Thomas Löhr, mediaCAD

Robert Kämpf, Leiter mmAG HRZ TU Darmstadt

Vorwort, Stand 2013

Das hier vorliegende Dokument entstand im Jahr 1998 im Zuge einer Neukonzeption der Multimedia-Infrastruktur in den Hörsälen und Seminarräumen der Technischen Universität Darmstadt. Obwohl sich die technischen Details in den letzten Jahren zum Teil deutlich verändert haben, sind die in diesem Konzept formulierten grundsätzlichen Überlegungen weiterhin aktuell, sind die Grundlage aller neu gebauten und sanierten Hörsäle der TU Darmstadt.

Dieses Konzept dokumentiert somit den historischen Planungsprozess zur Ausstattung der TU Darmstadt mit Multimedia-Infrastruktur und auch die aktuellen Anforderungen.

Eine aktuelle Zusammenfassung der wesentlichen Aussagen finden sie unter dem Link Kurzfassung.

Ferner hatte sich 2003 die Hochschul-Informations-System(HIS) GmbH in der Publikation „Neue Materialien zur Hörsaalplanung (wird in neuem Tab geöffnet)“ mit dem Thema Medientechnik in Hörsälen beschäftigt. Erfahrungen und Konzepte der mmAG sind hierbei eingeflossen.

Projekt Multimedia Hörsaal Technische Universität Darmstadt

Kurzbeschreibung des Projekts

Gegenstand dieses Projekts ist die Ausstattung der Hörsäle der Technischen Universität Darmstadt mit multimedialer Medientechnik.

Das Wort Multimedia ist nicht eindeutig definiert, dennoch wird heute wohl niemand widersprechen, wenn man behauptet, daß an einer Technischen Universität Multimedia in der Lehre immer wichtiger werden wird. Hier wird Multimedia stets im Zusammenhang mit neuen, elektronischen Medien benutzt – im Gegesatz zum „klassischen Multimedia“, unter das man z.B. die Demonstrationsversuche in Vorlesungen einordnen könnte.

Überspitzt kann man sagen, Multimedia entspricht in einigen Bereichen den Demonstrationsversuchen von heute. Doch das Potential von Multimedia ist deutlich größer: Multimedia – besonders in Verbindung mit Telekommunikation – ermöglicht ganz neue Formen der Lehre. Stichworte sind hier: „virtuelle Vorlesung“, „multimediale Dokumentation von Vorlesungen“, „Teleteaching“, „virtuelle Universität“ und „verteilte Vorlesungen“ (siehe einige Referenzen am Ende des Kapitels).

Um die Vielfalt von Multimedia überschaubar machen zu können, wurden die möglichen Nutzungsformen von „Multimedia im Hörsaal“ in den folgenden Szenarien zusammengefaßt:

• konventionelle Vorlesung / Vortrag

• Vorlesung mit Dia / Videovorführung

• Vorlesung mit Großbildprojektion des Rechnerbildschirms

• Hörsaalübung in Verbindung mit PC-Grossbildprojektion

• Vorlesung mit Demonstrationsversuch

• Kongresse / Workshops / Podiumsdiskussion

• Dokumentation von Veranstaltungen / Vorlesung

• Verteilte Vorlesungen / Teleteaching / Übertragung in einen zweiten Hörsaal

Die neue Multimedia-Infrastruktur (kurz: Medientechnik) und die vorhandene konventionelle Infrastruktur (z.B. Licht) des Hörsaals sind als Einheit zu sehen. Mit einheitlichen Bedienelementen einer Mediensteuerung kann erreicht werden, daß die Komplexität der Medientechnik verborgen wird, und die gesamte Infrastruktur einfach und zuverlässig nutzbar ist. Gerade hier sollte das Motto „Qualität vor Quantität“ gelten.

Durch die Mediensteuerung kann ein Synergie-Effekt erreicht werden. Die speziellen Komponenten einzelner Szenarien werden in möglichst vielen Szenarien nutzbar, wenn sie über die Mediensteuerung sinnvoll kombiniert werden.

