«First Lego League» 2017

Die Roboter erobern das Bündnerland – wie jedes Jahr fand die «First Lego League» dieses Jahr an der Pädagogischen Hochschule in Chur statt. Dabei haben wir das Team Capricorns während mehreren Wochen intensiv begleitet. Ein spannender Artikel über einen Robotikwettbewerb, der Kinder und Jugendliche für Technik begeistern soll.

Die «First Lego League» ist ein Wettbewerb, der überall auf der Welt durchgeführt wird und zum Ziel hat, Kindern und Jugendlichen Programmieren und Technik näherzubringen. Dabei treten ungefähr ein Dutzend Teams gegeneinander an. Ein Team besteht aus drei bis zehn Mitspielern. Das diesjährige Thema des Wettbewerbs war «Hydro Dynamics».

Die «First Lego League» der Region Chur fand am 25. November in der Pädagogischen Hochschule statt. Dreizehn Teams traten gegeneinander an und mussten innerhalb von zweieinhalb Minuten verschiedene vorgegebene Aufgaben auf einem Spielfeld lösen. Davor hatten sie mehrere Wochen Zeit, um ihren Roboter zu programmieren, zusammenzubauen und auf den Wettbewerb vorzubereiten.

Während der Vorbereitung auf den grossen Tag haben wir das Team Capricorns der Kantonsschule Graubünden zweimal besucht und ihre Arbeiten filmisch dokumentiert. So ist ein spannender Einblick in die Robotik entstanden, der die «First Lego League» hoffentlich auch hier auf Digezz ein wenig bekannter macht.

Am Tag des Wettbewerbs selbst durften wir die komplette multimediale Begleitung des Events übernehmen. Das bedeutete, dass wir schon Tage zuvor mit dem Aufbau beginnen mussten. Mit einer mobilen Regie steuerten wir zwei Beamer und einen Fernseher an, auf denen dank einer Handkamera auch die Zuschauer ausserhalb des Saals mit den Teams mitfiebern konnten. Einige Impressionen aus dem Event haben wir für euch auf Digezz zusammengeschnitten. Ausserdem wurde mit zwei fix installierten und per Lan verbundenen Netzwerkkameras die Vogelperspektive gezeigt.

Für Interessierte, die mehr über die «First Lego League» wissen wollen, geht es hier zur Webseite.

(fms)

Kritik
von Lorena Strub, Marius Baumgartner und Pascal Hanimann

Pascal

Bevor ich erfahren habe, dass ein Team gesucht wird, das die First Lego League in Chur multimedial begleitet, hatte ich von diesem Event noch nie etwas gehört. Da ich mich sowieso für Programmierung und Veranstaltungstechnik interessiere, habe ich mich für dieses Projekt gemeldet. Zu dritt haben wir dann geplant und auf den Termin hingearbeitet. Schnell war klar, dass wir zwei Videos produzieren würden: Einmal einen Teaser mit Impressionen aus dem Event selbst, und einmal eine Dokumentation über die Capricorns. Zusätzlich würden wir vor Ort die komplette Liveübertragung machen.

Für die Dokumentation haben wir den Capricorns immer wieder Besuche abgestattet. Teilweise waren auch Lehrer und Coaches anwesend, von denen wir einige Zusatzinfos bekommen haben. Das Filmen selbst gestaltete sich eher schwierig, da wir nur ein 50mm-Objektiv zur Verfügung hatten und der Platz im Trainingsraum relativ knapp bemessen war. Auch das Spielfeld war nicht gerade klein. Wir mussten ordentlich stühlerücken und improvisieren, bis wir einigermassen brauchbare Aufnahmen hatten.

Beim Event selbst hatten wir dann den grossen Vorteil, jemanden im Team zu haben, der sich mit der Planung von solchen Events auskennt. Ich hätte den Aufwand, den man in ein solches Live-Event stecken muss, gnadenlos unterschätzt. Man muss zuerst in Erfahrung bringen, welche Infrastruktur vor Ort bereits vorhanden ist. Daraus ergibt sich die Frage: Was müssen wir selbst mitbringen? Was für Eingänge haben die Beamer? Wie bekommen wir sie an die Decke? Wie verkabeln wir einen ganzen Saal mit Eingangsbereich? Welche Kabel nehmen wir? Was für Adapter sind nötig? Als nächstes mussten wir wissen, ob in unserer Technikausleihe überhaupt alles verfügbar war, was wir brauchten. Auch private Kabel mussten wir noch mitbringen.

