DE102011108819A1

DE102011108819A1 - Einrichtung und Verfahren zur Mustererzeugung

Info

Publication number: DE102011108819A1
Application number: DE201110108819
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-01-31
Also published as: WO2013017220A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) zur Mustererzeugung mit zumindest einem Raum (13, 14) aus der Gruppe Kugel, Zylinder, Oloid und Polyeder mit zumindest einem ersten, einem zweiten und einem dritten Flächenbereich, wobei an den Flächenbereichen des Raumes (13, 14) elektromagnetische Wellen und/oder Materiewellen reflektiert und/oder gebeugt werden, und ein Verfahren zur Mustererzeugung, wobei eine Relativbeweglichkeit zwischen einer Empfängerposition (7) und zumindest einem Flächenbereich des Raumes (13, 14) vorgesehen ist. Dadurch können eindrucksvolle, jeweils charakteristische Muster erzeugt werden, welche auch wissenschaftliche Erkenntnisse und daraus folgende anderweitige Anwendungen ermöglichen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Mustererzeugung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Mustererzeugung nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Einrichtungen zur Mustererzeugung werden in vielfältiger Art und Weise genutzt, so nämlich beispielsweise für die Wissenschaft, als Unterrichtsmittel und zu Unterhaltungszwecken. So sind Spiegelsäle als Attraktion aus Schlössern, Museen und auch von Jahrmärkten bekannt, in denen Mehrfachspiegelungen entstehen, und so Muster des Betrachters erzeugt werden. In der Wissenschaft ist das Michelson-Interferometer ein Beispiel einer solchen Muster erzeugenden Einrichtung. Bei diesem erzeugt ein aufgeteilter Laserstrahl durch eine definierte Versuchsanordnung Muster, die jeweils charakteristisch für die von Teilstrahlen zurückgelegte Wegstreckendifferenz sind. Die Muster ermöglichen analytische Rückschlüsse auf verschiedene Parameter oder auf Komponenten, die zu Analysezwecken in die Anordnung eingefügt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Mustererzeugung anzugeben, mit der verschiedene, jeweils charakteristische Muster erzeugbar sind, die neben dem möglichen technischen Nutzen insbesondere auch eindrucksvolle, visuelle ästhetische Reflexionen, insbesondere eines Menschen erzeugen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit der Einrichtung nach Anspruch 1 und dem Verfahren nach Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Mustererzeugung mittels Reflexion und/oder Beugung elektromagnetischer Wellen und/oder Materiewellen, wobei die Wellen zumindest von einer an einer Quellposition angeordneten Quelle ausgehen, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Raum aus der Gruppe Kugel, Zylinder, Oloid und Polyeder mit zumindest einem ersten, einem zweiten und einem dritten Flächenbereich vorgesehen ist, wobei die Flächenbereiche insbesondere in definierten Winkeln zueinander angeordnete Flächenbereiche des Raumes sind, an denen die elektromagnetischen Wellen und/oder Materiewellen reflektiert und/oder gebeugt werden, wobei eine Empfängerposition für einen Empfänger bevorzugt im Inneren des Raumes vorgesehen ist und Mittel, durch die zumindest ein Flächenbereich und die Empfängerposition relativ zueinander bewegbar sind.
Bei dem Raum handelt es sich um einen Hohlraum, in dem sich außer gegebenenfalls notwendigen Mitteln, wie sie nachfolgend noch beschrieben werden, keine Raumteile, inneren Wände, Ebenen und dgl. befinden.
Die Flächenbereiche müssen nicht scharf von einander abgegrenzt sein, wie beispielsweise bei über eine Kante angeordnete Flächen eines Würfels, es kann auch ein fließender Übergang stattfinden, wie beispielsweise bei einer Kugel oder einem Zylinder. Die Flächenbereiche müssen nur im Raum unterschiedlich orientiert sein.
Materiewellen sind alle Wellen, die elektromagnetischer Natur sind, also beispielsweise Schallwellen und dgl.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können aufgrund der Relativbeweglichkeit der Empfängerposition zumindest gegenüber einem Flächenbereich des Raumes eindrucksvolle, jeweils charakteristische Muster erzeugt werden, welche auch wissenschaftliche Erkenntnisse und daraus folgende anderweitige Anwendungen ermöglichen werden.
Der Abstand zwischen: 1. der Quelle, 2. den für die Reflexion erforderlichen Flächen bzw. deren relevanten Teilbereiche sowie 3. dem Empfänger kann Auswirkungen auf Entstehung und Qualität der Muster haben. So wird die optimale Reflexion und Musterbildung insbesondere dann erfolgen, wenn diese Abstände ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge entsprechen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist zumindest ein Flächenbereich vorgesehen, der zumindest teilweise transparent, insbesondere halbtransparent in Bezug auf die Wellen ausgebildet ist. Dann kann man die Wellen sowohl von einem Sender in den Raum einkoppeln als auch zu dem Empfänger aus dem Raum auskoppeln. Es werden also Mustererzeugungen ermöglicht, bei denen die Quelle und/oder der Empfänger innerhalb als auch außerhalb des Spiegelraumes angeordnet werden können. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass im Wesentlichen zumindest alle inneren Flächenbereiche des Raumes so ausgebildet sind, dass an ihnen die elektromagnetischen Wellen bzw. die Materiewellen reflektiert oder gebeugt werden. Dann ergibt sich eine lückenlose Musterbildung ohne Bereiche, in denen keine Muster vorliegen, was eine vollständige, unendliche Wirkung ermöglicht.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Polyeder um einen regelmäßigen Polyeder und insbesondere um einen regulären Polyeder (Platonischer Körper), nämlich Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder oder Ikosaeder. Hier lassen sich besonders sich wiederholende und eindrucksvolle Muster erzielen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Raum bevorzugt im Wesentlichen geschlossen und insbesondere öffenbar ausgebildet ist. Dadurch kann ein anscheinend unendlicher Raum erlebbar gemacht werden und zum anderen ist es bei einem beispielsweise über ein Scharnier oder gegeneinander verschiebbare Raumteile öffenbaren Raum möglich, dass die Empfängerposition von außen zuführbar ist.
„Im Wesentlichen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine weiteren Öffnungen bestehen, außer solchen, die für den Betrieb der Einrichtung unbedingt notwendig sind, beispielsweise Durchführungen für Versorgungsleitung, insbesondere für Strom, Medienkabel, Zu- und Abluft und dgl., Öffnungen, um von außen die Quelle und/oder den Empfänger in den Raum einbringen zu können, oder Trennebenen zwischen verschiedenen Teilen des Raumes. Eine solche Öffnung kann beispielsweise sehr unauffällig in einem Tetraeder in einer der vier Großflächen untergebracht werden. Die im wesentlichen geschlossene Ausführung bewirkt zudem, dass außer durch die zumindest teilweise transparenten Flächenbereiche keine Wellen nach außen dringen können und so der Musterbildung verloren gehen bzw. ein unterbrochenes Muster erzeugt wird – das Muster erhält so maximale Intensität und Kontrast. Die unabhängig voneinander beweglichen Raumteile sind insbesondere symmetrische Raumhälften (oder bewegliche Einzelflächen etc.). Die für die Ausführung dieser Bewegung jeweils am besten geeignete Mechanik kann je nach Zielstellung des Gerätes und der verwendeten Raumform unterschiedlich ausfallen.
Polyeder sind dreidimensionale Räume, die ausschließlich von geraden Flächen (Ebenen) begrenzt sind. Als regelmäßige Polyeder werden Polyeder bezeichnet, die sich durch eine hohe Regelmäßigkeit auszeichnen. Dazu gehören die sogenannten Platonischen Körper Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder, die einzigen fünf konvexen Polyeder, die sich nur aus kongruenten (deckungsgleichen) regelmäßigen Vielecken zusammensetzen und deren Ecken alle identisch sind und auch als reguläre Polyeder bezeichnet werden. Weitere regelmäßige Polyeder sind Prismen, die archimedischen, deren Ecken sich nicht voneinander unterscheiden lassen und die als halbreguläre Polyeder bezeichnet werden, die 92 Johnson-Körper und die 13 catalanischen Körper, die sich zu den archimedischen Körpern dual verhalten.
Das Oloid ist ein geometrischer Körper, der 1929 von Paul Schatz entdeckt wurde. Es kann definiert werden als die konvexe Hülle zweier gleichgroßer Kreise, die bis an die Mittelpunkte senkrecht ineinander geschoben sind.
Das Oloid weist einzigartige Besonderheiten auf. So ist es der einzige bekannte Körper, der über seine gesamte Oberfläche abrollt. Die Größe der Oberfläche eines Oloid entspricht dem der Kugel, wenn die Kugel den gleichen Radius hat, wie die beiden, das Oloid erzeugenden Kreise. Die Besonderheiten der äußeren Körperformen lassen vergleichbare Besonderheiten in der Raumform und damit in der Musterbildung erwarten.
Der Kreiszylinder stellt eine Formenkategorie zwischen Kugel und Polyedern dar. Deshalb werden in diesen Raum Erkenntnisse erwartet, die ergänzend bzw. verbindend zu den Erkenntnissen aus kugel- und polyederförmigen Räumen wirken.
In Räumen in Form der platonischen Körper, also dem Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder, ergeben sich die einheitlichsten möglichen Muster. Diese Muster können sich zum einen aus der Raumform selbst ergeben, beispielsweise wenn die Kanten des Raumes leuchtend ausgebildet sind, oder aus einem in dem Raum angeordnetem Objekt, das beispielsweise über Reflexionen im sichtbaren Wellenlängenspektrum Muster erzeugt.
Die Musterbildung bezieht sich hier auf die Anordnung, z. B. bei optischer Reflexion auf die Anordnung der Reflexionen verschiedener Grade eines Körpers im Raum. Zwar kann beispielsweise bei optischer Reflexion eines nicht symmetrischen oder eines mehrfarbigen Objekts das Erscheinungsbild in den verschiedenen Richtungen der Reflexionen entsprechend unterschiedlich ausfallen, jedoch ist die Abfolge der Anordnung der Reflexionen verschiedener Grade identisch.
Resultierend aus dem hohen Grad der Symmetrien, die diese Formen aufweisen, basierend auf immer gleichen Kantenlängen; Flächenformen, Winkeln etc. werden die Reflexionsmuster somit auf die geringste mögliche Komplexität reduziert, und sie erscheinen dadurch sehr klar und charakteristisch. Hierbei wird, die im Raum erzeugte Schwingung in bestimmten „charakteristischen”, geometrisch klar erfassbaren Anordnungen und Abfolgen in jeder Reflexionsfläche identisch reflektiert. Diese ersten Reflektionen werden wiederum in allen Flächen identisch reflektiert und so weiter. So entstehen besondere gleichförmige Musterbildungen, stehende Wellen und Verstärkungseffekte. Die Symmetrie erreicht Ihre höchste Qualität, indem die Schwingungen von der räumlichen Mitte ausgehen, und gegebenenfalls auch von dort betrachtet bzw. empfangen werden. Wird die Impuls gebende Quelle aus dem Raummittelpunkt verschoben, führt das zu einer asymmetrischen Veränderung der Muster.
