Mathe mit Falk – Erklärvideos auf dem Lightboard

Falk Scharnberg - Eigenvalues

Obwohl Falk Scharnberg bei meiner Arbeit an der Hochschule Flensburg mit seinem Wunsch nach einem geeigneten Format für Mathe-Videos der Anlass für den Bau meines Lightboards war, hatte sich bis vor kurzem nie die Gelegenheit ergeben, gemeinsam Videos zu erstellen.

Dabei sind die jetzt entstandenen Videos eine doppelte Premiere, weil für Falk das erste Mal der weiße Hintergrund zum (produktiven) Einsatz kam. Das Ergebnis finde ich deutlich freundlicher, als die Produktionen mit schwarzem Hintergrund. Hier eines der Videos mit Falk und ein älteres mit mir zum Vergleich:

Verwendete Technik:

  • Kamera: Lumix G70, manuelle Belichtung (beide Videos)
  • Licht: 2 große & 2 kleine Softboxes (schwarz), 6 große & 2 kleine Softboxes (weiß)
  • Ton: NT-USB (schwarz) separat mit Audacity aufgezeichnet, Røde Filmmaker Kit als Kameraton aufgezeichnet
  • Lightboard: 4 mm Fensterglas Eigenbau (schwarz), 6mm bläuliches Sicherheitsglas, das einen verlaufenden Farbstich erzeugt, der schwer auszugleichen ist (weiß)
  • Teleprompter: nein (schwarz),  ja (weiß)

Die Bildqualität der Videos ist deutlich besser, als in der Wiedergabe über YouTube zu erkennen ist.

Arbeiten mit dem Lightboard: Videos mit Präsentationen verschmelzen

Beim Drehen mit dem Lightboard ist es manchmal ganz nett z.B. fertige Grafiken einzublenden, die man dann mit Erklärungen versehen kann.
Man kann das machen, indem man das Bildsignal der Kamera mit dem Bildsignal einer Präsentation zusammenführt. Die Ausgabe ist dann für Präsentierende auf einem Monitor zu sehen und sie müssen Anmerkungen oder Notizen auf der Glastafel nach diesem Bild platzieren – das erfordert einiges an Übung, sieht aber schön aus (wenn man es kann).

Alternativ kann man auf dem Lightboard eine milchige Fläche schaffen, auf die man von vorne projiziert und von hinten schreibt. Diese Methode wird in diesem Video erklärt. Sie ist besonders einfach umzusetzen und anzuwenden.

Modifikationen am Lightboard

Ich habe verschiedene Wege ausprobiert, um eine Projektionsfläche zu schaffen. Allen gemeinsam ist, dass die Oberfläche von der Kamera betrachtet vor das Lightboard montiert wird, damit man von der Rückseite schreiben kann.

Der erste Versuch war eine geschliffene Plexiglasplatte.

PPT auf Lightboard und geschliffener Plexiglasscheibe

Die notwendige Qualität beim Schliff zu erreichen, um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu haben, hat mich abgeschreckt. Denn das Aufrauen mit Schleifpapier erfordert einen extrem gleichmäßigen Schliff, damit man keine Schlieren sieht (s. Foto oben). Man sieht an dem Probestück auch sehr gut, dass die im Bild sichtbare Kante sehr glatt geschnitten sein muss, damit Ausrisse im Material kein Licht streuen. Deshalb probierte ich eine satinierte Kunststofffolie auf einer klaren Plexiglasscheibe aus.

Die Folie blasenfrei aufzubringen ist fast unmöglich. Als es mir mit Netzmittel und Wasser aus einem Zerstäuber halbwegs gelang, war die Lichtdurchlässigkeit zu gering, um die Schrift auf der Rückseite gut lesen zu können.

