Media architecture e media facades: nuovi software tra vecchie e nuove tecnologie. Le applicazioni della tecnologia LED.
Cosa è la media-architecture? Qualcuno l’ha definita una intersezione tra architettura, spazio urbano e media digitali. Un settore dove si sviluppano produzioni ibride: dalle media facades ( media facciate ) alle applicazioni mobili, dai social media, agli urban screens. L’innovazione nella media architecture può essere causata da un nuovo hardware, nuovo software o nuove forme architettoniche. Ma i risultati più interessati si hanno con l’integrazione di tecnologie esistenti e nuovi software o interfacce. Nella fattispecie affronteremo le applicazioni della media architecture nell’ ambito delle media facades con una attenzione maggiore alla tecnologia LED e all’ integrazione delle nuove e vecchie tecnologie alle nuove interfaccia. Una visione panoramica, in questo senso, è sicuramente rappresentato dal lavoro del Media Architect Group che ha co-organizzato la Media Architecture Conference di Londra 2007 e il Media Facades Festival di Berlino 2008 di cui riportiamo di seguito un estratto del programma .
Il Lavoro del Media Architect Group è stato continuato da un gruppo di architetti, designers e studiosi che ha fondato a Vienna nel 2009 il Media Architecture Institute e ha curato l’organizzazione del Media Faciades Summit 2010 di Francoforte.
In alto a destra immagini della video proiezione 555 Kubik, avvenuta sulla facciata del Kunsthalle ad Amburgo. Ideatore della proiezione è Daniel Rossa, mentre la produzione da parte di Urban Screen. In basso a destra il volantino del Media Facades Festival di Berlino 2008.
[Parzialmente tratto da www.mediarchitetturearchitetture.org]
Media Facades: creare nuove connessioni tra lo spazio digitale, architettura e spazio urbano. Una interfaccia tra il mondo fisico e digitale, che si collega non solo ad utenti individuali, ma anche ad interi gruppi o addirittura ad un’intera popolazione urbana e che permette di “replicare”, per esempio interagire con le facciate o modificarne il contenuto. L’esposizione è stata concepita in modo da mostrare un panorama generale con una rassegna di progetti esistenti, guardando “oltre la facciata” e rendendo visibili i materiali e le tecnologie. Focalizzeremo le caratteristiche tecnologiche che determinano l’ esperienza visuale. La media facciata va oltre una classificazione in singole categorie, inoltre è più significativo discutere le sue caratteristiche più importanti (tecnologie display, trasparenza, interazione,…), infatti i singoli progetti presentati si basano su gli stessi elementi di design, interpretati in forme e modi diversi. Il diagramma sottostante classifica la media facciata, ponendola in relazione ai singoli elementi e aspetti tecnologici da cui è composta.
I progetti includono la Gallerie Store di Seaul di UN studio e Arup LightIng, Centro de Creation Contemporanea di Cordoba di Reality United e l’Allianz Arena di Herzog & Meuron.
Tecnologie display
ne sono un chiaro esempio.
