Prof. Dr. Michael Herczeg, Dr. Thomas Winkler

ArtDeCom

Theorie und Praxis integrierter ästhetischen und informatischer Aus- und Fortbildung

„Welt der Drachen“: Ausdruckstanz auf der interaktiven Bühne, gestaltet, programmiert und aufgeführt von GrundschülerInnen der Schule Lauerholz in Lübeck

„Welt der Drachen“: Ausdruckstanz auf der interaktiven Bühne, gestaltet, programmiert und aufgeführt von GrundschülerInnen der Schule Lauerholz in Lübeck

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Hardware / Software

HARD- UND SOFTWARE FÜR KÜNSTLERISCH-INFORMATISCHE PROJEKTE

VERGLEICHE ZWISCHEN UNTERSCHIEDLICHER HARDWARE

Hardware allgemein

- Um projektorientiert auch in atelierartigen Arbeitsumgebungen mittels digitaler Medien zu lehren und zu lernen, sollten möglichst kleine und handliche, mobile, kabellos miteinander vernetzte Schüler-Notebooks eingesetzt werden.
- Bei Klassenstärken mit bis zu 20 Kindern kann bereits mit fünf Schüler-Notebooks gut gearbeitet werden. Auch sollten überwiegend zwei Kinder gemeinsam mittels eines Notebooks arbeiten. So können die Hälfte der Kinder einer Klasse digital unterstützt arbeiten.
In Klassen ab der Sekundarstufe 1, in größeren Klassen mit bis zu 25 Kindern bzw. Jugendlichen (etwa in fünf Tischgruppen), bietet es sich an, fünf oder besser zehn Schüler-Notebooks zu haben.
- Jeder Lehrende sollte über sein eigenes Notebook verfügen, das für die SchülerInnen auch als Server fungiert.
- Web-Cams (LEGO® oder Logitech® QuickCam Massanger) sollten in der Zahl der Notebooks vorhanden sein.
- Ein (mobiler) Scanner ermöglicht das Digitalisieren von Bildern.
- Ein mobiler Drucker (oder ein zentraler Drucker in Reichweite des Funk-LAN) materialisiert das körperlose Bild der Bildschirme.
- Mikrocomputer (etwa von LEGO®, Lasy® oder Gleason Research®) mit möglichst unterschiedlichen Sensoren und Aktuatoren sollten in der Anzahl der Notebooks oder der Notwendigkeiten der spezifischen Projekte vorhanden sein. Zur Kosteneinsparung bei häufigerer Verwendung der Mikrocomputer empfehlen wir den Einsatz von Transformatoren.

Mikrocomputer

- Der RCX von LEGO® kann mit unterschiedlichster Software (nicht nur der von LEGO®) betrieben werden. Im Internet stehen weitere Betriebssysteme für professionellere Programmierer (JAVA, Perl, RCX-CC, NQC, Smalltalk) zum Download bereit. Es gibt reichlich Information im Internet. Er verfügt über ein Display das u.a. Messergebnisse anzeigt. So kann er ortunabhängig (etwa im Kontext von Mobile Learning) eingesetzt werden.

Handelsüblich sind viele Sensoren - neben Wärme-, Druck-, Licht-, und Rotationssensoren etwa die DCP-Sensoren von LogIT® (Geräuschintensität, Luftfeuchtigkeit-, etc.) und Aktuatoren (Mikromotoren, Lampen, externer Summer, Laser oder LED) zu beziehen.

Der RCX kann über einen Computer (per Infrarotkommunikation) eine Web Cam als Sensor (mit RIS und Vision Command: Bewegungs- und Farberkennung, mit RoboLab zusätzlich hoch komplexe Messungen bis hin zur Formerkennung) verwenden.
Nachteile: Wird der RCX ohne (ausreichend volle) Batterien betrieben (etwa in einer Installation mittels eines Transformators mit Strom versorgt), so verliert er bei Stromausfall seine Programme und sein Betriebssystem. Kommunikation zwischen den RCX ist nur über Infrarot möglich. Die einzelnen RCX können dabei nicht identifiziert werden.

- Der LER-1 von LASY® wird mit der Software ControLasy am PC programmiert. Die Programme können über Kabel oder Funk auf den LER-1 übertragen werden. Die Fähigkeit zur kabel- und infrarotlosen Kommunikation sowie die individuelle Identifizierung sind seine besonderen Stärken. Auch verfügt er über vier Ein- und vier Ausgänge (also über zwei mehr als der RCX) und zusätzlich (neben Motor und Lampe) besondere Aktuatoren wie etwa Elektromagnet, elektrischer Schalter oder Summer. Die Standardsensoren sind magnetischer Schalter, Lichtsensor, Drucksensor, Temperatursensor, Rotationssensor und Winkel-Rotations-Sensor. Ein Adapter ermöglicht seit neuestem auch den Anschluss von Fremdsensoren wie etwa der DCP-Sensoren (siehe RCX und RoboLab).
Der LER-1 verliert wie ein PC, der abgeschaltet wird, nicht die Erinnerung an sein Betriebssystem. Es sprechen also viele Gründe dafür, den LER-1 als sehr geeignet zu bezeichnen, für die Realisierung komplexer interaktiver Mixed-Reality-Installationen oder -Environments.

