Ideenentwicklung

Umweltbewusstseinsvisualisierung

Die Idee besteht darin, eine interaktive Visualisierung zu erstellen, bei der Benutzer Umweltverhaltensdaten eingeben können. Die eingegebenen Informationen werden verwendet, um die Auswirkungen von Verhaltensweisen oder täglichen Entscheidungen auf die Umwelt zu analysieren. Beispielsweise können Daten wie der Wasserverbrauch genutzt werden, um verschiedene Elemente wie Pflanzen auf der Erde zu visualisieren.

Konzept 1

Konzept 2

Konzept 3

Recherche

Unsere Präferenz: Konzept 2/ Wie nachhaltig lebe ich?

Wir haben uns für Konzept 2 entschieden. In Konzept 2 geht es um Umweltfreundlichkeit, ein äußerst relevantes Thema in der heutigen Zeit. Wir bemühen uns täglich, einen Beitrag für die Umwelt zu leisten, indem wir Wasser sparen, Müll trennen, Energie einsparen, usw. Einige Menschen setzen sich sehr für die Umwelt ein, während viele leider fast nichts dafür tun. Es wäre jedoch interessant zu erfahren, wie umweltfreundlich eine Person wirklich ist.

Stellt euch vor, ihr habt einen Baum, den ihr schützen müsst. Dieser Baum benötigt zwar keine intensive Pflege, um zu wachsen, sondern gedeiht abhängig davon, wie umweltfreundlich ihr lebt.

Man gilt als umweltfreundlich, wenn man bewusste und nachhaltige Entscheidungen trifft, um die Umwelt zu schützen und Ressourcen zu schonen.

**Modeling Trees with a Space Colonization Algorithm

Eurographics Workshop on Natural Phenomena (2007)**

D. Ebert, S. Mérillou (Editors)

The concept of explaining tree architecture in terms of competition for space is not new; in fact, it precedes the recursive model of Honda [Hon71]. As early as 1962, Ulam [Ula62] used this concept to create a 2D cellularautomaton model of abstract tree-like branching structures.      Stevens [Ste74] augmented the topologies created by Ulam’s model with biologically-motivated geometric attributes (branch widths and branching angles), obtaining visually realistic models of young trees. More recently, Rodkaew et al. [RCSL03] proposed an algorithm based on distributing particles within the shape of a tree crown, then tracing their motion down to the root. The converging paths of the particles, which are attracted both to their neighbors and toward the tree base, form a tree. Rodkaew’s algorithm and its recent extension [NFD07] produce surprisingly realisticlooking tree models in spite of the disregard for the processes of tree development (the algorithm generates branches from the tips downward).

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Das Konzept der Erklärung der Baumarchitektur anhand von Konkurrenz um Raum ist nichts Neues; Tatsächlich geht es dem voraus rekursives Modell von Honda [Hon71]. Bereits 1962 Ulam [Ula62] nutzte dieses Konzept, um ein zweidimensionales zelluläres Automatenmodell abstrakter baumartiger Verzweigungsstrukturen zu erstellen. Stevens [Ste74] erweiterte die erstellten Topologien nach Ulams Modell mit biologisch motivierten geometrischen Merkmalen (Astbreiten und Verzweigungswinkel), wodurch visuell realistische Modelle junger Bäume erhalten werden. In jüngerer Zeit haben Rod Kaew et al. [RCSL03] schlug einen Algorithmus vor, der auf der Verteilung von Partikeln innerhalb der Form einer Baumkrone und der anschließenden Verfolgung ihrer Bewegung bis zur Wurzel basiert. Die konvergierenden Wege von die Teilchen, die sowohl von ihren Nachbarn angezogen werden als auch In Richtung Baumbasis einen Baum formen. Rodkaews Algorithmus und Seine jüngste Erweiterung [NFD07] erzeugt trotz der Missachtung der Prozesse überraschend realistisch aussehende Baummodelle der Baumentwicklung (der Algorithmus generiert Zweige aus die Spitzen nach unten).

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Quelle: http://algorithmicbotany.org/

- Ähnliche Lösungen

https://newmedia.udk-berlin.de/projects/2013-ws/therefore-i-am  :

Umsetzung

Nach gründlicher Recherche und Experimenten mit dem Code und verschiedenen Umsetzungsideen wurde beschlossen, sich bei diesem Konzept ausschließlich auf den Wasserverbrauch zu konzentrieren. Vier Fragen zum täglichen Wasserverbrauch im Haushalt wurden ausgewählt, die jeder beantworten kann. Diese Fragen können nur mit Zahlen beantwortet werden, die mithilfe von vier Drehknöpfen (Rotary Encoder) eingegeben werden. Die Summe dieser Zahlen wird an Processing weitergeleitet, das diese in einen Baum umwandelt. Je nach Zahl hat der Baum entweder viele Blätter und ist gut gewachsen oder er ist schwach und hat nur wenige Blätter. Ähnlich wie bei einer Landkarte gibt es eine Legende, die die Bedeutung der Farben, Blätter, des Hintergrunds usw. erklärt. Nachdem die Daten eingegeben und bestätigt wurden, erscheint auf dem Bildschirm ein Baum, der langsam wächst und je nach den eingegebenen Daten entweder sehr grün und groß oder schwach und kahl aussieht.

