Der belgische Hersteller „für vernetzte Visualisierungslösungen“ hat das Museum of the Future in Dubai mit einer 21m-breiten RigiFlex-Rückprojektionsfläche von Barco ausgestattet. Die „curved“-Lösung muss in der Projektion mit insgesamt 14 Barco-Projektoren höchsten Ansprüchen genügen.
Projektion basiert bekanntlich auf einem bildgebenden Projektor und einer Fläche zur Projektion. Das Gesamtergebnis ist von den Qualitäten beider Komponenten abhängig. Vor diesem Hintergrund ist Barco nicht nur ein führender Hersteller von Projektoren, sondern auch Entwickler und Produzent von individuellen Projektionsflächen und liefert beispielsweise Gesamtsysteme für verschiedenste Einsätze und Installationen von Projektoren, über Stahlbau/Unterkonstruktion bis hin zur Projektionsfläche selbst. Bei den Projektionsflächen sind die optischen Spezifikationen hinsichtlich Kontrast, Opazität/Transmission, Blickwinkel und Streulichtverhalten entscheidend. Kundenspezifische Parameter kommen hinzu: Größenvorgaben, Ausformung, Bildauflösung und Betrachtungssituation. Im Zusammenspiel ist die Integration einer optimalen Projektionsfläche alles andere als trivial.
Eine Projektionsfläche besteht grundsätzlich aus einem Trägermaterial, einer Substrat-Schicht und dem Coating (Beschichtung), welches die optischen Eigenschaften bestimmt. Bei Rückprojektionen ist selbstverständlich die Transmission des Materials qualitätsentscheidend. Bei dieser Art der Projektion kommt noch der Effekt des „Hot Spots“ hinzu, der bestmöglich unterdrückt oder sogar gänzlich vermieden werden soll. Bei inhomogenen Rückprojektionsflächen erscheint der Bildbereich in der Zone der Projektionsoptik heller als der Helligkeitsdurchschnitt des umgebenden Bildbereichs. Das ist der sichtbare Hot Spot. Diese Hell-/Dunkelverläufe wirken bei der Betrachtung sehr störend. Bei Projektionen mit mehreren Projektoren treten Hot-Spot-Effekte in entsprechender Anzahl von Projektoren auf. Auch der Hot Spot selbst ist von mehreren Parametern abhängig: wie z.B. der Optik-Brennweite, dem Einblickwinkel und dem Kontrast (Gain). Barco mit seiner Projektionskompetenz stellt seit 2012 in einer eigenen Fertigungsstraße Rückprojektionsflächen aus Glas, Acryl und seit 2018 speziell unter dem patentierten Produktnamen „RigiFlex“ rollfähige Bildflächen her.
Patentiert: Barco Rigiflex ist ein Gesamtsystem mit eigener patentierter Stahlkonstruktion. (Bild: Barco)
Transparente Screens auf Glasbasis werden bei Barco in Größen bis 11×3,2m produziert. Die maximalen Größen sind dabei durch die industrielle Glasherstellung internationaler Werke begrenzt. Zudem stellt sich mit zunehmender Größe für die Installation eine Größenproblematik: Kann die gewünschte Projektionsfläche mit ihren Transportmaßen überhaupt an ihren Einsatzort in das Gebäude eingebracht werden?
Know-how ist gefragt, damit die gefertigten Projektionsflächen aus Glas, Acryl oder einem wickelfähigen Mesh an ihrem Einsatzort die gewünschten Bildqualitäten erzielen. Hier hat Barco seit vielen Jahren Erfahrung aufgebaut, um das passende Coating herzustellen und maschinell aufzubringen. Doch dieses Wissen alleine reicht nicht aus, um individuelle große Projektionsflächen in einwandfreier Qualität mit den definierten Spezifikationen herzustellen. Und so hat Barco an seinem belgischen Produktionsstandort in Kuurne die passende Fertigungsstraße selbst entwickelt und gebaut. Das Kernstück ist die Oberflächenbeschichtung, bei der die verschiedenen Projektionsflächen in einem einzigen Prozessschritt in Maßen von bis zu 4,5×11,5m bearbeitet werden.