Damit die Zuschauer den Wettbewerb auch aus der Vogelperspektive verfolgen konnten, mussten wir zusätzlich noch zwei Kameras über einem Spielfeldtisch installieren. Schon bei den Vorbereitungen habe ich festgestellt, diese kein SDI- oder HDMI-Signal rausgeben, sondern über ein Webinterface angesteuert werden. Plötzlich kam also auch noch Netzwerktechnik ins Spiel - es musste ein lokales LAN aufgebaut und den Kameras die entsprechenden IPs zugewiesen werden.

Am Schluss hatten wir einen ganzen Lieferwagen, vollgestopft mit Technik, die wir drei Tage lang aufbauen mussten. Dank der guten Planung lief aber alles relativ glatt. Natürlich hakte es trotzdem an einigen Stellen (zum Beispiel waren einige Netzwerkkabel zu kurz), aber wir konnten alle Probleme effizient lösen. Höhepunkt war natürlich das Filmen und Übertragen der Preisverleihung, wo ohne Punkt und Komma geredet und geredet wurde und mir wegen der schweren Kamera fast der Arm abgefault ist.

Marius

Live Event

Während das Videoportrait die Aufgabe von Lorena und Pascal war widmete ich mich der Planung des Live Events. Bei der Ausführung des Events waren alle tätig.

Neben den Videos war es unsere Aufgabe, beim Live Event das geschehene auf die zwei Beamer und einen Fernseher zu übertragen. Das Schema sah so aus. Schema

Schritt 1: Planung
Nach dem ersten Meeting mit Patrik Janet, Projektleiter des Events und Dozent im Institut für Photonics und ICT IPI war in etwa klar. Wie der Event aussehen würde.

Zwei Beamer mit zwei verschiedenen Bildkanälen, dazu ein Fernseher im Foyer mit dem Stream des einen Bildkanal. Ich zeichnete ein Verkabelungsschema, welches jedoch während dem Aufbau noch abgeändert werden musste. Dank meiner Erfahrung in Live-Events wusste ich in etwa, was wir benötigten, und somit war von Anfang an klar, was für Material wir brauchen. Bis auf ganz weniges war in der Ausleihe zu finden. Wir waren vorallem dankbar über die Videowandler, welche zum Glück grosszügig vorhanden waren.

Schritt 2: Ausführung
Wir hatten 3 Kameras zur Verfügung. Zwei Netzwerkkameras, welche per kurzerhand eingerichtetem lokalen Netzwerk an einen Laptop angschlossen wurden. Dazu die Schulterkamera, welche für die Matches eingesetzt wurde.

Die Verkabelung fand am Freitag statt. Die Beamer mussten neu an die Decke geschraubt und mit Strom versorgt werden. Per BNC-Kabel und ein SDI-HDMI Wandler konnten wir die Regie mit den Beamern und dem Fernseher verbinden. Die Wandler waren notwendig, da die Beamer und der Fernseher keinen SDI Eingang hatten und wir die 50m bis zum Fernseher und Beamer nicht per HDMI Kabel verbinden konnten.

Bei der Regie war es gerade umgekehrt. Diese hatte nur einen HDMI Eingang, somit mussten wir den anderen Laptop, welche für die Einblendung der Punktetabelle zuständig war, mit einem HDMI-SDI Wandler an die Regie anschliessen. Dies ist im Schema zu sehen.

Die Aufgabe von Lorena und Pascal war, mir qualitativ gutes Bildmaterial zu liefern. Die Aufgabe von Marius war, die zwei Beamer und den Ferseher mit dem Bildmaterial zu bespielen. Mit der Auswahl von drei Kameras, einer Tabelle und den zuvor von Marius hergestellten Pausen- und Zwischenlogos im 3d Programm konnte von 5 Quellen ausgesucht werden. Somit gab es nie ein Schwarzbild.

Das Pausen und Zwischenlogo wurden auch im Blender 3d von mir erstellt und wurden per SSD in der Regie per Loop abgespielt.

 

Der Liveevent dauerte fast acht Stunden, davon waren etwa 5 reine Videoübertragung. Die körperliche Belastung für Lorena und Pascal waren enorm.

Der Abbau lief dann speditiv und es gab keinen Materialverlust. Der Auf- und Abbau war Aufgabe von allen. Alleine hätte das keiner von uns hingekriegt. Ich bin froh haben wir genug früh angefangen aufzubauen, vor allem weil wir so die Verkabelung sauber und sicher machen konnten.

Pascal Janet war sehr zufrieden und würde nächstes Jahr für den Live Event gerne wieder MMP Studenten einsetzen.

