Wissenschaft: Sphärische Displays und Hypergloben

Die Hyperglobe Research Group (HRG, seit 2005) der Uni Wien setzt sich mit dem Potential spha?rischer Displays und deren Eignung zur Visualisierung globaler Sachverhalte sowohl theoretisch als auch angewandt auseinander.

Nach der über 500jährigen Geschichte des Globus (ältester erhaltener Erdglobus: ‚Erdapfel‘, M. Behaim, 1492), respektive der 2.200jährigen Geschichte  des Globus (nur schriftliche Hinweise auf einen Globus: Krates von Mallos, 200 v. Chr.) wurde im Zuge der technologischen Entwicklungen der letzten Dekade eine neue Epoche des Globus eingeleitet. Eine zentrale Rolle spielen hierbei sphärische Displays, welche es ermöglichen, einerseits Lehrinhalte (mit globalem Raumbezug) der technischen Entwicklung anzupassen und neue didaktische Möglichkeiten praxisbezogen aufzugreifen sowie andererseits Forschungsaktivitäten zur Visualisierung raumbezogener Sachverhalte auf verschiedenen Medien zu untersuchen. Das Ziel besteht dabei darin, real ablaufende Prozesse auf der Erdoberfläche möglichst anschaulich, zeitnah und dynamisch zu vermitteln. Darüber hinaus werden im Dialog mit der (karto)graphischen Industrie neue und zukunftsweisende Ansätze in der Produktentwicklung erforscht.

Der taktile Hyperglobus

Die Renaissance des Globus zeigt sich sowohl in der Vielfalt digitaler Globen als auch in deren alltäglicher Verwendung. Das Verbindende bei den digitalen Globen ist deren digitales Abbild. Die wesentlichen Differenzierungen ergeben sich aus der Beschaffenheit des Globuskörpers sowie der Ausprägung des Raumes, in welchem der Globus präsentiert wird. (Bild links: Behaims Erdapfel)

Hinsichtlich deren Beschaffenheit können Globen durch folgende drei Parameter differenziert werden (Riedl, 2000):

  • die Art des Globusbildes (analog, digital),
  • die Beschaffenheit des Globuskörpers (materiell, virtuell),
  • die Ausprägung des Raumes, in welchem der Globus wiedergegeben wird (real, virtuell).
  • Aus den genannten Parametern lassen sich vier realisierbare Kategorien von Globen ableiten: Analoger Globus, Virtueller Globus, Taktiler Hyperglobus und Hologlobus.


Im Gegensatz zu den virtuellen Globen können die auf einem sphärischen Display basierenden digitalen Globen als direkte „Nachfolger“ analoger Globen angesehen werden. Dies ergibt sich aus ihrer Beschaffenheit, bei welcher ein digitales Bild auf einen physischen Globuskörper im realen Raum abgebildet wird. Die 3-dimensionale Wahrnehmung erfolgt nicht durch eine Illusion, sondern durch die Geometrie des ‚Bildschirms‘. Diese sogenannten taktilen Hypergloben stellen wieder Globen im eigentlichen und unverfälschten Sinne dar. „Taktil“ wird hier im Zusammenhang mit der Möglichkeit des „Berührens“ des Globuskörpers verwendet und nicht im haptischen Sinne, also der Informationsgewinnung durch Ertasten. „Hyper“ wird hier in Anlehnung an Hypermedia verwendet, also einem interaktiven und nicht-linearen Informationsmedium (vgl. Riedl, 2000).

Taktile Hypergloben unterscheiden sich hinsichtlich der Beschaffenheit des Globuskörpers (fest, aufblasbar) und des verwendeten Projektionssystems (Innenprojektion, Außenprojektion, Direkte Projektion) und werden meist mit Kugeldurchmessern zwischen 80 cm und 3 m produziert. Ausführliche Beschreibungen der unterschiedlichen Kategorien und der Funktionsweise sphärischer Displays sowie ihrer Vor- und Nachteile hinsichtlich Auflösungsvermögen, Bildqualität, Systemvoraussetzungen etc. finden sich in A. Riedl (2009) sowie J. Kristen (2012)
Das Jahr 2002 kann als Wendepunkt der taktilen Hypergloben gesehen werden: weg vom Unikat, hin zu Klein(st)-Serien. In diesem Jahr wurden gleich drei neue Varianten auf den Markt gebracht. Jeder dieser Globen basiert auf einem unterschiedlichen patentierten Projek-tionsverfahren, wurde mehrfach verkauft, wird weiterentwickelt und ist weiterhin erhältlich. Den größten Teil des Marktes teilen sich folgende Firmen: ARC Science Simulation (www.arcscience.com), Global Imagination (www.globalimagination.com), Globoccess (www.globoccess.com), National Oceanic and Atmospheric Administration (sos.noaa.gov) .

