Immersive Medien – 360° Grad Kuppelprojektion
Wie können Powerdome-Systeme für Daten-Visualisierungen genutzt werden? Welches kreative Potential bietet ein Powerdome-System im Hinblick auf immersive Inszenierungen? Diese Fragen waren der Ausgangpunkt für eine Kooperation zwischen dem Fachbereich Design der Fachhochschule Potsdam und des Urania Vereins, der Träger des Potsdamer Planetariums ist.
Das Ergebnis ist ein speziell angepasstes Powerdome-System, das im Oktober 2010 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Das System erweitert die astronomischen Darstellungsmöglichkeiten des Planetariums, geht von seinen technischen Möglichkeiten her aber weit über die Vermittlung astronomischer Inhalte hinaus. Der Powerdome wurde durch die Fachhochschule Potsdam und das Fraunhofer FIRST dahingehend weiterentwickelt, dass das System nun auch zur Darstellung von interaktiven Echtzeitvisualisierungen genutzt werden kann. Der Powerdome dient somit nicht nur zur Vermittlung astronomischen Wissens sondern hat das Potential, durch immersive Darstellungsformen ungewöhnliche und innovative Ansichten von hochkomplexen Daten zu erzeugen.
Der Hintergrund der Installation des Powerdomes in Potsdam ist eine innovative Kooperation zwischen dem Fachbereich Design der Fachhochschule Potsdam und des Urania e.V. Potsdam. Unter Leitung von Prof. Klaus Dufke und Prof. Boris Müller wird der Fachbereich Design in den nächsten Jahren kontinuierlich immersive Fulldome-Inszenierungen und interaktive Informationsvisualisierungen erarbeiten
Vielfältiges Anwendungsspektrum
Der Begriff »Immersion« leitet sich vom lateinischen immersio ab, was soviel wie Eintauchen, Einbetten bedeutet. Das Bild wird auf eine hemisphärischen Halbkugel projiziert, die den Zuschauer vollkommen umhüllt und ihn im Zentrum des Geschehens einbettet. 360° Bild-Projektionen und Surround-Sound ermöglichen somit Raum-Inszenierungen und innovative Darstellungs- und Vermittlungsstrategien, die mit allen Sinnen erfahren werden können und in vielen Bereichen ihren Einsatz finden können. Die Anzahl der Installationen von digitalen Kuppel-Projektionssystemen wächst in den letzen Jahren mit beeindruckender Tendenz. So haben ca. ein fünftel der 3.500 Planetarien weltweit ihre Projektionstechnologie auf Fulldome-Systeme aktualisiert. Allein in den letzten drei Jahren hat sich die Zahl also verdoppelt und in Deutschland lassen sich 19 festinstallierte Kuppel-Projektionen zählen (Stand 2010) – mit wachsender Tendenz.
Die Anwendungsszenarien für solche Fulldome-Visualisierungen sind jedoch nicht allein auf den Einsatz in diesen traditionell der Wissensvermittlung verpflichteten Planetarien beschränkt. Mobile Projektionsanlage samt Kuppel kommen zum Einsatz im Marketing-, Education-, und Entertainment Bereich; beispielsweise als Erlebnisexponate und mediale Inszenierungen für Museen, Messen und Markenwelten. Ausstellungs- und Messestände mit gebogenen Wänden, die mit digitalen Videos bespielt werden, virtuelle Bühnendekorationen oder Medienfassaden auf beliebig geformten Flächen bilden interessante Einsatzmöglichkeiten für innovative Visualisierungen. „Collaborative Spaces“ ermöglichen es Wissenschaftlern oder Architekten, die besprochenen Projekte als greifbare Bilderwelten vollständig um das Team herum zu visualisieren.
Forschungsschwerpunkt Informations- und Datenvisualisierung
Das Thema »Informations- und Datenvisualisierung« stellt eines der wesentlichen Forschungsschwerpunkte der FH Potsdam und des Studiengangs Interface Design dar. Mit einer Kuppelprojektion wie dem Powerdome können didaktisch-narrative sowie forschend-explorative Ansätze verfolgt werden. In beiden Fällen steht die Inszenierung und Vermittlung von komplexen Wissensinhalten im Mittelpunkt.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde das Powerdome-System vom Fraunhofer-Institut FIRST in Kooperation mit der FH Potsdam technisch erweitert. Das neuartige System ermöglicht es, beliebige visuelle Formate im Powerdome darzustellen und diese in Echtzeit anzusteuern. Diese technische Konfiguration stellt eine enorme konzeptionelle Erweiterung des Powerdome-Systems dar. Sie versetzt die Entwickler und Gestalter in die Lage, eine große Bandbreite von Visualisierungen mit wissenschaftlichem Anspruch zu entwickeln. Die hohe Auflösung des Powerdomes ermöglicht dabei sehr detaillierte Darstellungen und die räumliche Struktur der Kuppelprojektion bewirkt das Eintauchen – die Immersion – in die interaktive Darstellung.
