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Module, Platinen und Nodes

Herausforderungen und Lösungen in der Medientechnik & Programmierung

In der Programmierung und Mediensteuerung gibt es aktuell eine ganze Reihe von Themen, die uns auf Trab halten. 

Da wären zum einen die Module. Die Herausforderung ist hier die schiere Masse. Wir müssen in den Wochen bis zur MediaNight 36 Stück davon produzieren. Dabei besteht jedes Modul aus mehreren Komponenten, die es alle erst zu entwickeln und dann zu produzieren gilt. 
Eine Komponente ist das 3D gedruckte Gehäuse des Moduls. Es muss hauptsächlich zwei Anforderungen erfüllen. Die Module müssen eine angenehme Haptik und Optik haben, damit der Besucher gerne mit ihnen interagiert. Außerdem müssen sie genug Platz im Inneren für die gesamte Technik bieten, gleichzeitig dürfen sie aber auch nicht zu groß werden, damit Produktionszeit und -kosten im Rahmen bleiben. Bis die endgültige Form des Gehäuses gefunden wurde, waren einige Iterationen und Testdrucke nötig. Eine besondere Herausforderung war die Organisation des 3D Drucks. Durch die aktuelle Situation sind die Kapazitäten der HdM ein wenig eingeschränkt und der Druck aller Teile wird, laut Kalkulation, rund 260 Stunden in Anspruch nehmen. 

Die zweite Komponente ist die Kantenbeleuchtung der Module. Da die Module „nur“ eine Kantenlänge von 3,3cm haben, sind die Spalte in den Wänden ebenfalls sehr schmal. Dadurch müssen wir mit sehr schmalen, kleinen Bauteilen arbeiten, aber trotzdem eine gleichmäßig helle Ausleuchtung erreichen. Nach dem Prototyping verschiedener Ansätze haben wir hier zusammen mit dem Lichtteam einen guten Kompromiss zwischen Aufwand und Aussehen gefunden. 

Die letzte Komponente ist die elektronische Verbindung des Moduls mit der Basisstation. Um eine angenehme Benutzererfahrung zu bieten, wollten wir dabei auf das Stecker-Buchse Prinzip verzichten. Deshalb haben wir eine Platine entwickelt und bestellt, über deren großflächige Kontakte wir die Module ohne Steckverbindungen mit Strom und Daten versorgen können. So entstand, in Kombination mit der Software, das Somnium Module Interface (SMI). 
Zur signaltechnischen Verbindung der Module mit der Basisstation nutzen wir den CAN Bus. Für diesen gibt es bereits fertige Konverter, die das CAN Signal in ein SPI Signal umsetzen und es an den Arduino Nano im Modul weitergeben. Um den Aufwand und den Platzbedarf im Modul zu reduzieren, entwickelten wir eine zweite Platine. Diese ersetzt die nötigen Kabelverbindungen durch Leiterbahnen. Von unten wird dann nur noch der CAN-Konverter und von oben der Arduino aufgesteckt.

Zum SMI gehört auch eine Manager beziehungsweise Backend Software. Diese verwaltet die Module, liest die Signale der Moduleinheit aus und kümmert sich um die Verteilung der daraus resultierenden Informationen ans Frontend und den Audioausspieler. Nach längerer Überlegung entschieden wir uns dazu, die Software mit C# und dem .NET Framework umzusetzen, da ich in diesem Bereich schon einige Erfahrung sammeln konnte. 

Um das Frontend, in unserem Fall also die Projektion an der Decke, kümmert sich hauptsächlich Sophie Kergaßner mit der Software TouchDesigner. Dabei gilt es, die eingehenden Signale von der Backend Software, beziehungsweise der Moduleinheit, entsprechend in eine stimmige und funktionierende Projektion umzusetzen. In TouchDesigner können wir mithilfe einer nodebasierten Programmierung die Funktionalität jedes einzelnen Moduls abbilden. Die digitalen Module werden später, unter Berücksichtigung verschiedener Abhängigkeiten, durch die Interaktion des Besuchers mit den realen Modulen „zusammengesteckt“. 
Die Audiosparte wird softwareseitig durch Ableton Live abgedeckt. Falko Groß implementiert die produzierten Audioinhalte so, dass diese wiederum durch Signale aus der Backend Software im richtigen Augenblick eingespielt und live durch Filter verändert werden können.

