und Stelle" ist.

Fortschrittsanzeige der DATEN ANALYSE

Hier sehen Sie wie SETI@home seine Daten analysiert und wie weit die Auswertung bereits ist. Oben links sehen Sie in wie weit das Datenpaket bereits berechnet wurde, bei meinem Athlon 2200+ dauert so ein Durchlauf ca. 4 Stunden. Rechts neben der Fortschrittsanzeige sehen Sie eine Anzeige für "CPU time" diese zeigt an wie lange Ihr Rechner schon an diesem Datensatz arbeitet, bei meinem Beispiel 24 Minuten. Der Balken darunter ist ebenfalls eine Fortschrittsanzeige eben nur grafisch.

 

Was tut der CLIENT gerade ?

Unter dem Fortschrittsbalken sehen Sie welche Berechnung das Programm gerade durchführt.
Es gibt verschiedene Meldungen die angezeigt werden:


Doing Baseline Smoothing

Computing Fast Fourier Transform

Chirping Data

Searching For Gaussians

Searching For Pulses

Searching For Triplets

 

Baseline Smoothing: Eliminierung von Breitbandstörgeräuschen


  Das Arecibo Radioteleskop empfängt Radiosignale aller Bandbreiten. Man glaubt das fremde Zivilisationen Niederfrequenzband Signale für Kommunikationen benutzen, wohingegen Breitband Signale höchstwahrscheinlich durch natürliche astronomischen Prozessen ausgelöst werden. Um Breitbandsignale zu senden braucht man sehr viel Energie, deshalb konzentriert sich SETI@home auf Schmalbandfrequenzen, obwohl auch Breitbandwellen untersucht werden.

Das SETI@home Client führt ein Berechungsverfahren durch, das "baseline smoothing" genannt wird, welches Breitbandgeräusche beseitigt und alle anderen Schmalbandfrequenzen senkt (oder hebt, abhängig von der größe der Bandbreite) zu einer allgemeinen "angeglichenen Grundlinie" senkt. Manchmal werden die Daten von Arecibo im laufe der Zeit langsam lautere und/oder undeutlicher. "baseline smoothing" gleicht diesen Effekt aus.

 

Fast Fourier Transform (FFT)


Natürliche Radiowellen Daten schwanken mit der Zeit - wie die Linie auf einem Oszillograph, die auf und ab wackelt wenn Sie in ein angeschlossenes Mikrofon sprechen. In diesem Fall läuft die Zeit entlang einer horizontale X-achse und die Signalstärke (Luftdruck) entlang dem vertikalen Y-achse. Das natürliche Radioteleskopsignal ist für uns nicht sehr nützlich. Was wir suchen sind, Konstante und laute "Töne" innerhalb des Signals.

Wir würden vielmehr auf ein Diagramm mit Frequenzen entlang der horizontalen X-Achse und Stärke entlang dem vertikalen Y-axis läuft. Jede Spitze in diesem Diagramm würde ein lautes Signal auf einer Einzelfrequenz sein.Um einen Zeit basierende Daten in Frequenz-basierende Daten umzuwandeln, verwenden wir eine verhältnismäßig komplizierte mathematischen Operation die "schnelle Fourier-Transformation" oder FFT genannt wird.

Das große Diagramm im untereren Rahmen des SETI@home Bildschirmschoners zeigt Daten an, die aus der FFT berechnung resultieren. Am Beginn einer Workunit, werden 15 unterschiedliche FFT durchgeführt, wobei jede die Daten mit unterschiedlicher Auflösung überprüft. Zu Beginn wird nach Details im Bereich bis 0,07 Hz gesucht. Es gibt Unterschiede bei dieser Art der Analyse. Wenn Sie bei der Frequenz sehr genau sein möchten, müssen Sie die Daten in längeren Zeitabschnitten beobachten. Beispielsweise bei einer Frequenzauflösung von 0.075 Hz , müssen wir Datenbereiche von 13.42 Sekunden beobachten.