Folie auf Lightboard

Das vorläufig beste Ergebnis erzielte ich mit der Schutzfolie meiner satinierten Kunststofffolie, die ich eigentlich schon in den Müll geben wollte. Daher hat sie auch ein paar unschöne Knickstellen, die im Video zu sehen sind. Für die Folie spricht, dass sie mit doppelseitigem Klebeband schnell am Lightboard angebracht ist (s. Video).

Die angeschliffene Plexiglasplatte lieferte das beste Ergebnis. Leider. Denn bei den Baumärkten vor Ort war keine fertige Platte zu bekommen und derzeit ist es in meiner Werkstatt viel zu kalt, um ein paar Stunden penibel an der Platte zu schleifen. Wenn der Frühling kommt…

Beamer

Wenn man im Präsentationsprogramm nicht komplett spiegelbildlich arbeiten möchte (MS PowerPoint kann das nicht!) ist ein Projektor mit der Option Rückprojektion ein Muss.

Die Rückprojektion erzeugt für die Präsentierenden auf dem Lightboard eine seitenrichtige, lesbare Ansicht, die in der Nachbearbeitung genauso horizontal gespiegelt wird wie der restliche Tafelschrieb.

Der Projektor muss dabei in der Achse Kamera-Lightboard und ober- oder unterhalb des Sichtfeldes der Kamera platziert sein, damit er nicht als Reflexion im Video auftaucht. Dazu muss der Projektor über eine entsprechende Kompensation verfügen, damit das Bild nicht verzerrt erscheint (z.B. Rechtecke als Trapeze). Alle für Deckenmontage geeigneten Projektoren sollten funktionieren.

Erstrebenswert ist ein hoher Kontrast und eventuell eine erhöhte Farbintensität.
Die Helligkeit sollte so niedrig gewählt werden, dass sich keine Kanten der Projektion auf dem Bild bzw. der matten Oberfläche abzeichnen. Bei zu hoher Helligkeit wird aus Schwarz ein dunkles Grau, dessen Licht auf der mattierten Fläche sichtbar ist.
Der Beamer muss genau auf die mattierte Fläche des Lightboards fokussieren.
Verfügt der Projektor über einen Zoom und ist er z.B. fest unter der Decke installiert, macht es Sinn, eine Markierung auf dem Stellrad für Zoom zu machen, bei der die Projektionsgröße mit der markierter Fläche in der Präsentationsvorlage (s.u.) für Lightboard-Präsentationen korrespondiert.

Powerpoint, Impress etc.

Bei schwarzem Hintergrund (Lightboard) sollten auch die Folien mit schwarzem Hintergrund anlegt werden.
Große helle Flächen eignen sich nicht gut für die Projektion.
Diagramme mit kräftigen Farben und hohen Kontrasten sind gut geeignet.
Statt schwarzer Schrift ist für einen guten Kontrastumfang immer weiße Schrift zu benutzen.
In einer Vorlage des genutzten Präsentationsprogramms sollte man mit einem Rahmen den nutzbaren Bereich für Grafiken markieren.
Auch die Einspielung von Filmen ist möglich, kann aber Probleme beim Kontrastumfang und damit der Sichtbarkeit verursachen.
Die Präsentation sollte mit einer vollständig schwarzen Folie beginnen und enden, damit das Präsentationsprogramm am Ende nicht ungewollt auf den Desktop des Rechners umschaltet.

Computer

Auch auf dem für die Präsentation benutzen Computer sollte man einen schwarzen Desktophintergrund ohne Icons wählen, falls die Präsentation ungewollt beendet wird.

Kamera

Ein wichtiger Faktor ist das Abschalten des Autofokus und das manuelle Fokussieren auf einen Punkt zwischen Präsentierenden und der Oberfläche des Lightboards. Für die notwendige Tiefenschärfe sorgt dann eine kleine Blendenöffnung (s.a. Arbeiten mit dem Lightboard: Brennweite der Kamera ). Am Video oben kann man sehen, was passiert, wenn man dem Autofokus der Kamera diese Arbeit überlässt…  😉

Werden an der Kamera nicht geeignete Belichtungszeiten eingestellt, so fängt das Projektorbild an zu flimmern. Dieses Bildflimmern kann man durch geeignete Belichtungszeiten weitestgehend unterdrücken.