Die Beschichtungsstraße in dieser kundenspezifischen Sonderformat-Produktion ist ein abgeschlossener Raum mit geeigneten Umgebungsbedingungen zur fehlerfreien und sauberen Aufbringung der Substrate und Coatings. Die zu bearbeitenden, noch unbehandelten Flächen werden sorgsam in waagerechter Position austariert. Bei der anschließenden Beschichtung wird ein Sprühkopf programmgesteuert über die Fläche gefahren. So wird die vorgesehene Oberfläche gleichmäßig aufgebracht.
Platzsparend: Die besondere Anordnung der Projektoren minimiert die Projektionsdistanz im zweireihigen Setup. (Bild: Barco)
Die Trocknung erfolgt direkt an Ort und Stelle im abgeschlossenen Raum, ohne dass die Rohlinge bewegt werden müssen. Zunächst wird das Substrat als Trägerschicht aufgesprüht. Nach erster Trocknung wird im nächsten Produktionsschritt das gewünschte Coating aufgebracht. Nach der Abschlusstrocknung wird die Oberflächenqualität der hergestellten Projektionsfläche geprüft. Hierzu wird an Stelle des Sprühkopfes eine Kamera eingesetzt, die die gesamte Fläche in einem Scan-Prozess erfasst, um mögliche Abweichungen identifiziert zu können. Dabei registrierte Bereiche werden im nächsten Schritt zusätzlich visuell überprüft.
Danach wird die getrocknete Projektionsfläche im Testlabor aufgebaut. Hier können die Eigenschaften und Qualitäten des frisch hergestellten Materials unter realen Einsatzbedingungen in einer Projektion kontrolliert werden. In diesem Labor findet auf Kundenwunsch anschließend eine abschließende Werksabnahme, der sogenannte Factory Acceptance Test (FAT), gemeinsam mit dem Auftraggeber statt.
Bis ins letzte Detail: Der Barco-Projektorenrahmen ermöglicht die optimale Justage in allen Bewegungsachsen. (Bild: Barco)
Unter den drei Materialausführungen Glas, Acryl und Mesh ist RigiFlex die flexible und rollbare Variante bei den Rückprojektionsflächen von Barco. Wegen der Wickelfähigkeit ist RigiFlex für viele großformatige Umsetzungen die bevorzugte Lösung, da es nicht mehr als Fläche, sondern als „handliche“ Rolle zum Einsatzort transportiert und angebracht werden kann. Wie für die Glas- und Acryl-Ausführungen gelten auch für RigiFlex höchste Ansprüche an eine hochaufgelöste und homogene Rückprojektionsfähigkeit. Hinzu kommt der Faktor der Maßhaltigkeit. Dazu hat Barco ein Metallbau-Halterungssystem entwickelt und patentiert, mit dem Schwingungen des Materials unterbunden werden. Eine fertig justierte Projektion darf sich eben durch Veränderungen an der Justage- und Schärfeebene nicht verändern. Andernfalls wäre es kaum möglich, eine dauerhaft hochwertige Projektion zu ermöglichen. Insbesondere beim Einsatz von Ultrakurzdistanz-Projektoren wäre eine veränderliche Projektionsdistanz keinesfalls tolerabel. Denn bei den beschichteten Lösungen ist die Stabilität der Oberfläche entscheidend. Jede Bewegung durch Luftstrom würde eine Bewegung der überlappenden Pixel verursachen, was zu verschwommenen und nicht akzeptablen Mischzonen führen würde. In mehrreihigen Projektoren-Setups sind sogar vier Überlappungen möglich, was diese Anforderung noch kritischer macht.
