Design und Weiterentwicklung von volumetrischen Bildschirmen auf Grundlage von LED Cubes

Abstract

Diese Masterarbeit untersucht, ob auf Grundlage handelsüblicher DIV-LED-Würfel-Bausätze ein volumetrischer Bildschirm entwickelt werden kann, der als transportierbarer, interaktiver Konsolen-Prototyp mit Retro-Pixelästhetik funktioniert. Ausgehend von einer systematischen Recherche volumetrischer Anzeigetechnologien, von statischen Projektionskörpern über rotierende LED-Matrizen bis hin zu haptischen Displays und Laserhologrammen, wurden vier LED-Würfel-Bausätze unterschiedlicher Bauart in einer ersten Testphase hinsichtlich mechanischer Stabilität, Auflösung, Sicherheit und Transportfähigkeit evaluiert. In einer zweiten Testphase wurden Diffusionsmaterialien (Silikon, Bad-Silikon, Epoxidharz) eingesetzt, um die Darstellung einzelner Leuchtpunkte als klar abgegrenzte, dreidimensionale Pixel zu optimieren. Die Ergebnisse zeigen, dass Epoxidharz die klarste Würfelform erzeugt und Standard-LEDs eine gleichmäßigere Lichtverteilung bieten als SMD-Bauformen. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse werden konzeptionelle Entwürfe für modulare Würfelelemente sowie drei spielspezifische Game-Design-Konzepte vorgestellt. Die Forschungsfrage kann positiv beantwortet werden: Volumetrische LED-Bildschirme lassen sich aus DIV-Bausätzen realisieren, sind transportierbar und grundsätzlich bespielbar. Für einen marktfähigen Prototypen sind jedoch weitere Entwicklungsschritte in den Bereichen Strukturstabilität, Steuerungssoftware und modularer Systemarchitektur erforderlich.