Animation für Filmportrait

Die Idee für eine 3D Animation als Intro kam mir als ich wieder einmal im Blender (3d Software) underwegs war. Wieso sollte das Intro für den Film nur in 2d sein, und nicht etwas mehr. Legos sind etwas zum anfassen, und somit war eine 3d Animation nicht verkehrt.

Die Grundidee der Animation war ein Lego Männchen, welches ein Schild hinter dem Rücken hervorholt auf dem „First Lego League“ steht. Im Verlauf der Herstellung wollte ich jedoch immer mehr in die Animation hineinbringen. Die einzelnen Schritte werden unten erklärt.

Schritt 1: Lego Männchen
Wie bei allen Animationen muss zuerst mal das Grundgerüst dafür hergestellt werden. Ich fing beim Lego Männchen an. Mit Hilfe von Blueprints aus dem Internet (Baupläne eines Lego Männchens von vorne und der Seite) konnte ich ein fast korrektes Männchen herstellen.
Knackpunkte waren die Arme, welche richtig abgerundet werden mussten. Mit dem Sculp Werkzeug kann jedoch modelliert werden.

Die Textur für den Kopf des Männchens habe ich im Illustrator erstellt und als hochauflösendes PNG File im Blender auf den Kopf gesetzt. Im Screenshort hier sehen sie die dazugehörigen Node Eigenschaften.

Schritt 2: Auto
Die Lego Stücke des Autos wurden je nachdem, welches dass ich gerade brauchte, auf die jeweilige Grösse von Hand modifiziert. Ich habe ein einfaches Autodesign gewählt. Die Legoteile wurden dann nacheinander aufeinander gestapelt und dem jeweilig unterem Legostück angeheftet, sodass am Schluss ein funktionierendes Auto entstand.


Die Räder sind zwei Zahnräder, welche ich ein wenig rotiert und aufeinander gestapelt habe.

Schritt 3: Material
Materialkunde ist bei 3d Modellen sehr zeitaufwendig. Mit dem Node Editor kann man Materialien und Eigenschaften komplett miteinander verknüpfen. Bei den Legosteinen war das Material eher einfach zu erstellen. Die Kombination von Farbe (Diffuse im Node Editor) und einem Glanz (Glossy) hat schon gereicht, um ein Material für den Legostein zu erstellen.

Schritt 3: Bewegung des Autos
Die Bewegung des Autos war am aufwändigsten. Das nachfahren einer Kurfe war einfach, konnte ich einfach einen Fahrweg zeichnen und das Auto diesen nachfahren lassen. Das schwierige war die Drehung der Räder je nach Position. Die Achsen der Räder haben eine globale und eine lokale Achse. Nur mit der Durchwälzung von zig Tutorials habe ich herausgefunden, wie die lokale Achse in der globalen Ebene angesprochen werden kann. Somit drehten sich die Räder dann immer in der lokalen Achse, egal wo und in welchem Winkel sie sich in der globalen Welt befanden.
Ich musste für das Kippen des Autos zwei Kippachsen einbinden. Die Möglichkeit besteht, jedoch war es eine Bastelei. Die eine Kippachse besteht aus allen zusammengefügten Teilen des Autos, welchen ich die Achsen auf einen Punkt gelegt habe. Die andere ist der Punkt, der dem Fahrzeug sagt wo es durchfahren muss. Diesen konnte ich zusätzlich als Kippachse missbrauchen.

 

Schritt 4 : Umgebung
Als Umgebung habe ich ein unendliches weisses Universum gewählt. Somit liegt der Hauptpunkt auf dem bewegten Objekt. Die drei verschiedenen Legosteine (Schwarz, Blau, Rot) habe ich oberhalb der Oberfläche angeordnet, eine physische Eigenschaft gegeben und sie runterfallen lassen. Somit konnten sie sich „natürlich“ anordnen. Danach erst fängt die Animation an, welche sich durch die Legosteine schlängelt.


Das Logo von „First Lego League“ habe ich noch in 3d erstellt und die Kamera zoomt nachher auf das Logo. Per After Effects habe ich dann noch den Schriftzug eingebunden und die Animation mit Sound unterlegt.

Schritt 5: Rendering
Ich habe die Dienste einer Community Renderfarm (Sheepit-renderfarm.com) in Anspruch genommen. Ich habe im Verlaufe des Semesters durch übernommene Renderarbeiten von anderen Usern Punkte gesammelt, welche ich für meine Animation einlösen konnte. Somit dauerte das Rendern nur noch vier Stunden, alleine hätte ich auf meinem Laptop über 3 Tage gebraucht. Zurück kamen dann Full HD Stillframes, welche ich im Premiere zu einer Animation zusammenfügen konnte.

