Das Besucherzentrum „ESO Supernova“ in Garching bei München beherbergt neben einem digitalen Fulldome- Planetarium eine große Ausstellung, Konferenzräume und ein Event-Areal. Alles vollgepackt mit interessanten AV-Technologien und umgeben von einem futuristischen Gebäude, das wie aus einem Science-Fiction Film auf die Erde gebeamt scheint.
Das ungewöhnliche Gebäude in seiner Gestalt „eines engen Doppelsternsystems, bei dem ein Stern Masse auf den anderen überträgt. Diese Situation führt letztlich dazu, dass der schwerere Stern als Supernova explodiert, die kurzzeitig so hell strahlt wie das Licht aller Sterne der Milchstraße zusammen.“ So visualisiert das architektonische Konzept den Namen des Besucherzentrums „ESO Supernova“ und soll gleichzeitig das Ziel der Macher andeuten: das Thema Astronomie bei seinen Besuchern in hellem Licht zu inszenieren. Betrieben wird die ESO Supernova von der Europäischen Südsternwarte (ESO) – einer Gemeinschafts-Institution der Mitgliedsländer Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, den Niederlanden, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, der Schweiz, der Tschechischen Republik und dem Gastland Chile – das seinen Sitz ebenfalls in Garching hat.(Bild: ESO)
Das Zentrum ist eine Schenkung der Klaus Tschira Stiftung (KTS). Die Stiftung fördert Naturwissenschaften, Mathematik und Informatik. Bei einem Gesamtvolumen von zirka 90 Millionen Euro wurden rund 2 Millionen für die Medientechnik ausgegeben. Entworfen wurde das Gebäude von den Architekten Bernhardt + Partner. Die Medientechnik wurde zum großen Teil von der Firma Media|Tek installiert. Die Ausstellungskonzeption stammt aus dem Hause Design und mehr.
Das Gebäude beherbergt eine große Ausstellungsfläche, die sich spiralförmig durch das Gebäude windet, sowie einen weitläufigen Bereich, genannt „Welt-Raum“, der tagsüber lichtdurchflutet ist und nachts durch eine Reproduktion des südlichen Sternenhimmels erleuchtet wird. Des Weiteren verfügt das Zentrum über zwei Konferenzräume, eine Dachterrasse, ein Foyer und ein digitales Planetarium.
„Enges Doppelsternsystem“: die ESO Supernova von außen (Bild: ESO)
Der Ausstellungsbereich umfasst rund 2.200 Quadratmeter und ist über drei Etagen verteilt. Dabei wird die Ausstellung auf einer 255 m langen, sanft geschwungenen Rampe durchquert. Anhand von 13 Themen werden den Besuchern Wissenschaft und Technologie hinter der modernen Astronomie erklärt. Außerdem zeigt die Ausstellung, welchen Platz die Erde im Universum einnimmt. Die Dauerausstellung trägt den Titel „Das lebendige Universum“ und hat das allgemeine Thema von Leben im Universum als Fokus.
Da ein Thema wie die Astronomie offensichtlich nur wenig greifbare Objekte zeigen kann, lebt die Supernova-Ausstellung sehr stark von der umfangreich verbauten Medientechnik. Die Besucher können sich über verschiedene Wege informieren. Unter anderem werden auf fünf Oculus Rift VR-Brillen 360°-Videos von großen Teleskopen in der Wüste gezeigt. An 67 interaktiven Stelen mit Sharp LL-S201A 20″- Monitoren können die Besucher ganz individuell ihre Themen vertiefen. Und als Ankerpunkt für jeden der 13 Ausstellungsbereiche gibt es je ein Samsung 49″-Display mit angeschlossenem QR-Code-Leser. Zusätzlich werden die Informationen aus der Ausstellung über einen einfachen Mechanismus mobil verfügbar gemacht: Auf jeder Eintrittskarte ist ein individueller QR-Code aufgedruckt. Wenn man diesen QR-Code in den QR-Code-Leser an einem der Monitore hält, wird der Inhalt des entsprechenden Displays online auf einer zum QR-Code gehörenden, individuell erzeugten Seite gespeichert. Wenn der Besucher dann von unterwegs oder zu Hause mit seinem Mobiltelefon den QR-Code der Eintrittskarte scannt, wird er automatisch auf seine individuelle Seite geleitet, auf der alle Display- Inhalte gesammelt sind, die er in der Ausstellung eingescannt hat.