Interessante Konstellationen und Muster sind auch in anderen besonderen Raumformen vorstellbar. Es sind aber schwerer erfassbarere, weniger selbstähnliche Muster zu erwarten, da alle weiteren in Frage kommenden Formen zwangsläufig eine größere Anzahl unterschiedlicher Komponenten aufweisen. Ein Beispiel: der Sternentetraeder besteht komplett aus gleichen, regelmäßigen Dreiecken, es treten aber verschiedene Winkel zwischen den Flächen, in konkaver und konvexer Form auf.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei Teile des Raumes gegeneinander beweglich, insbesondere drehbeweglich und/oder verschieblich angeordnet sind. Dann ist es besonders leicht möglich, über die jeweils charakteristischen, festen Musteranordnungen hinausführende Versuche und Betrachtungen anzustellen, weil sich ggf. Übergänge zwischen verschiedenen charakteristischen Mustern erzeugen lassen.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn eine Vorrichtung zur Veränderung der Empfängerposition vorgesehen ist. Dadurch lässt sich zum einen der Empfänger in den Raum einbringen und zum anderen ist es so möglich, dass der Empfänger während der Mustererzeugung im Raum eine Relativbewegung vollzieht. Andererseits oder zusätzlich kann auch eine Vorrichtung zur Veränderung der Quellposition vorgesehen werden.
Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, wenn die Empfängerposition eine Aufnahme für einen menschlichen Beobachter aufweist. Dann kann ein menschlicher Beobachter die Muster direkt und ohne Umweg über bildgebende Vorrichtungen betrachten. Die Wahrnehmung über technische Hilfsmittel (Kamera/Bildschirm) etc. unterliegt immer Einschränkungen (z. B. beim Blickwinkel). Somit werden Simulationen oder im Labor erzeugte Aufnahmen nie vollständig die persönliche Wahrnehmung ersetzen können.
Der Mensch kann selbst als Empfänger bzw. Beobachter fungieren – gleichzeitig kann er aber auch selbst das zu betrachtende „Objekt” und somit die Quelle der elektromagnetischen Strahlung – beispielsweise im optischen wahrnehmbaren Bereich sein. Dazu muss Licht oder andere elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Wärme, von ihm ausgehen. Am idealsten waren Objekte geeignet, die selbst leuchten, oder von innen beleuchtet werden können. Für Personen können entsprechende Beleuchtungsvarianten eingesetzt werden, bei denen die Leuchtmittel selbst möglichst keine Reflexionen erzeugen und so also die Musterbildung möglichst nicht beeinflussen.
Zweckmäßig ist diese Vorrichtung als für den Beobachter fixierende Vorrichtung, beispielsweise mit Fixiergurten und dgl. ausgebildet, damit eine Person beim Betrachten der Muster auch bei Irritationen des Gleichgewichts geschützt und sicher ist.
Mit einer solchen fixierenden Vorrichtung werden für die direkte Benutzung durch Menschen die technischen sowie sicherheitsrelevanten Anforderungen erfüllt. Beispielsweise kann als fixierende Vorrichtung eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, auf der eine Person platziert werden kann, wobei die Haltevorrichtung direkt auf die jeweilige Körpergröße und Haltung eingestellt werden kann.
Eine solche fixierende Vorrichtung ermöglicht, dass der Nutzer mit den Augen so nah wie möglich an einem geometrisch ausgezeichneten Punkt des Raumes, beispielsweise dessen Mittelpunkt, ausgeordnet werden kann. Es kann dann vorgesehen sein, dass diese Haltevorrichtung während des Betrachtungsvorgangs feststeht und sich nicht bewegt, allerdings können zusätzlich auch Bewegungen der Person ermöglicht werden. In die Haltevorrichtung können außerdem verschiedene Sicherheits-, Überwachungs- und Steuerelemente sowie Befestigungs- und Anschlusspunkte für zusätzliche Ausrüstungen aller Art integriert werden. Während der Bewegung des Raumes um den Nutzer und/oder der Bewegung des Nutzers in dem Raum können Orientierungs- und Gleichgewichtssinn extremen, ungewohnten Erfahrungen ausgesetzt werden, weshalb die Vorrichtung vorteilhaft so ausgelegt werden kann, dass sie die Person komplett, sicher und bequem halten kann.
Besonders bevorzugt ist die Empfängerposition und/oder die Quellposition in einem geometrisch ausgezeichneten Punkt, insbesondere einem Brennpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Flächenbereich angeordnet oder anordenbar. So lassen sich die gleichförmigsten und klarsten Muster erzeugen und beobachten.
Selbständiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Mustererzeugung, das insbesondere mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mustererzeugung mittels Reflexion und/oder Beugung elektromagnetischer Wellen und/oder Materiewellen, die von zumindest einer Quelle ausgehen, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Raum aus der Gruppe Kugel, Zylinder, Oloid und Polyeder bereitgestellt wird und ein Empfänger Reflexion oder Beugung der elektromagnetischer Wellen bzw. der Materiewellen an zumindest einem ersten, einem zweiten und einem dritten Flächenbereich empfängt, wobei diese zwei Flächenbereiche insbesondere in definierten Winkeln zueinander angeordnete Flächenbereiche des Raum sind, wobei zumindest einer der Flächenbereiche eine Relativbewegung gegenüber der Empfängerposition vollzieht.
Wiederum ist vorteilhaft vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Raumes gegenüber einem anderen Teil des Raumes eine Relativbewegung vollzieht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass gleichzeitig mehrere Muster erzeugt werden, die sich bei einer Relativbewegung zwischen Flächenbereich und Empfängerposition und/oder zwischen zwei Raumbereichen in definierter Weise relativ zu einander bewegen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Quelle zumindest teilweise eine Bewegung relativ zu einem der Flächenbereiche ausführt. Außerdem kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass Quelle und/oder Empfänger in Bezug auf den Raum eine relative Drehbewegung um eine Symmetrieachse des Raumes vollziehen. Es kann auch eine Kombination von Drehbewegung und Linearbewegung vorgesehen sein. Außerdem ist es möglich, eine exzentrische Bewegung zu vollziehen.
Als Polyeder kommen wiederum zweckmäßig regelmäßige Polyeder, insbesondere Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder zum Einsatz. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Raum bevorzugt im Wesentlichen geschlossen und insbesondere offenbar ausgebildet ist.
Alle vorstehend genannten Merkmale lassen sich ohne weiteres miteinander kombinieren, so dass hiermit auch alle möglichen Kombinationen dieser vorstehend genannten Merkmale von erfindungsgemäßer Einrichtung und Verfahren beansprucht sind.
Die besonderen Körperformen Kugel, Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder, Ikosaeder, Oloid, Zylinder weisen auch als Raumform große Besonderheiten auf, da jede Strahlung oder Schwingung die von der geometrischen Raummitte oder einem anderen geometrisch ausgezeichneten Punkt, beispielsweise einem Brennpunkt oder dgl. ausgeht, auch in besonderer regelmäßiger Form reflektiert wird. So entstehen besondere Musterbildungen, stehende Wellen und Verstärkungseffekte.

Die Besonderheit der Musterbildungen und Reflexionen basieren auf dem hohen Grad der Symmetrien und Symmetrieebenen, die diese Formen (im Folgenden in Bezug auf optische elektromagnetische Wellen auch als Spiegelräume bezeichnet) aufweisen, wie die nachfolgende Tabelle 1 verdeutlicht. Tabelle 1:

Form	Symmetrieebenen
Kugel	unendlich viele
platonische Körper:
a) Tetraeder	6 (9)
b) Hexaeder (Würfel)	9 (13)
c) Oktaeder,	9 (13)
d) Dodekaeder	15 (25)
e) Ikosaeder	15 (21)
Oloid	3
Zylinder	Querschnitt: 1; radial unendlich viele

Die in Tabelle 1 in Klammern angegebene Anzahl an Symmetrieebenen beschreibt alle möglichen Ebenen, die zu exakt symmetrischen Teilungen führen, auch wenn diese nicht spiegelbildlich angeordnet sind. Ein Beispiel für eine solche Teilung, die nicht spiegelsymmetrisch angeordnete exakt symmetrische Teile erzeugt, ist die Teilung eines Würfels in zwei Hälften zwischen zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken, bei der der Schnitt jeweils als hälftige Teilung der entsprechenden Seitenkanten geführt wird. In diesem Fall entstehen zwei komplett symmetrische Teile, die jedoch bezüglich einer Spiegelung um 60° zueinander verdreht sind.
Besondere Resonanzen, Reflexionen, Musterbildungen und Verstärkungen sind mit allen Strahlungen und Schwingungen vorstellbar, wenn der Raum aus jeweils geeignetem, die Strahlung reflektierenden oder beugenden (beispielsweise für Röntgenstrahlung, die nicht reflektiert werden kann) Material besteht und/oder der Raum die entsprechend geeignete Dimension hat.
Bei geeigneter Raumdimensionierung in Bezug auf die Wellenlänge entstehen stehende Wellen. Dabei ergeben sich Raumbereiche mit jeweils negativen oder positiven Höchstwerten der jeweiligen Schwingung und andere Bereiche, die sich im neutralen Zustand befinden. Diese Bereiche können punktuell auftreten oder auch schalenförmig die Raumform nachzeichnen (ggf. bei Kugelform). Durch die Überschneidungen der Reflexionen ergeben sich auch „räumlichen Interferenzen”. Das Erfassen, Analysieren und Empfangen dieser besonderen Zustände wird neue Nutzungsmöglichkeiten erschließen, da sich die Wirkung im Vergleich zu linearen oder zweidimensionalen Versuchsanordnungen potenzieren lässt.
Ohne Hilfsmittel sind für den Menschen nur Muster von zwei Arten von Wellen detaillierter wahrnehmbar: Töne im hörbaren Bereich und optische Spiegelungen.
Akustische Reflexion (Schall) kann der Mensch im Regelfall nur als Qualitätsabstufung wahrnehmen von „nicht vorhanden” bis „sehr stark” und von „sehr gut” bis „schlecht”. Zu analytischen Rückschlüssen z. B. auf Raumform oder Entfernung, ist der Mensch nicht befähigt.