Spannend: Der Metallrahmen sorgt für die perfekte Spannung der Projektionsfläche und wird vor Ort auf die definierte Spannung eingestellt. (Bild: Barco)
Die dauerhafte Spannung ist der entscheidende Faktor für die Planlage der Rückprojektionsfläche. Die Entwicklung von Rigiflex basiert auf einer hohen Maßhaltigkeit des Materials und insbesondere einer ausreichenden Spannung bei der Aufhängung. Letzteres wird bei Rigiflex über die patentierte Konstruktion des Rahmens erreicht. Damit sind Rückprojektionsflächen nicht nur in planer Ausführung optimal aufgespannt möglich, sondern auch gekrümmt, also „curved“.
2019 ging bei Barco im Rahmen der medientechnischen Planung für das „Museum of the Future“ in Dubai die Anfrage nach sehr großformatigen Screens ein. Vom Atelier Brückner war „medienprojekt p2“ aus Stuttgart beauftragt, das AV-Design in mehreren Etagen des Museum of the Future zu realisieren, u.a. ein sehr großformatiges Bild, das mit einer Barco-Projektionsfläche geschaffen werden sollte. Geplant war eine Rückprojektion, curved, in der Breite von 21m bei einer Höhe von 4m.
Fertigungsstraße: Hier werden alle kundenspezifischen Barco-Projektionsflächen aus Glas, Acryl und flexiblem Rigiflex hergestellt. (Bild: Dominik Roenneke)
Für den späteren Auftraggeber stellte sich die Frage nach der Stabilität und der Maßhaltigkeit der geplanten Projektionswand. Für Barco stellte sich die Frage nach dem passenden Produktionsverfahren angesichts einer 21m langen nahtlosen Bildfläche. Die Antworten dazu konnte Barco geben: mit einem Härtetest der Rigiflex-Rückprojektionswand und mit einem speziellen Coating-Prozess in zwei Produktionsschritten.
Sprühbeschichtung: In mehreren Produktionsschritten werden die einzelnen Schichten auf das Trägermaterial aufgebracht. (Bild: Dominik Roenneke)
Barco realisierte den Belastungstest mit seiner RigiFlex-Projektionswand genau in der Mitte eines Tennisplatzes in Kombination mit einem Barco UDX 4k32-Projektor. Auf dem Court trat Yanina Wickmayer, die seinerzeit Weltranglistenzwölfte, gegen die 6m breite und 3,75m hohe Bildwand an. Diesen Belastungstest überstand die Projektion mit Bravour. Das überzeugte den Kunden vom RigiFlex-Projektionsmaterial mit seiner Stabilität und Maßhaltigkeit sowie seinen herausragenden Projektionseigenschaften.
Überdimensional: Die Rigiflex-Projektionsfläche für das Museum of the Future sprengte bei der Herstellung die Größe der Projektionsstraße und wurde in zwei Durchgängen beschichtet. (Bild: Barco)
Der Auftraggeber hatte bewusst auf eine Projektionslösung für seine filmisch bespielte Raumkapsel auf der „Raumstation OSS Hope“ im Museum of the Future gesetzt, an Stelle einer LED-Videowall. Die Beweggründe dazu waren einerseits die unerwünschte Wärmestrahlung auf Seiten der Betrachter bei Einsatz einer LED-Wand und andererseits ein möglichst geringer Stromverbrauch der Bildwiedergabetechnik im Museumsneubau, der als „Nullenergiehaus“ geplant wurde. Die Rückprojektion, alternativ zur Aufprojektion, wurde präferiert, weil so weder die Geräuschentwicklung der Projektoren problematisch erschien, noch die Ansicht der technisch anmutenden Geräte die Innenarchitektur beeinflussten. Und somit wurde eine 21×4m große Rückprojektionswand vorgesehen.