Il miglior punto di partenza per le considerazioni tecnologiche è determinare che tipo di luce la media facciata utilizza: emette attivamente luce o crea immagini attraverso movimenti meccanici sulla superficie dell’edificio? Sia le media facciate statiche che quelle dinamiche lavorano con un’illuminazione passiva: usano la luce del sole o dell’ambiente e la modulano per creare effetti di superficie e immagini. Esempi di questo sono i progetti Flare o DAISY.WORLD. Esistono diverse tecnologie per la produzione di luce sulle media facciate ( Led, fluorescenze, … ) e similmente esistono metodi differenti per muovere le parti meccaniche: dall’aria compressa all’ utilizzo di energia eolica. Un caso speciale è rappresentato dalla “facciata già costruita”: la luce in questo caso non è autogenerata dalla facciata, ma la superficie dell’edificio è usata come uno schermo e la proiezione proviene dall’esterno o in alternativa, dall’interno attraverso aree trasparenti,ingenerelefinestre. Le video proiezioni ( Kubik ,Kreisrot, Jump) di Daniel Rossa e Urban Screen
Proprietà dell’ Immagine Risoluzione: dipende da quanti pixel è composta l’immagine. Lo spettro è enorme – alcuni esempi: Blinkenlights centoquarantaquattro pixel, Uniqua circa centosessantamila, Grand Lisboa più di un milione. Un gran numero di pixel non necessariamente migliora la qualità dell’immagine. Blinkenlights dimostra che con pochi pixel, ma una risoluzione più grande, si può avere una immagine più definita e nitida. Grandezza pixel: quanto grandi devono essere e quanto distanti l’uno dall’altro partendo dal centro. Diffusione: la grandezza dei singoli pixel ha un grande effetto sull’osservatore. E’ possibile modificare la sorgente di luce da un paio di millimetri (come i LED), fino al diametro di un metro, attraverso l’uso di facciate diffuse, come nel caso della Gallerie Store a Seoul. Distanza dall’osservatore: c’è una diretta relazione tra le proprietà della dimensione dei pixel e la diffusione, perché più grande è il pixel,
In alto e le prime due immagini a destra: la proiezione Kreisrot avvenuta sulla facciata del Bauhaus nel 2008. La sequenza di quattro immagini in basso a destra: la proiezione Jump!; alcune fasi delle riprese degli acrobati che interagiscono con la facciata, lo sfondo blu che poi viene rimosso in fase di montaggio del video.
più lontano deve stare l’osservatore dall’immagine per riconoscere un’immagine definita d’insieme ma visto da molto vicino possono crearsi interessanti effetti astratti. Nitidezza: queste tecnologie display sono molto variabili rispetto alla nitidezza. Fra tutti i display attivi, solo i Led sono chiari abbastanza da rimanere visibili alla luce diretta, anche se durante la notte, troppa brillantezza può avere effetti negativi, condizionando i residenti e il traffico. Tonalità: dal punto di vista tecnologico sono a disposizione più o meno colori. La risoluzione a meno colori (come l’uso di BIX, SPOTS, Blinkenlights o Chanel Tower a Tokyo), può essere inoltre usato a livello stilistico, i LED permettono la creazione di spazi colorati con milioni di colori.
Integrazione dei display negli edifici l’integrazione è determinante per la realizzazione delle facciate media. Senza integrazione, il display sembra appoggiato e costituisce un proprio livello a se stante, che sembra staccato dall’edificio. Se un display è integrato bene nell’edificio, allora questi due si fondono in qualcosa di nuovo, che chiamiamo mediaarchitettura. In aggiunta all’integrazione costruttiva, il contenuto può essere personalizzato nel rispetto dell’edificio, enfatizzando l’unità display-edificio. Poiché l’integrazione displayedificio non è una semplice caratteristica superficiale ristretta alla facciata, il termine media- architettura sembra essere più comprensivo. Queste sono le ragioni a favore di questa nuova definizione: il media concept non deve solo includere la facciata, ma anche l’illuminazione della stanza e di conseguenza raggiungere dalla superficie l’interno dell’edificio; lo spazio e l’aspetto mediatico si sovrappongono, così che il processo comunicativo evolve, in modo da legarsi
dell’edificio, ma anche all’interno, nella sfera pubblica intorno all’edificio. Il termine “architettura” trae vantaggio da questo, dal fatto che si apre a “processi” e “strutture non spaziali”. In alcuni casi, un’integrazione riuscita può essere realizzata a posteriori e la media facciata è installata solo dopo.
Permanente o Temporaneo Strettamente collegato al problema dell’integrazione è la questione della durata dell’installazione della facciata. Generalmente si pensa che le installazioni permanenti debbano dare risultati migliori, poiché vi sono spese più attenzione e più soldi.
Dimensionamento Un altro aspetto dell’integrazione è il dimensionamento. Poiché gli edifici sono strutture spaziali, ovviamente le media-facciate devono avere un effetto spaziale. Solo in casi rari ed eccezionali è possibile e significativo per un display occupare tutto lo spazio tridimensionale di un edificio, ma questo porta
facilmente a problemi con gli occupanti. Ci sono già alcune soluzioni che includono l’illuminazione delle stanze dell’edificio nella proiezione. Fintantoché non ci sono persone nell’edificio la proiezione in profondità dell’edificio è quindi possibile, ma è temporaneamente ristretta a un paio di giorni all’anno e a poche ore ogni giorno. Più comuni comunque sono le proiezioni “2.5D”. Significa che le media-facciate non sono ristrette a una sola superficie ma girano attorno ai bordi dell’edificio ( Galleria Store ), o si estendono su superfici sferiche ( Uniqua e Grand Lisboa).