Optische Muster (mit Hilfe von Spiegeln) kann das menschliche Auge mehrere Ebenen tief sehr differenziert wahrnehmen. Ein zweiter Bereich kann bei zunehmender Entfernung nicht mehr detailliert erfasst werden, er ist aber für die Erkennung von Mustern, Regelmäßigkeiten und Wiederholungen noch sehr gut verwertbar. Durch zunehmende Entfernung – bzw. Häufigkeit der Spieglungen mit einhergehender Abnahme der Helligkeit sowie Verluste über Qualität der Spiegel sowie deren Anordnung – ist die menschliche Wahrnehmung sehr begrenzt. Es scheint sich an die erkennbaren Spiegelbilder ein unendlich tiefer, dunkler Raum anzuschließen. So ergibt sich in den Spiegelräumen jeweils der Eindruck eines unendlichen Universums. Das Erscheinungsbild eines solchen „Universums” unterscheidet sich wiederum klar von jedem anderen mit anderen Raumformen erzeugten.
Optische Spiegelräume, insbesondere die benannten Formen, weisen charakteristische Muster und Regelmäßigkeiten auf. Die der verschiedenen Raumformen können von einem geübten Beobachter anhand der unterschiedlichen Musterbildungen ohne technische Hilfsmittel erkannt und zugeordnet werden.
Die charakteristischen Reflexionsmuster können in verschiedener Weise betrachtet werden.
Eine Möglichkeit ist die Betrachtung der Spiegelung der dem Raum eigenen Komponenten. So können die Raumkanten z. B. beleuchtet oder farbig markiert werden, um deren Verlauf bzw. Musterbildung durch die Reflexionen zu beobachten.
Die zweite Variante ist die Reflexion eines im Raum befindlichen Objektes und Betrachtung der entstehenden Muster und Abfolgen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass Anordnungen farbig markierter Lichtquellen verwendet werden, die eine oben/unten- und links/rechts-Differenzierung jedes Spiegelbildes ermöglichen.
Im Folgenden werden beispielhaft Bewegungen von Spiegelräumen betrachtet.
Werden die Spiegelräume und die darin befindlichen ruhenden Objekte in einer Symmetrieebene (um den Mittelpunkt) des jeweiligen Raumes zueinander gedreht, beginnt ein Teil der reflektierten Abbilder neben der räumlichen Drehung zusätzlich mit Bewegungsmustern. Alternativ kann natürlich auch das Objekt gegenüber dem ruhenden Spiegelraum gedreht werden.
Im Würfel (Hexaeder) ermöglichen die klaren 90° Winkel der Flächen zueinander eine relativ überschaubare Abfolge der Mehrfachreflexionen. Wird dieser um eine Achse gedreht, die durch zwei diagonale Ecken verläuft, entstehen Gruppen von Abbildern mit gleicher bzw. ohne Eigendrehung, je nachdem ob es sich um eine Einfach-, Zweifach- oder Dreifachspiegelung handelt – oder um ein jeweilig Vielfaches davon. So drehen sich sechs von acht Abbildern um sich selbst, die eine Hälfte in einer Richtung, die andere gegenläufig. Zwei Abbilder bleiben in ihrer relativen Position – ihre Bewegung im Raum gleicht einer Fahrt im Riesenrad – eine davon entspricht in ihrer Anordnung dem Original – eine steht auf dem Kopf.
Gut nachvollziehbare Spiegelungen ergeben sich bei parallelen Flächen und 90° Flächenwinkeln. Relativ einfach nachvollziehbar sind noch Winkel von 30 Grad oder deren Vielfache, da diese eine vollständige Aufteilung des Raumes in einer 360° Ebene ermöglichen. Bei allen weniger günstigen Winkeln zwischen den Flächen, entstehen komplexere Reflektionsmuster und Bewegungsabläufe bei denen es sehr viel anspruchsvoller sein wird, eine Systematik theoretisch nachzuvollziehen, jedoch ist diese selbstverständlich vorhanden.
Beim Oloid sind für das Erzeugen und Empfangen der Reflexionen und Musterbildungen ggf. die Mittelpunkte der Kreisbögen ebenfalls von entscheidender Wichtigkeit, wie der eigentliche Mittelpunkt des Raumes
Die Kugel erscheint wie die Urform der hier beschriebenen Formen. Die platonischen Körper erscheinen wie verschiedene Abweichungen oder Metamorphosen der Kugelform in geometrisch sowie rechnerisch einfacher erfassbaren Formen. Durch die ebenen Flächen werden reale, einfacher erfassbare Reflexionen sowie Musterbildungen erst ermöglicht.
In einem kugelförmigen Raum entstehen auch klar definierbare Spiegelungen. Innerhalb der Brennweite, also bei Anordnung von Sender und Empfängers zwischen Mittelpunkt und Kugelfläche, entsteht eine Vergrößerung (Rasierspiegeleffekt). Bei einer Anordnung außerhalb der Brennweite steht das Spiegelbild auf dem den Kopf. Direkt im Brennpunkt ist hingegen kein rational verwertbares Spiegelbild wahrnehmbar, sondern der Betrachter wird seine im Brennpunkt befindliche Pupille theoretisch im gesamten sichtbaren Kugelflächenbereich selbst extrem vergrößert sehen.
Die Spiegelräume haben neben möglichen nutzbringenden technischen Anwendungen eine ästhetische Komponente. Selbst die am Modell oder im Computer entstandenen Bilder und Eindrücke haben schon eine beeindruckende Ästhetik und einen meditativen Charakter. Daher wird von einer therapeutischen bzw. meditativen Nutzbarkeit der Spiegelräume ausgegangen.
Eine unmittelbar umsetzbare Anwendung ist die Nutzung als Kunstobjekt, basierend auf den physikalischen Effekten. Vergleichbare Kunstobjekte, welche auf ästhetischer Wahrnehmung physikalischen Effekten basieren, z. B. von Olafur Elliason oder James Turrell begeistern viele Menschen. Auch physikalische Museen mit Exponaten zum Anfassen und Ausprobieren solcher Effekte erfreuen sich großer Beliebtheit, wie das Technorama in Winterthur oder das Phaeno in Wolfsburg. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich daraus ein entsprechendes Publikumsinteresse kalkulieren.
Dabei werden begehbare bewegliche Spiegelräume in den benannten Formen benutzt, um die Reflexionen von sich selbst, die dabei auftretenden Musterbildungen und Bewegungsmuster optimal wahrnehmbar zu machen. Eine wichtige neue Dimension der möglichen Wahrnehmung ist die Eigenbewegung des Probanten, die in jeder Reflexion zeitgleich geschieht. So kann jedes Muster, beispielsweise durch eine entsprechende Armhaltung unterstützt werden, oder diesem entgegengewirkt werden. Es kann durch die Eigenbewegung aber auch eine völlig neue Qualität entstehen – eine Art räumliche Choreografie. Bei lateralen Relativbewegungen des Beobachters zu einer Spiegelfläche entsteht durch die Verdopplung der Wegstrecke in der Reflexion, der Eindruck einer schnelleren Bewegung (Beschleunigungseffekt).
Eine herausragende Komponente ist die zu erwartende Anzahl von Abbildern. So wird der Betrachter beispielsweise beim würfelförmigen Raum vermutlich mehrere tausend Spiegelungen von sich selbst relativ klar erkennen und noch sehr viele mehr als Schweif der vorangehenden Reihung diffus wahrnehmen können. Diese realen – nicht animierten Blickwinkel und Perspektiven auf sich selbst – sind wohl in dieser Form einzigartig und beeindruckend. Es ist davon auszugehen, dass diese Erfahrung sehr auf emotionaler Ebene wirken kann.
Die Wahrnehmungsmöglichkeiten können in jeder Richtung spielerisch oder wissenschaftlich erweitert werden. Dabei kann gezielt mit Licht, Farben, Formen und zusätzlich auch mit Klängen experimentiert werden. Außerdem lassen sich die Räume auch zu Forschungszwecken nutzen.
Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen:
1 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Mustererzeugung,
2a bis 2f den Aufbau der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1 in schalenweisen Konstruktionsansichten,
3a und 3b die fixierende Aufnahmevorrichtung der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1,
4a die Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1 in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung,
4b Schnittdarstellung wie 4a mit Maßen,
5 ein Detailbild bzgl. der Rotationsvorrichtung der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1,
6 ein Detailbild bzgl. der Manschettenvorrichtung der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1,
7a bis 7c drei Beispiele für Betriebszustände der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1,
8a bis 8c drei Beispiele für unterschiedliche Anmutungen eines in der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 1 erzeugten Musters durch verschiedene Armhaltungen,
9 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Mustererzeugung,
10a bis 10f Betriebszustände der Einrichtung zur Mustererzeugung nach 9
11a bis 11g Bewegungsabläufe von Spiegelbildern bei schrittweiser Drehung und
12 die Systematik der Anordnung von Spiegelbildern in einem würfelförmigen Raum.
In 1 ist rein schematisch ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Mustererzeugung 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei die Einrichtung 1 geöffnet ist.
Die Einrichtung 1 weist zwei Segmente 2, 3 auf, die jeweils auf Schienenführungen 4, 5 relativbeweglich zueinander angeordnet sind, so dass zwischen ihnen eine Öffnung 6 freigebbar ist. Weiterhin weist die Einrichtung 1 eine Aufnahmevorrichtung 7 (im Folgenden Shuttlevorrichtung genannt, da der Beobachter 8 damit gleichzeitig auch verfahren und positioniert wird) für einen menschlichen Beobachter 8 auf, die mit einem Schlitten 9 auf einer Schienenführung 10 in Richtung der Öffnung 6 verfahrbar ist.
Die zwei Segmente 2, 3 weisen jeweils eine Gerüstkonstruktion 11, 12 und ein an diesem rotationsbeweglich gehaltenes Raumformkonstruktionselement 13, 14 auf. Zur Führung der Rotation sind jeweils Führungsvorrichtungen 15, 16, 17, 18 und Lagerräder 19, 20 vorgesehen.
In 2a bis 2f sind zur bessern Verdeutlichung des Aufbaus und des Zusammenwirkens der Elemente der Einrichtung 1 die schalenweisen Konstruktionsansichten rein schematisch dargestellt, wobei schalenweise heißt, dass der Aufbau ausgehend von innen nach außen sukzessive nachvollzogen ist.
