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3801 ~projektseite zum diplom stadtwasser~ start: may2011 update: may2011
3802 stadtwasser 2011, gutauer herbert folgende tabelle enthält die projektbeschreibung, erklärungen der verwendeten techniken und
links zum trailer und ausschnitten des films stadtwasser.
der film ist das ergebnis meiner audiovisuellen diplomarbeit an der künstlerischen universität linz.
3803 stadtwasser 2011, gutauer herbert stadtwasser ist die audiovisuelle umsetzung des textes von andreas kump über den linzer lamplwirtsteich/auerspergplatz. (veröffentlicht im rahmen des projekts radiospotting)
inhaltlich erzählt der text die verbauung eines teiches in linz um 1800. visuell wird dieser vorgang mit hilfe einer optischen bewegungsillusion dargestellt.
3804 stadtwasser 2011, gutauer herbert die vertonung des textes wird aus wort- und silben samples von archivierten sprachaufnahmen, aller zur verfügung stehenden linzer bürgermeister der zweiten republik zusammengesetzt. dazu wird der text als playlist formatiert und in einem software audioplayer abgespielt. die sprachsequenz wird original und ohne sprachsynthese abgespielt. dabei werden satzzeichen wie punkt und beistrich als pausensamples interpretiert. der verwendete audioplayer der mit den kurzen samples am besten umgehen kann: foobar 2000
download:
audiodatei des gesprochenen textes von andreas kump (6,10mb)
3805 stadtwasser 2011, gutauer herbert zusätzlich zum kump-text, wurde auch die komplette schriftliche diplomarbeit mit den bürgermeister-samples vertont.

eine vollständige liste aller 5043 silben inklusive playlist zum vorlesen lassen, finden sie hier:
schriftliche diplomarbeit
gesprochen von den linzer bürgermeistern der zweiten republik (36,7mb)
komprimiert mit 7zip. pw: bürgermeister

sollte der audioplayer die kürze der samples nicht flüssig abspielen, kann die arbeit auch als durchgängige mp3 datei geladen werden (dauer: 1h30min):
schriftliche diplomarbeit, gesprochen von den linzer bürgermeistern der zweiten republik (70,9mb).
3806 stadtwasser 2011, gutauer herbert zusätzlich zur akustischen sprach-spur, ist das video mit einem soundtrack unterlegt, der die bewegungsillusion unterstützt. darin befindet sich eine tonfolge der shepard-skala im mittelteil, welche die unendliche visuelle bewegung auf der tonebene darstellt.

die shepard skala besteht aus 4 gleichzeitig gespielten tonfolgen die sich jeweils um eine oktave versetzt überlagern. durch eine änderung der lautstärke zwischen den sequenzen ergibt sich die akustische illusion einer stetig ansteigenden/abfallenden tonfolge. mit dem programm shep.exe auf dieser webseite kann aus jeder wav-audio datei einfach eine shepard tonfolge erstellt werden (dos).
3807 stadtwasser 2011, gutauer herbert visuell wird der text von christoph schmatz, der in der person des narrators die stimmen der linzer bürgermeister personifiziert, vorgetragen.
mit ausgeprägten lippenbewegungen hilft er dem zuseher den teilweise schwer verständlichen text abzubilden.

