Exoplanet Explorer

Exoplanet Explorer is een immersieve ruimte-installatie ontwikkeld als groepsopdracht voor het vak Digital Product Studio 2, samen met Maarten Coppens, Simon Van Tomme, Mathijs De Langhe en Arda Sager. De installatie werd gemaakt voor de Floralien in 't Kuipke in Gent en stond er 10 dagen, als onderdeel van het parcours "The ConneXion", dat bezoekers onderdompelde in een verhaal over de zoektocht naar een nieuwe thuis voor de mens in de ruimte.

De installatie bevindt zich in een volledig verduisterde gang onder de tribunes van 't Kuipke. De bezoeker kijkt door een fysieke telescoop naar een gegenereerde sterrenhemel die op een groot projectiedoek geprojecteerd wordt. Door de telescoop te bewegen schuift een focuscirkel mee over de sterrenhemel, op zoek naar verborgen planetenstelsels. Wanneer een planetenstelsel in het vizier komt, kan de bezoeker via een draaiknop op de telescoop inzoomen. De camera beweegt dan vloeiend naar het planetenstelsel toe, waarbij de exoplaneet zichtbaar wordt met de andere planeten en de ster op de achtergrond. Op dat moment opent er op een touchscreen naast de telescoop een informatiepagina met wetenschappelijke data over de gevonden planeet: grootte, massa, zwaartekracht en of de planeet zich in de bewoonbare zone rond de ster bevindt.

De bezoeker kan ook een persoonlijk vlaggetje achterlaten op de gevonden planeet met zijn of haar initialen, als markering van de ontdekking. Deze vlaggetjes worden opgeslagen en zijn zichtbaar voor alle volgende bezoekers.

De tien planetenstelsels in de installatie zijn gebaseerd op echte, bestaande exoplaneten. De wetenschappelijke data werd geverifieerd door een professionele astronoom van de Volkssterrenwacht Armand Pien.

Mijn focus lag op de TouchDesigner omgeving en de technische werking van de installatie. In TouchDesigner bouwde ik onder andere de gegenereerde sterrenwereld, het detectiesysteem dat bijhoudt welke planeet zich in het vizier van de telescoop bevindt, de vloeiende camerabeweging bij het inzoomen op een planetenstelsel en de inactiviteitsreset die de installatie automatisch herstart na twee minuten zonder interactie. Ook de koppeling met de webserver via websockets en de seriële communicatie met de twee Arduino's heb ik opgezet, de vlaggetjes die bezoekers achterlaten komen via websockets binnen in TouchDesigner, terwijl de data van de gyroscoop en de rotary encoder op de telescoop via seriële communicatie binnenkomt.

Daarnaast ontwierp ik de schermbehuizing volledig in Blender en bouwde ik die met balkjes en MDF-platen. Alle 3D-geprinte onderdelen, waaronder de behuizingen voor de Arduino en gyroscoop op de telescoop, de draaiknop en het bevestigingsstuk voor de telescoop op de railing, zijn door mij ontworpen en geprint. Ook heb ik een 3D versie van de ruimte in 't Kuipke gemaakt om de volledige opstelling vooraf virtueel uit te werken, en hielp ik mee met het texture baken van de planetenstelsels en het maken van de UI.

In dit project nam ik voor het eerst ook echt de leiding. Ik hield het overzicht over het volledige systeem, verdeelde taken en zorgde dat alle losse onderdelen uiteindelijk samenwerkten.

De grootste technische uitdaging was de gyroscoop. Tijdens de opbouw in het Kuipke ontdekten we dat een gyroscoop niet correct werkt als hij schuin gemonteerd staat, iets wat we pas ter plaatse doorhadden. De gyroscoop zat oorspronkelijk samen met de Arduino en de rotary encoder in één doosje op de telescoop, maar stond daarbij niet in de juiste oriëntatie. In een paar uur tijd moesten we dus een nieuw 3D-geprint doosje ontwerpen, printen en monteren om de gyroscoop met de juiste oriëntatie aan de onderkant van de telescoop te bevestigen.

Zelfs na die aanpassing bleef er een probleem: de yaw-as van de gyroscoop driftte geleidelijk, waardoor de focuscirkel na verloop van tijd niet meer klopte met de orientatie van de telescoop en manueel bijgesteld moest worden. Dit probleem konden we niet oplossen, het is inherent aan hoe een gyroscoop werkt omdat de yaw-as geen zwaartekracht als referentie kan gebruiken. Het bijstellen van de yaw moest dus tijdens de tentoonstellingsperiode regelmatig manueel gebeuren.

Een andere uitdaging was de montage van de telescoop op de railing, deze moest namelijk heel stevig bevestigd zijn voor de vele bezoekers die de telescoop zouden gebruiken. Bij het eerste ontwerp met drie bevestigingspunten bewoog de telescoop nog van links naar rechts, maar door het aantal bevestigingspunten uit te breiden naar vijf was de constructie voldoende stabiel.

Dan was er ook het oververhittingsprobleem van de Arduino in de gesloten behuizing op de telescoop. Halverwege de tentoonstelling ging de Arduino op de telescoop kapot door oververhitting in de gesloten behuizing, waarna we het deksel opnieuw moesten ontwerpen met ventilatiegaten en opnieuw installeren.

Tot slot was de gebruikerservaring rond het inzoomen ook een pijnpunt. Er was geen visuele aanduiding van hoe ver de bezoeker al ingezoomd had, waardoor mensen halverwege vastliepen zonder te weten wat ze moesten doen. Dit is iets dat ik bij een volgende versie als eerste zou aanpakken.

Het moment dat alles ter plaatse werkte in de donkere ruimte, de focuscirkel die over de sterrenhemel gleed, de leds die meebewogen bij het inzoomen, was voor mij het meest memorabele moment van het project. Ik voelde me volledig ondergedompeld in de ervaring.

De reacties van bezoekers bevestigden dat. Het "wow"-moment wanneer een planeet duidelijk in beeld verscheen met de ster en andere planeten op de achtergrond werd door veel mensen beleefd. Iets wat ons zelf ook verraste was dat de projector van achter op het doek ook sterren projecteerde op de muren, het plafond en de vloer rondom de bezoeker, wat het immersieve effect nog eens extra versterkte.

Dit project gaf me voor het eerst een goed beeld van wat het is om een installatie te bouwen voor een echt groot publiek en voor een langere periode. Het heeft me enorm veel bijgebracht in TouchDesigner, Blender en het bouwen van fysieke installaties, en was de eerste keer dat ik echt de leiding nam over een heel project. Het was moeilijker dan ik had verwacht, maar het gaf me enorm veel voldoening om te zien hoe alles uiteindelijk samenkwam.