- Die eizugebenden Daten von Benutzer (die Fragen)

Wasserverbrauch

Wie viele Minuten verbringen Sie täglich unter der Dusche? (Gut: 5, Schlecht: 25)

Wie oft spülen Sie Ihre Toilette pro Tag? (Gut:3, Schlecht: 10)

Wie oft pro Woche läuft Ihre Waschmaschine? (Gut: 2, Schlecht: 7)

Wie viele Gläser Wasser verwenden Sie zum Zähneputzen pro Tag? (Gut: 1, Schlecht: 3)

Wassersparen ist für den Umweltschutz von entscheidender Bedeutung, da die Wasseraufbereitung und -lieferung Energie verbraucht und zur globalen Erwärmung beiträgt. Einfache Maßnahmen wie die Reduzierung der Duschzeit können erhebliche Mengen Wasser sparen. Dieses gesparte Wasser kann einen positiven Einfluss auf die Umwelt haben, insbesondere auf das Wachstum von Bäumen. Jede kleine Änderung, wie das Bewusstsein für Wassereinsparungen, kann dazu beitragen, die Umwelt zu schützen und die Auswirkungen des Klimawandels zu mildern. Jeder Tropfen zählt!

- Legende:

Frage 1: Baumholzfarbe
Frage 2: Hintergrundfarbe
Frage 3: Blätteranzahl
Frage 4: Blätterfarbe

Arduino und Processing

- erster Versuch, um den Code einzusetzen

starker Baum

schwacher Baum

- Der Baum nach der Anpassung in Processing

Nach Anpassungen der cam (P3D), der Blattgröße, der Blattfarben, des Baumholzes und des Hintergrunds sowie der Parameter, die je nach eingegebenen Zahlen über Arduino gesteuert werden, präsentiert sich ein gesunder Baum in unserem Projekt wie folgt:

- Schaltplan

Der Schaltplan besteht aus den Verbindungen zwischen 4 rotary encoder Geräte, Arduino Uno selber und einem Knopf für die Bestätigung.

Ausstellungsobjekt

Das Ziel ist es, die Technik spielerisch zu verpacken und die Aufmerksamkeit der Betrachter zu gewinnen.

Entwurfsskizzen 1

Entwurfsskizzen 2

Entwurfsskizzen 3

Umsetzung Entwurf 3

Der Entwurf wurde während der Umsetzung, abhängig von den verfügbaren Materialien angepasst und eckig gebaut. Ich habe das Modell in unserem Familiengarten gebaut. Für das Modell habe ich Schaumplatten verwendet, um die Schräge und das gewünschte Volumen des Ausstellungsobjekts zu erreichen. Die Schaumplatten wurden in die gewünschte Form gebracht, aneinander geklebt und mit Pappplatten abgedeckt. Der graue Karton wurde präzise vermessen, gelasert und von Hand geschnitten.

Im Modell sind folgende Techniken, die teilweise aus der Hochschule ausgeliehen wurden, eingebaut:

• Mac mini 01, inkl. Netzteil und Kabel
• Monitor
• Mini HDMI
• Mini USB
• 4 Rotary Encoder
• Arduino Board
• Prototype Expansion Module 1 PC

Für die Eingabe der Benutzerantworten wurde ein Rotary Encoder Modul von Arduino perfekt verwendet. Der Benutzer kann durch Drehen eine Zahl bestimmen und somit die Fragen beantworten. Mit einem Bestätigungsknopf werden die Antworten direkt von Arduino an Processing weitergeleitet. Ich habe verschiedene Formen als Deckel für die Drehknöpfe entworfen. Die besten Designs habe ich 3D-modelliert und gedruckt, um die passende Form, Farbe und das geeignete 3D-Material für das Modell zu finden. Letztendlich habe ich mich für die schwarzen Deckel entschieden.

Die Zahlen habe ich zu erst auf die Pappe gelasert, aber später für das Endmodell 3D-gedruckt.

Nach vielen Entwürfen habe ich mich für die folgende Gravur auf der Vorderplatte des Modells entschieden.

Das End Model

Ausstellung