Global GeoStories

Der taktile Hyperglobus hatte zu Beginn meist die Funktion eines Attraktions- und Repräsentationsgegenstandes. Um dieses Einsatzfeld zu erweitern und das wahre Potential eines Globus einem breiten Anwenderkreis zugänglich zu machen, wurde von der HRG das Ziel verfolgt, den taktilen Hyperglobus zu einem Instrument der Wissensvermittlung globaler Sachverhalte zu machen. Eine Schlüsselfunktion zur Erreichung dieses Zieles wurde dabei der Art und Weise der Darbietung globaler Themen zugesprochen. Hierzu wurde als globus-/plattformunabhängiges Authoring- und Präsentationssoftwarepaket „OmniSuite Pro“ unter Verwendung von C++ und der 3D-Grafikbibliothek OGRE entwickelt. OmniSuite Pro berechnet ausgehend von einem zweidimensionalen Basisdatensatz via 3D-Modell ein in Echtzeit manipulierbares Bild für den Projektor des taktilen Hyperglobus. Das Ergebnis wird in Folge auf der sphärischen Oberfläche des Hyperglobus abgebildet, wobei jedem Globensystem eine spezielle Azimutalabbildung zugrunde liegt (für Details siehe Kristen, 2012).


Um den Zugang zu globalen Themen für Anwender unkompliziert zu gestalten, wurde des Weiteren eine umfassende Themensystematik entwickelt. Diese globalen Themen basieren auf sogenannten „Global GeoStories“, denn letztendlich erzählen Karten schon seit jeher eine Geschichte. Dabei wird auf das Konzept des „Digital Storytelling“ von Joe Lambert aus dem Jahre 1994 zurückgegriffen und für GeoStories entsprechend adaptiert (Hruby et al., 2008a). Unter dem Schlagwort „Story Maps“ gewinnt diese Idee in letzter Zeit erneut an Bedeutung und wird von einer steigenden Anzahl von Anbietern propagiert (u. a. von ESRI).

Global Stories können von Anwendern taktiler Hypergloben über einen ständig erweiterten Online-Themenkatalog (story library) via OmniSuite direkt auf dem sphärischen Display abgerufen werden. Dieser Katalog bietet aktuell über 300 Stories, welche von statischen über animierte Globenbilder bis hin zu Echtzeit- oder Prognosedaten reichen.

Anwendungsbereiche

Globen waren von Beginn an Attraktionsgegenstände und Statussymbole, zunächst als attraktive Schaugegenstände der Mächtigen und Wohlhabenden. Daneben etablierten sich Globen früh zu unentbehrlichen Demonstrationsgegenständen in der geographischen Didaktik. Erst im 20. Jahrhundert verlor der Globus seine Bedeutung als Instrument der Wissensvermittlung, um primär als attraktiver Einrichtungsgegenstand verwendet zu werden. Auch der taktile Hyperglobus fungierte seit dem Beginn seiner Entwicklungsgeschichte zunächst sehr stark als Repräsentationsgegenstand in Firmen-Foyers oder etwa als Eye-catcher auf Messeständen.
Die Globalisierung sowie die sich daraus ergebende Notwendigkeit, Sachverhalte aus einer globalen Sicht zu betrachten, um diese erfassbar und interpretierbar zu machen, führten zu einem breiten Anwendungsbereich digitaler Globen. Vor allem der taktile Hyperglobus konnte wegen seiner idealen Verkörperung als „lebender Himmelskörper“ in den letzten Jahren als unentbehrlicher Demonstrations- und Präsentationsgegenstand in vielen Einsatzfeldern Fuß fassen (Status- und Repräsentationsobjekt, Messe- und Kongressveranstaltungen, Öffentlichkeitsarbeit, Werbeträger, Edutainment, Musealbereich, Didaktik, Globenbibliothek, Medienkunst).

Schlussbetrachtung

Aus den bisherigen Entwicklungen lässt sich schlussfolgern, dass sich die Geschichte des Globus im Zeitalter der Informationsgesellschaft zu wiederholen beginnt, nur in wesentlich schnellerem Tempo und auf vielfältigere Art und Weise. Bei taktilen Hypergloben handelt es sich um real existierende Objekte, weshalb von ihnen eine besondere Faszination ausgeht. Derzeit stellt diese Variante der Globen – wegen des Kostenfaktors – noch keine direkte Konkurrenz zu den analogen Globen dar, die Vorteile hinsichtlich der Informationswiedergabe liegen jedoch auf der Hand – dem Globus steht eine blühende Zukunft bevor.

Literatur

Hruby F., Kristen J., Riedl A. (2008a): Global Stories?on Tactile Hyperglobes – visualizing Global Change Research for Global Change Actors. In: Proceedings, Digital Earth Summit on Geoinformatics: Tools for Global Change Research, Potsdam, Germany.

Riedl A. (2009): Taktile Hypergloben – die nächste Stufe in der Globenevolution. In: Kriz K., Kainz W., Riedl A. (Hrsg.): Geokommunikation im Umfeld der Geographie. Wien, Institut für Geographie der Universität Wien, 2009 (Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Band 19), S. 176 – 183.

Kristen J. (2012), 3D Grafikprogrammierung interaktiver kartographischer Echtzeit-Anwendungen – am Beispiel eines taktilen Hyperglobus. Diplomarbeit, Universität Wien

Mag. Dr. Andreas Riedl, andreas.riedl@univie.ac.at,

Institut für Geographie und Regionalforschung, Universität Wien
Initiator sowie Leiter der Hyperglobe Research Group (HRG)

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