In den Hörsälen der TU Darmstadt war vor 1999 keine moderne, multimediale Infrastruktur vorhanden. Die Ausstattung beschränkte sich meist auf die klassischen Medien wie Tafel, Overhead- und Diaprojektor. In den großen Hörsälen waren einfachste Mikrofonanlagen vorhanden. Dem Stand der Technik entsprechende Video- oder Datenprojektion gab es nicht.

In einem ersten Schritt wurden zunächst folgende Hörsäle ausgestattet: E-Technik, Architektur, und Physik.

Die Hörsäle wurden in vergleichbarer technischer Qualität ausgestattet, wobei die Bedienoberfläche in allen Hörsälen gleich ist. Die technische Auslegung wurde den jeweiligen Gegebenheiten in den Hörsälen angepasst. Im Gebäude E-Technik gab es Sonderlösungen. In Hörsaal 08 wurde eine große Symposiums-Mikrofonanlage installiert. Weiterhin wurde es dort möglich, alle Hörsäle per Audio und Video zu verbinden.

Anforderungen an Infrastruktur

Im Rahmen dieses Projekts können fast alle Anforderungen abgedeckt werden, außerhalb dieses Projekts steht jedoch die Erneuerung der durchweg sehr alten Lichtanlagen, die nicht mehr in eine moderne Mediensteuerung zu integrieren sind. Neue Lösungen werden hier die Betriebskosten erheblich rezuzieren.

Referenzliste

Auswahl einiger Universitäten, die bereits Medientechnik installiert hatten:

Universität Erlangen Multimediales Teleteaching

TU Chemnitz Videokonferenz aus Hörsaal

Universität Düsseldorf Einrichtung elektronischer Hörsäle

Universität Dortmund Multimedia-Hörsaal, Virtuelle Wissensfabrik

Universität Karlsruhe Multimedia-Hörsaal, MMLAB

Universität Gießen Multimedia im Hörsaal, Lehre im Web

TU München Multimedia-Hörsaal S1128

Universitäten Heidelberg und Mannheim Projekt Teleteaching

TU Bergakademie Freiberg Multimedia Infrastruktur für Hörsaal

Szenarien

Die nachfolgend dargestellten Szenarien sollen darstellen, welche verschiedenen multimedialen Nutzungsformen mit der neuen Medientechnik in den Hörsälen möglich werden. Hier sollen die Nutzungsformen im Vordergrund stehen, nicht die technischen Lösungen, die diese ermöglichen. Dabei soll deutlich werden, daß die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten Synergie-Effekte haben. Eine technische Komponente, die für eine Nutzungsform zwingend notwendig ist, kann natürlich für alle anderen Nutzungsformen ebenfalls verwendet werden und macht es dadurch den Vortragenden bzw. Veranstaltern stellenweise erheblich einfacher.

Konventionelle Vorlesung / Vortrag

Eine übliche Vorlesung an der Tafel oder am Overhead-Projektor stellt zunächst keine besonderen Anforderungen an eine multimediale Ausstattung. Dennoch hat auch hier der Vortragende einen Gewinn gegenüber der derzeitigen Situation: Die neue, deutlich sprachverständlichere Mikrofonanlage erlaubt volle Bewegungsfreiheit im Raum und verhindert zuverlässig Rückkopplungen. Die Bedienung von Licht- und Mikrofonanlage wird durch ein Touch-Panel der Mediensteuerung sehr einfach.

Vorlesung mit Dia- / Videovorführung

Zusätzlich zu einer konventionellen Vorlesung kann der Vortragende (oder ein Assistent) über die Mediensteuerung den Diaprojektor oder einen Videorecorder steuern. Es können VHS und S-VHS Videobänder (auch in internationalen Formaten z.B. NTSC) gezeigt werden. Der Ton wird in Stereo über die Frontbeschallungs-anlage übertragen.

