QUERDANKER

Kennt ihr das? Also ich weiß ja nicht, aber immer wenn ich mir so ne frische Fishermen’s Friends Packung voller Euphorie und dem festen Glauben kaufe, dieses Jahrzehnt würde es anders gehen: Es landen mehr von den Dingern in nem weniger gut verlaufenen Versuch sich mit dem Staub der Jackentasche zu vereinen oder einfach auf dem Fußboden, als in meinem Mund. Ich weiß nicht wieso, aber am Ende landen in meinem Mund glaube ich nur so eine diffuse 50% Menge davon – diffus deswegen weil teils gar nicht so klar ist, ob das eingenommene dann so noch als „Friend“ gilt. Jedenfalls: Achtet mal auf die Packung in frisch und dann nochmal bevor ihr sie wegwerft. Vll. einfach Foto vorher, nachher… es sind Welten!
Ähnliches kennt man von Kippenschachteln und co., aber die fallen nicht dauernd einfach auf den boden. Offenbar besser gelöst in dem Fall.

Prüfungen oder eine Deadline in der Arbeit? Der ersehnte „Flow Moment“ ist nicht immer da, wenn man ihn braucht. Beobachtet man sich selbst, finden sich aber durchaus förderliche Muster. So können beispielsweise Wiederholungen aber auch kontraintuitive Umstände helfen.

Ich glaube es bietet faszinierende Möglichkeiten, sich dem Phänomen „Fluss“ zu widmen. Wir werden ihn aus verschiedensten Perspektiven betrachten. Kunst, Philosophie, Physik, Biophysik, Kosmologie, Neurowissenschaftlich, Psychologisch, uvm., …

Es läuft – wir sind einfach im Flow. Was für ein tolles Gefühl. Man beginnt eine Tätigkeit, oft etwas, das starken Fokus benötigt z.B. im Sport, beim Gaming oder in der Arbeit. Oft hat man so eine oder eine ähnliche Tätigkeit schon einige Male betrieben. Wie von Zauberhand schaffen wir plötzlich Dinge, die wir vorher nicht für möglich gehalten hatte. Und oft fühlt es sich dabei ganz natürlich an. Kennst du das?

Das erste Mal habe ich von dem Begriff im Teenager Alter gehört und nach einer kurzen Unterbringung wusste ich sofort, was damit gemeint war „im Flow zu sein“. Es in Worte zu fassen, vermag ich jedoch bis heute nicht. Trotzdem oder genau deswegen widme ich mich dem nun. Aber jenseits von diesem mystischen Zustand, der einen eigenen Forschungszweig begründet, finde ich das Phänomen des Flusses auch als Physiker und Neurowissenschaftler und begeisterter Erforscher von anderen Perspektiven höchst interessant. Ich glaube es bietet faszinierende Möglichkeiten, sich dem Phänomen „Fluss“ zu widmen. Es lässt sich aus den verschiedensten Perspektiven betrachten und bietet eine Menge Raum für Diskussionen und kreative Gedanken. Disziplinen, die mir hier spontan in den Sinn kommen sind Kunst, Philosophie, Physik, Biophysik, Kosmologie, Neurowissenschaftlich, Psychologisch, uvm., …

Zunächst möchte ich unsere gemeinsame Entdeckungsreise aber eher biografisch beginnen. Und zwar hier und jetzt in diesem Moment, wo sich die Propeller des Wasserflugzeuges in dem ich mit meiner Frau und ein paar anderen Touristen (und natürlich den Piloten) sitze, unermüdluch durch die Luft schrauben. Wir fliegen die nächste Station auf unserer Flitterwochen an. Weg vom Resort bewegen wir uns nun Richtung Thulusdhoo, wo wir uns einen etwas „einheimischeren“ Flair erhoffen als den luxuriösen und paradiesischen, den wir auf der zauberhaften Hotelinsel in einem der nördlichen Atolle in den letzten Tagen erlebt haben.

