Collaboration & Education: Medientechnik in Universitäten
Hörsaal V57.03: Versuche in Slowmotion
von Jörg Küster, Artikel aus dem Archiv vom
Auf dem zur Universität Stuttgart gehörenden Campus Vaihingen wurde der denkmalgeschützte Hörsaal V57.03 mit neuer Medientechnik ausgestattet. Bei einem Besuch in der baden-württembergischen Landeshauptstadt sprachen wir mit dem Planer über das unerwartet anspruchsvolle Unterfangen und dessen nicht ganz alltägliche Herausforderungen.
Seit den 1960er-Jahren konzentrieren sich an der Universität Stuttgart wesentliche Teile der technisch-naturwissenschaftlichen Institute auf dem Campus Vaihingen. Großbauten wie das Naturwissenschaftliche Zentrum (NWZ) versprühen dort mit riegelförmigen Hochhäusern sowie als Appendizes angegliederten Hörsälen den eigenwilligen Charme einer Epoche, in der Sichtbeton (béton brut) hoch geschätzt wurde. Der größtenteils graue Charakter der Nachkriegsmoderne wird inzwischen als historisch bedeutsam und somit als schützenswert erachtet, weshalb auf dem Campus Vaihingen architektonische Unikate wie der in jeder Hinsicht bemerkenswerte Hörsaal V57.03 unter Denkmalschutz gestellt wurden.
Vierhundert kobaltblau lackierte Sitzplätze verteilen sich im tageslichtfreien Hörsaal V57.03 ebenso steil aufsteigend wie farbkontrastgewaltig vor orangefarbenen Rückwänden und kreieren in Kombination mit dem allgegenwärtigen Sichtbeton ein von Neonröhren erhelltes Ambiente.
„Beim Hörsaal V57.03 handelt sich um den einhundertsten Hörsaal, für welchen wir im Auftrag der Universität Stuttgart eine neue medientechnische Ausstattung geplant haben“, berichtet Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Kössinger, Geschäftsführer der Wireworx Gesellschaft für audiovisuelle Medien mbH. „Bereits 2012 haben wir erste Hörsäle der Universität Stuttgart mit zeitgemäßer Medientechnik ertüchtigt, und es wurde ein Anforderungskatalog entwickelt, in dem festgelegt ist, welche Kriterien in einem Hörsaal zu erfüllen sind.“
Ein als Appendix an das NWZ angeliederter Hörsaal (links im Bild) (Bild: Jörg Küster)
Im Gegensatz zu den 99 zuvor an der Uni zeitgemäß aufgerüsteten Hörsälen waren bei Nummer 100 diverse Auflagen des Denkmalschutzamtes zu berücksichtigen. Die Arbeiten konnten, wie an Universitäten üblich, ausschließlich während der Semesterferien stattfinden, und eine Abstimmung mit der für die Hörsaalbuchung verantwortlichen Stelle war aufgrund auch zur Ferienzeit stattfindender Prüfungen unabdingbar. Der Planungsauftrag für Wireworx umfasst an den Standorten Stuttgart-Stadtmitte und Stuttgart-Vaihingen 120 (!) Hörsäle unterschiedlicher Größen.
Projiziert werden Bilder im 16:9-Format auf zwei fest installierte, nicht überlappende „Flex White CI“-Folien. Das weiße Reflexionssegel musste trotz elektroakustischer Beschallung aus Denkmalschutzgründen im Saal verbleiben. Davor im Bild: Schwarze Source Four LED Series 2 Daylight HD Profilscheinwerfer. (Bild: Jörg Küster)
„Wir haben uns bereits zu einem frühen Zeitpunkt intensiv um einen Dialog mit allen Beteiligten bemüht und Fragen zur Medientechnik nach bestem Wissen beantwortet“, erklärt Jürgen Kössinger und weist darauf hin, dass durch offene Gespräche einzelne zunächst vorhandene Bedenken des Denkmalschutzamtes sowie anderer Entscheidungsträger ausgeräumt werden konnten. „Alle Beteiligten haben als Team gut funktioniert!“, stellt der Wireworx-Geschäftsführer rückblickend fest.
Ein fest zur Ausstattung des Saals gehörender Servicelift wird bei den regelmäßig anberaumten Wartungsintervallen in luftiger Höhe an Schienen über die gesamte Breite des Saals bewegt. (Bild: Jörg Küster)
Bezüglich seiner Ausstattung ist Hörsaal V57.03 auf die Bedürfnisse von Physikvorlesungen zugeschnitten, wird aber auch von Mathematikern gerne in Anspruch genommen. Ebenerdig eingerichtete Versuchsaufbauten sind regelmäßig Bestandteil der Vorlesungen. Die neu eingebrachte Medientechnik wurde zum Wintersemester 2018 in Betrieb genommen; als Errichter wurde die Cancom GmbH (Niederlassung Stuttgart) aktiv.