siehe dazu: artikulatorische phonetik
3808 stadtwasser 2011, gutauer herbert christoph bewegt sich als erzähler vor der bewegungsillusion und dient dem zuseher somit als blickinsel zum ausrasten von der direkten blickrichtung auf die bewegungsillusion.
die illusion geht dabei nicht verloren.
das indirekte sehen erlaubt auch weiterhin die erfahrung der bewegungsillusion. als nicht-invertiertes bild, wirkt er aber dann doch beruhigend. :)
3809 ~°~ um zu einer visuell verwendbaren illusion zu gelangen, machte ich einige tests mit den längen der grundbewegung und den farben des inversbildes. im folgenden abschnitt erkläre ich diese tests und deren auswirkungen.
3810 spacetime 2010, george mather
bildquelle: george mather
die verwendete bewegungsillusion "4-stroke apparent motion" nach george mather, verlangt in ihrem ablauf zwei bilder mit einer grundbewegung und zwei darauf folgenden bildern der selben sequenz welche jedoch mit invertiertem kontrast dargestellt werden müssen.
auf seiner webseite wird die funktionsweise der 4-stroke apparent motion über ein zeit-raum diagramm detailiert erklärt.
der umgekehrte kontrast der 2 bilder ergibt ebenfalls eine umkehr der bewegungsrichtung. somit wird die ursprüngliche bewegung der beiden vorangegangenen bilder verlängert.
george mather vergleicht die wirkung mit einem einfachen bewegungssensor, welcher nur in eine richtung eingestellt wurde. unser visuelles wahrnehmungsystem funktioniert hier anscheinend genauso.
die ursprüngliche entdeckung dieser erweiterten bewegung ist übrigens noch gar nicht so lange her: 1986 erklärten anstis & rogers in ihrer publikation "Illusory continuous motion from oscillating positive-negative patterns: implications for motion perception" 2 neue bewegungsillusionen:
- enhanced real movement (ERM) und
- reversed real movement (RRM).
in den folgenden tests versuche ich die erweiterte reale bewegung so weit wie möglich zu erweitern.
3811 stadtwasser 2011, gutauer herbert anfänglich experimentierte ich mit den kontrast invertierungen und veruchte einen weniger störenden stroboskopartigen eindruck zu erreichen.
ich versuchte das invertierte bild der vorangegangenen bildfolge anzugleichen. testete farben und unschärfen, verschiedene helligkeiten und graustufen.
schlussendlich versuchte ich das invertierte bild an unser ovales gesichtsfeld des auges anzupassen.

alle versuche in diese richtung erwiesen sich jedoch als nicht zielführend. bis auf die entsättigung des inversbildes brachten alle tests eine verschlechterung der bewegungsillusion.

ich entdeckte aber in diesem zusammenhang, dass ein färbiges grundbild und ein entsättigtes inversbild die farben in der illusion gut wirken ließen.
eine farbdarstellung in der originalen bewegung erleichtert die auflösung des bildes in dessen inhalte.

das invertierte graustufen bild liefert den selben notwendigen kontrastunterschied wie das färbige bild.

so ist es möglich in dieser bewegungsillusion mit farben zu arbeiten.
3812 stadtwasser 2011, gutauer herbert durch die sehr kurze abfolge der kontraste, bleibt das störende flackern aber bestehen. also testete ich verschiedene zeiten der grundbewegung aus.
erstaunlicherweise ist diese erweiterte reale bewegung extrem stabil und lässt so eine ausdehnung des bewegungsintervalls bis zu 7 einzelbilder zu.
dabei steht die gleichförmigkeit der grundbewegung jedoch im verhältnis zur länge: schnelle zitternde bewegungen erlauben keine ausdehnung über die 2 bilder.
weiche und geringe bewegungen können ohne probleme länger gezeigt werden.

das animierte bild links, wurde mit 7 bildern der grundbewegung erstellt. eine bilddauer von 60ms erhöht den abstand zwischen den inversen kontrasten also auf 420ms.
das ist schon sehr angenehm im gegensatz zur "normalen" 4-stroke bewegung wo ca. alle 80ms der kontrastwechsel stattfindet.
für die herstellung von animierten gif bildern ist die dauer des einzelbildes variabel. im videobereich pendelt die bildrate zwischen 15 und 25 bilder pro sekunde.