Beitrag von Moritz Stuhlfauth

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Es werde Licht!

Wir im Licht arbeiten zur Zeit mit Hochdruck an der Umsetzung des Ambient Lights und der Modulbeleuchtung. Parallel dazu wird die Entwicklung der einzelnen Licht-Module vorangetrieben. Im Folgenden werden die Ideen zur Umsetzung geschildert.

Das Ambient Light hat neben der Projektion und dem Sound der Installation einen großen Einfluss auf die emotionale Verfassung des Nutzers. Je nach Lichtstimmung nimmt der Mensch gezeigtes Bildmaterial unterschiedlich wahr. Ein Videoclip kann mit rotem Licht eine andere Wirkung auf den Zuschauer haben als mit blauem Licht. Deswegen ist das Design des Ambient Light besonders in Bezug auf die Farbgebung besonders ausschlaggebend. In Absprache mit der Medientechnik wird das Ambient Light so mit der Projektion verknüpft, dass der Mittelwert der Farbtöne aus dem gezeigten Material im Ambient Light dargestellt wird. An jeder Kante der Säule wird der Mittelwert gebildet. Das Ambient Light interpoliert auf jeder der Seiten zwischen den jenen. Somit wird das Ambient Light die gesamten Seitenwände beleuchten und dient als Ersatz für eine Lichtinstallation im Raum.

Die Kantenbeleuchtung der Module ist farblich abgestimmt auf die Oberflächen solcher und dient zur Identifikation der Modulfunktionen. Dabei sind laut Feinkonzept folgende Nuancen einzuhalten: Visuelle Module in 3 Blau/Türkis-Tönen und auditive Module in 3 Orange-Tönen. Die Herausforderung liegt darin, dass die Abstufungen auch im Zusammenspiel mit dem abgestrahlten Licht deutlich voneinander unterscheidbar sein müssen. Die Farbrichtungen werden in etwa an das Design der Grafik angepasst, jedoch werden die genauen Farbcodierungen erst durch Tests eindeutig zu definieren sein. Um ein abgerundetes Design zu erschaffen werden die Kantenbeleuchtung und die Oberflächenbeleuchtung auf die gleiche Art und Weise umgesetzt. Für die Beleuchtung der Oberfläche wird fluoreszierendes Acrylglas in orange oder blau mit Diffusionsfolie beklebt. Unter der Platte wird eine LED angebracht. Diese LED strahlt je nach Funktion des Moduls in den unterschiedlichen Orange- oder Blau-Tönen und zeigt an, ob ein aktiver Zustand des Moduls vorliegt. Für die Kantenbeleuchtung wird Acrylglas in der gleichen Farbe verwendet, wie bei der Oberfläche. Ebenfalls werden Diffusionsfolien eingeklebt. Beleuchtet werden die Kanten mit Hilfe von LEDs.

Auf der Oberfläche der Moduleinheit befindet sich ein Infinity-Mirror. Dieser sorgt für einen schwebenden Effekt und führt den Besucher bereits beim Stecken der Module in die surreale Welt des Träumens hinein.

Die Licht-Module unterstützen die Projektionen und Sounds dabei, den Besucher in seine Traumwelten hineinzuführen. Es gibt Module, die einen in die Kindheit zurück versetzen und die Faszination an simplen Phänomen wieder aufleben lassen. Andererseits gibt es auch solche, die den Nutzer in eine andere Welt versetzen und Einfluss auf die gesamte Installation nehmen.

Beitrag von Mareike Franzen

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Ein Lauf gegen die Zeit

Aktuell passiert viel gleichzeitig. Die Endphase und der damit verbundene Render-Aufwand laufen simultan zu den Software-Entwicklungen. Nach und nach werden Inhalte fertiggestellt, Softwarefragen gelöst und Konzepte finalisiert.

Die Visuals

Es wird fleißig gerendert! Der limitierendste Faktor ist hierbei sicherlich die Zeit. Gerade bei Simulationen dauert es lange, die Caches vieler tausender Partikel oder Vertices zu berechnen. Solche temporären Dateien können schnell mehrer hundert Gigabyte groß werden, da für jeden Frame die genauen physikalischen Daten aller Objekte abgespeichert werden.