Kameras mit Fernsteuerung über eine App für Handy oder Tablet sind sinnvoll – besonders wenn man  allein arbeitet.

Licht

Man sollte beachten, dass möglichst wenig Licht auf die mattierte Fläche fällt, da sonst der Beamer mehr Helligkeit braucht bzw. die Lesbarkeit leidet.

Ton

Gängige Projektoren sind mit ihrem Lüftergeräusch als Hintergrundgeräusche in der Aufnahme zu hören. Mögliche Abhilfen wären:
– Ein gerichtetes Mikrofon auf den/die Präsentierende(n). Der Nachteil ist eine sehr eingeschränkte Bewegungsfreiheit hinter dem Lightboard.
– Nachbearbeitung beim Videoschnitt: In dem Video oben habe ich mit der Rauschunterdrückung von Camtasia die Lüftergeräusche reduziert. Die vom Programm vorgenommene Einstellung war dabei zu aggressiv und erzeugte einen unnatürlichen, fast synthetischen Sprecherton. Ein Reduzieren der Ansprechschwelle auf einen Kompromiss zwischen Klangqualität der Sprache und Hintergrundgeräusch war nötig.
– Letzte Möglichkeit: ein leiser Projektor… 😉

Tutorial der Profis von Learning Glass Solutions:

Arbeiten mit dem Lightboard: Brennweite der Kamera

Schema Licht

Bildwinkel:
Mein größtes Problem beim Einsatz einer Webcam zum Filmen war der große Bildwinkel der Webcam. Das ist mittels zweier Grafiken schnell erklärt.

Weitwinkelobjektiv

Schema Brennweite Weitw
Beim Weitwinkelobjektiv geht man nah an das Lightboard heran. Das Objektiv erfasst einen relativ großen Bildwinkel hinter dem Lightboard, weshalb der Hintergrund entsprechend breit und hoch(!) sein muss. Da das Objektiv aber auch die entsprechenden Reflexionen des Lightboards einfängt, muss auch das Hintergrundsystem hinter der Kamera entsprechend breit und hoch(!) sein.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Beleuchtung sehr weit von der Seite kommen muss, um sich nicht im Lightboard zu spiegeln.

Ein weiteres Problem sind perspektivische Verzerrungen (insbesondere stürzende Linien). Um diese zu reduzieren, muss die Kamera exakt waagerecht und senkrecht auf die Mitte des Lightboards ausgerichtet sein. Ansonsten kann es passieren, dass aus einem gezeichneten Rechteck ein Trapez wird.

Teleobjektiv

Schema Brennweite Tele

Beim Teleobjektiv ist leicht zu erkennen, dass die benötigte Breite und Höhe der Hintergrundsysteme viel kleiner ist (vergleiche jeweils zur Breite des Lightboards).

Die Platzierung der Beleuchtung ist ebenfalls einfacher, da dafür mehr Platz vor dem Lightboard zur Verfügung steht. Allerdings benötigt man einen relativ großen Raum für die Aufnahmen.

Raumbedarf optimieren

Da sich bei beiden Varianten das Stativ und die Kamera auf dem Lightboard spiegeln können und in schwarze Tücher eingepackt werden müssen, böte es sich an, durch ein Loch im Hintergrund zu filmen. Wenn man die Hintergründe allerdings auch anders verwenden möchte, ist das nicht sehr schön. Damit wäre aber der Platz gewonnen, der zwischen Kamera und Hintergrund benötigt wird, um die Kamera zu bedienen. Außerdem wäre die bedienende Person auch nicht als Reflexion in der Aufnahme.