Fazit
Ich habe sehr viel gelernt, was ich dann in Zukunft für andere Projekte benutzen kann.
Knackpunkte waren sicher die Animation der Räder, die am Anfang nie so gedreht haben wie sie hätten sollen. Durch das viele Haare raufen und eine halbe Nachtschicht gelang mir dann das trotzdem.

Lorena

Für dieses grösseres Projekt teilten wir uns schon nach der ersten Sitzung die Aufgaben auf. Ich übernahm die gesamte Kommunikation mit den Verantwortlichen, die Gestaltung des Helfershirts sowie den Schnitt der beiden Filmchen, was neben dem Auf- und Abbau des Events  definitiv am meisten Zeit in Anspruch nahm.

Da das Projekt von der HTW ausgeschrieben wurde, galt es anfangs Semester genau abzuklären, was von uns als Team erwartet wurde. Dazu trafen wir uns drei Mal mit Patrik Janett (Institut für Photonics) und einigten uns, dass wir einerseits ein Portrait des Robotic-Teams "Capricorns" filmisch umsetzten sowie ein Aftermovie des Events Ende November. Alle Entscheidungen galt es im Protokoll festzuhalten, welches ich jeweils aktualisierte. Die Zusammenarbeit lief reibungslos und uns wurde viel Vertrauen geschenkt.

Das Team Capricorns besuchten wir schliesslich zwei Mal (mitte Oktober und anfangs September), wobei wir relativ spontan vom Teamcoach kontaktiert wurden. Gar nicht so einfach, wenn man vom Material der Ausleihe abhängig ist! Das Drehen war angenehm, da das Team sehr offen gegenüber unseren Vorschlägen war. Wir entschieden vor Ort, Interviews mit Teilnehmern zu führen und hatten deshalb keine Steckmiks dabei. Trotz dieser Bedingungen klappte es tonmässig erstaunlich gut.

Beim Designen des Helfer-T-Shirts konnte ich nicht auf die Versionen der letzten Lego-League-Ausgaben zurückgreifen, da ich sie optisch nicht wirklich ansprechend fand. Zudem entpuppte sich das Hydro Dynamics Logo als farblich eher suboptimal (dunkelblau auf schwarz). Ich entschied mich es grundlegend umzugestalten änderte die Farben im Adobe Illustrator ab. Schliesslich schlug ich Rico Puchegger (PH Graubünden) sechs Versionen vor. Sie stimmten intern ab und er teilte mir nach einigen Tagen ihr Favorit mit. Nachdem ich ein paar Details anpasste, schickte er es Ende November in den Druck. Am Wettbewerbstag bemerkten einige Kinder allerdings einen Rechtschreibfehler auf dem Rücken der Helfer: Statt "Regionalwettbewerb" stand tatsächlich "Regionalwettberb"! Rund sieben Augenpaare hatten den Fehler nicht gemerkt... Die ungewollte Wortneuschöpfung ärgerte mich anfangs, doch dann witzelten wir über das Missgeschick.

Sechs Versionen des T-Shirts

Der Schnitt der 3- und 4- minütigen Clips nahm viel Zeit in Anspruch. Einerseits weil ich mich eher dürftig mit Premiere Pro auskannte, andererseits weil extrem viel Filmmaterial bei beiden Projekten zusammenkam. Dieses musste logischerweise im Voraus gesichtet werden. Mit Hilfe einiger Youtube-Tutorials  klappte es schliesslich. Während beim Aftermovie der Schnitt zur Musik passen musste, galt es, beim Portrait einen stimmigen Bogen zu spannen, was nicht ganz so einfach war. Erstaunlicherweise nahm das Auswählen der passenden Musik viel weniger Zeit  in Anspruch, als anfangs gedacht. Die ersten Versionen schickte ich Pascal und Marius, die mir sehr nützliche Feedbacks gaben. Die passende Musik-Dialog-Mischung zu finden, war relativ schwierig.

Fazit

Obwohl dieses Digezz-Projekt sehr zeitaufwändig war, konnte ich wirklich davon profitieren. Zum einen lernte ich einen Event von A bis Z mitzugestalten, zum anderen hatte ich die Möglichkeit, meine Premiere Pro-Skills zu verbessern. Allerdings gibt es beim Schnitt-Workflow definitiv noch Verbesserungspotenzial!

Ohne zwei engagierte Teammitglieder wäre es nicht möglich gewesen so etwas auf die Beine zu stellen. Danke Päsci und Marius!

 

 

 

 

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