Vorlesung mit Großbildprojektion des Rechnerbildschirms

Statt eines Videos kann der Vortragende (oder ein Assistent) das Monitorsignal eines Rechners (PC oder Workstation) projizieren und dessen Audiosignal wiedergeben. Ein Internetanschluß ist im Hörsaal vorhanden. Die Auswahl der jeweiligen Signalquellen ist über das Touch-Panel der Mediensteuerung einfach möglich.

Hörsaalübung in Verbindung mit PC-Grossbildprojektion

In der TUD werden verstärkt Multimedia-PC-Pools eingerichtet, in denen die Studierenden individuell Übungen am PC durchführen können. In den Multimedia-Hörsälen kann allen Studierenden sehr einfach die Nutzung der jeweiligen Software gezeigt werden, so daß sich dann in den PC-Pools der Betreuungsaufwand auf die Inhalte – nicht auf die Technik – richten kann.

Vorlesung mit Demonstrationsversuch

Demonstrationsversuche sind in vielen Grundvorlesungen zentraler Teil der Lehre. Bereits heute wird hier häufig eine Videokamera in Verbindung mit Monitoren zur Darstellung von Details eingesetzt. Die neue Doppelprojektion wird gerade hier sehr viele neue Möglichkeiten der Nutzung eröffnen. Es ist z.B. möglich, einen Versuch per Kamera zu zeigen und gleichzeitig das Bild eines PC-basierten Meßcomputers auf der Großbildprojektion darzustellen. Statt des PC-basierten Meßcomputers kann auch mit einer zweiten Kamera das Bild eines Meßgeräts dargestellt werden.

Kongresse / Workshops / Podiumsdiskussion

Bei Veranstaltungen wie Kongressen, Workshops oder Podiumsdiskussionen kann die Mikrofonanlage durch einfaches Anschließen von weiteren Mikrofonen zu einer vollautomatischen Konferenzanlage ausgebaut werden. Auch sind Mikrofone für Zwischenfragen der Teilnehmer aus dem Plenum vorhanden.

Mit der Video-Daten-Doppelprojektion kann neben einer Präsentation mit PC oder Video (siehe oben) eine Agenda oder aber der Vortragende im Großbild dargestellt werden. Dies wird ohne Aufwand möglich sein, da – über die Mediensteuerung – zwei fest installierte, automatische Kameras angewählt werden können.

Dokumentation von Veranstaltungen / Vorlesungen

Eine wesentliche Komponente der multimedial ausgestatteten Hörsäle ist die Dokumentation, also der Mitschnitt der Veranstaltung auf Videoband.

Bei jeder Veranstaltungsform kann ein Assistent (Regie) mit Hilfe der Mediensteuerung den Ton der Audioanlage und die Bilder der automatischen und eventueller mobiler Kameras (Versuche) oder die Darstellung der Datenprojektion auf Video aufzeichnen.

Verteilte Vorlesungen / Tele-Teaching / Übertragung in einen zweiten Hörsaal

Die unter Dokumentation beschriebene Schnittstelle zur Aufzeichnung auf Videoband kann auch „live“ genutzt werden. So kann das Videosignal innerhalb des Campus per Datennetz in einen zweiten Multimedia-Hörsaal übertragen werden. Auch die Anbindung an Weitverkehrsnetze (MBone/ISDN) ist problemlos möglich, da in dem Hörsaal entsprechende Netz-Infrastruktur vorhanden sein wird, an der ein

- je nach Anforderung zu installierender – „Verbindungsrechner“ anschließbar ist. Verteilte Vorlesungen (Stichwort „virtuelle Universität“) können durchgeführt werden. Mit der Doppelprojektion kann das lokale Bild und das Empfangsbild der Gegenstelle (über den Verbindungsrechner) gleichzeitig dargestellt werden.