Auch der Zeitaufwand für das Rendern selbst ist nicht zu unterschätzen. Hat man zu niedrige Rendereinstellungen rauscht das Bild oder es wird unschön. Sind sie zu hoch, dauert die BIldberechnung viel zu lange und man verfällt in Zeitdruck. Auch wenn der Rechner Tag und Nacht läuft kann es schon mal sein, dass eine 2-Minuten-Sequenz drei Tage am Stück rendern muss.

Es ist klar, dass man hier keine kurzfristigen Änderungen mehr vornehmen kann. Wenn das Bild einmal final da ist, kann es nicht mehr grundlegend verändert werden. Eine gute Absprache mit der Regie ist also zwingend von nöten.

Die Realtime-Simulationen

Anders sieht es bei den Realtime-Simulationen aus. Wie der Name schon sagt werden diese in Echtzeit berechnet und man kann sie – mit dem nötigen Know-How – in Sekundenschnelle anpassen.
Mittlerweile sind große Teile der Realtime-Einheiten aufgesetzt. Hierbei gibt man dem Programm vor, wie es sich verhalten soll und wie mit den jeweiligen Objekten umgegangen werden soll. Die Objekte selber kann man dann über Referenzen einspeisen und so ganz nach seinen Wünschen erstellen.

Zusammen mit der Regie wurde eine Inhalts-Liste an skurrilen und unwirklichen Objekten erarbeitet, welche nach und nach gemodelt und geshadet werden. Eine Schwierigkeit hierbei ist eine Softwaretechnische Limitierung auf ein Mesh und eine Textur pro Objekt. Hierbei muss man aufpassen, dass man ordentlich arbeitet, sodass sich am Ende keine Probleme und Schwierigkeiten anhäufen.


Die Schnittstelle zur Kontroll-Software wurde ebenfalls bereits hergestellt. Das bildet die Grundlage dafür, dass das Bild auf die Eingaben des Benutzenden reagiert. Das funktioniert in zwei Richtungen: Die Eingabe des Benutzenden muss in die Realtime-Engine eingespeist werden und das Bild muss später an die bildverarbeitende Software zurückgespielt werden. Wir arbeiten hier über OSC einerseits und über Spout andererseits.

Die Software

Desweiteren werden nach und nach die bilderverändernden Module softwareseitig aufgesetzt und vorläufig finalisiert. Wir kommen langsam aber sicher voran, viele Probleme wurden bereits gelöst, Fragen geklärt und die Liste an bevorstehenden Herausforderungen wird allmählich überschaubarer. Mit den Prototypen kann man bereits die ersten Effekte erzeugen und sich ein Bild des späteren, fertigen Produkts machen.

Beitrag von Valentina Knoll und Sophie Kergaßner

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Auf die Plätze, fertig, LOS!

Wir können in der HdM arbeiten! Das war eine unglaublich erleichternde Nachricht und auch dringend notwendig. Die beste Planung bringt nichts, wenn man sie nicht in die Tat umsetzten kann. 

Die Pandemie hat unsere Präsenz an der HdM lange in Frage gestellt. Durch die vielen Lockerungen war es jetzt auch für uns möglich vor Ort zu starten. Allerdings hieß das auch wieder viel Planung. In Zusammenarbeit mit dem Leitungsteam wurde ein Hygienekonzept ausgearbeitet. Unter anderem wurden, um die Abstandsregeln einzuhalten, ausgewählten Teammitgliedern feste Arbeitsplätze in unseren Räumlichkeiten zugewiesen, Werkzeug darf nicht von Hand zu Hand gereicht, sondern muss erst desinfiziert werden und wenn der Abstand nicht eingehalten werden kann müssen Masken getragen werden. Außerdem gibt es eine Anwesenheitsliste, in der das Kommen und Gehen der Teammitglieder festgehalten wird. 

Um diese und alle anderen Bestimmungen einzuhalten wurden Hygienebeauftragte aus unserem Team ernannt: das Team der Produktionsleitung und der Head der Regie achten also darauf, dass sich alle daranhalten.

