Problemstellung

Wie werden sich unsere Lebens- und Arbeitsweisen in den kommenden Jahrzehnten verändern – und welche Auswirkungen hat das auf die Gestaltung von Räumen? Welche Rolle spielen dabei neue Technologien wie Künstliche Intelligenz, Robotik und virtuelle Realität? Wie können wir Räume schaffen, die flexibel, anpassungsfähig und nachhaltig sind und den Bedürfnissen einer sich wandelnden Gesellschaft gerecht werden? Und welche Möglichkeiten bieten neue Materialien und Konstruktionsweisen, um zukunftsweisende Räume zu entwerfen, die das Wohlbefinden und die Gesundheit der Menschen fördern?

Screenshot Miro

Meine ersten Brainstorm-Sessions brachten drei grobe Ideen mit unterschiedlichen Ansätzen hervor:

1. Zukunft:Raum:Stimmungsraum

Ein flexibler Wohnraum, der durch Hologramme den Raum visuell „verändern“ kann – inspiriert durch Psycho-Pass (Anime).

• Technologie und KI: Hologramme, „virtuelle Wände“ und smarte Oberflächen, die die visuelle Ästhetik und Atmosphäre des Raums verändern.
• Raumökonomie: Maximal funktionale Nutzung durch Anpassung an die Bedürfnisse der Nutzer:innen.
• Nachhaltigkeit: Ressourcen schonen durch digitale/holographische Transformation?

Das Ganze ist jedoch hoch spekulativ und fühlt sich eher nach Sci-Fi an ... also schon Zukunft, aber irgendwie nicht greifbar.

2. Zukunft:Raum:Mensch:Tier

Im Kurs haben wir immer nur von Menschen gesprochen, aber was ist mit den Tieren? Hier kamen mir Symbiose, Bienensterben und Zoo als Schlüsselbegriffe in den Sinn. Während dieser Phase des Kurses schwirrten mir ständig Gedanken zu Katastrophen:Klimawandel:Flut:ArcheNoah durch den Kopf. Die Arche Noah nutzte ich schließlich als Metapher. Sie repräsentiert einen riesigen Raum, der Mensch und Tier in einer Symbiose verbindet.

Erste Überlegungen hierzu waren:

• Schwimmende Häuser, um den steigenden Meeresspiegeln zu trotzen.
• Mobile, modulare Unterkünfte, Notlager oder Schutzräume für Menschen, die durch Gewalt, Verfolgung oder Umweltkatastrophen gezwungen sind, ihre Heimat zu verlassen.
• Zoos der Zukunft könnten als „Rettungszentren“ für gefährdete Ökosysteme fungieren, die als Ganzes simuliert und geschützt werden. Man könnte etwa Korallenriffe, Regenwälder oder Feuchtgebiete nachbilden und die Tiere und Pflanzen, die in diesen Systemen leben, erhalten.
• In urbanen Gebieten verschwinden immer mehr natürliche Lebensräume für Tiere. Hier dachte ich an eine „Grüne Arche“: kleine Schutzräume (für Bienen, Vögel, Insekten), die im urbanen Raum angebracht werden können – quasi Mikrohabitate.

3. Zukunft:Raum:Erde

Als Ideengeber diente mir eine Website. – Über NUKEMAP kann man sich visualisieren lassen kann, welche verheerenden Auswirkungen die Detonation von Atombomben irgendwo auf der Welt hätte. Hier kam mir die Idee, das Holodeck zu nutzen, um immersiv zu zeigen, welche Folgen andere Katastrophen und Bedrohungen – wie der Klimawandel – haben könnten.

Beim Schreiben der Dokumentation wird mir klar, dass alle drei Ansätze durchaus ihre Daseinsberechtigung haben und es wert gewesen wären, weiterverfolgt zu werden. Dennoch scheint die erste Idee, Zukunft:Raum:Stimmungsraum, die Grundlage für das eigentliche Konzept gelegt zu haben, an dem ich den Rest des Semesters gearbeitet habe.

Idee

Wie würde ein Raum aussehen, der sich vollständig an die Bedürfnisse seiner Bewohner:innen/Nutzer:innen anpasst und in Echtzeit auf ihre Interaktionen reagiert? Und außerdem, was muss dieser Raum leisten?