2a zeigt den Beobachter 8 in der Shuttlevorrichtung 7, platziert und gesichert. Die Shuttlevorrichtung 7 besteht aus einer Aufnahme 7a für einen Beobachter 8 und einem unteren Verbindungselement 7b, welches die Shuttlevorrichtung 7 lösbar mit dem Schlitten 9 verbindet. Die beiden Elemente 7a, 7b der Shuttlevorrichtung 7 sind mit einem teleskopierbaren Gestänge 7c verbunden, welches die Aufnahme 7a und somit den Beobachter 8 durch einen umlaufenden Schlitz in den Spiegelraum bzw. zwischen den beiden Rauformkonstruktionselementen 13 und 14 positioniert sowie die Höhenanpassung ermöglicht. Der Schlitten 9 ist auf einer Schienenführung 10 angeordnet. Die Schienenführung 10 befindet sich auf einer Grundebene 30, die Teil des aufnehmenden Gebäudes, z. B. eine Bodenfläche, oder bei transportablen Geräten eine entsprechend definierte Grundkonstruktion sein kann.
2b zeigt die Elemente von 2a ergänzt um ein erstes Raumformsegment 22, welches die Hälfte eines Würfels ist, der senkrecht und jeweils mittig auf den entsprechenden Würfelkanten 43, 44, 45, 46, 47, 48, zwischen zwei diagonal angeordneten Ecken 41, 42 (vgl. auch 2c) geschnitten ist. Die Innenflächen des Raumformsegmentes 22 werden komplett aus optisch hochwertigen Spiegeln gebildet.
2c zeigt zusätzlich das zweite Raumformsegment 23 und die Lichtschutzblenden 32, 33, die jeweils an den Schnittflächen der beiden Raumformsegmente 22, 23 angeordnet sind. Da die Innenflächen beider Raumformsegmente 22, 23 aus optisch hochwertigen Spiegeln gebildet sind, befindet sich der Beobachter 8 nun in einem komplett verspiegelten, bei dieser Variante würfelförmigen Raum. Die Lichtschutzblenden 32, 33 sollen den Einfall von Umgebungslicht in den Spiegelraum verhindern.
2d zeigt zusätzlich eine tragende Konstruktion 35, 36 zur Aussteifung der jeweiligen Raumformsegmente 22, 23, von dieser werden die Spiegelflächen über justierbare Haltepunkte in der exakten Raumform gehalten. Je nach Steifigkeit der Spiegelflächen kann es von Vorteil sein, diese noch auf planebene, verwindungssteife Leichtbauplatten zu kaschieren, um Unebenheiten in den Spiegelebenen weitgehend auszuschließen, sowie Schwingungen der Flächen im Betrieb, z. B. beim Anfahren und Abbremsen oder durch Fliehkräfte beim Drehen zu vermeiden. Diese Unebenheiten oder Schwingungen müssen vermieden werden, da sich ihre Wirkung in den Mehrfachspiegelungen vervielfältigen würde und somit das optische Erlebnis extrem verschlechtern würde.
2e zeigt zusätzlich, dass an den tragenden Konstruktionen 35, 36 jeweils ein Laufrad 24, 25 angeordnet ist, welches mit den jeweiligen Führungsvorrichtungen 15, 16, 17, 18 zusammenwirkt und auf den Lagerrädern 19, 20 auflagert ist, bzw. läuft. Weiterhin ist zu erkennen, dass als Grundplatte jeweils Führungsschlitten 11a, 12a vorgesehen sind, die wiederum auf den Schienenführungen 4, 5 verfahrbar angeordnet sind.
2f zeigt zusätzlich die Gerüstkonstruktionen 11, 12, die mit den Schlitten 11a, 12a jeweils ein Bauteil bilden. An den Gerüstkonstruktionen 11, 12 sind die jeweiligen Führungsvorrichtungen 15, 16, 17, 18 und die Lagerräder 19, 20 fixiert, so dass die Gerüstkonstruktionen 11, 12 die Raumformkonstruktionselemente 13, 14 komplett aufnehmen und rotationsbeweglich lagern und führen.
In 3a und 3b ist rein schematisch der obere Teil der Shuttlevorrichtung 7, die fixierende Aufnahme 7a der Einrichtung 1 zur Mustererzeugung nach 1, samt einem Beobachter 8 aus zwei unterschiedlichen Perspektiven dargestellt. Dabei zeigt 3a eine Ansicht von schräg hinten und 3b eine Ansicht von Schräg von vorn, jeweils von oben.
Die Aufnahme 7a weist ein Gerüst 50 auf, an dem ein Tritt 51, eine Sitz-Lehnvorrichtung 52 und ein vorderes Verschlusselement 53 angeordnet sind. Der Tritt 51 ist mit einer Trittplatte 54 und zur Vermeidung von Schmutzeintrag in die Vorrichtung 1 mit einer umlaufenden Blende 55 versehen. Das vordere Verschlusselement 53 ist wie eine Tür an dem, in Blickrichtung des Beobachters 8 linken Teleskopierelement 65 drehbar, d. h. öffenbar angeordnet. Es weist eine Konsole 56 auf, an der sich Schaltelemente für bestimmte Funktionen befinden. So ist hier zentral ein Not-Ausschalter platziert, mit dem der Beobachter 8 die Vorführung abbrechen und den Raum öffnen kann. An der Konsole 56 werden alle üblichen Medien- und Stromanschlüsse für weitere Steuer-, Mess-, Aufnahme- oder Funktionselemente integriert, um spätere Versuche oder Tests mit geringem Aufwand und möglichst ohne Umbauten zu ermöglichen. Die Konsole 56 kann gegenüber dem vorderen Verschlusselement 53 zwischen den Haltestangen 61 in frontaler Richtung in Rasterschritten versetzt werden, um die Aufnahme 7a auf den Körperumfang des Beobachters 8 einzustellen. Weiterhin ist an der Konsole 56 ein höhenverstellbares Brustpolsterelement 57 angeordnet, das über ein Scharnier 58 verkippt werden kann. Dieses Element 57 dient als Sicherungselement für den Beobachter 8 und als vordere Befestigung der Fixiergurte 64. An diesem Brustpolsterelement 57 ist zusätzlich eine verkippbare und höhenverstellbare Halterung 59 für eine Bildaufnahmevorrichtung 60 angeordnet, wodurch die Blickrichtung der Bildaufnahmevorrichtung 60, nämlich die Kamerasichtachse C, so ausrichtbar ist, dass sie parallel zu Achse A, nämlich der Sichtachse des Beobachters 8 ist und gleichzeitig einen möglichst geringen Abstand zu dieser aufweist, ohne dass das Gesicht des Beobachters 8 verdeckt wird. Gegebenenfalls können die Kippfunktionen des Brustpolsterelement 57 über eine Mechanik so gekoppelt werden, so dass die Bildaufnahmevorrichtung 60 von selbst stets horizontal ausgerichtet bleibt. Mit der Bildaufnahmevorrichtung 60 können Aufnahmen der Vorführung, nahezu aus der Sicht des Beobachters 8 selbst, aufgezeichnet werden. Diese können dem Beobachter 8 im Anschluss angeboten oder zur Auswertungszwecken genutzt werden. Gleichzeitig können die Aufnahmen für Monitoring-Zwecke genutzt werden, um dem Beobachter 8 z. B. bei gesundheitlichen oder technischen Problemen etc. schnell behilflich sein zu können. Schließlich weist das vordere Verschlusselement 53 Handgriffe 61 auf, die der Beobachter 8 ergreifen kann, um sich bei Gleichgewichtsirritationen Sicherheit zu verschaffen.
Die Sitz-Lehnvorrichtung 52 weist ein Sitz-Lehnpolsterelement 62 und ein Rückenpolsterelement 63 auf. Weiterhin ist an dem Rückpolsterelement 63 beidseitig jeweils ein Fixiergurt 64 aufrollbar angeordnet. Diese werden im Gebrauch an dem Brustpolsterelement 57 eingeklinkt und gesichert.
Die Aufnahme 7a ist mittels des Gestänges 7c höhenverstellbar ausgebildet, um die Sichtachse A des Beobachters 8 exakt der Dreh- und Mittelachachse des Spiegelraumes anzupassen. Sie muss praktisch jeweils umgekehrt proportional zur Größe des Beobachters 8 eingerichtet werden, bei kleinen Personen hoch und bei großen Personen in eine niedrige Position. Außerdem ist die Sitz-Lehnvorrichtung 52 mit dem Gerüst 50 über die Teleskopierelemente 65 gekoppelt, um eine Anpassung an die Beinlänge des Beobachters 8 vorzunehmen. Schließlich ist über die Höhenanpassung sowohl des Rückpolsterelements 63 als auch des Brustpolsterelements 57 eine exakte Anpassung an die Körperform und Größe des Beobachters 8 möglich. Mit den Fixiergurten 64 und dem verkippbaren Brustpolsterelement 57 kann der genaue Brust- bzw. Bauchumfang des Beobachters 8 berücksichtigt werden. Gegebenenfalls kann auch eine Zwangskopplung bestimmter Anpassungsvorgänge, beispielsweise der Höhenverstellbarkeit des Gerüsts 50, der Sitz-Lehnvorrichtung 52 und des Brustpolsterelements 57 vorgesehen sein, mit der die Anpassung der Shuttlevorrichtung 7 bei einem Beobachter 8 mit durchschnittlichen Körperproportionen beschleunigt werden kann. Diese Zwangskopplung muss jedoch auch aufhebbar sein, um individuelle Anpassung bei einer möglichst großen Spanne von Größen und Proportionen vornehmen zu können. Diese Spanne wird aber begrenzt sein, da nicht jede Anpassung im normalen, alltäglichen Betrieb mit vertretbarem Aufwand zu bewerkstelligen sein wird, bzw. dies der Zielstellung, die Shuttlevorrichtung 7 möglichst dezent und unauffällig zu halten, entgegenwirken würde.
Damit der Beobachter sich in den Reflexionen möglichst ungestört und vollständig wahrnehmen kann, ist vorgesehen, dass die Blende 55 transparent ausgebildet wird. Zur weiteren Optimierung ist vorgesehen, dass sämtliche anderen Elemente der Shuttlevorrichtung 7 möglichst schlank ausgebildet werden sowie matt und schwarz gehalten sind, so dass sie optisch unauffällig sind, kein Licht reflektieren und von den Spiegelungen des Beobachters möglichst wenig verdecken.