Die ganze Reise war zum großen Teil geplant und dennoch mussten und wollten wir uns gezielt bei einigen Entscheidungen dem Fluss hingeben und spontan entscheiden wo es wann hingehen soll. Vier Wochen lang haben wir Indien und die Malediven erkundet. Meine Frau ist Inderin und ich wollte endlich ihre erweiterte Familie und ihre Jugendfreunde persönlich kennenlernen. So war klar, dass sich unser Trip grobdanach ausrichten wird. Und nun sitze ich hier in diesem faszinierendem Flugzeug und fließe durch die Lüfte, während unter mir Meeresströmungen riesige Mengen Wasser und Meerestiere durch die Kanäle zwischen den Koralleninseln treiben. Ich denke an Fließgleichgewichte, die unser Leben ermöglichen. Ich denke ans Windsurfen, an die Mühen auf der wobenden Wasseroberfläche mit einem Segel in der Hand und einem Brett unter den Füßen irgendwie stehen zu bleiben, ein Gespür für den Wind zu bekommen und den Strömungen zu strotzen. Ich erinnere mich aber auch an den zweiten Tag meines Windsurf Kurses: Das Zittern der Beine, die enorme Anstrengung stehen zu bleiben und das Gleichgewicht zu halten – plötzlich war es weg. Plötzlich stand ich bequem da, hatte Wind im Segel und konnte tatsächlich dorthin schippern wohin ich auch wollte. Dabei hatte ich auch eine beträchtliche Geschwindigkeit und es fühlte sich toll an. Leider hielt das nicht ewig an, aber dennoch war es ein Hochgefühl. Für ein paar Minuten lang hatte ich Kontrolle obwohl ich mich den Widrigkeiten des Ozeans vollkommen unterordnen musste. Ich hatte einen flow Moment. Glaube ich. In meiner Kindheit habe ich in den Sommermonaten auf den Seen des Münchner Umlandes immer wieder Surfkurse absolviert. Für mein Alter konnte ich damals ganz akzeptabel windsurfen. Am ersten Tag meines Auffrischungskurses hier auf den Malediven habe ich aber vergeblich versucht, die Bewegungsmuster und das entsprechende Gefühl wieder hervorzuholen. Es war wie verhext. Die Balance zu halten, das Segel richtig zu tarieren, die unverschämten Wellen und diese unverständlichen Kommandos vom Trainer aus der Ferne, während ich in die dunkelblaue offene See hinaustrieb. Das war so anstrengend und passierte immer wieder, dass ich ins Wasser fiel oder sprang. Hier und da zischte ein Boot an mir vorbei, oder ich crashte in die Reifen der Anlegestelle für die Flugzeuge. Um noch eines oben drauf zu setzen landeten oder starteten tatsächlich Wasserflugzeuge mit ihrem bedrohlichen Propellern immer wieder in meiner unmittelbaren Umgebung. Ich bekam schön den Kerosingeruch ab. Demotiviert und verzweifelt gab ich bald den Gedanken auf ins sogenannte „Gleiten“ zu kommen und vernünftig zu surfen. Stattdessen hatte ich das Gefühl ich mache mich zum Affen. Natürlich war auch der Infinitypool der Bar und die offene Fensterfront des Fitnessstudios direkt in meine Richtung ausgerichtet. Ich fragte mich, ob ich einfach nur zu blöd bin, oder ob andere Touristen schon längst aufgegeben hätten. Wieso kam ich nicht in den Flow, so wie ich mir das vorgestellt hatte, um elegant vor meiner Frau ein sexy Fotomotiv abgeben zu können?

Trotz der völligen Erschöpfung ließ mich meine Sturheit, das sich unermüdlich wiederholende“next try!“ von Becks, dem Surfcoach, und der Gedanke an das Geld, das ich hierfür bezahlt hatte weiter machen. Irgendwann war aber Schluss. Ich konnte einfach nicht mehr und gab auf.