Konzept

Ausgehend von der zunehmenden Urbanisierung entwickelte sich die Idee eines Raumes, der sich dynamisch an seine Bewohner anpasst.

Quelle - Statista

Ursprünglich als ein minimalistischer Wohnraum gedacht, entstand schnell das Konzept eines Systems, das sich durch Bewegung & Transformation neu erfindet. Inspiriert von Pin-Art und modularen Lösungen entstand die Idee eines Voxel-basierten Systems, welches Möbel & Strukturen aus der Umgebung heraus entstehen lässt. Der Würfel als Grundform bietet die perfekte Architektur, um ein Raster dafür zu implementieren.

Die Idee entwickelte sich weiter – von starren Strukturen hin zu einer organischen, interaktiven Umgebung. Durch den Einsatz intelligenter Materialien, Soft Robotics & digitaler Steuerung entstand schließlich ein Raumkonzept, das sich den Bedürfnissen seiner Bewohner anpasst & eine neue Form des Wohnens eröffnet.

An diesem Punkt im Semester standen noch viele Fragen im Raum. Die größten und zugleich offensten waren zunächst: Wie kann das eigentlich alles funktionieren? Konkret gefragt: Wie würde das überhaupt technisch umgesetzt werden? Was ist mit den verschiedenen Materialien, und wie könnte ein dynamischer Wechsel zwischen diesen Materialitäten realisiert werden? Je tiefer ich in diese Überlegungen einstieg und mich in detaillierte Szenarien hineindachte, desto komplexer wurde alles. Schnell verfiel ich in ein ständiges Verschieben von Antworten und Eventualitäten.

Zukunft:Raum. Reicht es nicht, ein Konzept so darzustellen, dass es inspiriert und dazu anregt, Räume neu zu denken? Angesichts des fortgeschrittenen Semesters entschied ich mich schließlich, am Ende ein inspirierendes, spekulatives Konzept zu präsentieren, das den Fokus auf neue Denkansätze und Möglichkeiten legt.

Bevor ich mit der Umsetzung meines Konzeptes begann, gab ich ihm einen Namen und entwickelte eine prägnante Arbeitsdefinition. Diese sollte das Konzept schnell, klar und deutlich auf den Punkt bringen, um mir eine klare Orientierung zu bieten.

Kube ist ein adaptives Raumkonzept, das durch seine flexible und dynamische Gestaltung die individuellen Bedürfnisse und Aktivitäten seiner Bewohner unterstützt. Kube setzt sich aus den Begriffen Kinetic und Cube zusammen und vereint Bewegung sowie Struktur in einem wandelbaren Raum. Mit einer modularen Struktur, die sich nahtlos transformieren lässt, schafft Kube eine völlig neue Art, Räume zu erleben und effizient zu nutzen.

Umsetzung

Artboards Illustrator

Um mein Projekt greifbarer zu machen, begann ich zunächst damit, den Kube in 2D darzustellen. Dazu erstellte ich ein isometrisches Raster und zeichnete einen Raum. Ich untersuchte verschiedene Rasterdichten und legte diese auf einer quadratischen Grundfläche an, die meinem Konzept entsprach. Dabei dachte ich bereits an die spätere Umsetzung in 3D.

Überlegungen zur Rasterdichte:

Feineres Raster

• Ermöglicht detailliertere und ergonomischere Darstellungen von Möbeln und Strukturen.
• In der praktischen Umsetzung, z. B. in Blender oder Unity, ist ein feines Raster schwieriger zu handhaben.

Grobe Raster

• Einfachere Handhabung bei der Umsetzung.
• Begrenzte Detailgenauigkeit und weniger ergonomische Möglichkeiten.

Ziel war es, ein Raster zu finden, das eine gute Balance zwischen Funktionalität und ästhetischer Umsetzbarkeit bietet.

Erste Iteration

• Grundfläche der Wände: 3 x 3 Meter.
• Rasterdichte: Unterteilung in ein 20 x 20 Raster.
• Ergebnis: Jede Fläche im Raster hatte eine quadratische Grundfläche von 15 x 15 cm.
• Raumgröße: Ein Kubus mit 3 x 3 x 3 Metern (3 m³) wurde konstruiert.

Erste Tests im Holodeck:

Die erste Begehung des Raumes im Holodeck in 1:1 war für mich persönlich nicht zufriedenstellend.