Aufgewickelt: Eine Projektionsfläche in den Dimensionen für das Museum of the Future lässt sich nur aufgerollt handhaben. Auch die Abwickelkonstruktion war eine Sonderanfertigung von Barco. (Bild: Barco)
Barco produzierte bereits für viele Projekte kundenspezifische RigiFlex-Lösungen, doch die Bildbreite mit 21m für das Museumsprojekt kann schon als technologische Herausforderung bezeichnet werden. Das zweiphasige Coating erforderte im Beschichtungsprozess ein zwischenzeitiges Verdrehen der Bildfläche um 180°, so dass beide Hälften des Materials in der Anlage gleichermaßen hintereinander verarbeitet werden konnten. Das war nicht nur zeitintensiv, sondern angesichts des Maßes von 21m beim „Wenden“ mit nötiger Zwischenwicklung auch aufwendig.
Konstruktionsseitig konnte das patentierte Halterungssystem problemlos auf die Ausmaße des Screens skaliert werden. Die Aufspannung der Projektionsfläche auf das Metallhalterungssystem basiert bei RigiFlex nicht auf einzelnen Befestigungspunkten, sondern auf einer umlaufenden Schienen-Profileinfassung mit exakt justierbarer Spannvorrichtung. Das verhindert jegliche Faltenbildung und unterbindet Schwingungen in der Bildebene, zum Beispiel durch Luftzug oder thermische Veränderungen im Raum. Diese Technik ist darüber hinaus für Curved-Lösungen sehr geeignet, weil das Material über die gesamte gekrümmte Strecke einwandfrei in der gewünschten Ausformung der Metallhalterung unter Spannung verläuft. Die Spannung wird auf einen Wert von 10 N/cm (zehn Newton pro Zentimeter) eingestellt. Bei dem Screen mit Breite von 21m summiert sich die Spannung somit auf 2,1t, was mit der rückwärtigen Metallkonstruktion auf stabilen Trägern aufgefangen wird. Diese Statik der Halterung ist gleichzeitig vom umgebenden Gebäude völlig unabhängig realisiert.
Abgewickelt: Die Projektionsfläche wurde im Museum bei der Installation direkt von der Rolle abgewickelt und in die Führung der Haltekonstruktion eingefädelt. (Bild: Barco)
Für die Projektion sind Barco-Projektoren F90 mit Ultrakurzdistanzobjektiven (UST lens EN68 4K13) im Einsatz. Die Projektoren sind in die Gesamtkonstruktion des Metallrahmens der Projektionsfläche integriert. So verteilen sich über die 21m insgesamt 14 Projektoren in zwei Reihen. Interessanterweise projizieren die Geräte der oberen Reihe die unteren Einzelbildfelder und die der unteren Reihe die oberen Felder. Dabei wird der nötige Projektionsabstand minimiert, wie auch der Platzbedarf hinter der Bildfläche. Im Museum of the Future ist an anderer Stelle eine kleinere Barco-RigiFlex-Projektion installiert, die zwar nicht curved ausgeführt wurde, aber nach identischer Bauweise als plane Bildfläche (4,00m breit, 4,00m hoch) mit insgesamt zwei Projektoren realisiert wurde. Das Barco-RigiFlex-System erlaubt ein sehr großes Spektrum an Formaten und kundenspezifischen Ausführungen.
Bei der Montage der Projektoren in der Metallkonstruktion werden diese zunächst mit einem Seilsystem eingesetzt und anschließend mechanisch in den Achsen links/rechts, oben/unten sowie vor/zurück positioniert. In allen drei Achsen kann zusätzlich die Rotation eingestellt werden. Nach der mechanischen Einstellung erfolgte die finale elektronische Justage der Projektoren mit ihren 14 Einzelbildfeldern, die in Softedge-Anordnung mit Überlappungsbereichen das Gesamtbild projizieren.
Das fertige Ergebnis stellt eine riesige nahtlose Projektion dar, die mit ihrer mechanischen Umsetzung ein dauerhaft fehlerfreies Bild erzeugt, ohne Dejustagen durch äußere Einflüsse oder eine spürbare Wärme- und Geräuschentwicklung.