Mit der Arbeit vor Ort kommt die Produktion richtig ins Rollen. Wie immer birgt das aber auch viele klassische Probleme. Um rechtzeitig fertig zu werden muss jetzt auf Hochtouren gearbeitet werden, was nicht ganz so einfach ist. Studenten dürfen sich nur bis 19 Uhr und nicht an den Wochenenden in der HdM aufhalten, die Wahl des Projektors hat die Planung und Umsetzung vieler Gewerke stark ausgebremst und da nicht alle in der Spielweise sein können, kann man die Arbeit vor Ort schlecht auf mehrere Personen aufteilen. Aufgaben die auch von zuhause aus erledigt werden können, werden von den anderen Teammitglieder abgearbeitet, aber gerade zum Beispiel kleine Aufgaben aus der Bühne können nicht aufgeteilt werden. Gegen Ende einer EM-Stupro arbeitet eben doch jeder an allem mit. Das wird dieses Mal nicht möglich sein. 

Die Arbeit im Studio offenbart auch genau was geht und was nicht. Die Bühne weiß jetzt genau wie sie die Wände als Sechseck aufbaut und was dazu noch benötigt wird und die Mediensteuerung hat jetzt viel mehr Möglichkeiten, um Prototypen zu bauen und diese weiterzuentwickeln. Lautsprecher sind bis auf zwei schon vorhanden, daher können sie nächste Woche gehängt werden und das Licht-Department kann auch loslegen sobald die Octanorm-Wände stehen. Man merkt hier wieder wie stark die Gewerke voneinander abhängig sind und wie sich einzelne Verzögerungen auswirken. 

Bis zur Media Night sind es noch ca. 3 ½ Wochen und wir legen jetzt richtig los!

Beitrag von Kim Caspers

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Nach der Konzeption: Die Regie wird zur Kreativdirektion

Mittlerweile ist die reine Konzeptionsphase abgeschlossen; am Grundkonzept wird jetzt also kaum noch gerüttelt.

Jetzt geht es in die Phase der eigentlichen Kreativdirektion. Das heißt, kurz gesagt, die Umsetzung des Konzeptes muss kreativ begleitet und dabei entstehende Fragen geklärt werden. Zusätzlich muss zwischen den Gewerken „vermittelt“ werden, damit weiterhin alle in die gleiche Richtung laufen.

Seit Ende letzter Woche arbeitet ein Teil des Teams vor Ort in den Event Media Räumen. Selbstverständlich hat die Produktionsleitung vorher in enger Absprache mit den Betreuern ein Hygienekonzept für uns entwickelt, sodass wir uns ohne schlechtes Gewissen mit genügend Abstand beieinander aufhalten können. Dadurch wird die Arbeit als Kreativdirektion etwas einfacher, da nun vieles „direkt nebenan“ stattfindet und man für Fragen oder Feedback nicht erst auf eine Antwort warten oder sogar ein Treffen vereinbaren muss. Das ist auch gut so, denn mittlerweile häufen sich Nachfragen und erste Abnahmen, da alle Gewerke momentan fleißig produzieren: Die Gestaltungsgewerke haben schon erste Videoaufnahmen, Animationen und Sound-Atmos erstellt und die technischen Gewerke gehen jetzt noch einmal in intensives Prototyping. Unter anderem hatten die meisten von uns letzte Woche das erste Mal einen Modul-Prototypen in der Hand, sodass wir die Haptik nun viel besser einschätzen können. Durch die Anwesenheit vor Ort kann man nun auch bestimmte Inhalte testweise als Projektion auf eine Wand in der Spielwiese werfen, um sich die Wirkung mit einem größeren Bild anzuschauen. Im Bereich der Bühne können jetzt generell gestalterische Aspekte besser geklärt werden – auch da wurde und wird einiges ausprobiert. Kurzum, es ist nun insgesamt einfacher, die Umsetzung des Konzepts in allen Bereichen zu verfolgen und einzelne Fäden zusammenzuführen. Das gibt einem als Regie auch ein bisschen die Gewissheit, dass das, was man sich vorher überlegt und gedanklich vorgestellt hat, hinterher tatsächlich zusammenpasst.

Was die Konzeption angeht ist das Grundkonzept zwar fix, allerdings gibt es nach wie vor viele Kleinigkeiten, die sich noch ändern können. Das Interaktionsflussdiagramm war der letzte „große“ Konzeptionsschritt, welcher noch einmal einige Fragen geklärt hat. Allerdings werden nach wie vor auch einige Fragen aufgeworfen, vor allem von der technischen Seite, da dort umsetzungsbedingt noch ein paar Aspekte offengeblieben waren. Generell entstehen die meisten Änderungen durch die Umsetzung. Wenn wir feststellen, dass etwas so wie es im Konzept steht nicht funktioniert oder gestalterisch nicht wirkt, müssen wir das Konzept dementsprechend anpassen. Das ist aber völlig normal und hält die kreativen Gedanken der Regie auf Trab. 

