Emphatisches Beleuchten

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1 Emphatisches Beleuchten Kurzbeschreibung Beim emphatischen Beleuchten wird vom Objekt aus der Betrachter beobachtet und danach das Objekt beleuchtet. Beim Ansehen kann der Betrachter vollständig auf eine aktive Steuerung der Beleuchtung verzichten. Bild des Prototypen 2 Beleuchter und in der Mitte der ipod zur Bildverarbeitung. Beschreibung Künstliches Licht schließt fast zwangsläufig eine aktive Steuerung der Beleuchtung mit ein. Schalter irgendwelcher Art müssen irgendwie bewegt werden.

2 Make Light-Wettbewerb 2013 Intelligentes Licht Wird im Vergleich dazu der Betrachter selbst aktiv beobachtet, kann aus seiner Position und seinem Verhalten ein Objekt beleuchtet werden, ohne dass der Betrachter selbst aktiv wird, oder aber das Objekt permanent angeleuchtet wird. Dafür werden mit Hilfe der Gesichtserkennung die Position und Blickrichtung des Betrachters ermittelt und das Objekt entsprechend ausgeleuchtet. Bereiche des Objektes, die nicht betrachtet werden, können abgedunkelt bleiben. Dazu werden mindestens 2 Strahler auf Dreh-Schwenkbügeln ("Pan-Tilt") montiert und durch Servo-Motoren bewegt dem Betrachter nachgeführt. Die Rolle des Betrachters bleibt dabei passiv. Eine manuelle Steuerung muss deswegen nicht ausgeschlossen sein. Helligkeitsausgleich Abhängig von der Position des Betrachters und der Distanz der Beleuchter zum Blickpunkt wird die Helligkeit jedes einzelnen Beleuchters angeglichen. Damit bleibt das Objekt für den Betrachter immer wie in einem perfekten Lichtfeld ausgeleuchtet. Farbausgleich In Maßen kann über die Ansteuerung der RGB-Farben der LEDs die Farbe über das Licht korrigiert werden. Grelle Farben, die ein Beobachter beispielsweise mit seiner Kleidung in die Szene einführt, können so ausgeglichen werden.

3 Steuerung Zentral gesteuert wird das System durch einen kleinen mobilen Computer. Der einfache ipod mit Kamera ermittelt über eine Gesichtserkennung die Position des Betrachters im Bild. Daraus wird der Blickpunkt berechnet. Genutzt werden das Zentrum des Gesichts und die Positionen der beiden Augen, wie sie von dem Softwaredetektor angeboten werden. Zum Farbausgleich wird die Farbe über die linke und rechte Seite des Bildes gemittelt und bei extremen Werten ausgeglichen. Hier kann es zu unvorhergesehenen Rückopplungen wie in der Akustik kommen. Datenübermittlung Daraus werden über etwas Winkelgeometrie die Positionsangaben, helligkeits- Farbanweisungen für alle Beleuchter berechnet. Nur 5 Werte werden übergeben: 2 Winkelanweisungen, für jeden der beiden Servos eine, und 3 Farbwerte für die LED. Weil es ein ios-gerät ist, wird zwingenderweise jeder einzelner Beleuchter über ein drahtloses Netzwerk mit der IP-Adresse des Shields angesteuert. Materialliste Kosten Beleuchter Licht 1 LED-RGB 25 1,20 + Reflektor + Kappe 0,70 Halterung ca. 0,90 3 Widerstände 0,75 Breadboard Mini 3,95 Steckkabel ca. 1,00

4 Beleuchter zusammen 8,50 Bewegung Dreh-Schwenkbügel mit 2 Servo-Motoren (CHF 19,90)ca. 16,15 Steckkabel ca. 0,35 16,50 Steuerung Arduino Uno R3 25,00 Ethernet Shield 12,50 Netzteil 5,50 Ethernet-Kabel ca. 2,00 45,00 Beleuchter gesamt ca.: 70,00 Steuerung ipod mit Kamera (z.b. generalüberholt) 159,00 WiFi-Router (z.b. ebay) ca. 10,00

5 Steuerung gesamt ca.: 169,00 Gesamtsystem: 2 Beleuchter 140,00 Steuerung 169,00 Kosten für das gesamte System : 309,00 Damit sind alle Kosten erfasst. Sind Geräte wir ein WiFi-Router, ipod oder iphone schon vorhanden, bleiben nur die Kosten für die beiden Beleuchter. Hier liegt der Hauptanteil dann bei dem Arduino mit dem Ethernet-Shield. Werden nur die spezifischen Teile berücksichtig, liegen die Kosten je Beleuchter bei etwa 25, zusammen also etwa 50 Euro. Bauanleitung Step by Step Bevor begonnen werden kann, sollte ein Netzwerk eingerichtet sein. Der Router muss, wie es eigentlich auch Standard ist, so konfiguriert sein, dass die drahtlosen und drahtgebundenen Geräte in einem lokalen Netzwerk sind. Mit einem DHCP-Server ist das getan.

6 Die LED wird auf den Reflektor montiert und mit der Kappe abgedeckt. Die Kabel werden aufgesteckt und durch den Halter gezogen. Damit ist die LED im Halter fixiert. Der Halter wird auf den Dreh-Schwenkbügel montiert und die Kabel am Breadboard angeschlossen. Der Schaltplan für einen Beleuchter. Mit einigen Steckverbindern ist die gesamte Verkabelung in einigen Minuten auf dem Breadboard erstellt. Die Widerstände dürfen nicht vergessen werden.

7 Die beiden Boards selbst werden aufeinander gesteckt, und mit dem Breadboard verbunden. Die eigentlichen Daten zum Ansteuern der Servos und der LED kommen über das Netzwerk, also die Ethernet-Schnittstelle des oberen Boards. Software Für zwei ganz unterschiedliche Computerumgebungen muss Software entwickelt verwendet werden, ios und Arduino. ios Die Software unter ios ist unter Cocoa entwickelt. Wichtige Komponenten sind AVFoundation, vor allem AVCamera, und Core Image, insbesondere CIDetector. Zum Übertragen wird von einem WebView ein NSURLRequest ausgeführt. Arduino Beim Arduino ist ein einfacher Webserver installiert. Alle Werte werden direkt aus der Anfrage ausgelesen und bearbeitet. Zu beachten ist, dass für jeden Beleuchter ein eigenes Programm geschrieben werden muss, weil die IP-Adresse anders nicht übermittelt werden kann. Referenzen Ein vergleichbares Projekt ist mir bisher nicht bekannt.

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