• Das Raster war zu grob.
• Der Raum wirkte beengend, fast klaustrophobisch – wie eine kleine Zelle.

Daraus zog ich die Erkenntnis, dass eine Anpassung der Rasterdichte und der Raumgröße erforderlich war, um ein angenehmeres und funktionaleres Erlebnis zu schaffen.

erste Iteration von Kube in Unity (3x3x3m / 20x20 Raster)

Snapshots aus der ersten Holodeck-Session

erste Tests in Blender (Subsurface Scattering, Wave Modifier, Beleuchtung)

Parallel dazu entstand ein simples Logo für den Kube sowie verschiedene Szenarien, die innerhalb des Kubes realisierbar sein sollten. Diese Szenarien dienten als Grundlage für die spätere Umsetzung in Blender und Unity, sodass am Ende eine Reihe verschiedener Nutzungsmöglichkeiten im Holodeck erlebbar gemacht werden konnte.

• Die Szenarien wurden isometrisch dargestellt, um eine klare visuelle Grundlage zu schaffen.
• Rasterbasierte Möbelgestaltung: Möbel und Strukturen wurden als Flat-Design direkt ins Raster eingezeichnet.
• Begleitende Beschreibungstexte: Jedes Szenario wurde mit einem kurzen Beschreibungstext versehen.
• Funktionale Anforderungen: Eine Liste der gewünschten Funktionen half dabei, die Nutzungsmöglichkeiten greifbarer zu machen.

Diese methodische Herangehensweise ermöglichte eine strukturierte Planung, sodass die späteren Umsetzungen in 3D gezielt erfolgen konnten.

Szenario:Erholung

Funktionen:

• Interaktiver Beistelltisch – ausfahrbar und anpassbar
• Wände mit E-Ink oder OLED – für beruhigende Farbwechsel oder immersive Szenarien
• Decke mit LED-Mood-Lighting
• Fenster oder virtuelle Fenster – anpassbare Öffnung oder digitale Projektion
• Lautsprecher – für entspannende Klänge oder Musik
• Aromadiffusion – integrierte Düsen für individuelle Duftstimmungen

Beschreibung:

Nach einem langen Tag passt sich der Kube an die Bedürfnisse seines Bewohners an: Weiche Sitzmöglichkeiten formen sich, ein kleiner Tisch fährt aus und die Wand verwandelt sich in eine beruhigende Lichtquelle mit Farbwechsel. Der Raum schafft Geborgenheit, indem er Schall isoliert und eine individuelle Duftnote hinzufügt. Ein Fenster kann erzeugt um Tageslicht hereinzulassen oder einen Blick nach draußen zu ermöglichen.

Szenario: Schlaf

Funktionen:

• Flexibles Bett – anpassbar als Einzel- oder Doppelbett
• Beistelltisch – für persönliche Gegenstände
• Mood Lighting – sanfte, dimmbare Beleuchtung für eine beruhigende Atmosphäre
• Mood Sound – dezente Klänge zur Unterstützung des Einschlafens
• Weicher Boden – für ein angenehmes Barfußgefühl
• Decke mit Sternenhimmel – simulierte, beruhigende Lichter für eine entspannte Nacht
• Sonnenaufgangssimulation – sanftes Wecken durch natürliche Lichtübergänge
• Schlafphasentracking – zur Optimierung des Schlafzyklus

Beschreibung:

Im Schlafmodus wird der Kube zu einem Rückzugsort. Die weiche Bettfläche entsteht an der gewünschten Stelle, begleitet von einer warmen Lichtstimmung und beruhigenden Sound. Das Bett passt sich durch Memory-Foam individuell an den Körper an. Am Morgen weckt der Kube sanft durch Sonnenaufgangssimulation und personalisierten Sound, be-gleitet von einem leichten Vibrationsalarm.