es ergeben sich also fixere einzelbildlängen (66ms - 40ms) die nicht unterschritten werden sollten. sonst ist keine flüssige animation mehr sichtbar.
um eine ruhige und gleichmässige bewegung einzufangen ist es besser, die originale bewegung mit einer höheren bildrate aufzunehmen.
60 bilder sind mit einer günstigen spiegelreflex kamera (z.b. canon 550d) möglich.
3813 ~°°~ die nächsten versuche betreffen die grundbewegung. ich testete unterschiedlich ausufernde bewegungen mit der kamera. langsame schwenks auf stativ, schnelle und kurze kipp bewegungen; eine beruhigte handkamera und gezielte 3d rotations bewegungen um ein objekt.
nach auswertung des materials am schnittplatz stellte sich heraus dass eine feine, fast unmerkbare bewegung die besten ergebnisse liefert. die beruhigte handkamera lieferte die interessantesten bewegungsillusionen.
stative kamera bewegungen sind weniger zielführend weil zu langsam - eine unruhige handkamera funktioniert allerdings nur für eine "echte" 4-bild bewegungsillusion. (also 2 bilder als grundbewegung)


im folgenden abschnitt, einige bewegungen:
3814 stadtwasser 2011, gutauer herbert schnelle grundbewegung: 2 einzelbilder, aufnahme: 25 bps, 50ms
3815 stadtwasser 2011, gutauer herbert langsame grundbewegung: 6 einzelbilder, aufnahme: 60 bps, 50ms
3816 stadtwasser 2011, gutauer herbert stative kamera, bewegung im bild zu schnell. 2 einzelbilder, 25 fps, 50ms
eine minimale aufbewegung der kamera ist trotz stativer montierung erkennbar.
(der hintergrund bewegt sich scheinbar leicht nach rechts unten)
3817 stadtwasser 2011, gutauer herbert stative kamera, bewegung im bild gut. 6 einzelbilder, 60 fps
3818 stadtwasser 2011, gutauer herbert nach einer erfolgreichen testreihe mit videobilder als grundbewegung steht also ein verwendbarer arbeitsablauf für die suche nach erweiterten bewegungen fest:
- kamera mit 60 bilder/sek
- ruhige handkamera
- 5-7 einzelbilder in der grundbewegung
3819 ~°°°~ im nächsten abschnitt teste ich die bewegungsillusion mit hilfe von künstlich erzeugter bewegung.
mit schnitt- und kompositing programmen können auf einfache weise bildinhalte animiert werden.
durch transformationen wie zoom und shift, kippen, drehen, dehnen oder 3d rotation kann mit stativen fotos auf einfache weise, eine bewegungsillusion erzeugt werden.
3820 stadtwasser 2011, gutauer herbert die abstände der 2d und 3d modifikationen im schnittprogramm müssen sehr minimal angegeben werden.

eine vergrößerung von 10 pixel ist schon die schmerzgrenze für die erweiterte bewegung. rotationen über 3 grad ergeben meistens schon eine ruckelnde bewegung.

einige beispiele:
3821 stadtwasser 2011, gutauer herbert
bildquelle: nordico
2d zoom in ein foto mit 7 pixel vergrößerung.
die animation der grundbewegung dauert 4 frames.
abgespielt mit 50ms.
das bild zeigt den auerspergplatz um 1937 mit öffentlicher toilette.
3822 stadtwasser 2011, gutauer herbert
bildquelle: nordico
3d zoom (8,5pixel) mit rotation (1,5°)
die animation der grundbewegung dauert 4 frames.
abgespielt mit 50ms.
das bild zeigt den auerspergplatz um 1937 mit öffentlicher toilette.
3823 stadtwasser 2011, gutauer herbert interessante effekte lassen sich durch zerlegen des bildmaterials in dessen einzelteile erreichen.
im folgenden test, bekommt der hintergrund eine andere bewegung als der vordergrund.