Arbeiten mit dem Lightboard: Aufnahmen mit „kleinem“ Budget

Diesmal habe ich versucht, möglichst wenig Technik einzusetzen und trotzdem ein passables Ergebnis zu erreichen.
Konkret habe ich die digitale SLR durch eine Webcam für 30,- Euro ersetzt und auch an anderer Stelle an der Kostenschraube gedreht.
Ob das von der Qualität noch akzeptabel ist, muss jeder für sich beurteilen – das kommt aber sicher auch auf den Einsatzzweck an. Auch, ob das „kleine“ Budget wirklich so klein ist, kommt auf den Blickwinkel an.

Arbeiten mit dem Lightboard: Lichtführung

Was passiert mit einem gemütlichen Wohnzimmer, wenn es zu einem Videostudio für ein Lightboard wird?*

In diesem Video zeige ich mein Setup für die Beleuchtung der Videos. Die Quintessenz meiner bisherigen Versuche ist, dass man gar nicht genug Licht haben kann. Besonders weiße Hintergründe finde ich schwierig auszuleuchten. Aber vielleicht gibt es auch dazu irgendwann noch ein Video.

*Antwort auf die Frage oben: Es wird sehr ungemütlich und praktisch unbenutzbar und ich darf mich glücklich schätzen, die zweitgeduldigste Frau der Welt zu haben. 🙂

Arbeiten mit dem Lightboard: Ton aufnehmen

In diesem Video vergleiche ich die Aufnahmequalität eines USB-Studiomikrofons mit der einer USB-Freisprechanlage.

Die Aufnahmetechnik selbst ist nicht Inhalt des Videos. In Stichworten funktioniert es aber so:

  • Der Ton wird doppelt aufgezeichnet:
    • auf der Kamera und
    • mit Audacity auf dem Computer.
  • Ein Händeklatschen liefert ein sichtbares Signal im Audioeditor des Videoschnittprogramms , um beide Tonspuren zu synchronisieren.
  • In Audacity dürfen keine Arbeiten vorgenommen werden, die die Länge der Aufnahme ändern.
  • Nach dem Synchronisieren wird die Tonspur der Kamera verworfen.

Aber vielleicht mache ich dazu mal ein neues Video mit dem Workflow…

Vergleichstest Boardmarker für das Lightboard

Update zum Test: Ausgerechnet der blaue popart-Stift ist mir beim Öffnen auseinander gebrochen. Tinte trat – zunächst – nicht aus. Bei dem Versuch die Teile wieder zusammenzudrücken, floss dann aber doch noch eine blaue Soße über Spüle und Arbeitsplatte der Küche.  🙁

Da es Feedback zum Ton gab („etwas dumpf“) habe ich mit verschiedenen Varianten der Tonaufnahme gespielt. Dazu gibt es demnächst das nächste Video.

Modifikationen am Lightboard

Wie schon berichtet, hatte der Prototyp meines Lightboards ein paar konstruktive Mängel…

Lightboard ELDFUAS

Daher habe ich es auseinander genommen, um nachzuschauen, wie groß der Aufwand für eine Überarbeitung wohl wäre. Wie vermutet war das LED-Band im unteren Rahmenteil wieder von der aufliegenden Glasplatte gequetscht worden.

LightboardLED_Anschlussdefekt02

Um die Macke zu reparieren und gleichzeitig die problematische Stelle zu schützen, verklebte ich den ganzen Anschluss mit einem dauerelastischen Heißkleber.  Dadurch ist das Anschlusskabel auch besser gegen Zug gesichert. Der Rahmen drückt es jetzt beim Zusammenbau fest an, während es vorher locker in der Nut saß.

LightboardLED_Anschlussmodifikation01

Im Abstand von ca. 15 cm setzte ich weitere Klebepunkte mit dem dauerelastischen Kleber auf das LED-Band, um das Glas darauf zu lagern.
Das ist zwar immer noch keine gute Lösung, aber immerhin erspart sie mir eine Neukonstruktion des Lightboards.