Da im Wesentlichen nur der Beobachter 8 selbst zur Musterbildung beitragen soll, ist vorgesehen, dass der Beobachter 8 durch an der Shuttlevorrichtung 7 angeordnete direkte Beleuchtungselemente (nicht gezeigt) illuminiert wird. Diese müssen so mit Verschattungselementen ausgestattet sein, dass das Licht nie seitlich am Betrachter 8 vorbei leuchtet, da die Reflexionen der Lichtquellen ansonsten sehr schnell die komplette Wahrnehmung dominieren würden. Es würde der Eindruck eines Sternenhimmels entstehen, da die Lichtquellen Aufgrund der höheren Leuchtstärke öfter und besser sichtbar reflektiert würden als der Besucher 8 selbst. Als zusätzlicher Effekt kann ein solcher „Sternenhimmel” durchaus sinnvoll und schön sein. Ggf. wird hierzu mit einer elektronischen Steuerung gearbeitet, bei der ein Aufnahmegerät (z. B. Wärmebildkamera) die Körperkontur des Beobachters 8 erfasst und ein gekoppelter und genau steuerbarer Projektor (z. B. Beamer) eine umlaufend etwas reduzierte Fläche beleuchtet. Bei ca. 4, besser 6 umlaufend versetzten derartigen Beleuchtungselementen kann die notwendige Beleuchtung des Beobachters 8 gewährleistet werden, ohne dass die Lichtquellen in den Spiegelflächen sichtbar werden. Es wird weiterhin nach technisch weniger aufwendigen Alternativen zur Beleuchtung des Beobachters 8 gesucht. Verfremdende Lichtarten, wie UV-Licht, können für bestimmte Effekte gut geeignet sein, sind aber dem hauptsächlichen Anliegen, der Wahrnehmbarkeit des eigenen unverfälschten Spiegelbildes, nicht dienlich.
Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Beobachter 8 zusätzliche Leuchtelemente zur Verfügung bekommt, mit denen er unterschiedliche Effekte oder Figuren erzeugen kann. So könnten damit in den Reflexionen Muster oder auch Strukturen gebildet werden – z. B. endlosen Gitterstrukturen.
4a zeigt eine schematische Schnittdarstellung mit vertikaler Schnittebene mittig durch die Einrichtung 1 zur Mustererzeugung und den Beobachter 8 nach 1. Anhand dieser Darstellung soll im Folgenden auch unter Bezugnahme auf 5 und 6 noch einmal das prinzipielle Zusammenwirken der einzelnen Bestandteile erläutert werden.
Im betriebsbereiten Zustand der Einrichtung 1 sind die beiden Segmente 2, 3 geschlossen und der Beobachter 8 befindet sich in der Aufnahme 7a innerhalb des durch die beiden Raumformsegmente 22, 23 gebildeten Würfels, dem Spiegelraum. Dabei ist die Sichtachse A des Beobachters 8 so ausgerichtet, dass sie mit der Drehachse B des Spiegelraums, bzw. der beiden Raumformsegmente 22, 23 übereinstimmt. Diese Achse entspricht beim hier gezeigten würfelförmigen Raum, einer diagonal verlaufenden Linie, welche die Ecken 41, 42 verbindet.
Der Antrieb der beiden Raumformkonstruktionselemente 13, 14 ist nicht dargestellt. Er kann in verschiedener Weise erfolgen:
Variante 1:
Bei einer mechanischen Variante, könnte die Übertragung der Drehbewegung von einer parallel zur gedachten Drehachse B angeordneten, durchlaufenden Welle mittels Zahnriemen oder Zahnräder, direkt auf die Laufräder 24, 25 erfolgen. Die „Verzahnung” würden eine exakte Koppelung der beiden Raumhälften 13, 14 ermöglichen. Beim Öffnungsvorgang müsste die Welle über ein formschlüssiges Kupplungselement getrennt werden können. Alternativ zur Kupplung könnten beim Öffnen auch die treibenden Zahnräder entsprechend auf der Welle mit verschoben werden, dazu müsste die Welle entsprechend profiliert sein, um einen Formschluss zwischen Welle und Zahnrädern zu gewährleisten. Eine Justierung und Synchronisierung der Raumhälften 13, 14 müsste über entsprechende mechanische Vorrichtungen gewährleistet werden.
Variante 2:
Bei einer elektronisch gesteuerten Variante könnten zwei unabhängige Antriebselemente eingesetzt werden, welche ständig computergesteuert überwacht und synchronisiert werden. Dazu wäre eine extrem genaue und permanente Positionsüberwachung der beiden Raumformkonstruktionselemente 13, 14 über Sensoren oder ähnliches notwendig. Diese Information muss permanent an die Steuerung gemeldet werden, damit diese parallel zum Programmablauf, in Echtzeit alle notwendigen Korrekturen einfließen lässt. Diese Variante hätte den Vorteil, dass ein absichtliches Verdrehen der Rauformkonstruktionselemente 13, 14 gegeneinander leichter zu ermöglichen wäre (z. B. beim Würfel ergibt sich bei einer Verdrehung um 60° ebenfalls eine komplett geschlossene Raum-Konstellation). Ungenauigkeiten der Synchronbewegung würden sich durch die Mehrfachspiegelungen verstärken und die Musterbildung erheblich stören. Sie würden den Beobachter 8, welcher ohnehin komplett ungewöhnlichen Wahrnehmungen ausgesetzt ist, zusätzlich verwirren. Deshalb müssen derartige Störungen ähnlich wie die Vibrationen, soweit wie möglich ausgeschlossen werden.
Diese Varianten müssen von Fachplanern nach Praktikabilität und nach finanziellen Kriterien abgewogen werden.
Für den Antrieb muss ein komplexes Steuerprogramm entwickelt werden, welches alle logistischen Vorgänge steuert, das allgemeine Vorführprogramm steuert, Mitarbeitern eine freie Steuerung ermöglicht und so konzipiert ist, dass es möglichst jederzeit flexibel erweitert oder verändert werden kann.
4b zeigt die Schnittdarstellung 4a mit einigen grundsätzlichen Maßangaben.
In 5 ist schematisch in einem Schnitt-Detail das Zusammenwirken von Führungsvorrichtung 17, Laufrad 24 und Lagerrad 19 gezeigt. Das Laufrad 24 wird beidseits von Führungsrädern 21 planparallel zur Schnitt- und Drehebene gehalten. Die Lagerräder 19 (und 20) nehmen die horizontalen Kräfte auf und gewährleisten durch ihre paarweise Anordnung unter den Laufrädern 24, 25 den exakten Lauf der gesamten Raumformkonstruktionselemente 13, 14. Die Lagerräder 19, 20 müssen justierbar ausgebildet werden, um die beiden Raumformsegmente bei Bedarf immer wieder exakt zueinander anordnen und ausrichten zu können. Die Laufräder 24, 25 sind bevorzugt im Schwerpunkt (in Bezug zur axialen Drehrichtung) des jeweiligen Raumformkonstruktionselements 13, 14 angeordnet, so dass möglichst wenig seitliche Kräfte auf Führungsvorrichtungen 15, 16, 17, 18, die Laufräder 24, 25 sowie die Lagerräder 19, 20 einwirken. Um an den Führungsrädern 21 Verschleiß durch Reibung zu vermeiden kann es ggf. vorteilhaft sein, ein schmales oder/und abgerundetes Reifenprofil mit nur punktueller Lauffläche zu verwenden und/oder die Führungsräder 21 und deren Laufflächen entsprechend leicht geneigt anzuordnen.
In 6. ist rein schematisch in einem Schnitt-Detail, das Zusammenwirken der Lichtschutzblenden 32, 33 und Lichtschutzmanschette 34 dargestellt. Die inneren Würfelflächen, also die Innenflächen der Raumformsegmente 22, 23 sind vollständig geschlossen und verspiegelt. Als einziger nicht geschlossener Bereich verbleibt ein umlaufender Schlitz (entsprechend der Öffnung 6), der auch im geschlossenen Zustand ca. 80 mm beträgt, da hier das Gestänge 7c der Shuttlevorrichtung 7 die Raumfläche in der Drehebene umlaufend durchdringt. Durch die sich mit den Raumformsegmenten 22, 23 drehenden Lichtschutzblenden 32, 33 wird das seitliche Eintreten von Umgebungslicht verhindert. Als äußerer Schutz sind die Lichtschutzblenden 32, 33 von einer nicht mitdrehenden Lichtschutzmanschette 34 umschlossen, die fest mit dem Haltegestell 12 verbunden ist. Beim Öffnungsvorgang wird sie mit dem Haltegestell 12 seitlich verschoben, um die Öffnung 6 zu gewährleisten. Die Lichtschutzblenden 32, 33 und die Lichtschutzmanschette 34 sind an allen relevanten Seiten und Teilen matt und schwarz ausgebildet, um jegliche Reflexionen etc. zu vermeiden und Restlicht zu absorbieren. Eine weitere Reduzierung des Lichteinfalls könnte über umlaufende Bürstendichtungen oder zusätzliche Profilierungen (durch umlaufend ineinander greifende Fälze) bewerkstelligt werden. Die Manschette 34 weist im unteren Bereich Öffnungen auf, dort wird sie im Betriebszustand von der Shuttlevorrichtung 7 durchdrungen. Es ist vorstellbar, sie für weitere Medien (z. B. Beleuchtung; Ton), Zuführungen oder für Haltepunkte zu nutzen. So ist bereits vorgesehen, in ihr Zu- und Abluftanschlüsse zu integrieren.
In den 7a bis 7c sind drei Beispiele für Betriebszustände der Einrichtung 1 zur Mustererzeugung nach 1 rein schematisch in Schnittdarstellungen gezeigt. Die Schnittebene in den 7a bis 7c liegt hinter dem Beobachter 8, ca. 70 cm von der Ebene von Öffnung 6 entfernt. Der sichtbare Bereich außerhalb des Spiegelraumes (bzw. der Raumformsegmente 22, 23) wurde mit einer Schraffur überdeckt um die Darstellung verständlicher zu machen. Und zwar zeigt 7a die Einrichtung 1, wobei die beiden Raumformkonstruktionselemente 13, 14 jeweils wie in 1, 2f bzw. 4 ausgerichtet sind. Diese Stellung wird als 0°-Stellung bezeichnet, dabei befindet sich die erste Raumkante, die Würfelkante 49, vor dem Betrachter in ihrer höchsten Position über der Drehachse B (die Würfelkante 49 zeigt nach oben). 7b zeigt eine Stellung, bei der beide Raumformkonstruktionselemente 13, 14 gegenüber der in 7a dargestellten 0°-Stellung, aus Sicht des Beobachters 8 um 30° im Uhrzeigersinn gedreht gezeigt sind. Diese Stellung wird als 30°-Stellung bezeichnet. Schließlich zeigt 7c eine Stellung, bei der beide Raumformkonstruktionselemente 13, 14 gegenüber der in 7a gezeigten 0°-Stellung, aus Sicht des Beobachters um 60° im Uhrzeigersinn gedreht dargestellt sind. Diese Stellung wird als 60°-Stellung bezeichnet. Der Beobachter 8 befindet sich jeweils in der gleichen Stellung, wobei zur besseren Anschaulichkeit seine Arme horizontal ausgebreitet sind. Ab einer 120°-Drehung wiederholen sich (beim würfelförmigen Raum und der beschriebenen Anordnung der Drehachse B) die geometrische Konstellation und Eigenbewegung der Reflexionen, da sich in Sichtrichtung A um die Drehachse B drei völlig identische Spiegelflächen mit identischer Anordnung drehen, die in der Drehebene jeweils 120° einnehmen. Somit finden pro Gesamtdrehung des Spiegelwürfels drei Wiederholungen der Eigenbewegung der Reflexionen statt (bei der Drehung um die Mitten zweier gegenüberliegender Kanten – Sichtrichtung Würfelkante 49 – zwei Wiederholungen; bei der Drehung um die Mitten zweier gegenüberliegender Flächen – Sichtrichtung Fläche – vier Wiederholungen).