Ich ließ die Sache dann ruhen. Ein paar Tage später hatte ich unglaublich schlecht geschlafen, wegen Bauchkrämpfen, Sonnenbrand, Husten und einem komischen und schmerzhaftem Knubbel unter der Haut. Das war wieder typisch, der deutsche, rotgebrannte und grobmotorische Tourist hängt hustend und gähnend total in den Seilen beim Frühstück, wo er versucht möglichst viel „mitzunehmen“ um die Mittagsflaute der Halbpension zu überstehen. Ich versuchte zu lächeln so viel ich konnte und meiner Frau eine gute Zeit zu bescheren. Aus meiner Vergangenheit wusste ich aber, dass ich meist aus den unmöglichsten Situationen heraus die wundervollsten Erlebnisse und Erfolge habe. So riss ich mich zusammen und wankte meinen Bauch haltend zum Surfstrand. Es folgte das große Erfolgserlebnis und die Gewissheit, den Windsurfsport zu Hause wieder aktiv zu verfolgen. Genau das war ursprünglich mein Ziel gewesen.

Aber warum kam der Flow Moment nicht da wo ich es kampfhaft wollte? Wie können wir das Entstehen solcher Erlebnisse beeinflussen und brauche ich jetzt jedesmal einen „unmöglichen“ Zustand, um wirklich etwas zu erreichen? Unser anderem solchen Fragen möchte ich mich hier in diesem Blog widmen und gemeinsam mit den Lesern unser Potential im Zusammenhang mit dem Flow erforschen.

See my original post on stackoverflow:

First Approach: To find the axis and with that the angle of your line I suggest to use a PCA on the non-zero values:

from scipy.ndimage.interpolation import rotate
#from skimage.transform import rotate ## Alternatively
from sklearn.decomposition.pca import PCA ## Or use its numpy variant
import numpy as np

def verticalize_img(img):
    """
    Method to rotate a greyscale image based on its principal axis.

    :param img: Two dimensional array-like object, values > 0 being interpreted as containing to a line
    :return rotated_img: 
    """# Get the coordinates of the points of interest:
    X = np.array(np.where(img > 0)).T
    # Perform a PCA and compute the angle of the first principal axes
    pca = PCA(n_components=2).fit(X)
    angle = np.arctan2(*pca.components_[0])
    # Rotate the image by the computed angle:
    rotated_img = rotate(img,angle/pi*180-90)
    return rotated_img

As usually this function could also be written as one-liner:

rotated_img = rotate(img,np.arctan2(*PCA(2).fit(np.array(np.where(img > 0)).T).components_[0])/pi*180-90)

And here is an example:

from matplotlib import pyplot as plt
# Example data:
img = np.array([[0,0,0,0,0,0,0],
                [0,1,0,0,0,0,0],
                [0,0,1,1,0,0,0],
                [0,0,0,1,1,0,0],
                [0,0,1,0,0,1,0],
                [0,0,0,0,0,0,1]])
# Or alternatively a straight line:
img = np.diag(ones(15))
img = np.around(rotate(img,25))

# Or a distorted blob:
from sklearn import cluster, datasets
X, y = datasets.make_blobs(n_samples=100, centers = [[0,0]])
distortion = [[0.6, -0.6], [-0.4, 0.8]]
theta = np.radians(20)
rotation = np.array(((cos(theta),-sin(theta)), (sin(theta), cos(theta))))
X =  np.dot(np.dot(X, distortion),rotation)
img = np.histogram2d(*X.T)[0] # > 0 ## uncomment for making the example binary

rotated_img = verticalize_img(img)
# Plot the results
plt.matshow(img)
plt.title('Original')
plt.matshow(rotated_img)
plt.title('Rotated'))

Note that for highly noisy data or images with no clear orientation this method will come up with arbitrary rotations.

And here is an example output:

---

Second Approach: Ok after clarification of the actual task in a more complicated setting (see comments) here a second approach based on template matching:

from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np
import pandas
from scipy.ndimage.interpolation import rotate
from scipy.signal import correlate2d#, fftconvolve
# Data from CSV file:
img = pandas.read_csv('/home/casibus/testdata.csv')
# Create a template:
template = np.zeros_like(img.values)
template[:,int(len(template[0])*1./2)] = 1
suggested_angles = np.arange(0,180,1) # Change to any resolution you like
overlaps = [np.amax(correlate2d(rotate(img,alpha,reshape=False),template,mode='same')) for alpha in suggested_angles]
# Determine the angle resulting in maximal overlap and rotate:
rotated_img = rotate(img.values,-suggested_angles[np.argmax(overlaps)])
plt.matshow(rotated_img)
plt.matshow(template)