Trasparenza A volte le media-architetture entrano in conflitto con le altre funzioni dell’edificio, a tale proposito un aspetto da non sottovalutare riguarda l’illuminazione della facciata e la sostenibilità energetica. Infatti i componenti della media-facciata coprono parte della superficie dell’edificio, ciò spesso causa una scarsità di luce all’interno. Per questo motivo sono state applicate diverse soluzioni per ridurre le parti che
emettono luce e per massimizzare la loro luminosità. Le proprietà dei LED aiutano poiché prevedono componenti fortemente integrati nella facciata come rivestimenti e schermi solari, che permettono di regolare la quantità di luce solare filtrata. C’ è sicuramente un conflitto logico tra le performance della luce emessa e la risoluzione o la grandezza del pixel anche nei casi in cui la fonte luminosa è integrata nella facciata. Per ottenere una risoluzione più integrata o per ridurre la grandezza dei pixel tra le file, la griglia in facciata deve essere calcolata attentamente o in alternativa gli schermi solari o altri componenti simili devono essere posti di fronte alla facciata, il che necessariamente compromette le performance il giorno. Soluzioni soddisfacenti sono ottenute attraverso l’uso di componenti antistanti le facciate con integrate fonti di illuminazione che garantiscono sia un’alta qualità dell’immagine e un’elevata durata. Per gli occupanti non è importante solo ricevere sufficiente luce ma anche avere una visuale non ostruita. Una facciata può essere traslucida ma non trasparente, come nel caso della Torre Chanel a Tokio. Uno degli obiettivi del progettista in questo caso è
di dissolvere le singole fonti luminose in superfici luminose usando del vetro “privalite” o meglio vetro a opacità controllata. L’effetto ottenuto in questo caso va a scapito degli occupanti che non possono vedere chiaramente al di fuori durante la proiezione. Inoltre questi vetri diffusi hanno come effetto che parte della luce è riflessa all’interno, quindi uno schermo si abbassa appena il display è in funzione, compromettendo la qualità ambientale.
Il media contenitore e l’edificio
Questo aspetto è legato a quale tipo di proiezione si vuole ottenere: se debba svilupparsi nell’edificio come struttura spaziale o solo a livello superficiale. Inoltre un altro caso è strettamente connesso all’integrazione del display nell’edificio: anche se l’integrazione è omogenea, la proiezione può non stabilire una relazione con l’edificio. Tuttavia in un progetto riuscito, tutti i livelConsumo energe- li d’integrazione - edificiotico e Sostenibilità display, edificio-proiezione - dovrebbero essere equiliIl consumo dipende dalla brati, studiati e considerati potenza effettiva dei dispo- come vantaggi. Nel corso sitivi illuminanti quanto dal della progettazione spesso loro numero e luminosità. si dimentica che il valore non I LED son veramente effi- si giudica solo dal numero di cienti, ma se usati in grande persone che assistono alla numero (in alcuni progetti il proiezione, ma anche da loro numero va oltre il mi- come questa condiziona la lione di unità) allora il loro loro percezione dell’edificio. consumo si accumula o si eleva esponenzialmente. Interazione Più nitidi sono, più e grande la superficie totale, e più den- L’interattività rappresenta samente sono distribuiti, più forse la più grande possibiè alto il consumo energetico. lità di unione e identità tra due sfere altrimenti separate: coloro che “abitano” l’edificio e la media-architettura. Nella proiezione di Blinkenlights a Berlino, gli “utenti”
hanno differenti possibilità di comunicare con l’edificio stesso, o con altri cittadini di Berlino. Il web e gli accessi pubblici al software giocano un ruolo determinante nella formazione di una comunità intorno a Blinkenlights.