Weiterhin kann in 7a (wie auch in 4) betrachtet werden, wie sich eine der vorderen Spiegelflächen (Raumformsegment 23) in ihrer untersten Position in der größten Annäherung zur Aufnahme 7a, besonders dem Tritt 51 befindet. 7c zeigt, wie sich nach einer Drehung der Raumformsegmente 22, 23 um 60° eine der hinteren Spiegelflächen (Raumformsegment 22) in ihrer untersten Position in der größten Annäherung zur Aufnahme 7a, besonders dem Tritt 51 befindet. Diese Konstellationen veranschaulichen den kleinsten. Flugkreis der Spiegelflächen 23. Tritt 51 ist so geformt, dass er in seiner tiefsten Position (bei großem Beobachter 8) stets einen ausreichenden Sicherheitsabstand wahrt (hier ca. 4 cm). Lose Teile, die hier dazwischen greifen, könnten gequetscht werden bzw. ihrerseits die Spiegel beschädigen. Deshalb ist unter Anderem die Aufnahme 7a so ausgeformt, dass der Beobachter 8 mit den Füßen bzw. Beinen seine sichere Position nicht verlassen kann.
In den 8a bis 8c sind drei Beispiele für unterschiedliche Anmutungen eines in der Einrichtung 1 zur Mustererzeugung nach 1 erzeugten Musters, wobei die Muster jeweils in der in 7c gezeigten 60°-Stellung erzeugt sind. In den 8a bis 8c sind jeweils die optischen Spiegelungen des Beobachters 8 gezeigt, also dasjenige Muster, das der Beobachter 8 vor sich sieht, wenn er entsprechend der Beobachtungsachse A direkt in die Ecke 42 (vgl. 4) schaut. Dabei zeigt 8a das Muster der 60-°Stellung der Raumformsegmente 22, 23 für einen Beobachter 8, dessen Arme nahezu gerade am Körper anliegend und zu seinen Füßen weisen. 8b zeigt das Muster der 60°-Stellungen der Raumformsegmente 22, 23 für einen Beobachter 8, dessen Arme horizontal ausgebreitet sind und 8c zeigt das Muster der 60°-Stellungen der Raumformsegmente 22, 23 für einen Beobachter 8, dessen Arme senkrecht nach oben weisen. Es ist zu erkennen, dass durch diese unterschiedliche Armhaltung in der 60°-Stellung die Anordnung klarer oder konfuser erscheinen, also der Beobachter 8 die Erkennbarkeit der Muster unterstützen oder dieser entgegen wirken kann. So erscheint 8a am offensten und relativ sortiert. 8b erscheint am dichtesten und am wenigsten geordnet, da der aufrechten Ausrichtung des Beobachters 8, mit den ausgebreiteten Armen eine zweite Richtung entgegengesetzt wird. Diese zweite Richtung vervielfältigt sich in den räumlichen zueinander verdrehten Reflektionen mit, und führt zu einer wesentlich konfuseren Anmutung. Figur 8c erscheint am stärksten ausgerichtet, da die aufrechte Ausrichtung des Beobachters 8 mit den Armen unterstützt und verlängert wird. Die räumliche Dichte ist aufgrund der daraus resultierenden größeren vertikalen Länge des Beobachters 8, sowie der daraus resultierenden Spiegelbilder aber etwas stärker als bei 8a.
In anderen Winkelpositionen ändert sich auch das Erscheinungsbild, so kann z. B. in der 90° und 150° Stellung (usw.) noch ein besonderer Effekt erzielt werden. Hier ordnen sich alle Reflexionen der aufrechten Achse des Beobachters 8 in nur zwei Richtungen, einer vertikalen Richtung und einer zweiten, diagonal in horizontalen Ebenen verlaufenden Richtung, ähnlich den Furchen eines gepflügten Feldes in vielen Etagen – siehe auch 11b oder 11d. Bei 11b ist die ausgebreitete Position der Arme ebenfalls nicht vorteilhaft für das Muster. Eine schlichte aufrechte Position z. B. mit Armen über dem Kopf, erzeugt ein sehr viel klareres Muster.
9 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung 80 zur Mustererzeugung in einer rein schematischen, perspektivischen Ansicht. Es ist zu erkennen, dass diese Einrichtung 80 im Wesentlichen dem Aufbau der in den 1 bis 7c gezeigten Ausführung 1 entspricht. Hinzu kommt allerdings eine Zuführvorrichtung 81, die neben der Einrichtung 80 angeordnet ist und dem wechselweisen kontinuierlichen Zuführen von Beobachtern 8, 8a dient, wie im Zusammenhang mit den 10a bis 10f näher erläutert wird. Die Konstruktion hat zum Ziel, die wechselweise Sicherung und Einrichtung der Besucher 8 auf der Shuttlevorrichtung 7 sowie auch das Lösen aller Sicherungen beim Aussteigen, mit wenig Personal zu ermöglichen, da durch diese alle Beobachter 8, 8a unmittelbar nebeneinander versorgt werden können.
Die Zuführvorrichtung 81 weist einen Vorbereitungsraum 82 mit äußeren, festen Wandbereichen 83, 84, zwei Ein- und Ausgangsbereichen 85, 86 und einem Zuführungsbereich 87 auf. Der Vorbereitungsraum 82 ist in zwei Vorbereitungskabinen 90 und 91 geteilt. In diesen werden die Beobachter 8, 8a abwechselnd auf ihrer jeweiligen Shuttlevorrichtung 7 gesichert sowie alle Parameter der Shuttlevorrichtung 7 auf die Maße des jeweiligen Beobachters 8, 8a eingerichtet.
Unter dem Vorbereitungsraum 82 befindet sich eine seitlich verfahrbare Verschiebevorrichtung 89, welche die Shuttlevorrichtungen 7 wechselweise seitlich verschiebt und diese dabei aus dem Schlitten 9 löst oder in diesen einrastet. Dabei werden die Beobachter 8 und 8a wechselweise zwischen den jeweiligen Ein- und Ausstiegsposition und der mittleren Position verschoben. Aus der mittleren Position, dem Zuführungsbereich 87, werden sie mit Hilfe des Schlitten 9 auf der Schienenführung 10 in die Einrichtung 80 zur Mustererzeugung (den Spiegelraum) verschoben bzw. in nach Ablauf des Vorführungsprogrammes zurück verbracht. Der bewegliche Wandabschnitt 88 ist auf der Verschiebevorrichtung 89 verankert, so dass er sich mit dieser seitlich hin und her bewegt. Dabei verschießt er wechselweise die Vorbereitungskabinen 90 und 91 bzw. gibt er im Gegenzug den Zuführungsbereich 87 frei. Die Schranken 92, 93 sind ebenfalls mit der Verschiebevorrichtung 89 gekoppelt, und verschließen wechselweise die Vorbereitungskabinen 90 und 91 gegenüber dem Publikum, um diese zu sichern, wenn durch Ausfahren der Shuttlevorrichtung 7 der Boden und der Zuführungsbereich 87 zum Spiegelraum hin geöffnet sind. Durch offene Bereiche im Boden ragt beim Einfahren der obere Teil der Shuttlevorrichtung 7, also die Aufnahme 7a in den Vorbereitungsraum 82. In der Ein- und Ausstiegsposition befindet sich diese in einer so tiefen Position, dass die Oberkante der Blende 55 exakt im Bodenniveau der Vorbereitungskabinen 90 und 91 befindet, und Trittplatte 54 leicht unterhalb. Damit wird gewährleistet, dass die durchsichtige Blende 55 keine Stolpergefahr erzeugt. Auf der Verschiebevorrichtung 89 ist ein Stück Bodenfläche angeordnet, welches sich mit hin und her bewegt und dabei die schlitzförmige Öffnung im Boden, der jeweils in Benutzung befindlichen Vorbereitungskabine verschließt.
In 9 wird der Betriebszustand der Einrichtung 80 gezeigt, bei der durch Drehung der Raumformkonstruktionselemente 13, 14 der Beobachter 8 die Spiegelungen und Musterbildungen erleben kann. In 10a ist der Betriebszustand nach Beendigung des Vorführungsprogramms gezeigt. In 10b sind die beiden Segmente 2, 3 durch Verfahren auf den Schienenführungen 4, 5 auseinander gefahren, um die Öffnung 6 zu bilden. In 10c wird der Beobachter 8 auf der Shuttlevorrichtung 7 und dem Schlitten 9 über die Schienenführung 10 in den Vorbereitungsraum 82 verschoben.
Während der Beobachter 8 in der Einrichtung 80 zur Mustererzeugung den Programmablauf erlebt hat, war der linke Zuführraum 91 über den Eingangsbereich 86 zugänglich, so dass der nächste Beobachter 8a in der entsprechenden Aufnahme 7a fixiert und eingerichtet werden konnte. In 10d werden die Verschiebevorrichtung 89 und alle von ihr geführten Teile nach rechts bewegt. So werden der Beobachter 8a in Zuführungsbereich 87 und vorherige Beobachter 8 in die rechte Vorbereitungskabine 90 verbracht.
In 10e wird Beobachter 8a aus der Zuführvorrichtung 81 zwischen die beiden Raumformkonstruktionselemente 13, 14 verschoben. In 10f werden die beiden Segmente 2, 3 des Spiegelraums geschlossen. Nun kann der Programmablauf für Beobachter 8a gestartet werden. Gleichzeitig kann der vorherige Beobachter 8 aus der Aufnahme 7a gelöst werden, aussteigen und die Vorbereitungskabine 90 verlassen. Dann kann hier der nächst nachfolgende Besucher einsteigen und vom Personal gesichert und eingerichtet werden.
