RGB-Shader ­ Seek & Shade

Technologie IV | BDE-SIAD-4030-01.09F.001

RBG-Shader 1.0

Seek & Shade Dokumentation Z端rcher Hochschule der K端nste Departement Design Interaction Design Program Dozent | Dipl. IAL FH Raphael Perret Kurs | Electronics & Physical Computing II Semester | HS 2008/09 Student | nino.cometti@zhdk.ch Student | philippe.meier@zhdk.ch

Aufgabenstellung

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Ausgangslage / Material: - Philips RGBA Modul - Philips Intuos DALI/DMX Lichtsteuerung - Philips LED Treiber - DMX Shield f端r Arduino - Arduino 2009 - div. Elektronik - Low Budget Aufgabe: Mit den bereitgestellten Materialien eine Leuchte bauen, welche auf die Umwelt reagiert. Gestaltungsgegenstand sind dabei die Interaktion, wie auch die dreidimensionale Form.

Recherche Recherche .

Eine der ersten Aufgaben in diesem Modul war sich mit Lichtsituation zu beschäftigen.

Wir sind zu früher Morgenstunde (5.30 Uhr) in die Strassen raus und haben Lichtstimmungen fotografisch festgehalten.

Mit der fortschreitenden Stunde veränderten sich die Lichtverhältnisse. .

Als weiteren Einstieg in die Welt der RGB LED Leuchten besuchten wir das Gewerbemuseum in Winterthur.

Uns faszinierten die mehrfarbigen Schatten welche entstehen. Wunderschön zu sehen war dass die Farbmischung bei RGB LED Leuchten additiv funktioniert und dadurch jegliche Farbtöne gemischt werden können. .

Nach dem Besuch im Gewerbemuseum stand gegen Abend eine Interaktive Lichtinstallation im Stadtpark von Uster auf dem Programm.

Die Beleuchtung des Stadtparks bestand aus einer Installation von LED-Leuchten die auf Bewegung reagierten. Die Leuchten werden auf einer minimalen Leuchstärke gehalten. Die Leuchten reagieren auf Passanten und werden heller., sobald man sich auf Höhe der Leuchte befindet.

KonzeptPhase

Inspiration Wo natürliches Sonnenlicht in einen Raum eintritt entstehen spannende „Lichtwürfe“, „Lichtschätten“. Diese sind nie statisch. Die Farbigkeit, Helligkeit und Form ist immer ein wenig in Bewegung. Diese „Lichtwürfe“ erzeugen eine eigene Stimmungen bzw.

Atmosphären. Bei Veränderung der Position, Farbe oder Helligkeit der Lichtquelle verändert sich die Form und die Wirkung wodurch eine interessante Eigendynamik entsteht.

Anders ist es wenn Leuchten Manuell platziert werden. Die Stimmung wird Inszeniert und bleibt sehr statisch, oft hat nur der Dimmfaktor einfluss auf die Stimmung im Raum.

Erster Konzeptansatz / Experimente Wir stellten im Verlaufe der ersten Versuche mit den RGB-A Leuchten fest, dass sich viele Gruppen über den 3farbigen Schattenwurf von angestrahlten Objekten ärgerten.

Unteranderem hatten wir auch selbst schon diese Schattenwürfe festgestellt.

Warum nicht diese ärgerlichen Schatten untersuchen und gleich als Grundidee verwenden?

Wir entschieden uns, teilweise auch inspiriert von den Van Nutt Visuals, ein Art Schattenprojektion zu konzipieren. .

Der erste Konzeptansatz bestand darin einen „interaktiven“ Schatten zu generieren.Dessen Wachstum würde dann durch eine interaktion des Benutzers/Betrachters beinflusst.

Konzept / Idee .

Unser Konzept hat sich während des Experimentierens immer weiterentwickelt.

Schlussendlich sind wir an einem Punkt angelangt an dem wir entschieden alles über den Haufen zuwerfen und das Konzept mit der gleichen Grundidee anders anzugehen.

Unsere Idee ist eine Leuchte zu entwickeln, welche selbstständig den Raum „analyisiert“ und immer neue, eigenständige Stimmungen erzeugen kann.

Der Prozess der Leuchte ist folgender: In einem ersten Schritt wird mit Hilfe eines Distanzsensors die Umgebung analisiert. So können Objekte und mögliche Leinwände für den Schattenwurf identifiziert werden.

Kurz aufeinander folgende „Distanz-Ausschläge“ werden als mögliche interessante Objekte in einer Chart gespeichert.

Anschliessend wechselt die Leuchte in den Ambientmodus und fährt abwechslungsweise zu den einzelnen Positionen und beginnt mit dem Ambientmodus.

Im Ambientmodus macht sie feine Bewegung um eine gewisse Dynamik zu erzeugen und faded von einer zufälligen Farbkombination in die nächste. Zusätzlich registriert ein Wärmesensor die Raumtemperatur und passt die Lichtwärme an. Ist es im Raum kalt wird die Farbe kälter-, ist es warm wird sie wärmer-abgemischt, dies verstärkt die Stimmung im Raum.

Umsetzung

Aufbau Unsere Leuchte besteht aus einem simplen Gehäuse. Kabel, ein paar Sensoren und 2 Servos.

Und natĂźrlich auch eine paar Zeilen Code, um das ganze abzurunden. .

Mit den Servos erreichen wird dass die Leuchte von einem fixen Standort, ein bestimmtes Umfeld abdeckt und sich darin frei bewegen kann. .

Die ganze Elektronik musste korrekt verkabelt und verlĂśtet werden.

Mit dem Arduino (Microcontroller) werden alle Sensoren ausgelesen und die Servos wie die Leuchte entsprechend angesteuert.

Code Ăœber den Code wird die ganze Funktionalität dieser Leuchte gesteuert. Der Code wird auf das Arduino geladen, das Arduino mit einer 5V Baterie gespiesen.

Das Arduino bekommt folgende inputs: - Lichtsensor - Distanzmesser - Temperatursensor Das Arduine steuert folgende Elemente an: - RGBa Modul - Servos Registriert der Lichtsensor dass es dunkel ist erweckt die Leuchte zum leben. Wird es wieder hell schaltet sie sich wieder aus.

In einem erstenschritt scannt sie die Umgebung. Der Distanzmesser registriert ob Objekte vor einer potenziellen Leinwand stehen und genug Distanz fĂźr eine Schattenprojektion vorhanden ist und speichert die Position. Ist der Scan abgeschlossen wird die Leuchte die gespeicherten Positionen nacheinander einnehmen und das RGBa Modul nach bestimmten Lichtwerten einschalten.

Mit dem Temperatursensor wird die Lichttemperatur bzw. die Farbtemperatur der Raumtemperatur angepasst.

Video

Fazit Es war interessant mit einer solchen Aufgabenstellung konfrontiert zu sein.

Unteranderem ist auch das Eintauchen in den Bereich der Elektrotechnik immer wieder ein faszinierendes Erlebnis.

Schlussendlich sind wir mit unserem Resultat ziemlich zu frieden. Die vier Wochen im dunkeln mit L.E.D. Licht zu experimentieren hatten es in sich.

Vor allem beim Programmieren wurden wir gefordert, da in der Arduino Entwicklungsumgebung eine Debugging Funktion fehlt.