In alto a destra: Blinkenlights, Belino 2003 Architetto Hermann Hanselmann (1961) Mediafacciata: Chaos Computer Club In alto al centro: Flare -kinetic ambient reflection membrane, 2008 Design e sviluppo: WHITEvoid interactive art & design Visualisierung: WHITEvoid In basso a destra: DAISY.WORLD, 2008 Design e sviluppo: AAA. Arts and Architettural,Thomas Nicolai Visualisierung: Thomas Nicolai/Daisy. World
Nella paggina precedente: Chanel Tower, Tokio, 2004 Architetto: Petre Marino Mediafacciata: Lighting Science In questa paggina in alto a destrra: Allianz Arena, Munich, 2005 Architetti: Herzog& de Meuron/ Siteco In questa paggina in basso: Galleria Store, Seoul, 2004 Architect: UN Studio Mediafacciata: UN Studio/ Aruo Lighting/ Xilver. Links: www.mediaarchitettra.org www.europeansystemsolution.com www.led-art.nl/#object4 www.ledcom.eu www.rossarossa.de www.urbanscreen.com www.blinkelights.de/index.en.html www.allianz-arena.de www.chanel-ginza.com/facade/index.html www.daisywordproject.de www.erfurt-web.de/NicolaiTomas
www.xilver.nl/projects.php www.unstudio.com www.arup.com
La tecnologia LED [Da Wikipedia, l’enciclopedia libera]
Il Light Emitting Diode ( diodo a emissione luminosa ) è sicuramente una tecnologia nota da decenni ( il primo LED fu sviluppato nel 1962 ) I primi LED erano disponibili solo nel colore rosso, successivamente ne vennero sviluppati che emettevano luce gialla e verde, principamente erano utilizzati come indicatori nei circuiti elettrici. Negli anno novanta vennero realizzati LED con efficienza sempre più alta e in una gamma di colori sempre maggiore fino a quando con la realizzazione di LED a luce blu fu possibile realizzare dispositivi che, integrando tre LED (uno rosso, uno verde e uno blu), potevano generare qualsiasi colore. La forza commerciale
di questi dispositivi si basa sulla loro potenzialità di ottenere elevata luminosità (quattro volte maggiore di quella delle lampade fluorescenti e filamento di tungsteno), basso prezzo, elevata efficienza ed affidabilità (la durata di un LED è di uno-due ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose, specie in condizioni di stress meccanici); inoltre essi non richiedono circuiti di alimentazione complessi. Ciò ha fatto si ci che i LED in questi anni si siano diffusi in svariate applicazioni: telecomandi a infrarossi, indicatori di stato (lampadine spia), retroilluminazione di display LCD, cartelloni a messaggio variabile, illuminazione; sono solo alcune delle molteplici applicazioni. I consumi e l’impiego nell’illuminazione. I LED sono sempre più utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali. Inizia a diffondersi il loro uti-
lizzo nell’illuminazione domestica, quindi in sostituzione di lampade ad incandescenza, alogene o fluorescenti compatte (comunemente chiamate a risparmio energetico). Infatti, l’efficienza luminosa quantità di luce/consumo ( lm/W ) è stato calcolato di un minimo di 3 a 1. Fondamentalmente, il limite dei LED per questo tipo di applicazione è la quantità di luce emessa (flusso luminoso espresso in lumen), che nei modelli di ultima generazione per uso professionale si attesta intorno ai 120 lm, ma che nei modelli più economici raggiunge solo i 20 lumen. Il loro utilizzo diventa invece molto più interessante in ambito professionale, dove l’efficienza luminosa pari a 40-60 lm/W li rende una sorgente appetibile. Come termine di paragone basti pensare che una lampada ad incandescenza ha un’efficienza luminosa di circa 20 lm/W, mentre una lampada ad alo-
geni di 25 lm/W ed una fluorescente lineare fino a 104 lm/W. Altro loro limite nell’illuminazione funzionale è che le loro caratteristiche di emissione e durata sono fortemente condizionate dalle caratteristiche di alimentazione e dissipazione. Diventa dunque difficile individuare rapporti diretti tra le varie grandezze, tra le quali entra in gioco anche un ulteriore parametro, ovvero l’angolo di emissione del fascio di luce, che può variare in un intervallo compreso tra circa 4 gradi e oltre 120. I LED sono ad oggi molto utilizzati quando l’impianto di illuminazione deve avere le seguenti caratteristiche: miniaturizzazione,colori saturi, effetti dinamici (variazione di colore RGB), lunga durata e robustezza, valorizzazione di forme e volumi. Concludendo, i vantaggi dei LED dal punto di vista illuminotecnico sono: durata di funzionamento (i LED ad alta emissione arrivano
a circa 50.000 ore) assenza di costi di manutenzione, elevato rendimento (se paragonato a lampade ad incandescenza e alogene), luce pulita perché priva di componenti IR e UV, facilità di realizzazione di ottiche efficienti in plastica, flessibilità di installazione del punto luce, colori saturi, possibilità di un forte effetto spot (sorgente quasi puntiforme) funzionamento in sicurezza perché a bassissima tensione (normalmente tra i 3 e i 24 Vdc), accensione a freddo (fino a -40 °C) senza problemi, insensibilità a umidità e vibrazioni, assenza di mercurio, durata non influenzata dal numero di accensioni/spegnimenti.