De-chirping - Entzwitschern von Daten


Es ist unnötig zu sagen, das es ziemlich unwahrscheinlich ist , daß ein außerirdischer Planet absichtlich stillschweigen gegenüber der Erde hält. Wie Sie ja wissen, sind wir (und das Teleskop in Arecibo) auf einem sich drehenden drehenden Planeten, der um die Sonne dreht, die wiederum um die Mitte unserer Milchstraßegalaxie rotiert. Also können wir durchaus annehmen, daß es unseren außerirdischen Freunde ebenfalls so geht.

Die Radiowellen, die von einer beweglichen Quelle ausgestrahlt werden und/oder durch ein bewegliches Ziel empfangen werden zeigen ein Phänomen das "Doppler Effekt" genannt wird. Ein Beispiel dafür ist, wenn Sie ein Auto hupen hören, während es an Ihnen vorbei fährt, die Frequenz - bzw. die Höhe - des Tons ändert sich wenn es Sie passiert.

Natürlich "hupen" mögliche andere Zivilisationen uns nicht an, sondern wir könnten elektromagnetische Wellen von ihnen empfangen (falls diese Zivilisationen eine entsprechende Technik überhaupt schon entwickelt haben). Diese Signale werden durch die gegenseiten Bewegungen gestört. Dieses "zwitschern" eines Signals stellt sich als eine Veränderung der Frequenz während bestimmten Zeit dar (denken Sie an ein vorbeifahrendes Polizeiauto mit Sirene, ist es an ihnen vorbeigefahren, hört sich der Ton tiefer an), als Grafik dargestellt sieht es so aus wie in der Grafik an der Seite. Um solche Signalverzerrung zu finden analysiert der Client jeden Datensatz viele male, mit möglichen "doppler Verzerrungen". Zuerst entfernt der Client mathematisch eine spezielle Verzerrung die "chirp" (zwitschern) genannt wird. Dann übergibt es diese "unverzerrten" Daten an die FFT (Fast Fourier Transform) Routine. Dies wird als "de-chirping" (entzwitschern) der Daten genannt. SETI@home führt diese Prozedur an vielen Stellen des Datensatzes zwischen -50 Hz/s bis +50 Hz/s durch. In der feinsten Frequenzauflösung von 0,0075 Hz, wird auf 5409 unterschiedlichen verzerrungsraten zwischen -10 Hz/s and +10 Hz/s geprüft !

Für die 107 Sekunden langen Workunits von SETI werden 8 verschiedene von diesen FFT Analysen verwendet. Wenn wir die Frequenzreichweite auf 0,14 Hz reduzieren müssen wir unsein 6,7 Sekunden langes Stück der Daten ansehen. Die Daten haben eine niedrigeren Frequenzauflösung, dafür aber eine höhere Zeitauflösung. Es werden 15 unterschiedliche Frequenzauflösungen (0.075, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5, 10, 20, 40, 75, 150, 300, 600 und 1200 Hz) in der Analyse betrachtet. Mit jedem Halbieren der Frequenzauflösung müssen die FFT-Analysen zweimal durchführen werden, um die 107 Sekunden lange Workunit zu umfassen.

Gaußsche Glocke/Strahlen (Gaussians)


Funksignale von einer entfernten Quelle sollten zuerst stärker werden und dann wieder schwächer werden , wenn der "Focuspunkt" des Teleskops über diesen Bereich des Himmels bewegt. Spezifisch sollte die Energie mit einer glockenförmigen Kurve (eine Gaußsche Kurve) sich erhöhen und dann sich verringern. Gaußsche Kurvefeststellung ist ein ausgezeichneter Test, zum festzustellen, ob eine Radiowelle aus dem All kommt oder eine terrestrische Quelle hat. Da Signale, die auf der Erde entstehen, gewöhnlich Dauerleistungmuster anstatt -kurven zeigen. Der Gaußsche Test funktioniert nur bei Frequenzbereichen, die grösser oder gleich 0.59 Hz sind.