Die Anbringung der Einhausung mitten im Gestühl entpuppte sich als nicht ganz triviale Aufgabe. (Bild: Jörg Küster)
In anderen Hörsälen des Naturwissenschaftlichen Zentrums konnten neue Projektoren von der Decke abgehängt oder in Projektionskabinen integriert werden. Für Hörsaal V57.03 musste allerdings eine andere Lösung gefunden werden: Die Montage an Deckenhalterungen war nicht möglich, da ein fest zur Ausstattung des Saals gehörender Servicelift bei den regelmäßig anberaumten Wartungsintervallen in luftiger Höhe an Schienen über die gesamte Breite des Saals bewegt wird. Der Initiator dieser zur Zeit des Hörsaalbaus mit Bedacht realisierten Lösung konnte eine Deckenmontage von Projektoren nicht vorhersehen. Bedingt durch das steil ansteigende Gestühl schied im Hörsaal V57.03 eine Beamer-Anbringung an der Saalrückwand ebenfalls aus – der Strahlengang wäre durch die Sitzgelegenheiten massiv tangiert worden.
Als Resultat diverser Überlegungen fiel die Entscheidung letztlich zugunsten einer Anbringung mitten im Gestühl, was sich als nicht ganz triviale Aufgabe entpuppte: Es musste sichergestellt werden, dass sich bei Vorlesungen keine Personen in den direkten Strahlengang begeben können, was heute durch eine Anbringung im zweiten Rang sowie einen Lichtaustritt in Höhe von 2,32 Meter (gemessen ab Boden 2. Rang) der Fall ist. Weiterhin war eine Einhausung vonnöten, um die Betriebsgeräusche der Beamer abzuschirmen. Eine ausreichende Kühlung konnte durch die Anbindung an einen Druckraum erreicht werden, der sich unterhalb des Gestühls befindet und Teil der Belüftungsanlage ist. Schließlich sollte die Einhausung auch Schutz gegen Vandalismus bieten. Bemerkenswertes Detail: Auf expliziten Wunsch der Architekten bedeckt das Glas, durch das die Projektionsstrahlen dringen, nicht nur die gesamte Breite der Einhausung, sondern auch Teile der seitlichen Flächen. Die Fertigung der Einhausung übernahm die BFE Studio und Medien Systeme GmbH.
„Einen geeigneten Platz zu finden und die Einhausung unter Berücksichtigung aller Parameter zu planen, war eine echte Herausforderung“, erinnert sich Jürgen Kössinger. „Im NWZ haben wir sechs Hörsäle medientechnisch ausgestattet, von denen keiner dem anderen gleicht – einen Copy/Paste-Ansatz konnten wir definitiv nicht nutzen!“ Um allen Beteiligten die Notwendigkeit einer Projektoren-Einhausung nahezubringen, wurden bei Wireworx im Vorfeld detaillierte Zeichnungen erstellt und bei Zusammenkünften präsentiert.
Verwendung finden im Hörsaal V57.03 heute zwei Epson EB-L25000U 3LCD-Laserprojektoren mit Lichtleistungen von 25.000 Lumen und nativer WUXGA-Auflösung. Projiziert werden Bilder im 16:9-Format auf zwei fest installierte, nicht überlappende „Flex White CI“-Folien (AV Stumpfl Fullwhite, aufgespannt an der Wand vorgesetzten Rahmenprofilen (Unterkante bei 2,70 Meter). Sie fügen sich harmonisch in das Ambiente ein und sind oberhalb einer zweigeteilten Kreidetafel angebracht. Die Schweißnähte der 5,50 × 3,10 Meter messenden Folien treten bei der Projektion nicht störend in Erscheinung. Oberhalb der Leinwände befindet sich ein dreiflächiges Reflexionssegel, das zur ursprünglichen Ausstattung des Hörsaals gehört und Dozentenstimmen ähnlich wie in einem Theater in Richtung Zuhörerbereich transportiert – das Segel musste trotz elektroakustischer Beschallung aus Denkmalschutzgründen im Saal verbleiben.
Mitgebrachte Laptops der Vortragenden lassen sich auf einem Dozentenmöbel abstellen, an dessen Oberfläche ein Bachmann Tischanschlussfeld die gängigen Anschlüsse bereithält. Im Hintergrund arbeitet hier wie an anderen Connector-Panels ein von Wireworx entwickeltes Retraktor-System, bei dem sich beschädigte Kabel von geübten Händen im Bedarfsfall in nur wenigen Minuten austauschen lassen.