In den 11a bis 11g ist anhand der schraffiert dargestellten Spiegelbilder 8x und 8y musterhaft und in 30° Schritten dargestellt, welche Bewegung diese Spiegelbilder 8x, 8y des Beobachters 8 während einer halben Drehung der der Raumformsegmente 22, 23 im Raum vollziehen. Der Blickwinkel entspricht dem des Beobachters 8 wenn er entsprechend der Beobachtungsachse A direkt in die Ecke 42 schaut. Andere Spiegelbilder vollziehen andere Bewegungen bzw. Bewegungsmuster. So bleibt die direkt in der Sichtachse A befindliche, auf dem kopf stehende Spiegelung des Beobachters 8 ständig in dieser Position. Weitere Spiegelbilder in dieser Haltung, die sich außerhalb der Drehachse B befinden, verharren ebenfalls in Ihrer Position, drehen sich aber mit einer Bewegung ähnlich einer Fahrt im Riesenrad um die Drehachse B. Eine Klassifizierung der verschiedenen Gruppen von Spieglungen ist in 12 dargestellt.
11a zeigt die Anordnung der Spiegelbilder 8x, 8y, wie sie für Beobachter 8 bei der 60° Position der Raumformsegmente 22, 23 zu sehen ist. 11b zeigt die Anordnung der Spiegelbilder 8x, 8y wie sie bei der 90° Position der Raumformsegmente 22, 23 zu sehen ist, und so weiter.
Die Anordnung der Spiegelbilder in 11a zeigt jeweils zwei, sich mit den Füßen bzw. dem Tritt 51 berührende Spiegelbilder des Beobachters 8, die sich mit dem Rücken zugeneigt sind. Diese Konstellation ergibt sich aus der Lage einer Spiegelfläche in Ihrer untersten Position direkt hinter dem Beobachter 8, wie auch in 7c zu sehen ist. Die gleiche Konstellation entsteht nach einer drittel Drehung (120°) wieder, so dass sie sich bereits in 11e wieder ergibt. Gleichzeitig benötigen die Spiegelbilder 8x und 8y eine ganze Drehung der Raumformsegmente 22, 23 bis sie ihre Anfangsposition wieder erreichen. Dann beginnt die Abfolge wieder von vorn. Es wird nur eine Hälfte der Flugbahn der Spiegelbilder gezeigt, da sich die zweite Hälfte nur spiegelbildlich (und in umgekehrter Reihenfolge) vollzieht.
In jeder der 11a bis 11g wie auch 8a bis 8c lassen sich deutlich Muster in der Anordnung der Spiegelbilder erkennen.
12 zeigt die Systematik der Anordnung der Spiegelbilder in einem hexaeder- bzw. würfelförmigen Raum. Beim würfelförmigen Raum, ist die Erfassung und Systematisierung der Mehrfachreflexionen sowie deren Bewegungsmuster noch relativ leicht möglich. Diese sind aufgrund der klaren 90° Winkel zwischen den Flächen jeweils vollständig sowie noch relativ gut verständlich und überschaubar. Mit ”vollständig” ist gemeint, dass es in den Spiegelungen keine Verschneidungen oder Überlagerungen gibt. Alle Spiegelungen eines würfelförmigen Raumes reihen sich restlos und vollständig aneinander. Das ist in dieser Qualität bei keiner weiteren Raumform möglich.
Die Anordnung zeigt links den originalen Spiegelraum. An den frontal zum Beobachter befindlichen drei Spiegelflächen, schließen drei als Einfachspiegelung reflektierte Räume an. Versetzt dahinter schließen drei Zweifachspiegelungen des Originals an. Ganz rechts dahinter versetzt, befindet sich wiederum eine Dreifachspiegelung. Zusammen ergibt diese Anordnung wieder eine Würfelform mit achtfachem Volumen des ursprünglichen Spiegelraumes sowie dem einen Beobachter 8 und sieben Spiegelungen von ihm.
Die Anordnung erklärt die Systematik der Reflexionen sowie deren Bewegungsmuster, in der vorangehend dargestellten und beschriebenen Variante. In dieser dreht sich ein würfelförmiger Spiegelraum um eine Achse, die durch zwei diagonale Ecken verläuft. Es entstehen vier Gruppen von Abbildern mit gleicher bzw. ohne Eigendrehung.
Beobachter 8 steht still (links in der Darstellung) in seinem real existierenden geschlossenen würfelförmigen Spiegelraum. Er hat zur Erläuterung eine Markierung am rechten Arm. Von dem würfelförmigen Raum sind nur die Raumkanten (z. B. Würfelkante 45; 46; 47; 49) sowie die Kanten an Öffnung 6 dargestellt. Die Kanten von Öffnung 6 bilden einen in axialer Richtung ca. 8 cm breiten Spalt. Die Öffnung 6 hat insgesamt eine sechseckige Gestalt, da bei der vorliegenden Symmetrie-Schnittebene alle sechs Würfelflächen geschnitten werden. Der Spalt 6 erscheint umlaufend jeweils abwechselnd breiter und schmaler. Dies ergibt sich aus dem unterschiedlichen Blickwinkel auf die wechselweise geneigten Spiegelflächen. In den Spiegeluniversen, dem jeweilig unendlich erscheinenden „Raum” in den vorab benannten innen verspiegelten Raumformen, wird dieser technisch unverzichtbare umlaufende Spalt optisch präsent bleiben. Es ist damit zu rechnen, dass er in dieser Raumkonstellation optisch dominanter als die eigentlichen Raumkanten in Erscheinung tritt. Dieser Fakt ist bereits auch in 12 gut erkennbar. Er erzeugt ein eigenes Reflexionsmuster, welches eine abgestumpfte Doppelpyramide oder auch Oktaederstumpf bildet. Dieser Oktaederstumpf wiederum bildet dann in diesem Spiegeluniversum ein unendliches Raumgitter. In den 8a bis 8c sowie 11a bis 11g wurden die Raumkanten sowie die Öffnung 6 bewusst nicht dargestellt, um die lineare Darstellung erkennbar zu halten und nicht zu überfrachten.
Die Einfachspiegelungen 8m, 8n, 8o sind, wie jedes einfache Spiegelbild seitenverkehrt. Die Spiegelungen 8m, 8n, 8o von Beobachter 8 tragen die Markierung am linken Arm. Sie vollziehen während einer Drehung des Spiegelraumes eine Drehung um Drehachse B, sowie eine Eigendrehung um ihre jeweils eigene Drehachse. Diese unsichtbare eigene Drehachse verläuft durch Ecke 42 und jeweils in Augenhöhe durch den Kopf der Spiegelung 8m, 8n, 8o. Die drei Spieglungen 8m, 8n, 8o sind in ihrer Anordnung im Raum identisch und vollziehen die gleiche Bewegung nur jeweils um 120° bzw. auch zeitlich um eine Drittel Drehung versetzt. Da sich bei der beschriebenen Konstellation und Konstruktion der Kopf des Beobachters 8 immer in der Mitte des Spiegelraumes befindet, bleiben die Köpfe aller Spiegelungen 8m, 8n, 8o, 8p, 8q, 8r, 8s auch immer in den Mitten ihrer reflektierten Räume. Somit befinden sich die Köpfe aller Spiegelungen 8m, 8n, 8o, 8p, 8q, 8r, 8s und von Beobachter 8 relativ immer im gleichen Abstand zueinander. Die Körper der Spiegelungen 8m, 8n, 8o, 8p, 8q, 8r des Beobachters 8 drehen sich pro Drehung des Spiegelraumes einmal um ihre jeweilige Drehachse. Die Spiegelungen 8m, 8n, 8o des Beobachters 8 drehen sich gegenläufig zur Raumbewegung. Sie nähern sich in Ihrer untersten Position am nahsten an Beobachter 8 an, und rollen mit den Füßen bzw. dem Tritt 51 scheinbar am Beobachter 8 ab. Bei großen Personen, mit entsprechend tief eingestelltem Tritt 51, entsteht hier die größte Annäherung von scheinbar nur ca. 10 cm.
An jeder der sechs Kanten der Öffnung 6 bzw. den dort anschließenden Spiegelflächen rollen der Beobachter 8 mit den Füßen und seine jeweils ersten Spiegelung 8m, 8m, 8o aneinander ab. Das findet wechselweise frontal oder mit dem Rücken zugeneigt statt. Das Gleiche geschieht gleichzeitig auch bei jeder weiteren Spiegelung des Beobachters 8, im diesem gesamten Spiegeluniversum. Dabei „kontaktiert” jede Spiegelung des Beobachters 8 während einer Drehung des Spiegelraums genau so sechs angrenzende jeweils spiegelverkehrte Reflexionen seiner selbst. In der Darstellung ist der Moment der größten Annäherung, mit frontal zueinander geneigten Spiegelungen bzw. Beobachter 8 selbst zu sehen, hier in den Kombinationen 8–8n; 8m–8p; 8o–8q, 8r–8s. Dieses Muster entsteht dreimal während einer Drehung des Spiegelraumes, in den Winkelposition von 0°, 120° und 240°.
Die Zweifachspiegelungen 8p, 8q, 8r sind aufgrund der Dopplung wieder seitenrichtig. Sie tragen die Markierung am rechten Arm. Sie vollziehen während einer Drehung des Spiegelraumes eine Drehung um Drehachse B sowie eine Eigendrehung um ihre jeweils eigene Drehachse, die in Ecke 42 beginnt und ebenfalls wie beim Beobachter 8 in Augenhöhe durch den Kopf verläuft. Die drei Spieglungen 8q, 8p, 8r sind in ihrer Anordnung im Raum identisch und vollziehen die gleiche Bewegung nur jeweils um 120° bzw. auch zeitlich um eine Drittel Drehung versetzt. Die Eigendrehung ist gegenläufig zu der der Einfachspiegelungen 8m, 8n, 8o und gleichsinnig zur Raumdrehung.
Die Dreifachspiegelungen 8s ist oben/unten- sowie seitenverkehrt. Sie trägt die Markierung am linken Arm. Sie verharrt während der Drehung des Spiegelraumes um Drehachse B komplett bewegungslos.
Diese acht Positionen, nämlich die Positionen des Beobachters 8 sowie dessen sieben Spiegelungen 8m; 8n; 8o; 8p; 8q; 8r; 8s stellen alle Typen der vorkommenden Positionen dar. Diese wiederholen sich im Spiegeluniversum in der Form, als wenn man den aus den acht würfelförmigen Räumen zusammengesetzten großen Würfel wiederum unendlich oft orthogonal exakt aneinanderfügt. Dabei wird dann Beobachter 8 in allen weiteren Konstellationen zur Sechsfachspiegelung – oder deren Vielfachen. Diese ist dann durch komplette Aufhebung aller Umkehrungen nicht nur oben/unten- sowie seitenrichtig, sondern entspricht auch in der Blickrichtung exakt dem Beobachter B.