 

In der oberen Abbildung "power" erklärt uns, wie stark ein Gaußsche Glocke relative zum Geräusch ist. "fit" ist ein Maß wie gut die steigende und fallende Signalspitze einer idealen gaußsche Glocke (Glocken Kurve) entspricht. Ein niedrigerer "fit" Wert bedeutet eine höhere Übereinstimmung. (Dabei handelt es sich um einen Wert wie weit die Daten von einem idealen Gaußschen Glocke abweichen), da Geräusche manchmal zufällig wie eine Gaußsche Glocke aussehen können, meldet der SETI@home Client nur Gaußsche Glocken, die stärker als 3.2mal der durchschnittliche Geräuschpegel und eine Übereinstimmung von weniger als 10 haben.

Pulse (Pulses)

Unsere außerirdischen Nachbarn können möglicherweise nicht einen netten, immer andauernden Ton aussenden, damit wir Sie finden können. Vielleicht senden Sie eine Reihe Raumimpulse ? Eine ökonomischere Gebrauch von Energie. In allen Frequenzauflösungen, die größer als oder gleich 0,59 Hz sind, sucht der SETI@home Bildschirmschoner nach Wiederholungen von Impulsen (Pulses) und Dreiergruppen (Triplets).

Um eine Serie von wiederholten Pulsen zu finden, benutzt der SETI@home Bildschirmschoner einen speziellen Test der "fast folding algorithm" genannt wird. Wenn die Routine eine Reihe von sich wiederholenden Pulsen findet, zeigt es diese in der Statistikanzeige an:



In der oberen Abbildung "power" erklärt uns, wie stark ein Gaußsche Glocke relative zum Geräusch ist. "fit" ist ein Maß wie gut die steigende und fallende Signalspitze einer idealen gaußsche Glocke (Glocken Kurve) entspricht. Ein niedrigerer "fit" Wert bedeutet eine höhere Übereinstimmung. (Dabei handelt es sich um einen Wert wie weit die Daten von einem idealen Gaußschen Glocke abweichen), da Geräusche manchmal zufällig wie eine Gaußsche Glocke aussehen können, meldet der SETI@home Bildschirmschoner nur Gaußsche Glocken, die stärker als 3.2mal der durchschnittliche Geräuschpegel und eine Übereinstimmung von weniger als 10 haben.

Dreiergruppen (Triplets)

Eine Dreiergruppe ist ein Satz von drei äquidistanten Spitzen. Der SETI@home screensaver prüft auf Dreiergruppen, indem es jedes Paar Spitzen über einer bestimmten Schwelle Energie betrachtet. Es sucht dann nach einer anderen Spitze genau zwischen den zwei Spitzen. Wenn eine gefunden wird, wird eine Dreiergruppe geloggt und zurück zu Berkeley gesendet.

 

Die "Energie" erklärt uns, wie stark die Dreiergruppe ist, im Verhältnis zu Geräuschen. Die "Periode" erklärt uns, wie weit auseinander die drei Spitzen sind (in Sekunden).
Für eine technischere Beschreibung der SETI@home Datenanalyse können Sie das SETI@home Sky Survey (englisch) lesen.

 SETI@home graphics 

SETI@home graphics show information about the data analysis and about your account and team. Graphics can be shown in two ways:

  • In a window: Using the BOINC Work Manager, you can open SETI@home graphics in a window: go to the Work tab, select an active SETI@home result, and click Show Graphics. You can interact with the graphics: to rotate, hold down the left mouse button and move the mouse; to zoom, hold down the right mouse button and move the mouse (On Macintosh, hold down the Control key and the mouse button to zoom).
  • Screensaver: if you choose BOINC as your screensaver, SETI@home graphics will be shown when your computer is idle. Using the Settings button in Display Properties, you can tell BOINC to turn off graphics after a given time. In this mode, any mouse or keyboard activity exits the screensaver.