Beschallung: Schwerpunkt auf Sprachverständlichkeit
Die Beschallung des Hörsaals V57.03 erfolgt über Fohhn Linea Focus LFI-350 Linienstrahler, deren elektronisch einstellbare Beams den Zuhörerbereich so exakt wie möglich abdecken. Trotz der nicht ganz optimalen raumakustischen Gegebenheiten wird im Hörsaal V57.03 laut Jürgen Kössinger ein STI-Wert größer als 0,6 erreicht. Da der Fokus auf der Reproduktion von Sprache liegt, kommen keine Subwoofer zum Einsatz.
Für physikalische Experimente ist ergänzend zu den Kameras eigene Videotechnik vorgesehen, die sich in einem Möbel („Mediensäule Video“) konzentriert. (Bild: Jörg Küster)
Um Zuhörer in den vorderen Sitzreihen abzudecken, fungieren Fohhn LX-60 Kompakt-Linienstrahler als Nearfills. Weiterhin sind die LX-60 als Monitore für die Vortragenden gedacht – eine erhöhte Rückkopplungsneigung besteht laut Jürgen Kössinger nicht; die Audiosignalbearbeitung wurde entsprechend angepasst.
Die drahtlose Mikrofonierung stammt von Shure und gruppiert sich um Produkte aus der ULX-D-Serie: Zwei ULXD4D-Doppelempfänger sind im Dozentenmöbel untergebracht; die abgesetzten Antennen werden an UA830 HF-Verstärkern betrieben. Großer Beliebtheit bei den Vortragenden erfreut sich interessanterweise eine „handgestrickte“ Umhänge-Lösung, welche aus einem Shure ULXD1-Taschensender, einem Kunststoff-Clip (gekürzte Sennheiser SZU 2032 Umhängevorrichtung für SK 100/300/500), einer Shure R185B-Kapsel (Niere) an einem kurzen Schwanenhals sowie einem schwarzen Schnürsenkel zusammengesetzt ist. Letzterer ist mit mehreren Knoten versehen, so dass die Schlaufenlänge passend zum individuellen Halsumfang variiert werden kann. Der Sennheiser Clip sorgt dafür, dass der umgehängte Taschensender mechanisch nach vorne kippt, was zu einer vorteilhaften Positionierung des Mikrofons führt.
Versuchsaufbauten können mit auf Stativen montierten Sony XDCAM-Camcordern detailliert aus unterschiedlichen Blickwinkeln ins Bild gerückt werden. (Bild: Jörg Küster)
Als Alternative zur von vielen Dozenten geschätzten Umhänge-Lösung stehen Monacor HSE-300/SK Kopfbügelmikrofone bereit, die gemäß Aussage von Jürgen Kössinger „nicht nur gut klingen, sondern auch angenehm zu justieren“ sind – bei einem eventuell erforderlichen Austausch dürfte das Budget darüber hinaus nicht so stark strapaziert werden wie bei den sonst in derlei Zusammenhängen oft eingesetzten Produkten anderer Marken. Handsender von Shure stehen auf dem Campus ebenfalls zur Verfügung, werden dem Vernehmen nach jedoch lediglich bei besonderen Gelegenheiten eingesetzt. Vier Funkstrecken lassen sich in jedem Hörsaal parallel betreiben.
Die Entscheidung für Produkte von Shure fiel laut Jürgen Kössinger nicht zuletzt aufgrund der zuverlässigen Akkuladetechnik, welche eine lange Betriebsdauer ermöglicht und mit der ausgedehnte Uni-Tage keine Probleme bereiten. Die Ladestationen, in welche sich Hand- und Taschensender ohne vorherige Entnahme der Akku-Module einsetzen lassen, befinden sich in einer abschließbaren Schublade des Dozentenmöbels und sollen in Zukunft möglicherweise gegen netzwerkbasierte Modelle ausgetauscht werden, was eine komfortable Fernkontrolle ermöglichen würde.
Ein Crestron TSW-1060-B-S Touchscreen ist fest in das Dozentenmöbel integriert. Im Vordergrund: Bachmann Anschlussfeld. (Bild: Jörg Küster)
Für die Signalbearbeitung und -verteilung werden in Vaihingen Audioprozessoren von Yamaha herangezogen – im Fall von Hörsaal V57.03 findet ein Yamaha MRX-7D Verwendung, in dem neben den üblichen Funktionen auch ein Pitchshift-Feedback-Supressor aktiviert ist. Das Audio-Netzwerkprotokoll der Wahl ist Dante; die Fohhn Lautsprecher der LFI-Serie sind analog angebunden. Innerhalb des Hörsaals sind diverse Einspeisepunkte für Dante-Signale vorhanden; eine raumübergreifende Dante-Vernetzung ist auf dem Campus nicht vorgesehen.