Szenario: Arbeit

Funktionen:

• Flexibler Stuhl – ermöglicht Arbeiten im Sitzen und eine „Stehposition“
• Flexibler Tisch – höhenverstellbar und anpassbar
• Atmosphäre für Deep Focus – neutralweißes Licht für Konzentration
• Monitor an den Wänden – für digitale Inhalte und produktives Arbeiten
• Whiteboard-Funktion – beschreibbare Flächen für Notizen und Skizzen
• Lautsprecher – für klare Audioausgabe bei Meetings oder Musik zur Konzentration

Beschreibung:

Der Kube transformiert sich in ein modernes Arbeitszimmer. Der ergonomische Stuhl und der anpassbare Tisch bieten maximalen Komfort und Funktionalität. Die Beleuchtung Atmosphäre schaffen ein konzentriertes Arbeitsumfeld. Virtuelle Monitore und Whiteboard-Flächen ermöglichen die produktives arbeiten. Dank personalisierbarer Akustik und visueller Gestaltung bleibt der Raum inspirierend.

Szenario: Entertainment

Funktionen:

• Flexibler Sessel mit Fußablage – für maximalen Komfort
• Wände, Decke und Boden als interaktive Entertainment-Flächen
• OLED-Voxel erzeugen einen audioreaktiven Visualizer für Musik
• Alternativ: Wände als großflächiger Bildschirm mit Ambient Lighting
• Alternativ: 360°-VR-Gaming-Erlebnis
• True Surround-Sound-System – für immersiven Klang

Der Kube wird vollständig in ein immersives Entertainment Erlebnis gemorpht, das die gesamte Umgebung einbezieht. Die Atmosphäre passt sich dynamisch an die gewählte Aktivität an: Musik, Filmabend, Gaming oder VR-Erlebnis. Eine harmonische Kombination aus Licht, Sound und Form schafft eine multisensorische Umgebung.

Zweite Iteration

Da mich der erste Test im Holodeck nicht überzeugt hatte, passte ich die Maße des Raumes und des Rasters an. Der neue Raum wurde auf 4,20 m Kantenlänge vergrößert, wodurch er offener und weniger beengend wirkte. Gleichzeitig wurde das Raster feiner: Statt eines 20×20-Rasters nutzte ich nun ein 35×35-Raster, wodurch die einzelnen quadratischen Rasterflächen nun 12 cm groß waren.

Zusätzlich legte ich die Höhe der Voxel auf 140 cm fest. Dadurch konnte ich gängige Standardmaße für Möbel, Arbeitsplatten und andere Einrichtungselemente berücksichtigen, ohne die Flexibilität des Systems zu verlieren.

Blender & Unity

In 2D habe ich skizziert, was ich zeigen will, und das Konzept verständlich gemacht. Der Raum war nun fix definiert – mit festen Maßen, einem Raster und den daraus resultierenden Voxel-Einheiten.

Der grundlegende Raum war in Blender schnell erstellt:

Zunächst habe ich den Default Cube an die Voxelmaße angepasst (12 × 12 × 140 cm). Mit Array Modifiern habe ich das Voxelraster erzeugt, dupliziert, rotiert und verschoben, bis ein vollständiger Raum mit Boden, Decke und vier Wänden entstand. Jede Wand besteht aus einzelnen beweglichen Voxel.

• 1.225 Voxel pro Fläche
• 7.350 Voxel im gesamten Raum

Die schwierigste Phase im Projekt war für mich persönlich der Einstieg in Blender und Unity – mit 0 Erfahrung in beiden Programmen. Gleichzeitig hatte ich ein Konzept, das enorm von Geometry Nodes, Modifiers, Shape Keys und den daraus entstehenden Animationen profitieren könnte.

Der Lernprozess war intensiv, da ich mich in kurzer Zeit mit den technischen Möglichkeiten auseinandersetzen musste, um das Konzept in die Praxis zu übertragen. Spoiler: Hat nur so semi funktioniert … :(

Google, Youtube, Chat-GPT & Kommiliton:innen sind wenn man kein Plan von Blender hat super zum lernen.

◻ Voxel-Effekt

Um Möbel im Kube darzustellen, habe ich mithilfe von Geometry Nodes einen Voxel-Effekt erstellt, der Geometrie in Voxel umwandelt. Über den Value Node (ganz links im Node-Tree) kann die Größe der Voxel angepasst werden:

• Höherer Wert = Vereinfachte, grobe Darstellung
• Niedrigerer Wert = Detailliertere Geometrie

Dieser Effekt ermöglicht es, Möbel und andere Objekte direkt in das Raster des Kube zu integrieren, ohne sie manuell anpassen zu müssen.