Die Vielfachen von Beobachter 8 sowie die Vielfachen der Dreifachspiegelung 8s, die sich in Verlängerung von Drehachse B befinden, verharren während der Drehung des Spiegelraums in Drehachse B dauerhaft in ihren Positionen. Die Vielfachen von Beobachter 8 sowie der Dreifachspiegelung 8s, die sich außerhalb von Drehachse B befinden, drehen sich nicht um sich selbst, aber um die Drehachse B. Ihre Bewegung im Raum gleicht einer Fahrt im Riesenrad. Dabei stehen die Vielfachen von Beobachter 8 auf den Füßen mit Blickrichtung wie Beobachter B. Die Vielfachen von Spiegelung 8s stehen auf dem Kopf, oder hängen kopfüber, mit entgegen gesetzter Blickrichtung.
Die Vielfachen der Spiegelungen 8m, 8n, 8o, 8, 8p, 8q, 8r behalten ihre einmalige Eigendrehung pro Raumdrehung und deren jeweilige Richtung bei.
Je weiter jede Spiegelung von Beobachter 8 von der Drehachse B entfernt ist, desto mehr vergrößert sich der Flugkreis, den sie bei Drehung des Spiegelraumes vollzieht – und damit ihre scheinbare Geschwindigkeit in der sie das Spiegeluniversum „durchfliegt”.
Die vorstehende Darstellung erfolgte anhand der Beschreibung der Einrichtungen 1, 80 zur Mustererzeugung, bei denen eine hexagonale (würfelförmige) Raumform verwendet wurde, welche um eine Achse zwischen zwei räumlich diagonalen Ecken gedreht wird. Es ist jedoch auch problemlos möglich, die Einrichtungen 1, 80 an beliebige andere Raumformen oder Anordnungen anzupassen.
Die vorstehenden Einrichtungen 1, 80 zur Mustererzeugung, stellen „nur” eine mögliche Variante zur technischen Umsetzung des beabsichtigten Bewegungsablaufes dar. Es erscheint sinnvoll, unter Einbeziehung verschiedenen Fachkompetenzen noch alternative Varianten zu prüfen. So ist auch denkbar, dass eine Mechanik den Raum, in einem Stück hält und bewegt. Um die ruhende Betrachterposition zu ermöglichen, müsste dann die Aufnahme 7a über einen in den Raum führenden „Schwenkarm” gehalten und gegenläufig zur Raumbewegung bewegt werden. Dies würde ggf. die Drehbewegung eines Spiegelraumes in verschiedenen Symmetrieebenen bis hin zu einer freien Bewegung mit einem Gerät ermöglichen. Andererseits wäre dabei die im Raum befindliche Konstruktion wahrscheinlich weniger dezent und optisch störender als im vorliegenden Entwurf. Auch wäre der Beobachter 8 wahrscheinlich unruhiger gelagert, wodurch vermutlich seine Wahrnehmungen hinsichtlich Gleichgewicht und Orientierung mehr beansprucht werden.
Außerdem betrafen die bevorzugten Ausführungsformen 1, 80 der vorliegenden Erfindung Großgeräte, die bevorzugt in Museen, Ausstellungen oder entsprechend geeigneten Veranstaltungen und dgl. vorteilhaft eingesetzt werden können. Allerdings ist die vorliegende Erfindung wesentlich umfangreicher einsetzbar, nämlich beispielsweise auch als Kleingeräte und damit beispielsweise auch als Merchandisingartikel. Für diesen Fall kann vorgesehen sein, dass ein vollständig innen verspiegelter Raum zum Einsatz kommt, in dem eine kleine Öffnung eingebracht ist, durch die ein Beobachter blicken kann oder die beispielsweise mit einer kleinen endoskopartigen Optik bestückt ist. Auch hier wird eine zum Raum relativbewegliche Objekt-(Sende-) oder Empfängerposition ausgebildet. Alternativ kann auch einer der Wandbereiche des Raums mit einem halbdurchlässigen Spiegel ausgebildete sein. Im Inneren des Raumes ist ein Objekt (beispielsweise eine beleuchtete Figur) angeordnet, so dass dessen Spiegelungen als Muster beobachtbar sind.
Bezugszeichenliste

A: Sichtachse
B: Drehachse
C: Kamerasichtachse
1: Einrichtung zur Mustererzeugung
2: Segment
3: Segment
4: Schienenführung
5: Schienenführung
6: Öffnung
7: Shuttlevorrichtung
7a: Aufnahme für Personen
7b: Verbindungselement
7c: Gestänge
8: Beobachter
8a: (weiterer) Beobachter
8m: Spiegelbild Beobachter
8n: Spiegelbild Beobachter
8o: Spiegelbild Beobachter
8p: Spiegelbild Beobachter
8q: Spiegelbild Beobachter
8r: Spiegelbild Beobachter
8s: Spiegelbild Beobachter
8x: Spiegelbild Beobachter
8y: Spiegelbild Beobachter
9: Schlitten
10: Schienenführung
11: Gerüstkonstruktion
11a: Schlitten
12: Gerüstkonstruktion
12a: Schlitten
13: Raumformkonstruktionselement
14: Raumformkonstruktionselement
15: Führungsvorrichtungen
16: Führungsvorrichtungen
17: Führungsvorrichtungen
18: Führungsvorrichtungen
19: Lagerrad
20: Lagerrad
21: Führungsrad
22: Raumformsegment
23: Raumformsegment
24: Laufrad
25: Laufrad
30: Grundebene
32: Lichtschutzblende
33: Lichtschutzblende
34: Lichtschutzmanschette
35: tragende Konstruktion
36: tragende Konstruktion
41: Ecke
42: Ecke
43: Würfelkante
44: Würfelkante
45: Würfelkante
46: Würfelkante
47: Würfelkante
48: Würfelkante
49: Würfelkante
50: Gerüst
51: Tritt
52: Sitz-Lehnvorrichtung
53: Verschlusselement
54: Trittplatte
55: umlaufenden Blende
56: Konsole
57: Brustpolsterelement
58: Scharnier
59: Halterung
60: Bildaufnahmevorrichtung
61: Handgriffe
62: Sitz-Lehnpolsterelement
63: Rückenpolsterelement
64: Fixiergurt
65: Teleskopierelement
70: Spiegelraum Original
71: Spiegelraum Einfachspiegelung
72: Spiegelraum Zweifachspiegelung
73: Spiegelraum Dreifachspiegelung
80: Einrichtung zur Mustererzeugung
81: Zuführvorrichtung
82: Vorbereitungsraum
83: fester Wandbereich
84: fester Wandbereich
85: Ein- und Ausgangsbereich
86: Ein- und Ausgangsbereich
87: Zuführungsbereich
88: beweglicher Wandabschnitt
89: Verschiebevorrichtung
90: Vorbereitungskabine
91: Vorbereitungskabine
92: Schranke
93: Schranke

Claims

Einrichtung (1; 80) zur Mustererzeugung mittels Reflexion und/oder Beugung elektromagnetischer Wellen und/oder Materiewellen, wobei die Wellen zumindest von einer an einer Quellposition angeordneten Quelle (8) ausgehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Raum (13, 14) aus der Gruppe Kugel, Zylinder, Oloid und Polyeder mit zumindest einem ersten, einem zweiten und einem dritten Flächenbereich vorgesehen ist, wobei die Flächenbereiche insbesondere in definierten Winkeln zueinander angeordnete Flächenbereiche des Raumes (13, 14) sind, an denen die elektromagnetischen Wellen und/oder Materiewellen reflektiert und/oder gebeugt werden, wobei der Abstand zwischen den Flächenbereichen bevorzugt ganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge entspricht, wobei eine Empfängerposition (7a) für einen Empfänger (8) bevorzugt im Inneren des Raumes (13, 14) vorgesehen ist und Mittel (15, 16, 17, 18, 19, 20, 24, 25), durch die zumindest ein Flächenbereich und die Empfängerposition (7) relativ zueinander bewegbar sind.
Einrichtung (1; 80) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Flächenbereiche zumindest teilweise transparent, insbesondere halbtransparent in Bezug auf die Wellen ausgebildet ist und/oder dass im Wesentlichen zumindest alle inneren Flächenbereiche des Raumes (13, 14) so ausgebildet sind, dass an ihnen die elektromagnetischen Wellen bzw. die Materiewellen reflektiert oder gebeugt werden.
Einrichtung (1; 80) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder regelmäßige Polyeder, insbesondere Tetraeder, Hexaeder (13, 14), Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder sind und/oder der Raum (13, 14) bevorzugt im Wesentlichen geschlossen und insbesondere öffenbar ausgebildet ist.
Einrichtung (1; 80) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Teile des Raumes (13, 14) gegeneinander beweglich, insbesondere drehbeweglich und/oder verschieblich angeordnet sind.
Einrichtung (1; 80) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (9, 10) zur Veränderung der Quell- und/oder Empfängerposition (7) vorgesehen ist.
Einrichtung (1; 80) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerposition eine insbesondere fixierende Aufnahme (7a) für einen Menschen als Empfänger (8) und/oder als die Quelle aufweist.
Einrichtung (1; 80) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerposition (7a) in einem geometrisch ausgezeichneten Punkt, insbesondere einem Brennpunkt des Raumes (13, 14) angeordnet oder anordenbar ist.
Verfahren zur Mustererzeugung mittels Reflexion und/oder Beugung elektromagnetischer Wellen und/oder Materiewellen, die von zumindest einer Quelle ausgehen (8), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Raum (13, 14) aus der Gruppe Kugel, Zylinder, Oloid und Polyeder bereitgestellt wird und ein Empfänger (8) Reflexion oder Beugung der elektromagnetischer Wellen bzw. Materiewellen an zumindest einem ersten, einem zweiten und einem dritten Flächenbereich empfängt, wobei diese zwei Flächenbereiche insbesondere in definierten Winkeln zueinander angeordnete Flächenbereiche des Raum (13, 14) sind und insbesondere eine Einrichtung (1; 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird, wobei alle, oder zumindest ein Teil der Flächenbereiche eine Relativbewegung gegenüber der Empfängerposition (7) vollziehen, wobei bevorzugt zumindest ein Teil des Raumes (13) gegenüber einem anderen Teil des Raumes (14) eine Relativbewegung vollzieht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass 1) gleichzeitig mehrere Muster erzeugt werden, die sich bei einer Relativbewegung zwischen Flächenbereich und Empfängerposition (7) und/oder zwischen zwei Raumbereichen in definierter Weise relativ zu einander bewegen und/oder 2) die Quelle (8) zumindest teilweise eine Bewegung relativ zu einem der Flächenbereiche ausführt und/oder 3) Quelle (8) und/oder Empfänger (8) in Bezug auf den Raum (13, 14) eine relative Drehbewegung um eine Symmetrieachse des Raumes vollziehen.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyeder regelmäßige Polyeder, insbesondere Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder sind und/oder der Raum (13, 14) bevorzugt im Wesentlichen geschlossen und insbesondere öffenbar ausgebildet ist.