spannend wird diese methode im video, wo durch überblendung von gleichen künstlichen bewegungsillusionen auch bildinhalte ausgewechselt werden können.
dazu hier ein kurzer ausschnitt aus dem diplomfilm stadtwasser.(www.archive.org)
direkter download der videodatei: download
die erklärung dazu ab zeile 0032
3824 ~°°°°~ im folgenden abschnitt erkläre ich meine vorgehensweise bei der herstellung des videos stadtwasser und die suche nach funktionierenden bewegungsillusionen.
3825 stadtwasser 2011, gutauer herbertstadtwasser 2011, gutauer herbert
bildquelle: spö linz
den rhythmus und die längen des videos geben der vorgelesene text und das schauspiel von christoph vor. somit war es eine notwendigkeit zuerst den text vorzubereiten.
ursprünglich wollte ich den text von linzer bürgermeister aus der zeit des bestehenden lamplwirtsteiches vorlesen lassen. da dieser jedoch um 1900 nicht mehr existierte und die technik der tonaufnahme damals noch nicht verfügbar war, wurde ich mit meiner suche in diesem zeitabschnitt nicht fündig. erst in der zweiten republik gibt es eine durchgängige akustische archivierung.
also müssen die bürgermeister ab 1945 sprechen.

die worte der bürgermeister stehen symbolisch für die vergangenen städteplanerischen jahre dieser stadt. die verschiedenen aufnahmetechniken von 1945 bis jetzt ergeben einen interessanten mix aus tonqualitäten und nebengeräuschen.
die stimmen vermischen sich und bilden eine eigene figur.
3826 stadtwasser 2011, gutauer herbert nach der digitalisierung der aufnahmen zerlegte ich alle reden in deren einzelne wörter. je nach qualität der vorlage ergaben sich bei diesem arbeitsschritt auch bereits trennungen der wörter in silben.
alle doppelten wörter wurden aufsteigend nummeriert. kein wort wurde ausgelassen, ausser es war akustisch nicht verständlich.
zum zeitpunkt der diplomabgabe (mai 2011) hatte ich 16 archivierte ansprachen gefunden und zerlegt. um den komplexen text vollständig abzubilden mussten viele wörter in silben aufgetrennt werden.
die 16 aufnahmen wurden in 3915 wörter aufgetrennt. davon ergaben sich nach notwendiger teilung in silben, 5017 audio dateien.
der modifizierte text wurde als playlist (m3u) formatiert und kann im audioplayer abgespielt werden.
3827 stadtwasser 2011, gutauer herbert parallel dazu übte christoph den text und wir testeten spiel- und sprechgeschwindigkeit um im video ein funktionierendes lippenlesen zu ermöglichen.
das spiel von christoph musste sich der sprechgeschwindigkeit der bürgermeister anpassen, was mit der gehbewegung am laufband zu einer anstrengenden prozedur wurde.
zusätzlich musste die artikulation der silben verstärkt dargestellt werden, um die teilweise etwas kurzen silben und laute der bürgermeister verstehen zu können.
3828 stadtwasser 2011, gutauer herbert das schauspiel wurde draussen vor greenscreen, bei sonnenlicht gedreht. so sparten wir uns das licht equipment. die sonne eignet sich sehr gut als lichtquelle für eine gleichförmige ausleuchtung des green.
der schauspieler wurde mit einem halbtransparenten schirm vor dem direkten sonnenlicht abgeschirmt. das set bestand weiters aus einem modifizierten laufband und einer canon 550d als kamera.
die kamera wurde mit der erweiterten firmware magic lantern ausgestattet, um für das freistellen des greenscreens mit einer höheren datenrate aufzeichnen zu können.
wichtig für das schauspiel war die ausarbeitung eines charakters der mit seinem ausdruck den einzelnen sätzen einen verbindenden bogen geben kann. da in diesem fall nicht mit sprachfärbungen und lautstärke, sondern nur mit mimik und körperbewegung gearbeitet werden kann, war eine einfache darstellung der person wichtig.
trotz der klaren und konkreten darstellung des energischen narrators, verblüffte es uns nach dem tausch der stimmen sehr, wie sich der charakter plötzlich veränderte.
durch die stimmen der bürgermeister, die wahllose emotionen aneinander reihen, wird der ausdruck des schauspielers teilweise verstärkt und manchmal komplett umgedreht.