Voxel-Effekt Node Tree - Cloverfield Sofa 3D Modell

Animationen

In Unity ist es natürlich möglich, jeden einzelnen Voxel mit Keyframes zu animieren. Allerdings wirken diese Animationen oft unspektakulär und sind zudem extrem zeitaufwendig. Da ich eine effizientere und komplexere Lösung suchte, habe ich recherchiert, wie man Animationen aus Blender in Unity überträgt.

Nach einigen Stunden Google, Youtube und ChatGPT habe ich einen funktionierenden Workflow gefunden:

1️⃣ Blender Add-On: NewTek MDD Format

Ermöglicht den Export von Mesh-Animationen (Shape Keys, Geo-Nodes, Modifier) als .mdd-File.

Diese Datei enthält die gesamte Animation in Keyframes.

2️⃣ Import in Blender

Das exportierte .mdd-File wird auf das ursprüngliche Mesh angewendet.

Dadurch kann die Animation ohne Modifier oder Nodes weiter genutzt werden.

3️⃣ Export nach Unity

Das Mesh wird mit den gespeicherten Keyframes als Asset in Unity importiert.

Unity erkennt die Keyframes als BlendShapes.

4️⃣ Script in Unity

Ein Custom Script steuert die BlendShapes in einer Schleife, um die Animation abzuspielen & zu loopen.

❌ Obwohl der Export funktionierte, konnte ich die Animationen nicht im Holodeck abspielen, da das System Skripte ignoriert.Ich musste mich am Ende mit einfachen Keyframe-Animationen in Unity zufriedengeben. 💩

Während ich davon ausging, dass der Export der Animation problemlos gelingt, begann ich parallel mit dem Bau eines Visualizers.

Der Visualizer sollte im Szenario Entertainment genutzt werden und eine komplette Wand in eine audioreaktive Visualisierung verwandeln.

• Sound Sampling: Die Animation reagiert automatisch auf den gesampelten Song.
• Voxel-Formgebung: Durch eine Textur (z. B. Noise oder Wave) erhalten die Voxel eine dynamische Struktur.
• Anpassbare Höhe/Tiefe: Einstellungen im Node-Tree ermöglichen die Kontrolle über die maximalen/minimalen Höhen und Tiefen der Voxel.
• Zusätzliche Visuals: Auf die gegenüberliegende Wand wurde das passende Video gemappt.
• Shading & Compositing: Der Visualizer erhielt über Farbe & Glow einen atmosphärischen Look.

Die Sequenz wurde mit 723 Frames gerendert und anschließend in After Effects für den Feinschliff bearbeitet.

sound sampling + geo-node tree

geo-node tree + shading + mapping

Frame 154

Quelle Musikvideo

Materialien

Wie bereits zu Beginn des Projekts erwähnt, gibt es beim Kube-Konzept einige Fragen, die schnell komplex werden – eine davon betrifft die Materialität.

Da der Ansatz von Kube spekulativ ist, habe ich mich bewusst dazu entschieden, diese Frage nicht zu überdenken Stattdessen habe ich eine klare, pragmatische Auswahl an Materialien und Oberflächen definiert:

• SOFT MATERIAL – für weiche, flexible Flächen
• HOLZ – für natürliche, warme Elemente
• KUNSTSTOFF – für leichte, formbare Komponenten
• METALL – antibakterielle Flächen
• TEXTIL – für wohnliche, anpassungsfähige Bereiche
• OLED-SCREENS – für interaktive, visuelle Anpassungen

Diese Materialwahl ermöglicht es, verschiedene Szenarien innerhalb des Kube umzusetzen und gleichzeitig eine harmonische, funktionale Umgebung zu schaffen.

abstraktes Rendering Materials - exemplarische Auswahl

Quelle Texturen

Kube Szenario Renderings

Holodeck

Um Kube im Holodeck in 1:1 erleben zu können, floss ein erheblicher Teil der Zeit in die Ausarbeitung des Konzepts in Unity.

Der Fokus lag dabei insbesondere auf:

• Aufbereitung der Szene – Optimierung der Darstellung
• Keyframing – Animationsabläufe für dynamische Veränderungen
• Tests der Szene – Validierung der Interaktivität und Immersion

Holodeck-Szene

Im Holodeck laufen verschiedene Szenarien in einer Endlosschleife ab. Man startet im leeren Kube – sobald das Licht langsam gedimmt wird, beginnen die Szenarien automatisch.