LightboardLED_LagerungGlas01

Den Rahmen stärkte ich etwas aus und auch das Ablagebrett erhielt durch drei Holzklötze etwas mehr Halt. Beide Maßnahmen erhöhten die Stabilität beträchtlich. Doch im oberen Teil des Glases wippte das Lightboard beim Schreiben immer noch etwas zu kräftig für meinen Geschmack.

LightboardStabilität03

Zunächst legte ich von der Basis über eine aufrechte Stütze eine Stabilisierung mit Rispenband. Das funktionierte recht gut, war aber zum einen hässlich und zum anderen hatte ich nur genug Band für eine Seite in der Bastelkiste. 🙁

LightboardStabilität01

Deshalb verwendete ich etwas Stahlseil mit Wantenspannern auf der Vorderseite. Das Stahlseil ist oben in der Stütze einfach durch Bohrungen geführt.

LightboardStabilität02

Die beiden Stahlseile erhöhen zusammen mit den Bremsen der Möbelrollen die Stabilität wesentlich!

Demnächst gibt es hier ein paar Probeaufnahmen. Leider ist das – gebrauchte – Glas ziemlich verschmutzt und braucht etwas liebevolle Zuwendung. Auch die räumlich Situation zu Haus macht die Dreharbeiten nicht so einfach, da ich einen gut zu beleuchtenden Hintergrund und umfangreiche Verdunklungen bauen muss. Naja, vielleicht gibt es die Probeaufnahmen auch erst in der etwas dunkleren Jahreszeit. Das macht die Verdunklungen einfacher… 😉

Ikea setzt auf Augmented Reality

Heise berichtet, dass Ikea in Zusammenarbeit mit Apple auf Augmented Reality für seine Online-Shops setzt. Dabei können Kunden ein Möbelstück auf dem Display ihres Mobilgerätes in den eigenen vier Wänden anschauen.

Einen kurzen Eindruck davon gibt ein Video auf der schwedischen Plattform digital.

Dieser Blogbeitrag erschien zuerst auf dem E-Learning-Blog der HS Flensburg.

Erfahrungen beim Bau eines Lightboards

Als mich bei meiner Arbeit an der Hochschule Flensburg Falk Scharnberg bat, eine gute Möglichkeit zu finden, Lernvideos für den Bereich Mathe zu produzieren, kam ich über etwas Recherche im Netz zu Videos mit Lightboards:

Diese Glastafeln sind mit LED-Bändern zur Beleuchtung versehen und werden mit fluoreszierenden Stiften beschrieben. Lehrende können Blickkontakt mit ihrem Publikum halten, während sie etwas erklären.

Aber müssen die dann nicht in Spiegelschrift schreiben?!
Nein, das müssen sie nicht, weil das Bild entweder über einen Spiegel gefilmt oder in der Nachbearbeitung elektronisch gespiegelt wird.

Nach ersten Versuchen mit einer Folie und einer Webcam war klar, dass ich so etwas gerne einmal erproben wollte.

Der Aufbau:

In meiner Werkstatt fanden sich dafür ein paar Dachlatten, etwas Leimholz, eine alte Glasscheibe, ein paar Möbelrollen und ein Schaltnetzteil aus einem alten Computer.  Was fehlte war etwas Aluminiumprofil und LED-Band.

Um die Konstruktion möglichst einfach zu halten, schlitzte ich in die aufrechten Rahmenteile mit der Tischkreissäge Nuten in der Breite der Glasplatte. Oben und unten sitzt die Glasplatte in zwei Aluminiumprofilen, die auf die horizontalen Rahmenteile geschraubt sind. Die Rahmenteile sind über Schlitz und Zapfen verbunden. Die Verbindungen sind nicht geleimt, sondern verschraubt, um den Austausch von Glas und LEDs möglich zu machen.