Wissenschaftliche Visualisierungen stellen Daten aus Bereichen da, in denen die Daten meist inhärent verortet sind, so etwa in den Bereichen Physik, Meteorologie, Medizin oder sozialer Systeme. Sie können dabei einen sehr konkreten visuellen Bezug haben oder visuell auf einer abstrakten Ebene bleiben.
Als Beispiel für Darstellungen, die sich an konkreten Gegebenheiten orientieren, kann die Geovisualisierung genannt werden. Geovisualisierung ermöglicht das visuelle Analysieren geo-räumlicher Muster, Beziehungen und Trends, und erlaubt geo-referenzielle Daten zu explorieren und zu verstehen. Hier können etwa meteorologische Phänomene dargestellt oder komplexe Klimamodelle räumlich erfahrbar gemacht werden. Weitere Themen aus dem soziologischen Bereich bieten sich an, beispielsweise die Visualisierung von weltweiten Flüchtlingsströmen.
Abstrakte Datenvisualisierungen verfolgen dagegen in der Darstellung einen anderen Ansatz. Hier ist das Ziel, hochkomplexe Datenstrukturen zu visualisieren und erfahrbar zu machen, ohne dass gegenständliche Strukturen referenziert werden. Thematisch gibt es hier keine Beschränkungen, eine ganze Reihe von Themen und Datenstrukturen bieten sich aber im Rahmen einer hochaufgelösten Kuppelprojektion an.
DomeMod und DomeTester
Bereits mit der Entwicklung der Applikationen DomeMod und DomeTester der Autoren Dimitar Roszenov Ruszev und Christopher Warnow sind aus der Beschäftigung mit der Gestaltung für das Medium Fulldome zwei erfolgreiche Anwendungen entstanden, die mittlerweile von vielen anderen Fulldome-Produzenten auch ausserhalb der Hochschule rege genutzt werden. Beide Tools entstanden im Kurs cutup.20 - fulldome und immersive medien im Sommersemester 2010 unter der Leitung von Professor Klaus Dufke.
Die Applikation DomeMod von Dimitar Roszenov Ruszev ist ein Visualisierungs-Werkzeug, das die räumliche Darstellung von verzerrten Standbildern – Panoramabilder und kuppelprojektionspezifische Bildformate; sogenannte Domemaster – ermöglicht. Der ausgewählte Bildinhalt wird auf vom DomeMod auf räumliche Körper projiziert. Der Benutzer sieht eine stufenlose Interpolation zwischen den vordefinierten Körpern Fläche, Zylinder und Halbkugel. Die Navigation dieses Mesh erfolgt, indem man es frei im Raum verschiebt und rotiert. Die Applikation ist ein Hilfsmittel bei der Erstellung von Inhalten für digitale Kuppelprojektionen. Der Eindruck statischer Kompositionen lässt sich so auch ohne Zugriff auf eine physische Kuppel rasch am Bildschirm-Arbeitsplatz überprüfen. Der Benutzer kann ohne größere mathematische Kompetenzen direkt Erkenntnisse gewinnen, und gewisse Ver- und Entzerrungprozesse in ihrer Dynamik erkunden.
Die Applikation DomeTester von Dimitar Roszenov Ruszev und Christopher Warnow ermöglicht entsprechende Visualisierungen basierend auf Bewegtbild-Formaten. Beide Applikationen liegen als Freeware-Tools für MacOS und Windows vor.
DomeMod und DomeTester auf Incom
Leitung und Ansprechpartner
Prof. Klaus Dufke Prof. Boris Müller
Studentische Tutoren
Dimitar Roszenov Ruszev
Zeitraum
seit Oktober 2010
Location Dome
Urania »Wilhelm Foerster« e.V.
Gutenbergstraße 71–72
14467 Potsdam
Links
Website »Urania« Potsdam
Project description on English
Projekt »A Shelter of Glass«