1️⃣ Entspannung

Beleuchtete Treppenstufen fahren aus der Wand. Eine Plattform formt sich als bequeme Liegefläche. Farbige Mood-Lights erzeugen eine beruhigende Atmosphäre.

2️⃣ Entertainment

In der Mitte des Raumes entsteht ein großes, flexibles Sofa. Gegenüber fährt ein riesiger OLED-Screen aus der Wand. Der Raum verwandelt sich in ein persönliches Heimkino.

3️⃣ Arbeit

Ein höhenverstellbarer Stehtisch erscheint. Ein Stehhocker fährt aus dem Boden aus. An der Wand erscheint ein Display zum Arbeiten.

4️⃣ Per Anhalter durch die Galaxis

Der gesamte Kube simuliert eine Reise zu den Sternen. Die Wände verwandeln sich in ein 360°-Sternenpanorama.

Screenshots Unity

Die Arbeit in Unity war zeitaufwendig und mühsam. Jeder einzelne Voxel, der animiert werden sollte, musste manuell ausgewählt und anschließend mit Keyframes versehen werden. Damit die Animation dynamisch und nicht monoton wirkt, mussten die Keyframes zudem versetzt werden. Bei theoretisch 7.350 Objekten in der Animationsliste verlor ich schnell den Überblick, selbst mit einem 32-Zoll-Monitor auf Hochkant.

Zusätzlich mussten Lichter und Render Textures, also Videos, animiert werden, um sich passend zur jeweiligen Szene zu verändern. Am Ende hatte ich etwa 6.723 Keyframes gesetzt, alle händisch angepasst.

Quellen für Videos & Videoschnitt

Sterne Saigon Feuerwerk Papagei Lotus Reisfelder

Ergebnis

Mit der Dessau Design Schau mussten die Projekte anschaulich sein. Die finalen Ergebnisse konnte man im Verlauf der Dokumentation schon einsehen. 

• Isometrische Renderings von Kube
• Animation Audioreaktiver Visualizer
• ca. 90 Sekunden Showcase im Holodeck

Natürlich ist für die DDS außerdem ein Plakat mit Informationen zum Projekt entstanden.

Audioreaktiver Visualizer

POV Holodeck  (Triggerwarnung: übel am schnaufen)

Plakat DDS

Ausblick

Die technische Umsetzung der flexiblen Voxel bleibt eine offene Frage, doch Fortschritte in Soft-Robotics, Materialforschung und adaptiven Oberflächen könnten sie realisierbar machen. Besonders spannend wäre die Kombination aus haptischem Feedback, KI-gesteuerten Anpassungen und Echtzeit-Simulationen.

KI und Sensortechnik könnten Kube intuitiver gestalten, indem sich der Raum durch Machine Learning an Nutzergewohnheiten anpasst. Formveränderbare Polymere, smarte Textilien oder E-Ink-Displays wären mögliche Materiallösungen.

Mögliche Anwendungsbereiche reichen von adaptiven Wohnräumen, Tiny Houses und flexiblen Arbeitsumgebungen bis hin zu Therapie- und Meditationsräumen. Realistischer als ein kompletter Raum könnte der Einsatz einzelner Voxel-Wände sein, die sich je nach Bedarf verändern.

Fazit

Der Kurs war spannend und thematisch aktuell. Die Herausforderung, zwei neue Programme zu erlernen, war mühsam, da der Workflow zwischen Blender und Unity bzw. dem einspeisen in  das Holodeck nicht sofort klar. Während Blender sich als super Werkzeug für mich erwies, empfand ich Unity als weniger intuitiv, da viele Lösungen nur im Kontext der Spieleentwicklung zu finden waren.

Trotz der technischen Hürden war das Arbeiten im Holodeck eine wertvolle Erfahrung. Die Möglichkeit, Konzepte in realer Größe zu erleben, erleichtert die räumliche Vorstellung erheblich – ein klarer Vorteil gegenüber der reinen Bildschirmarbeit. Insgesamt hat der Kurs meinen Blick auf digitale Gestaltungsmöglichkeiten erweitert.

Vielen Dank an Mathias für die Unterstützung bei Blender und Unity sowie für die zusätzlichen Termine!