Aufbau und Bereiche des Gebäudes (Bild: ESO)
Die Samsung-Displays wurden mit einer kapazitiven Overlay-Folie von Interactive Displays interaktiv gemacht. Für die Ausstellung wurden sie außerdem mit einer Abdeckblende versehen, die dem Designkonzept der Ausstellung folgt. Damit Display, Folie und Abdeckblende reibungslos zusammenspielen, mussten die AV-Installer zunächst einige Probleme lösen. Media|Tek-Projektleiter Harry Daniels blickt zurück: „Standardmäßig gab es für die Samsung Displays nur Overlays mit IR-Technologie. Aufgrund der Lichtverhältnisse in der Ausstellung brachten diese aber keine zufrie denstellenden Ergebnisse bei der Bedienung. Deshalb entschieden wir uns für kapazitive Overlays. Diese funktionierten bei den ersten Tests auch sehr gut. Nachdem jedoch die Displays mit den Abdeckblenden aus Metall versehen wurden, gab es Bedienfehler. Offenbar wirkte die Metallblende induktiv auf das Overlay ein und löste unerwartete Touch-Events aus. So mussten wir zwei Wochen vor Ausstellungseröffnung alle Metallblenden durch Kunststoff-Blenden austauschen.“ Ein typisches Beispiel dafür, wie in der Umsetzung eines Projekts unvorhergesehene Situationen auftreten, die nur mit Gespür für das Zusammenspiel verschiedener Komponenten gelöst werden können.
Auf der Webseite der ESO Supernova findet man eine riesige Menge an qualitativ hochwertigen Medien verschiedenster Art zum freien Download unter einer Creative Commons Lizenz:
Nahezu 500 Ganzkuppel-Filmsequenzen aus den Archiven der ESO und von ESA/Hubble
Über 250 360°-Panoramen, viele davon in 360° × 180°, die auch mit Virtual Reality(VR)-Brillen betrachtet werden können
Mehr als 15 frei verfügbare Fulldome-Shows
Ein neues Musikarchiv mit fast 400 frei verfügbaren Musikstücken, komponiert von den ESO-Musikbotschaftern
Bilder und Videos für Ausstellungen in extrem hoher Auflösung – bis zu 20.000 Pixel
Fulldome-Clips für Video Jockeying (VJ)-Nutzung
3D-Modelle von ESO-Teleskopen, Umlaufbahnen von Planeten in der Milchstraße u.v.m.
Wissenschaftliche Publikationen zum Thema Planetarium können frei heruntergeladen werden.
Überhaupt gibt es bei einem Projekt mit einer dreijährigen Laufzeit vieles, was sich während der Umsetzung ändert, wie Daniels weiß: „Aufgrund der langen Projektlaufzeit mussten nahezu alle ursprünglich angedachten Displaytypen getauscht werden. Denn der Produktzyklus von Displays ist heutzutage so kurz, dass viele Modelle schon nach einem Jahr nicht mehr verfügbar waren. Problematisch war dabei auch, dass sich nicht nur die Modelle, sondern auch die verfügbaren Displaygrößen geändert haben. Statt 48″ waren zum Beispiel nur noch 49″-Displays verfügbar. Für ein Ausstellungsthema benötigten wir einen Monitor mit passiver 3D-Technologie. Im Laufe des Projekts beendeten jedoch alle bekannten Hersteller die Unterstützung dieser Technologie. Mit großem Aufwand ergatterten wir noch ein 86″-Modell von LG.“
Neben der Projektlaufzeit bringt auch das Gebäude mit seiner außergewöhnlichen Form und seinen innenarchitektonischen Vorgaben ein großes Potenzial an Herausforderungen für AV-Installer. Es gibt nirgends gerade Wände, und zwischen den Wänden und der Ausstellungsrampe, auf der die Besucher entlanglaufen, gibt es oftmals keine direkte Verbindung. Denn die Rampe windet sich über weite Strecken freischwebend durch den Raum. Gleich im ersten Ausstellungsthema geben vier Akteure aus der Astronomie auf vier Monitoren verschiedene Statements über astronomische Themen.