Montage des Lightboards I
Montage des Lightboards I

Das LED-Band ist in den Aluprofilen verklebt. Die Spannungsversorgung geht im unteren Rahmenteil durch die Nut an das LED-Band. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens ist am LED-Band Klingeldraht angelötet, der durch die Nut nach oben zum zweiten LED-Band geführt ist

Der Rahmen mit der Glascheibe wird von zwei Stützen gehalten, an denen Rollen befestigt sind.

Lightboard Montage 2
Lightboard Montage 2

Da ich gerne die Kollegen beim E-Learning-Tag #ELDFUAS2016 mit dem Prototyp des Lightboards verblüffen wollte, wurde auch bis in die Nacht gearbeitet…

Das hat geklappt. 😉

Lightboard ELDFUAS2016
Lightboard ELDFUAS2016

Die beiden Rahmen von Tafel und Gestell sind durch Holzschrauben verbunden, die in regelmäßigen Abständen gesetzt sind. Dadurch kann man den Rahmen mit dem Lightboard im Rastermaß der Schrauben im Gestell nach oben verschieben. Da die Scheibe einiges wiegt, macht man das aber nur ungern.

Im Gestell fertigte ich aus Leimholzplatten eine Ablage für Stifte und Notizzettel.

Erfahrungen:

Es war von Anfang an klar, dass die Konstruktion mit dem LED-Band in den Aluprofilen ein mechanischer und elektrischer Schwachpunkt des Lightboards ist. Und so ist es nicht verwunderlich, dass nach jedem Transport Wackelkontakte, Kurzschlüsse und/oder abgelöste Lötstellen zu beheben sind.

Die gehobelten Dachlatten waren vorhanden, sollten aber durch stabileres Rahmenholz oder Stahl ersetzt werden, um verwindungssteifer zu sein.

Obwohl bei allen Arbeiten immer eine Decke auf der Arbeitsfläche lag, hat Unaufmerksamkeit zu Kratzern in der Oberfläche geführt. Jeder noch so kleine Kratzer wird durch die Beleuchtung des Glases von innen sofort in Aufnahmen sichtbar. Das gilt auch für Verschmutzungen oder Schlieren auf dem Glas.

Eine Höhenverstellung des Lightboards ist schwierig zu realisieren. Da die zu filmenden Personen aber realistisch zwischen 1,50m und 2,05m groß sind, sollte eine Höhenverstellung vorgesehen werden. Auf jeden Fall sollte die Höhe so bemessen werden, dass das Lightboard durch Türrahmen und Fahrstühle passt.

Fazit:

  • Unbedingt die Glasplatte so im Rahmen lagern, dass das LED-Band spannungsfrei bleibt.
  • Wegen der Gefahr von Kratzern und Verschmutzungen kein Plexiglas als Scheibe verwenden.
  • Vor Aufnahmen die Tafel immer mit Glasreiniger und fusselfreien Tüchern penibel reinigen.
  • Eine hohe Masse und ein stabiler Rahmen schützen vor „schaukelnden“ Aufnahmen, bei denen durch das Schreiben auf der Tafel diese wegdrückt oder in Schwingungen gerät.
  • Eine Höhenverstellung ist sehr nützlich.
  • Maße von Türen auf regelmäßigen Transportwegen müssen berücksichtigt werden.

Verbesserte Version

In der Werkstatt der Hochschule Flensburg entstand mit den Erfahrungen des Prototyps eine Version mit dem Stahlrahmen einer alten Kreidetafel.

Lightboard HSFL

Die massive Scheibe ist hier mit Glashaltern gelagert. Eine Höhenverstellung gibt es leider nicht. Das LED-Band ist umlaufend ausgeführt und nicht wie beim Prototyp nur oben und unten. Die stabilere Ausführung hat sich in Videoaufnahmen bewährt. Das Werkstattteam hat ganze Arbeit geleistet!