Incom ist die Kommunikations-Plattform der Fachhochschule Potsdam

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Top Of The Crops

In dem Kurs Immersive Datenvisualisierungen unter Leitung von Prof. Boris Müller entwickelten wir eine Datenvisualisierung, welche die Produktion von Nutzpflanzen der letzten 40 Jahre spielerisch in einer Fulldome-Umgebung erfahrbar macht. Die FH-Potsdam hat seit einigen Jahren eine Kooperation mit dem Planetarium Urania Potsdam, welches wir für diese Zwecke nutzen konnten.

Datenrecherche / Säuberung der Daten

Um den Datensatz für uns nutzbar zu machen schrieben wir zunächst ein Script mit dem wir automatisiert an die Daten kamen. Da viele der Nutzpflanzen recht exotisch waren, entschlossen wir uns dazu nur die Produktion der 40 bekanntesten Nutzpflanzen zu visualisieren und entschlackten den Datensatz dementsprechend.

Die Kuppel als Medium

In einer Fulldome Umgebung, wie sie z.B. in Planetarien anzutreffen ist, gibt es eine andere Wahrnehmung. Der Besucher taucht in den Raum ein und ist Teil der Projektion.
Das komplette Eintauchen wird als Immersion bezeichnet und stellt besondere Ansprüche an die Gestaltung. Es gibt z.B. keine feste Blickrichtung weshalb der ganze Raum gestaltet werden muss um dem Blick des Besuchers frei durch den Raum wandern lassen zu können.

Virtuelle Bäume / Atmosphäre

Der explorative Charakter unserer Visualisierung war uns sehr wichtig – wir wollten nicht nur abstrakte Diagramme erzeugen, es sollte eine gewisse Stimmung entstehen. Um die Produktion einer bestimmten Nutzpflanze verschiedener Länder vergleichen zu können generierten wir durch einen Algorithmus basierend auf L-Systemen virtuelle Bäume, deren Höhe die jeweilige Produktionsmenge des Landes visualisiert und die sich leicht im virtuellen Wind bewegen.
Um die Immersion auch akustisch abzurunden machten wir den Wind und das Blätterrauschen hörbar. Der Sound sollte nicht aufdringlich sein und nur leicht wahrgenommen werden.

Navigation

Unsere Navigation bestand aus zwei, sich am Horizont befindenden Ringen – einer für die Auswahl der Nutzpflanze, einer für das Jahr. Drehte man die Ringe, so konnte man bestimmen welche Nutzpflanze in welchem Jahr visualisiert werden sollte.

Input-Device

Um die Visualisierung optimal steuern zu können, machten wir uns auf die Suche nach einem Controller, welcher ohne großes Vorwissen bedient werden kann. Unsere Wahl fiel hierbei auf den 3DConnexion SpaceNavigator, durch den wir die Drehbewegung des Benutzers quasi eins-zu-eins auf unseren Navigationsring in der Kuppel übertragen konnten. Beim Testen der Visualisierung im Potsdamer Planetarium stellte sich heraus, dass unser Konzept aufging – selbst ein Kind kam sehr schnell mit der Steuerung zurecht und navigierte ohne viel Mühe durch die Nutzplanzen und Jahre.

Programmierung

Das Projekt wurde in Java mit Eclipse umgesetzt. Zur Darstellung der visuellen Elemente nutzten wir das Framework Processing, für den Import und das Handling des Datensatzes programmierten wir eine eigene Library – csvP5.

Fazit

Wir haben uns sehr gerne im Planetarium aufgehalten. Betritt man den Raum, so wirkt die Dunkelheit im ersten Moment etwas bedrückend, man sieht nichts und muss sich erst mal wie in einer Druckkammer an die Gegebenheiten gewöhnen. Nach einigen Minuten haben sich die Augen dann an die Dunkelheit angepasst und man sieht wieder etwas. Der Raum hat etwas magisches, die Wahrnehmung ist einfach eine komplett andere. Es hat uns sehr viel Spaß gemacht die Datenvisualisierung in der Kuppel zu entwickeln. Wir begegneten so einigen Tücken, auf die man sich in der Kuppel einstellen muss: verschiedene Schärfebereiche, Wahrnehmung von Farben, die Qualität der Projektoren,...
Wir haben recht viel Zeit mit dem Finetuning in der Kuppel verbracht, zuhause wurde programmiert, in der Kuppel testeten wir dann z.B. die Lesbarkeit der Schrift und optimierten die Farben.

Credits

Voice-Over: Kim Albrecht
3D-Modell des Planetariums: Henning Herholz und Grischa Guzinski
Foto des SpaceNavigators: robotshop.com

Ein Projekt von

Fachgruppe

Interfacedesign

Art des Projekts

Studienarbeit im Hauptstudium

Betreuung

Prof. Boris Müller

Zugehöriger Workspace

Immersive Datenvisualisierung

Entstehungszeitraum

Wintersemester 2012 / 2013