Die Monitore hängen hier an der gebogenen Wand und sind durch einen tiefen Spalt von der Besucherrampe getrennt. Der Sprecherton kommt über Audiofocus Q Active Soundduschen von Sonus zu den Besuchern. Die runden Soundduschen sind über lange Stahlseile an der hohen Decke befestigt und strahlen den Sound in einem engen Kegel direkt nach unten in ein Areal, das auf dem Boden blau markiert ist. Damit der Ton synchron zu den Bildern auf den Monitoren läuft, sind Monitore und Soundduschen über eine Crestron DM-MD 64×64 Matrix verbunden, die sich in der Technikzentrale im Keller des Gebäudes befindet. An anderen Stellen, die leichter zugänglich sind, kommen die Monitor-Inhalte direkt von kleinen Dell-PCs, die hinter dem Display oder in einem entsprechenden Medienmöbel, in das der Monitor eingelassen ist, verbaut sind.
An der freischwebenden Rampe hängen die Monitore an der gebogenen Wand und sind durch einen tiefen Spalt von der Besucherrampe getrennt. Der Sprecherton kommt über Audiofocus Q Active Soundduschen. (Bild: Markus Tischner)(Bild: Markus Tischner)
Steuerung und Monitoring
Um den Betrieb der Ausstellung möglichst einfach für die Mitarbeiter zu gestalten, wird die gesamte Ausstellung im Standardbetrieb timergesteuert vollautomatisch hoch- und heruntergefahren. Dabei können die Start- und Endzeiten für jeden Wochentag getrennt eingestellt werden. Für Sonderveranstaltungen kann man in einen manuellen Modus umstellen, in dem auch einzelne Bereiche getrennt manuell abgeschaltet werden können. Nach Schließen der Ausstellung geht die Anlage in einen „Putz-Modus“. In diesem ist die Ausstellung grundsätzlich abgeschaltet. Jedoch erkennen in die Decke eingelassene Bewegungsmelder, wo sich jemand aufhält, und schalten das Licht in diesem Bereich ein.
Das besondere Welt-Raums ist seine Glasdecke, in der LED-Stripes und LED-Spots verbaut sind. Diese sind so angeordnet, dass mit ihnen 21 Sternbilder der südlichen Hemisphäre angezeigt werden können. (Bild: ESO)
Zur Überwachung der Ausstellungsfunktionen werden sämtliche angeschlossenen Geräte über ein Display am Empfang, über ein Touchdisplay in der Technikzentrale und zusätzlich über ein browserbasiertes Online- Interface visualisiert. Sollte ein überwachtes Gerät ausfallen, erzeugt das Gebäudemanagement- System eine automatische Benachrichtigung, die im Alarmstapel dargestellt wird. Hier kommt ein GEMOS-System der Firma Elasoft zum Einsatz. GEMOS vereint die verschiedenen Steuerungen des Hauses auf einer Oberfläche. Im Einzelnen steuert und überwacht das System in der Supernova Brandmeldeanlage, Licht- und Gebäudesteuerung (über implementiertes Crestron-Webinterface), Einbruchmeldeanlage, Videomanagementsystem, Sprachalarmierungsanlage und Telefonanlage.
Dezent in die Decke integrierte Lautsprecher und Bewegungsmelder für „den Putz-Modus“ der Ausstellung
Dabei hat die direkte Einbindung der Crestron-Weboberfläche in das GEMOS-System eine deutliche Arbeitsersparnis gebracht. So mussten die bereits im Crestron-System angelegten Schalter für Lichtkreise, Jalousien und andere Aktoren nicht noch einmal neu im GEMOS angelegt werden.