An der Universität Stuttgart können Studierende Vorlesungen nicht nur in den Hörsälen, sondern auch aus der Ferne über die eLearning-Lernplattform ILIAS folgen. Content kann sowohl zwischen den in das Campus-Netz eingebundenen Hörsälen als auch ins Internet übertragen werden. Vorlesungen und Seminare werden unter Einsatz der Open-Source-Software OpenCast zur Verfügung gestellt. Die Encoding-Hardware stammt von Teracue (2 × Teracue ENC-400).
Im Hörsaal V57.03 ist eine Sony-Kamera zwischen den Projektoren installiert. Zusätzlich befindet sich dort eine als Tracking-Sensor eingesetzte Netzwerkkamera (Level One FCS-6020). Das Tracking von Personen auf Basis des „Sensorvideos“ erfolgt auf dem Campus zentral im Datacenter, von wo aus auch die Steuersignale an die Hauptkamera zurückgesendet werden. Vortragende können entscheiden, ob und in welcher Form ihre Veranstaltungen aufgezeichnet werden. Bevor Aufzeichnungsfunktionen aktiviert werden können, muss über ein Tastenfeld auf einem Crestron TSW-1060-B-S Touchscreen ein Code eingegeben werden, woraufhin der Hinweistext „Die oben angezeigten Videobilder verlassen den Hörsaal und können aufgezeichnet oder in andere Räume übertragen werden. Bitte setzen Sie alle Anwesenden hiervon in Kenntnis.“ erscheint.
Auf dem Touchpanel zu sehen sind ähnlich wie bei einer Hinterbandkontrolle (reifere Semester erinnern sich …) die vom Server zurückgespielten Bilder der Sendeleitungen 1 und 2; das Crestron Panel lässt ansonsten die Anzeige lediglich eines Live-Videostreams zu. Die im Hörsaal anwesenden Personen werden mittels einer auf dem Gestühl einsehbaren Kontrollanzeige (grün: „Kamera an“, rot: „Aufnahme“) über das Recording informiert – Vorbehalte gegenüber einer Aufzeichnung gab es dem Vernehmen nach im Hörsaal V57.03 bislang nicht.
Dozenten entscheiden eigenständig, ob das Material direkt live ins Netz gestreamt oder zunächst aufgezeichnet wird. Es gibt Professoren, die den AV-Content erst am Ende einer Vorlesungsreihe bereitstellen, um die Studierenden zu einer persönlichen Anwesenheit im Hörsaal zu motivieren. Jenseits der Kamerabilder kann auch der Output eines Visualizers (WolfVision VZ-9.4F an Gefen EXT-HDVGA-3GSC) eingebunden werden. Ein Wacom Cintiq-Grafiktablett für Annotationen ist ebenfalls vorhanden, und Versuchsaufbauten können mit auf Stativen montierten Sony XDCAM-Camcordern sowie weiteren Videokameras detailliert aus unterschiedlichen Blickwinkeln ins Bild gerückt werden.
Die Ausgänge der Camcorder werden über grüne Kabel mit HD-SDI-Anschlüssen verbunden, die sich an einer kompakten Breakout-Box befinden. Für physikalische Experimente ist ergänzend zu den Kameras eigene Videotechnik vorgesehen, die sich in einem Möbel („Mediensäule Video“) konzentriert. Zur Ausstattung gehören unter anderem zwei Bildschirme (an Blackmagic Design MultiView 4), eine slomo.tv Control-Z-Steuerungseinheit samt slomo.tv Simple R II Recorder/Playback- Server und ein Nevion VikinX SDI-Router. Bei Bedarf lassen sich Versuche, denen das menschliche Auge aufgrund seiner Trägheit nicht folgen kann, in Slowmotion abspielen oder in Form einzelner Bilder betrachten.
Pro Saal sind im NWZ zwei Sende- und zwei Empfangsleitungen für IPTV-Streams vorhanden, so dass bei besonderen Anlässen (Erstsemestertag, Kinder-Uni etc.) eine Übertragung von Bild und Ton zwischen mehreren Hörsälen möglich ist. Im Default-Betrieb wird Schwarzbild ohne Ton gesendet.