Technische Beschreibung

Mediensteuerung

In einer komplexen medientechnischen Anlage gibt es eine Vielzahl von Geräten. Alle diese Geräte müssen gesteuert oder bedient werden. Die Aufgabe der Mediensteuerung ist es, die Bedienung der Geräte unter einer einheitlichen Oberfläche zusammenzuführen. Der Anwender steuert nicht einzelne Geräte, sondern aktiviert Funktionen. Die Mediensteuerung setzt dann alle notwendigen Befehle um. Die Steuerung der Anlage soll intuitiv und logisch sein. Ein unbedarfter Anwender soll die Anlage selbständig bedienen können. Technisches Bedienpersonal ist nicht notwendig.

Zentrales Bedienelement der Mediensteuerung ist das Touch-Panel. Auf der grafischen Oberfläche des Touch-Panels werden alle Funktionen der Anlage in Form von Menüs angezeigt. Zu jeder Seite steht ein kurzer Hilfetext zur Verfügung. Durch einfaches Berühren des Panels wird die angezeigte Funktion ausgeführt. Neben der Möglichkeit einzelne Befehle zu aktivieren, können auch komplexe Szenarien durch einen einzelnen Tastendruck aktiviert werden.

Beispiel A: Zuordnung der Videosignalquellen

Aus der Vielzahl der vorhandenen Signalquellen kann auf einer Menüseite die Zuordnung auf die beiden Projektoren erfolgen.

Beispiel B: Diaprojektion

Das Drücken der Taste „DIA“ aktiviert folgende Sequenz:

Das Licht im Zuschauerbereich wird auf 40% gedimmt, die Beleuchtung des oberen Tafelbereichs wird ausgeschaltet und der untere Bereich wird auf 30% gedimmt, die Leinwand wird ausgefahren und der Diaprojektor wird eingeschaltet.

Alle Funktionen und Szenarien sind als Software in der Steuerung hinterlegt. Die Integration neuer Geräte, Funktionen oder Szenarien ist durch die Erweiterung der Software einfach möglich. Alle Funktionen der Mediensteuerung stehen über eine PC-Schnittstelle auch für externe Steuerung zur Verfügung. Damit können interessierte Fachbereiche eine eigene Steuerung der Anlage aus eigener Software heraus realisieren. Fehlbedienungen über die exteren Steuerung werden von der Mediensteuerung verhindert.

Audiotechnik – Mikrofonanlage

Im großen Hörsaal sind drei drahtlose Mikrofone (UHF-Sender) vorgesehen. Zwei dieser Mikrofone sind als Handmikrofon und ein Mikrofon als Lavalier- (Kragen-) Mikrofon ausgelegt. Diese Mikrofone sind für den/die Vortragenden vorgesehen. Der Nutzer kann sich frei im Raum bewegen. Die Mikrofone können gleichzeitig benutzt werden. Dem Empfänger des Lavaliermikrofons ist ein spezieller Filter nachgeschaltet, dieser paßt den Frequenzgang des nicht direkt besprochenen Mikrofons an die direkt besprochenen Handmikrofone an.

Zusätzlich sind noch weitere, kabelgebundene Mikrofone vorhanden. Zwei dieser Mikrofone können an Anschlußfelder im Zuhörerbereich in der Nähe des Gangs angeschlossen werden. Diese Mikrofone können für Fragen der Zuhörer genutzt werden. Weitere Anschlüsse stehen im Vortragsbereich zur Verfügung. Hier können Mikrofone für ein Rednerpult oder für eine Podiumsdiskussion angeschlossen werden.

Alle Mikrofone können gleichzeitig benutzt werden. Ein automatischer Audiomischer sorgt für eine gleichmäßige Pegelung. Für die Nutzungsformen im automatische Betrieb wird kein technisches Bedienpersonal benötigt. Fehlbedienungen durch den Nutzer sind ausgeschlossen.

Eine akustische Rückkopplung ist nahezu ausgeschlossen.

Durch die Signalbearbeitung in einem Digitalen-Audio-Prozessor wird vollautomatischer Betrieb und Ausschluß von Fehlbedienungen durch den Nutzer, bei natürlicher Wiedergabe mit hoher Silbenverständlichkeit und Aufrechterhaltung der Richtungszuweisung, erreicht.