Testlabor: Die fertig produzierten Bildflächen können im Testlabor in der Projektion unter optimalen Bedingungen getestet werden. (Bild: Dominik Roenneke)
Das Museum of the Future zählt zu den neuen Attraktionen Dubais und auf der weltweiten Museumslandkarte. In einem ikonischen Gebäude (Architektur: Killa Design) lädt es ein, sich gemeinsam auf den Weg in die Zukunft zu machen und Verantwortung zu übernehmen. Atelier Brückner hat die Ausstellung „Journey of the Pioneers“ über drei Etagen und 3.000m² Ausstellungsfläche hinweg als immersives Erlebnis gestaltet: Jede Etage ist gleich einem filmischen Setting mit aussagekräftigen, starken Raumbildern angelegt und fokussiert eine Vision der Zukunft: Leben im Weltraum, Bioengineering und Regeneration geschädigter Ökosysteme sowie individuelles Wohlbefinden. Ergänzend dazu ist auf einer Fläche von 1.200m² die Ausstellung Future Heroes konzipiert, die sich mit einem spielerisch-intuitiven Zugang an Kinder bis 12 Jahre richtet. Sie nimmt die erste Etage des Museums ein. Im Inneren erwartet die Besucherinnen und Besucher ein motivierend mitreißendes Erlebnis, das sie in einem Dreiklang auf die Herausforderungen der Zukunft einstimmt: Die Ausstellung „Journey of the Pioneers“ katapultiert die Museumsgäste mit einer rasanten Aufzugfahrt, inszeniert als filmisch bespielte Raumkapsel, in das Jahr 2071 auf die Raumstation OSS Hope. Hier werden Astronauten rekrutiert, die zum Gelingen einer fiktiven, wenngleich realistisch erdachten Raummission beitragen: Es geht darum, den Energiebedarf der Menschheit durch Sonnenenergie abzudecken, die in Kollektoren rund um den Mond gebündelt und gezielt zur Erde übertragen wird. Die Erde ist im Jahr 2071 ein Lebensraum, der durch viele konkrete Projekte nachhaltig aufgewertet wurde: Kairo ist beispielsweise eine Green City, wie eine Einblendung beim Blick aus dem Cockpit der Raumstation auf die Erde zeigt. Allerdings ist sie auch weiterhin in Gefahr, beispielsweise bedrohen Waldbrände den Amazonas und die dortige Basisstation der OSS Hope. Die Besucher gewinnen einen Überblick der anstehenden Aufgaben und Projekte. Sie sind eingeladen, sich als Mitarbeiter zu registrieren und erhalten an einer Medienstation die entsprechende Ausrüstung als Pioniere der Zukunft. Zurück auf der Erde motiviert das HEAL Institute auf Ausstellungsebene 4 die Pioniere, mittels Bioengineering zur Regenerierung des Ökosystems beizutragen. Zunächst tauchen sie in die Schönheit der Natur ein: Die Besucher:innen entdecken die Zusammenhänge des Lebens im Regenwald. Regen prasselt, Insekten summen; Pollen steigen auf und die Aktivität des vernetzenden Myzeliums wird anschaulich. Die abstrahierte Bildsprache der filmischen Projektion mit tausenden tanzenden Punkten nimmt den Besucher für sich ein. Im nächsten Raum „The Library“ zieht die Vielfalt und Schönheit der überlieferten Flora und Fauna die Besucher:innen in ihren Bann. Der Raum wirkt mystisch, voller Magie. 