On most computers, SETI@home's graphics use the graphics coprocessor (such as NVIDIA or ATI), and don't significantly slow down computation.

Customizing SETI@home graphics

SETI@home lets you control the graphics in various ways. The procedure for modifying graphics is:

  • In your web browser, go to the 'Your Account' page on the SETI@home web site.
  • Click on 'View or edit SETI@home preferences'.
  • Click on 'Edit SETI@home preferences'.
  • The form should look like this. Fill out the form (explained below) and click 'Update preferences' (note: the form also lets you control other items, such as resource share).
You have now modified your preferences in the SETI@home database. The next time your computer contacts the SETI@home server (to report results or request work) it will get the new preferences. However, this might take hours or days, and you probably want to see the results now. You can do this as follows:
  • Open a SETI@home graphics window (see above).
  • In the BOINC work manager, go to the Projects tab, select or right-click SETI@home, and click 'Update'.
  • In a few seconds, the graphics will change to reflect your new preferences.

We'll now go through the various settings. The first one is Graphics preferences, a popup menu whose choices are Classic, Panels, Minalist and Custom. This controls the layout of the graphics:



Classic is a 3D version of SETI@home Classic's 2D graphics, with the addition of a moving starfield and a swiveling/rotating motion:

 


Panels displays text and best-signal info on a pair of translucent rotating panels:


Minimalist uses a 'heads-up text display' and omits the starfield.


The next control is Color preferences, a popup menu whose choices are Rainbow, Desert Sands, Tahitian Sunset, Water World, and Custom. This determines the color scheme. Rainbow is shown in the above examples. The other choices are:
Desert Sands


Tahitian Sunset


Water World


Choose your own background

You can specify an image to be shown in the background of the graphics. The image you use can be in JPEG, PPM, BMP, or Targa format. It must be online (i.e. it must have a URL). Paste the image URL into the preferences form. Here's an example:

 

 

 

Choose your own logo

You can also specify an image to be displayed as a logo in the lower right corner. Same rules as for the background. Here's an example, with the logo of The Knights Who Say Ni!

 

Advanced customization

But that's just the beginning! If you set your graphics preferences to Custom and then edit your preferences again, you'll get a new range of choices:

  • Text style: determines how text is displayed
    • Pillars: 3D with cylindrical dividers
    • Heads-up: 2D
    • Panels: 3D on rotating panels
  • Graph style: determines how the 3D graph is drawn
    • Rectangles: vertical rectangles with small gaps
    • Surface: continuous polygonal surface
    • Wireframe: lines
    • Planes: vertical planes
  • Maximum frames per second
  • Maximum CPU% for graphics (the frame rate will be reduced as needed to obey this).
  • Graph grow time (the number of seconds it takes the 3D graph to grow from back to front)
  • Graph hold time (the number of seconds the 3D graph remains at full size)
  • Transparency of surfaces
  • Horizontal oscillation period (how long it takes for the 3D graph to swivel back and forth. Set this to zero to turn off swivel.)
  • Horizontal oscillation range (the angular range of the swivel).
  • Vertical oscillation period (same, vertical swivel).
  • Vertical oscillation range
  • Number of stars (controls the starfield)
  • Speed of stars (can be positive or negative... experiment!)

Advanced customization of color

To fine-tune your color scheme, set your Color preference to Custom, then edit your preferences again.

First, a quick explanation about color. 'Hue' is number, ranging from zero to one, that determines color; 0.0 is red, 0.2 is yellow, 0.4 is green, 0.6 is blue, 0.8 is violet, then it wraps around to 1.0, which is the same red as 0.0.

You can set the following:

  • Start hue in graph: This is the hue of the left edge of the graph.
  • Hue change in graph: This is the change in hue as you go from the left to right edges of the graph. It may be positive or negative. It can even be greater than one or less than minus one (this gives a multi-rainbow effect).
These numbers determine other colors: the dividers in Pillars mode are given the color of the graph's midpoint, and the panels in Panels mode have colors that are 1/3 and 2/3 of the graph range.