hier ein kurzes beispiel der wechselhaftigkeit der darstellung. (www.archive.org)
am linken audiokanal hören sie die originale tonspur, am rechten kanal hören sie die bürgermeister stimmen.
direkter download der videodatei: download
3829 stadtwasser 2011, gutauer herbert um das schauspiel während der aufnahme nicht mit den stolpernden wortfetzen der bürgermeister zu beeinflussen, gab es kein playback am set.
christoph spielte also mit echter stimme.
mit den aufnahmen konnten wir sofort einen check der sprechgeschwindigkeit und sichtbarkeit der artikulierten silben und laute erledigen. im schnittprogramm wurde dazu der bürgermeister-ton aus der playlist unter die tonspur des aufgenommenen videos gelegt.
über die audiowellen darstellung konnten die silben einfach synchronisiert werden. die sprechgeschwindigkeit der bürgermeister wurde jetzt an die des schauspiels angepasst.
so ergibt sich aus der linearen sample abfolge ein analoger sprech rhythmus.
3830 stadtwasser 2011, gutauer herbert für die herstellung der bewegungsillusionen für die hintergründe, filmte ich zu verschiedenen tageszeiten details und totalen des auerspergplatzes.
alle kamerabewegungen wurden ohne stativ, aus der hand gefilmt. für die totalen- und realsequenzen zeichnete ich das video mit 25 bps in der vollen auflösung der kamera (1920x1080pixel) auf.
alle details wurden mit 60 bps in der dabei maximalen auflösung (1280x720pixel) gefilmt. die herstellung des materials ging erfreulich flott, da ich bereits durch die vorangegangenen tests relativ genau wusste welche bewegungen sinnvolle ergebnisse liefern würden.
die 100%ige gewissheit, ob die gefilmte bewegung wirklich funktioniert hat man dabei jedoch immer erst am schnittplatz. jede kleine schüttel- oder zitterbewegung ergibt mit diesem verfahren bereits eine eigene erweiterte bewegungssequenz.
dieser umstand macht die kameraarbeit immer zum experiment.
eine spannende sache, wie ich meine. deswegen habe ich eine zweite webseite mit den findlingen eingerichtet. meine entdeckten erweiterten bewegungen finden sie hier.
3831 stadtwasser 2011, gutauer herbert die suche nach erweiterbaren bewegungen findet im schnittprogramm statt. ich gehe dazu das videomaterial mit einer loopsequenz von 3-4 bildern durch.
durch die schnelle abfolge der einzelbilder werden durchgängige bewegungen sichtbar. diese sequenzen dupliziere ich auf den zweiten track der mit den effekten "invertieren" und "graustufen" belegt ist.
die kopierte sequenz wird um die anzahl der einzelbilder versetzt und die loop-region über beide ausschnitte erweitert.
jetzt kann ich die bewegungsillusion testen. meistens benötigt der start- und endpunkt noch etwas feinschnitt.
die fertige bewegungsillusion speichere ich als projekt ab. mit der schnittsoftware vegas von sony kann diese projektdatei wie ein originales videomaterial auf einer neuen zeitleiste verwendet werden.
so ist die weiterverarbeitung der bewegung unkompliziert.
3832 stadtwasser 2011, gutauer herbert für die herstellung einiger sequenzen im film "stadtwasser" musste die bewegung durch animation hergestellt werden. zum beispiel für die rückbewegung durch die zeit, bei der totalen des auerspergplatzes zum lamplwirtsteich.
als ausgangsmaterial hatte ich hier nur ein foto des aktuellen platzes. da ich den platz zum ursprünglichen teich zurückbauen wollte, hätte die verwendung von bewegtem material einen enormen mehraufwand dargestellt.
um dennoch eine bewegungsillusion herzustellen, verwendete ich die 3d möglichkeiten der schnittsoftware.
3833 stadtwasser 2011, gutauer herbert zuerst musste jedoch das foto in die einzelnen zeitstationen verändert werden. dazu zerlegte ich das bild in seine inhalte und ergänzte diese mit teich, natur und unterschiedlichen strassenbelägen.
oberleitungen freistellen macht keinen spass.
3834 stadtwasser 2011, gutauer herbert die einzelnen zeitstationen legte ich im schnittprogramm mit hilfe einer 3d bewegung als einzelne bewegungsprojekte an.
siehe dazu zeile 22 und 31.
um eine realistischere grundbewegung für die illusion zu simulieren, animierte ich hintergrund, wolken und vordergrund unterschiedlich.
der hintergrund mit den wolken bekam eine leichte 3d drehung über die x achse nach vorne, die unterschiedlichen vordergründe bekamen eine leichte zoom- und kipp bewegung in die gegenrichtung.
3835 stadtwasser 2011, gutauer herbert die erstellten bewegungsillusionen konnte ich dann wie videomaterial in der zeitleiste für den schnitt verwenden. die bewegungsillusion ist so stabil, dass sie mit allen montage möglichkeiten des filmschnitts verarbeitet werden kann.
blenden, schneiden, verschiedene effekte und sogar zwei oder mehrere verschiedene bewegungen gemeinsam in einem bild funktionieren.
es muss nur der kontrast in der bewegungsrichtung stimmen.
3836 stadtwasser 2011, gutauer herbert
landkarte: doris - digitales oberösterreichisches raum-informations-system
es können auch reale bewegungen mit scheinbarer bewegung vermischt werden. diese möglichkeit versuchte ich in der schlusssequenz des films einzusetzen. das originale bildmaterial ist eine vogelperspektive der stadt linz, kombiniert mit dem franziszeischen katasterplans von oberösterreich.