Audiotechnik -Audio Anlage

Die Wiedergabe der Tonsignale von Videorecordern und Audio-Signalen aus Rechnern erfolgt über ein Frontbeschallungssystem. Die Lautsprecher der Frontbeschallungsanlage sind in der Nähe der Leinwand montiert. Diese Frontbeschallung stellt die Richtungszuweisung zu dem Bildsignal her. Zusätzlich ist die Anlage mit einem Subwoofer-System ausgestattet. Dieses System ist über eine digitale Frequenzweiche an die Frontlautsprecher gekoppelt. Durch den Einsatz einer auf die akustischen Verhältnisse des Raumes abgestimmten Anlage wird eine gleichmäßige, voluminöse und ausgewogene Beschallung erreicht.

Video-Anlage

An einem Traversensystem unter der Decke sind zwei Video/Datenprojektoren montiert. Diese Projektoren können alle Signale bis zu einer Auflösung von 1024x768 Punkte darstellen (1280x1024 komprimiert). Die Projektoren zeichnen sich durch eine hohe Lichtleistung von 2400 ANSI Lumen aus. Damit ist eine Projektion auch bei nicht völlig abgedunkeltem Raum möglich. Die Bildgröße der Projektion ergibt sich aus der verfügbaren Raumbreite und der Aufteilung in zwei Videoprojektionsflächen und der Projektionsfläche für Diaprojektor und Overheadprojektor.

Für die Projektionsflächen sind elektrisch ausfahrbare Leinwände geplant. Diese werden vor der vorhandenen Tafelanlage montiert.

Komponennten der Videoanlage: Kreuzschiene, zwei Videoprojektoren, S-VHS Videorecorder (multinorm), zwei mobile Kameras, zwei Kameras auf Schwenk/Neige-Köpfen. Externe Anschlüsse: Anschlüsse für mobile Computer über Interface (PC, Workstation) im Vortragsbereich und Technikraum.

Videomitschnitt (Regiebetrieb)

Im Regieraum am hinteren Ende des Hörsaals wird ein Operatorplatz eingerichtet. Hier kann ein Operator die Medientechnik mittels eines zweiten Touch Panels steuern. Zum Mitschnitt oder zur Übertragung ins Netz wird hier das wesentliche Videosignal der laufenden Veranstaltung ausgewählt. Zur Verfügung stehen alle im Hörsaal darstellbaren Bildquellen. Computersignale werden zur Aufzeichnung über einen Scanconverter in ein Videosignal konvertiert.

Zur einfacheren Handhabung steht dem Operator ein Vorschaumonitor zur Verfügung. Eine Vorschau ist beonders bei der Steuerung der Kameras sinnvoll. Über das Touch-Panel können verschiedene gespeicherte Positionen der Kameras abgerufen oder aber manuell eingestellt werden.

Lichtanlage

An dem Traversensystem ist das Licht für den Vortragsbereich montiert. Die einzel regelbaren Leuchten sind so angebracht, daß sie den Vortragenden nicht blenden und kein Licht auf die Leinwände gestreut wird. Zusätzliche Leuchten sind für den oberen Bereich der Frontwand vorhanden. Diese können eingeschaltet werden, wenn die Projektionstechnik nicht eingesetzt wird.

Im Bereich der Zuhörer ist eine 8-kanalige Beleuchtungsanlage mit Leuchtstoffröhren vorgesehen. Diese Anlage ersetzt die inzwischen veraltete Anlage aus dem derzeitigen Bestand. Vorteil der neuen Anlage ist ein geringerer Energieverbrauch, die Erfüllung der aktuellen DIN-Anforderungen und eine individuelle Ansteuerbarkeit der acht Kanäle. Jeder einzelne der acht Kanäle kann unabhängig von den anderen geregelt werden. Die Ansteuerung erfolgt durch die Mediensteuerung.

Stand: 1998