Über die GEMOS-Oberfläche werden auch Aufnahmen von Überwachungskameras aus dem Planetarium auf Überwachungsbildschirmen dargestellt. Hier wurden zwei Axis Q1941-E Wärmebildkameras verbaut, die im Dauerbetrieb laufen. Aufgezeichnet werden die Kamerabilder jedoch nur, wenn die Kameras Bewegungen erkennen. Für den Zugriff auf die Daten gibt es ein vierstufiges Berechtigungskonzept, das die Regelungen der DSGVO berücksichtigt.
An 67 interaktiven Stelen können die Besucher ganz individuell ihre Themen vertiefen. Und als Ankerpunkt für jeden der 13 Ausstellungsbereiche gibt es je ein 49″0-Display mit angeschlossenem QR-Code-Leser. (Bild: Markus Tischner)
Je nach Zugriffsrecht sieht man nur das Livebild, die letzten 30 Minuten, die letzten drei Stunden oder alle Aufzeichnungen. Dabei darf nur der Datenschutzbeauftragte der ESO Dateien abspeichern. Das digitale Fulldome-Planetarium ist für viele Gäste der Hauptgrund für einen Supernova-Besuch. Mit 14 Metern Durchmesser und 25 Grad Neigung besitzt es die größte geneigte Planetariumskuppel im DACH-Raum. Das Bild wird aus Einzelbildern von acht Projektoren zusammengerechnet, die sich rund um den Rand der Projektionskuppel befinden. Auf seiner Webseite stellt die ESO eine Vielzahl von Fulldome-Projektionen und vieler anderer Medien zum freien Download zur Verfügung.
Das Audio-over-Ethernet-System Dante wurde bereits 2006 von der Firma Audinate in Australien entwickelt. Es soll Installation und Betrieb vereinfachen, wenn viele Audiosignale über lange Strecken zu verschiedenen Orten übertragen werden müssen. Über eine Giga bit-Netzwerkleitung können über 500 Kanäle übertragen werden. Dabei können zwischen zwei Switches bis zu 90 Meter liegen. In einem Layer-3-Netzwerk können hochauflösende Audiodatenpakete und andere Daten wie Internet-Traffic gleichzeitig übertragen werden. Wenn man dabei die Audio-Qualität sicherstellen möchte, muss man konfigurierbare Gigabit-Switches verbauen, die Quality-of-Service-Dienste (QoS) erlauben. Damit kann man die Audiodaten gegenüber den anderen Netzwerk-Daten priorisieren. Netzwerk-Kabel müssen hierfür mindestens die Cat-5e-Spezifikationen erfüllen.
» Routing mit Software Dante Controller
Das Routing der Audiosignale ist zwischen allen im Netzwerk angeschlossenen Audiogeräten möglich. Im Dante-Netzwerk benötigt man hierfür keine spezielle Hardware, sondern arbeitet mit der kostenlos verfügbaren Software „Dante-Controller“. Neben dem Routing bietet die Software auch einige Netzwerk-, Gerätestatus- und Diagnosefunktionen.
» Universeller Anschluss mit Dante Virtual Soundcard
Zuspieler und Wiedergabegeräte in einem Dante-Netzwerk können zum einen über Dante-fähige Audioanschlüsse angebunden werden, zum anderen kann jede Computer LAN-Schnittstelle über den kostenpflichtigen Treiber „Dante Virtual Soundcard“ zu einem Dante Audio-Interface mit bis zu 64 Ein- und Ausgängen gemacht werden.