Um mal wieder von mir zu sprechen: auf die Kreativdirektion vor Ort habe ich mich mit am meisten gefreut. Es werden immer mehr Teile der Installation aus dem Konzept in die Tat umgesetzt, sodass sich langsam aus dem gedanklichen Bild, das ich im Kopf habe, ein tatsächliches Bild zusammensetzt. Ich bin gespannt, was die nächsten Tage und Wochen noch so passiert und freue mich mehr denn je auf das Endresultat.

Beitrag von Lukas Münter

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Waaaas!? Nur noch 4,5 Wochen bis zur MediaNight

Die MediaNight rückt immer näher und wir können es kaum erwarten, euch „Somnium – Modular Dreams“ am 23. Juli 2020 auf der virtuellen MediaNight vorzustellen. Da lohnt es sich doch einen Blick auf den aktuellen Stand vom Sponsoring, Projektmanagement und der PR zu werfen.

Sponsoring is calling

Wir, das sind Jessica Schlaht und Nina Hornung, hocken seit nun gut vier Wochen am Hörer und tippen E-Mails, um uns mit potenziellen Sponsoren in Verbindung zu setzen. Zusammenfassend können wir sagen, dass es aufgrund der aktuellen Situation ziemlich schwierig ist, Sponsoren für unsere Studioproduktion zu gewinnen. Sehr viele Unternehmen teilen uns mit, dass sie unser Projekt sehr gerne unterstützt hätten, jedoch fehlt ihnen aufgrund der Corona-Pandemie das entsprechende Budget, weshalb sie für dieses Semester leider absagen müssen.

Dies zieht uns natürlich etwas runter. Jedoch geben wir nicht auf und kämpfen für jeden weiteren Sponsoren. Trotz allem konnten wir schon tolle Sponsoren und Spender für unsere Studioproduktion Somnium – Modular Dreams gewinnen. Doch wir sind noch lange nicht am Ende, die Sponsoren-Akquisition wird dringend benötigt.

Wir sind allen Sponsoren, die uns trotz der schwierigen Lage unterstützen, sehr dankbar. Das macht uns Mut.

Sorry, mein Kopf hat zu viele Tabs offen

Das beschreibt unseren Endspurt wohl ganz gut. Zwei Drittel des Semesters haben wir bereits durchlaufen. Zum einen sind wir mit den bereits erwähnten wöchentlichen Aufgaben beschäftigt, dazu zählen unter anderem Agenden zu planen und erstellen, Anwesenheitslisten zu führen und das Engagement der Teilnehmer einzufordern. Zum anderen behalten wir seit Neuestem auch die Finanzen im Blick. Konkret bedeutet dies, dass wir die Einnahmen und Ausgaben überwachen und somit den Gesamtüberblick über unser Budget beibehalten. Das ist vor allem bei der Beschaffung neuer Materialien wichtig.

Achtung, Sie scrollen ab sofort mit reduzierter Geschwindigkeit

Wie ihr sicher festgestellt habt, könnt ihr ganz schön viel zu unserer Studioproduktion Somnium – Modular Dreams scrollen. Das kommt natürlich nicht von ohne. Wir sind im ständigen Kontakt mit den einzelnen Gewerken, die auf unserem Blog Einblicke in ihre Arbeit gewähren. Jedes Gewerk muss zu bestimmten Terminen Artikel verfassen, welche sich um unterschiedliche Aspekte drehen. Dabei ist es egal, ob man für die Animation, die Fotografie oder die Produktionsleitung zuständig ist: Wir alle sind auch ein bisschen Redakteure.

Wir hoffen, ihr habt bereits einen Blick auf unseren Instagram-Kanal und unsere Facebook-Seite geworfen; denn dort bekommt ihr noch viele behind the scenes zu sehen. Um diese Kanäle zu pushen, planen wir aktuell den weiteren Foto-Content und sammeln Inspiration auf verschiedenen Internetplattformen.

Beitrag von Nina Hornung und Jessica Schlaht