Nachteile: Der LER-1 ist annähernd doppelt so groß wie der RCX. Auch sind nicht alle Features fertig entwickelt und so ist es noch nicht möglich, den mächtigsten Sensor, die Bilderkennung, zu verwenden. Der LER-1 verfügt (noch) nicht über ein Display. So sind keine Messungen nur mit dem LER-1 mobil möglich.

- Der Handy Cricket von Gleason Research ist mit Abstand der kleinste und kostengünstigste Mikrocomputer. Er wird mit der kostenlosen Software Cricket Logo bzw. seiner ikonischen Version Logo Blocks auf dem PC oder MAC programmiert. Das Programm wird, wie beim RCX, über eine Infrarotschnittstelle übertragen.
Nachteile: Er besitzt keine Hülle. Er verfügt lediglich über zwei Ein- und zwei Ausgänge.

- Ein Beamer ermöglicht nicht nur einer größeren Anzahl von Schülerinnen oder Schülern den Blick auf das grafische Interface des Computers sondern auch große Projektionen von bewegten Bildern (Animationen und Videos) in Installationen.

- Grafiktabletts in der Anzahl der Notebooks erleichtern beispielsweise das Zeichnen dreidimensionaler digitaler Objekte, etwa mittels des Programms Teddy.

UNTERSCHIEDLICHE IKONISCHE PROGRAMMIERSOFTWARE

LEGO MindStorms VisionCommand (VC)
VC läuft auf WIN 98, 2000 und XP
1. VC eignet sich zur einfachen Erstellung von Stop-Motion und Zeitraffer-Animationen oder Videos mit einem PC.
Nachteil: Die Software ist nur für den PC verfügbar. Niedrige Web Cam-Qualität, Stop-Motion und Zeitraffer-Animationen oder Videos mit einem PC gibt es bei der baugleichen Logitech QuickCam, die um ein Drittel günstiger ist, umsonst.
2. VC eignet sich hervorragend zur einfach handhabbaren Bilderkennung mit einem PC. Output sind wav-Dateien.
Zusätzlich ermöglicht die Schnittstelle zum RCX (mit der RIS-Software) die Steuerung von Mikromotoren.
Nachteil: Die Software wird nur mit der original LEGO Cam vertrieben. Die Installation unter WIN 2000 und XP ist nicht einfach:
Bei der Installation unter WIN 2000 und XP muss zunächst ein Patch installiert werden, der die Installation des Programms ermöglicht. Hier bitte folgende Vorgehensweise beachten:
- Rechtsklick auf Start-Button
- Explorer auswählen
- Das CD-ROM-Laufwerk selektieren
- Die Datei "setup.exe" mit Rechts anklicken, Eigenschaften auswählen
- "Kompatibilität"-Reiter selektieren und "Programm im Kompatibilitätsmodus ausführen für Windows 98" auswählen
- "Übernehmen" auswählen und die Eigenschaften verlassen
- Setup.exe mit Doppelklick wie gewohnt starten

LEGO MindStorms Robotics Invention System (RIS)
RIS ist eine auch von Laien sehr einfach zu bedienende Programmiersprache für den Mikrocomputer RCX. Die Programmierung erfolgt auf einem PC mittels ikonischer Bausteine, die untereinander „gesteckt“ werden und so die Programmzeile ergeben. Die Programme werden mittels einer Infrarotschnittstelle auf den RCX übertragen. Ein RCX fasst bis zu 5 unterschiedliche Programme.
Nachteil: RIS ist in seinen Möglichkeiten begrenzt.

LEGO MindStorms RoboLab
RoboLab ist eine hervorragende Programmiersoftware zur ikonischen Programmierung einfacher aber auch hoch komplexer Anwendungen für den RCX. Sie läuft auf WIN genauso wie auf MAC. Zunächst schwieriger zu bedienen, ermöglicht sie jedoch weiterreichende Möglichkeiten. Sie ist in der Lage komplexe Analysen und Berechnungen vorzunehmen, Ergebnisse auf dem Display, aber auch auf dem Bildschirm des Rechners in Form von Diagrammen anzuzeigen. Sie bietet eine offene Schnittstelle für unterschiedlichste Sensoren. RoboLab bezieht als Sensor auch die PC-Kamera von LEGO oder die QuickCam von Logitech mit ein. Die Bilderkennung reicht bis zur Image Recognition. RoboLab wird auf der ganzen Welt für schulische Zwecke im naturwissenschaftlich-technischen Kontext verwendet.
Nachteil: Die Software ist nicht so intuitiv wie MindStorms RIS zu bedienen. Die Bilderkennung ist sehr kompliziert.

ControLasy
ControLasy ist eine ikonische Programmiersoftware für den LER-1 von Lasy®. Die in Deutschland weniger bekannte, aber weltweit operierende Schweizer Firma entwickelt die im Leonardo Programm der EU entwickelte Hard- und Software weiter.

Logo Blocks
Die kostenlose ikonische Programiersoftware ähnelt der LEGO MindStorms RIS. Sie basiert jedoch auf der Software Cricket Logo, mit dem der kleine Handy Cricket auch nicht ikonisch zu programmieren ist.
Nachteile: keine