» Unicast/Multicast
Audio-Datenpakete werden in einem Dante-Netzwerk entweder im Unicast- oder im Multicast-Modus versendet. Der Normalfall ist dabei der Unicast-Modus. Hier sendet der Zuspieler seine Audiopakete nur an Empfänger, die die Pakete angefordert haben. Mehrfach angeforderte Kanäle müssen dabei auch mehrfach gesendet werden, was den Datenverkehr an dieser Stelle erhöht. Im Multicast-Modus werden die Datenpakete zunächst nur einmalig bis zum nächsten Switch gesendet, um hier Traffic zu sparen. Allerdings sendet der Switch die Pakete anschließend an alle angeschlossenen Ausgänge, unabhängig davon, ob diese die Pakete angefordert haben oder nicht. Hinter dem Switch wird also möglicherweise sehr viel unnötiger Traffic erzeugt.
Architektonisch betrachtet, bildet das Planetarium das Zentrum des einen Sterns der im Gebäude symbolisierten Supernova. Das Zentrum des anderen Sterns bildet – gegenüber vom Planetarium – der sogenannte Welt-Raum, 15,5 Meter hoch und über 140 Quadratmeter groß. Der Welt-Raum fungiert als großes Event-Areal, Ausstellungsfläche für Sonderausstellungen und Treffpunkt für Führungen durch das Besucherzentrum. Das besondere des über drei Etagen offenen Raums ist seine Glasdecke, in der LED-Stripes und LED-Spots verbaut sind. Diese sind so angeordnet, dass mit ihnen 21 Sternbilder der südlichen Hemisphäre angezeigt werden können. Dabei sind sämtliche Leuchten in drei Helligkeitsklassen eingeteilt – analog der Sternen-Helligkeit. Über ein Crestron TS- 1542 Wandpanel oder ein TST-902 Funkpanel können die Sternbil der in einem manuellen Modus an- und abgeschaltet werden. Die Bedienung ist passwortgeschützt, so dass das System nur von berechtigten Personen bedient werden kann. Im Normalbetrieb läuft das System in einem Automatikmodus, der alle Sternbilder nacheinander einzeln darstellt.
Damit der Welt-Raum möglichst clean erscheint, wurden zur Beschallung zwölf Amina AIW550i Unterputz-Lautsprecher verbaut. Dabei sitzen vier Lautsprecher je Stockwerk in den runden Wänden. Die Lautsprecher mussten vor dem Verspachteln eingebaut werden. Sie können jetzt nur unter Öffnung der Wand und mit einem entsprechenden Gerüst erreicht werden. Aus diesem Grund wurden die Lautsprecher immer wieder baubegleitend getestet, um wirklich sicherzugehen, dass sie fehlerlos funktionieren.
Für die Beschallung in der Supernova kommt ein Dante Audio-Netzwerk zum Einsatz. Neben dem Welt-Raum sind noch fünf weitere Beschallungszonen eingerichtet, die über das Dante-Netzwerk individuell versorgt werden können: Planetarium, Ausstellung, Foyer, Seminarräume, Bürobereiche. Im gesamten Haus sind zirka zehn Einspeisepunkte vorhanden. Für Musik-/Line-Signale sind Atterotech unD6IO-BT Anschlussfelder verbaut, die auch Bluetooth-Signale in das Netzwerk einspeisen können. Für die Mikrofonie stehen Extron AXI 22 AT D Audio-Interfaces zur Verfügung. Im Netzwerk werden bis zu 90 Meter von den Einspeisepunkten bis zum Switch und bis zu 120 Meter vom Verstärker zu den weitest entfernten Lautsprechern zurückgelegt.
Geroutet werden die Signale über ein kabelgebundenes Crestron Touchpanel, mit dem man die Prozessoren QSC Core 110f und QSC Core 250i steuert. Das geschieht über das vorhandene IT-Netzwerk, mit entsprechenden Quality-of-Service Diensten, um die Audioqualität sicherzustellen. Die Daten werden dabei im Unicast-Modus gesendet, damit sich der Netzwerk-Traffic in Grenzen hält (vgl. Kasten „Das Audiobetzwerk Dante“).