2.400 Glaszylinder, jeder von ihnen 18 cm hoch und von der Decke abgehängt, sind als begehbare Rauminstallation angeordnet, in die der Besucher eintritt. Die ovale Form umschließt den Besucher in mehreren Reihen, geordnet nach Arten: von den Säugetieren bis zu den Einzellern. Jedes der Tiere ist als Lasergravur in das Kristallglas konservierend eingeschrieben und fasziniert in Detailreichtum und Präzision, darunter allein an die 40 verschiedene Frösche. Ausgestattet mit einem mobilen Gerät erkunden die Besucher:innen das Archiv und sammeln Gen-Codes, die es ihnen ermöglicht im darauffolgenden Raum „The Lab“ neues Leben entstehen zu lassen, das zum Fortbestand des Ökosystems beiträgt. Die Daten fließen in das filmisch generierte 360-Grad-Bild einer Waldlandschaft, die, nach einem Brand, neu zu blühen beginnt. Brutschränke im Raum „The Observatory“ zeigen weitere Forschungsprojekte, an denen Menschen im Jahr 2071 arbeiten: Es wurden feuerresistente Bäume entwickelt, Samenbomben und lipidreiches Quinoa stehen kurz vor dem Abschluss. Eine Zusammenschau bereits umgesetzter Projekte in der Wüste, der Arktis, den Wäldern und Gewässern bietet das Heal Geoscope in Form von Bildern und aufbereiteten Daten an der gegenüberliegenden Wand.
Für gut befunden: Die Tennisspielerin Yanina Wickmayer unterzog Barco RigiFlex einem Härtetest und verewigte den positiven Verlauf direkt auf der Projektionsfläche. (Bild: Dominik Roenneke)
Die Ausstellungsebene ALWAHA bringt die Pioniere schließlich mit dem eigenen Selbst in Kontakt. Es geht darum, sich selbst als Mensch über seine Sinne zu erfahren, um dann gestärkt und konzentriert in die Zukunft zu gehen; Es geht um eine Besinnung auf unser eigenes Wohlbefinden in einem hoch technisierten Umfeld. Den Auftakt des beruhigend entspannenden Raumambientes bildet ein Brunnen. Warme Erdtöne und Klänge umgeben den Besuchenden; sie ziehen ihn in die Raumtiefe. Innere Ruhe kehrt ein. Dann geht es in die „Movement Therapy“. Ganz intuitiv wagt man sich hier tanzend, im Einklang mit Wind und Wellen, in ein projiziertes Sandbad. Das Licht erfasst die Tänzer:innen; flirrende Sandkreise wandern mit ihnen über den weichen Boden. Über Rundbögen öffnen sich angrenzende Behandlungsräume: Feeling, Grounding und Connection Therapy. Energieströme kitzeln an den Handflächen und Klänge werden zur tiefen Körperwahrnehmung. Die „Connection Therapy“ veranschaulicht schließlich, dass nur gemeinsam ein Energiefluss entsteht, mit dem etwas bewegt werden kann. Die Besucher:innen realisieren diesen an einem ovalen, medial bespielten Tisch durch gemeinsames Summen. Den Abschluss bildet eine immersive Rauminstallation. Im Zentrum des Raumes steht, aufgeständert in 4m Höhe, ein gläsernes, rundes Wasserbecken von 3m Durchmesser. Impulse versetzen das Wasser in Bewegung; Licht breitet die flüchtigen Linien über den gesamten Raum hinweg aus. Die Besucher:innen, liegend unter einer 60m² großen Kuppel, tauchen in das Wellenmeer aus Licht und Klang ein, das immer wieder neu entsteht. Hier ist nichts mehr zu tun. Es geht um das Sein. Über eine Zeitschleuse verlassen die Besucher:innen ALWAHA. An einem Bassin, eingebettet in die Wand, hinterlassen sie – ganz analog – einen Wunsch für die Zukunft. Atelier Brückner ist als gestaltender Generalplaner verantwortlich für Konzeption, Design und Umsetzung der Ausstellung, in die aktuelle Forschungen und wissenschaftliche Ergebnisse eingeflossen sind. Über 20 Planungspartner und Berater waren beteiligt.