Um eine ausreichende Helligkeit für die Bildaufzeichnung sicherzustellen, wurden im Hörsaal V57.03 in knapp sieben Meter Höhe acht LED-Profiler (Source Four LED Series 2 Daylight HD, zum Teil mit Tubus-Vorsätzen) installiert: Die Lampen können sowohl die Kreidetafeln als auch den für Experimente vorgesehenen Aufenthaltsbereich in helles Licht tauchen – die projizierten Bilder werden durch die akzentuiert eingesetzten Lichtkegel nicht tangiert.
Für die Mediensteuerung und die Signalverteilung finden Produkte von Crestron Verwendung, darunter eine CP3 und eine DM-MD8X8 DigitalMedia-Matrix (DM-Sender und -Empfänger mit LWL- und RJ45-Anschlüssen). Ein Crestron TSW-1060-B-S Touchscreen ist fest in das Dozentenmöbel integriert und ermöglicht Vortragenden einen komfortablen Zugriff auf alle für ihre Tätigkeit relevanten Funktionen. Das Bedienkonzept ist auf dem gesamten Campus einheitlich. Crestron Fusion RV wird als zentrale Geräteüberwachungslösung für alle Säle genutzt; ein Fernzugriff für Wireworx wurde eingerichtet.
Christian Tannrath ist im Hörsaal V57.03 als Vorlesungsassistent insbesondere mit dem Aufbau sowie der Präsentation von physikalischen Experimenten befasst. (Bild: Jörg Küster)
Alle aktiven Netzwerkkomponenten wurden durch die Technischen Informations- und Kommunikationsdienste (TIK) der Universität Stuttgart zur Verfügung gestellt. In den Aufgabenbereich von Wireworx fiel in Zusammenarbeit mit den TIK die Planung für eine zeitgemäße WLAN-Abdeckung, und der Blick Richtung Decke zeigt im Hörsaal V57.03 elf Access-Points mit jeweils zwei Richtantennen. Die TIK haben die Planung nach der Installation durch eine abschließende Messung unter Einbindung von Ekahau Site Survey verifiziert. Laut Jürgen Kössinger geht gemäß einer aktuellen Untersuchung jeder Studierende auf dem Campus mit durchschnittlich 2,3 Devices ins Netz.
Alle Steckdosenleisten (GUDE Systems GmbH Expert Power Control 8210) sind netzwerküberwacht, so dass sich angeschlossene Geräte aus der Ferne stromfrei schalten lassen. Die Netzteile der im Dozentenmöbel verbauten Geräte sind von vorne sichtbar in 19″-Wannen montiert, mit Status-LEDs versehen und aussagekräftig beschriftet. Zum Havariekonzept gehört eine gesonderte Zuleitung zu den Projektoren, die über Produkte von Extron realisiert wird; eine IR-Fernbedienung für die Epson Projektoren liegt bereit. Auch die Beschallung kann bei Bedarf direkt über ein Connector-Panel adressiert werden.
… mancher denkt, er lernt es nie“, lautet der erste Teil eines bekannten Sinnspruchs, welcher laut Hörensagen sogar angehenden Physikern nicht gänzlich fremd ist. Im Hörsaal V57.03 wird alles dafür getan, Wissen anschaulich zu vermitteln, und die neu eingebrachte Medientechnik leistet in diesem Zusammenhang einen wertvollen Beitrag: „Das neue Slowmotion-System eignet sich hervorragend für die Auswertung von Versuchen – derartige Möglichkeiten hatten wir vorher nicht“, berichtet Christian Tannrath, der im Hörsaal V57.03 als Vorlesungsassistent des 1. Physikalischen Instituts insbesondere mit dem Aufbau sowie der Präsentation von physikalischen Experimenten befasst ist.
Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Kössinger, Geschäftsführer der Wireworx Gesellschaft für audiovisuelle Medien mbH (Bild: Jörg Küster)
Tannrath weiter: „Früher musste man sich bei Versuchen, die zu schnell für das menschliche Auge abliefen, irgendwie behelfen, während man sich das Geschehen nun im Nachgang ganz in Ruhe in Zeitlupe oder sogar Bild für Bild anschauen kann – die Dozenten können auf diese Weise viele Aspekte ihrer Versuche besser illustrieren. Die Bilder der neuen Beamer sind hell und kontraststark, so dass die Saalbeleuchtung angeschaltet bleiben kann – früher musste ich die Helligkeit stets herunterregeln, was für die Konzentrationsfähigkeit der Studierenden Gift war. Die Sprachverständlichkeit ist im Hörsaal V57.03 heute auf allen Plätzen sehr gut, und zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die neu eingebrachte Medientechnik zu einer gewaltigen Verbesserung der Lehr- und Lernbedingungen geführt hat!“