beide ansichten sind auf der webseite der doris-intermap zu finden.
die sogenannte urmappe stellt den ersten umfassenden katasterplan aus dem jahre 1824 dar und zeigt im bereich des jetzigen auerspergplatzes noch den lamplwirtsteich und die originalen strassennamen, bzw. die damalige verbauung. für die endsequenz kombinierte ich beide ansichten und entfernte alle strassen und autos aus dem fotomaterial sodass die urmappe darunter sichtbar wurde.

ich wollte sehen ob die jetzige strassenführung mit der aus der lamplwirtsteich-zeit (um 1800) ident ist, bzw. ob sich daraus etwas zur aktuellen verkehrslage ableiten lässt.
ich kam zu keiner nutzbaren erkenntnis.
trotzdem hatte ich jetzt die utopie der autofreien stadt, sehr vereinfacht am plan, hergestellt. ;]

im nächsten schritt animierte ich eine vertikale bewegung mit dem kartenmaterial. diesen überflug der karte ergänzte ich nachträglich mit einer zoom bewegungsillusion.
dazu legte ich die bewegte karte als projekt ab und konnte in einer neuen zeitleiste an das material die "neue" bewegung mit hilfe der invertierung über 4 bilder hinzufügen.
ich behandelte das material wie eine reale bewegung und addierte eine zusätzliche zoombewegung über 8 pixel an die einzelsequenzen.

das ergebnis ist eine durchgängige "reale" vertikalbewegung mit einer illusion der zubewegung.
3837 stadtwasser 2011, gutauer herbert
stadtwasser 2011, gutauer herbert
stadtwasser 2011, gutauer herbert
der fertige film "stadtwasser" ist mit der creativecommons lizenz "CC BY-SA 3.0" lizensiert.
sie können den film also beliebig verwenden.
das material muss jedoch mit meinem namen und dem originaltitel, oder mit einem link auf diese webseite versehen, und ebenfalls mit der cc-lizenz veröffentlicht werden.
über feedback, kritik und anregungen bzw. eine benachrichtigung falls aus dem material etwas anderes entstanden ist, würde ich mich freuen.
mail[ät]awful[punkt]at

den trailer zum film finden sie auf www.archive.org
oder in meinem youtube kanal
oder auf www.vimeo.com
direkter download des trailers:
download kleine version 640x360
download mittlere version 1280x720
download grosse version 1920x1080
3838 stadtwasser 2011, auf dorfTV mittlerweile befindet sich der film im linzer openspace tv-sender dorf:
stadtwasser 2011, film in pal-wide
3899 Creative Commons Lizenzvertrag stadtwasser von gutauer herbert
steht unter einer Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Österreich (CC BY-SA 3.0) .