Mit dieser Installation können nicht nur die unterschiedlichen Bereiche des Besucherzentrums unkompliziert individuell beschallt werden. Vor allem bei Sonderveranstaltungen ist man sehr flexibel, was die musikalische Beschallung oder auch die Mikrofonierung von Sprechern im gesamten Areal anbelangt. Zur Beschallung wurden über 170 Bose Lautsprecher verbaut (136 DS 40S VA, 32 DS 40F VA, 4 DS 100SE VA), die auch gleichzeitig zur Sprachalarmierung (SAA) verwendet werden. An das Gräf&Meyer Exentro-System sind neben den Bose-Lautsprechern noch weitere rund 50 IC Audio-Lautsprecher (25 WA-AB 06/100T EN54, 21 DL-AB 06/200/T-EN54) angeschlossen.
Für Alarmierungen und Durchsagen gibt es je eine Sprechstelle an der Theke im Foyer und in der Brandmeldeanlage. Außerdem gibt es zwei mobile Dante-Einspeisepunkte, die auch für Durchsagen verwendet werden können. Dabei können die Durchsagen dezidiert für die einzelnen Audio-Zonen gemacht werden. Die Zonen-Auswahl erfolgt über das GEMOS Gebäudemanagement- System, das mit der Crestron-Steuerung verknüpft ist.
Neben der persönlichen Durchsage sind auch je acht deutschsprachige und englischsprachige Ansagen im System gespeichert, die auch bei Bedarf von den Nutzern verändert werden können. Diese Sprachdurchsagen sind in einem QSC Core 110f Prozessor hinterlegt, der der SAA-Anlage vorgeschaltet ist.
Das gesamte Besucherzentrum ist darauf ausgerichtet, auch größere Gruppen wie Schulklassen oder Seminarteilnehmer ganzheitlich zu informieren. Hierfür ist neben der Ausstellung noch ein Seminarbereich angeschlossen. Hier bietet ein großer oder – mit einer Trennwand abgeteilt – zwei kleinere Seminarräume Platz für bis zu 120 Teilnehmer. Je Seminarraum gibt es fünf Einspeisepunkte in die verbaute Crestron-Matrix (HDMI, VGA, Ton). Über sechs Shure ULXD Funkstrecken und zwei Sennheiser ME-36 Schwanenhalsmikrofone können Sprecher abgenommen werden. Die Audiosignale werden über einen QSYS Core 250i Prozessor an einen Schallwerk HLV2400 Verstärker geleitet und auf je zwei Schallwerk Referenz-8-Lautsprecher ausgegeben.
Im Seminarbereich bietet ein großer oder – mit einer Trennwand abgeteilt – zwei kleinere Seminarräume Platz für bis zu 120 Teilnehmer. (Bild: ESO)
Für Teilnehmer mit Hörgeräten ist im Raum eine induktive Höranlage verbaut – auch „Schwerhörigenschleife“ genannt. Mit dieser werden die Tonsignale der Seminarraumbeschallung in elektrische Signale umgewandelt, die das Hörgerät sauber empfangen kann. So kommen am Hörgerät nur die relevanten Schallanteile des Sprechers an. Nebengeräusche wie Gespräche im Raum werden effektiv herausgefiltert, und die Sprachverständlichkeit für Hörgeräteträger steigt. Hierfür wird eine Induktionsschleife im Boden verlegt und mit dem Verstärker verbunden. In den Supernova- Seminarräumen wurde ein isoliertes Flachbandkabel mit einer Gesamtstärke von 0,25 mm mit Sprühkleber auf den abgeschliffenen Estrich aufgebracht. So konnte der Bodenbelag problemlos über der Schwerhörigenschleife aufgebracht werden.
Gerade bei komplexen und bisweilen abstrakten Themen wie der Astronomie leistet moderne AV-Technik einen großen Beitrag, die Inhalte anschaulich und spannend zu vermitteln. Die ESO Supernova veranschaulicht dies eindrucksvoll. Außerdem ist das Besucherzentrum ein Musterbeispiel dafür, wie man die beiden Welten Architektur und AV-Technik trotz der verschiedenen Ansprüche zu einem Gesamtkunstwerk aus einem Guss verbinden kann.