LED, “macchine reversibili” Anche se è cosa poco nota, i LED sono “macchine reversibili”: infatti, se la loro giunzione viene esposta diretta
mente ad una forte fonte luminosa o ai raggi solari, ai terminali appare una tensione, dipendente dall’intensità della radiazione e dal colore del led in esame (massima per il blu). Questa caratteristica viene abitualmente sfruttata nella realizzazione di sensori, per sistemi di puntamento ( inseguitori solari ) di piccoli impianti fotovoltaici o a concentratore e per molti altri scopi.
Gli schermi a LED A causa delle alte prestazioni e dei bassi consumi la tecnologia LED si sta incominciando ad affermare come strumento di retroilluminazione negli schermi a cristalli liquidi LCD. Questo tipo di schermi, per i consumi, le dimensioni, e la risoluzione delle immagini rimane legato al mercato dei televisori o degli schermi per computer; comunque un settore dove le merci raggiungono una certa obsolescenza, più di
quanto non lo siano realmente le loro tecnologie . Un ambito invece dove la tecnologia LED fa da leader da diversi anni è quello dei mega schermi, o dei cartelloni pubblicitari. Infatti, come già detto dagli anni novanta, con la realizzazione di LED a luce blu fu possibile integrando tre LED ( rosso, verde, blu ) generare qualsiasi colore. Questi aspetti hanno permesso la realizzazione di maxi schermi, di estese dimensioni, e ad alta risoluzione. Sono molti i brevetti e le tecnologie in questo ambito, ma si può tentare di semplificare il discorso. La qualità delle immagini di questi schermi varia in base alla densità dei punti luminosi, i pixel. Senza dubbio, la risoluzione (numero di pixel per metro quadrato) è l’elemento fondamentale nella qualità della grafica. Negli schermi tradizionali a colori ogni pixel è costituito da un insieme di LED a tre tonalità base (Rosso, Verde e Blu: RGB).
Questi pixel sono “racchiusi” nelle placchette di circuito e vengono guidati elettronicamente “da pixel a pixel”, come fossero unità inseparabili. Ciò fa si che anche avendo un basso numero di pixel per metro quadro, e dunque meno LED, si può avere una risoluzione tale da avere un’immagine ottima se vista da lontano. In più la tecnologia HDL ( acronimo di High Diffusion Light ) ne aumenta il contrasto, la brillantezza e la luminosità, diminuendo drasticamente i consumi, secondo una stima dei produttori su un mega schermo di dimensioni mt 3x2, si passa 2,6 kW/h dei vecchi sistemi a soli 0,48 kW/h. Di solito questi schermi sono modulari e ogni singolo modulo è un’unità indipendente, di alluminio, composta da una griglia di alette (dove si attaccano i LED ) che garantisce la dispersione del calore accumulato ed è anche perfettamente impermeabilizzata. Ma queste sono solo
alcune delle caratteristiche di questi schermi, su cui i produttori si concentrano, per agevolarne l’uso in esterno. Di seguito riportiamo, a scopo informativo alcune delle note tecniche fornite dai produttori di questi mega schermi, e uno schema di funzionamento dei LED (RGB).
Links www.arttechonline.com/prodotti.html www.new.ciessesistemi.it firmchannel.com/l_it/led_displays