Allein die Optik der Sphere in Las Vegas ist faszinierend. Aber auch innen hat die Location einiges zu bieten. Darin steckt auch Technologie aus Deutschland. (Bild: Aus https://www.youtube.com/watch?v=17Z-4snqO1c)
Las Vegas, bekannt als die Stadt, die niemals schläft, hat vor kurzem ein neues architektonisches Highlight erhalten, das bereits jetzt die Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf sich zieht. Perfekt gelegen zwischen dem berühmten Strip und dem Convention and EXPO Centre des Venetian Resort, präsentiert sich 'The Sphere' als beeindruckendes neues Wahrzeichen. Als größte Leinwand der Welt bietet sie nicht nur Platz für Markenkampagnen und künstlerische Darbietungen, sondern auch für alltägliche Schönheiten wie Sonnenauf- und -untergänge.
Im Inneren ist die Sphere jedoch noch beeindruckender. Sie dient als moderne Eventlocation, die bis zu 17.600 Sitzplätze und 20.000 Stehplätze bietet. Die Zuschauer können sich auf ein einzigartiges Klangerlebnis freuen, denn über 167.000 Lautsprecher sorgen für optimalen Sound, egal wo man sitzt. Inspiriert vom klassischen Amphitheater nimmt die Bühne etwa ein Drittel des Innenraums ein und bietet sowohl Sitz- als auch Stehplätze für verschiedene Veranstaltungen.
Faszinierend ist auch die Konstruktion der Sphäre. Sie besteht aus einer inneren Kuppel, die von einem 3.000 Tonnen schweren Stahlskelett und einer 25 Zentimeter dicken Betonschicht getragen wird. Die Außenhülle, in der sich die LEDs befinden, wurde während des Innenausbaus hinzugefügt. Das Bauwerk beherbergt nicht nur eine Arena, sondern auch einen VIP-Club, Privaträume, ein Museum und verschiedene Restaurants.
Soundsystem der Sphere aus Deutschland
Im Innern der Sphäre gewährt ein zwei Fußballfelder großes LED-Display den Besuchern auch auf den hinteren Sitzplätzen den Blick auf die Bühne. Die gebogene LED-Leinwand ist etwa 195 Meter breit und 76 Meter hoch, schmiegt sich hinter der Bühne an die innere Hülle der Kuppel und löst laut Betreiber Bilder mit 16K auf. Dahinter verbirgt sich das Soundsystem der Sphere, das aus rund 1.600 fest installierten und 300 mobilen Lautsprechermodulen besteht und insgesamt 167.000 individuell verstärkte Lautsprechertreiber umfasst. Entwickelt hat das System Holoplot aus Berlin. Das Unternehmen arbeitet seit Anfang 2011 arbeiten daran, die Audiotechnologie radikal zu verändern, indem sie die zugrunde liegende Physik der Klangwiedergabe überdenken. Ihre Grundfrage: Was wäre, wenn sich Klang wirklich so steuern ließe, wie wir das Licht steuern können? Was wäre, wenn wir Klanglandschaften schaffen könnten, die sich realer anfühlen als die Wirklichkeit? Was wäre, wenn jeder Platz in einem Veranstaltungsort zum besten Platz gemacht werden könnte?
Die Antworten darauf in Form der Holoplot X1 Matrix Arrays wurde erstmals 2022 im Beacon Theatre in New York vorgestellt. Das System in der Sphere verwendet Holoplots 3D-Audio-Beamforming- und Wellenfeldsynthese-Technologie, um die Audioübertragung in großen Veranstaltungsorten zu revolutionieren. Mit dieser Technik ist es möglich, kontrollierten und klaren Klang für bis zu 20.000 Personen zu liefern, wobei jedem Zuhörer ein individuelles Hörerlebnis geboten wird. Trotz der immensen Größe des Soundsystems bleibt es vollständig hinter der riesigen LED-Innenanzeige der Sphere verborgen. Holoplots Technologie kann Verluste in der Audioübertragung kompensieren, was zu einem klaren Klang ohne Verfärbungen führt und eine durchgängige visuelle LED-Erfahrung bietet.
Und der Sound war nicht so schlammig, wie man es von einem Arena- oder Stadionkonzert kennt. Er ist klar, knackig und unverfälscht und macht Ohrstöpsel völlig unnötig. Wie angekündigt, war dies ein Quantensprung für Konzerte.
Speziell für den Super Bowl 2024 wurde die Sphere in Las Vegas als Werbefläche für das Event der Superlative verwendet.
Kurz erklärt: Die Technik von Holoplot
Was ist 3D Audio Beamforming?
Herkömmliche Lautsprechertechnologien haben oft Probleme mit der Schallausbreitung, was zu Echos, Reflexionen und ungleichmäßigem Klang führt. Die 3D-Audio-Beamforming-Technologie ermöglicht die präzise Steuerung des Schalls durch die vertikale und horizontale Formung und Ausrichtung von Strahlen. So können Klangfelder erzeugt werden, die optimal auf verschiedene Zuschauerbereiche abgestimmt sind, unabhängig von deren Form und Größe. Das bedeutet bei Holoplot beispielsweise, dass ein einziges Matrix Array in der Lage ist, mehrere verschiedene Klangfelder gleichzeitig zu erzeugen, wobei jedes Feld seinen eigenen Inhalt, seine eigene Entzerrung und seine eigene Position hat. Dadurch wird ein gleichmäßiger Schallpegel gewährleistet, während unerwünschte Überlappungen zwischen den Feldern minimiert werden.
Wellenfeldsynthese
Diese Technik geht über die reine Schalllenkung hinaus und bietet eine realistische Schalllokalisierung. Die Wellenfeldsynthese ermöglicht es dem Sounddesigner, den Ursprung eines Klangs virtuell zu bestimmen. Dadurch wird ein Klang unabhängig von der Position des realen Lautsprechers so wahrgenommen, als käme er aus einer bestimmten Richtung und Entfernung. Dies kann zum Beispiel genutzt werden, um einem Zuhörer das Gefühl zu geben, dass ein Klang direkt neben ihm erzeugt wird, auch wenn der Lautsprecher weit entfernt ist. Dadurch entsteht ein tieferes und realistischeres Hörerlebnis, und es werden Klanglandschaften erzeugt, die sowohl in Richtung als auch in Entfernung realistisch sind.
Die Holoplot X1 Serie umfasst zwei Audiomodule, das Modul 96 und das Modul 80-S. Beide Module sind mit einem DSP (Digital Signal Processor) ausgestattet, der eine spezifische Signalverarbeitung für jeden einzelnen Lautsprechertreiber ermöglicht. Diese Kombination aus fortschrittlichen DSP-Algorithmen und Klangwiedergabetechnologien ermöglicht eine Vielzahl von Klangsteuerungsoptionen. Diese reichen von der gleichmäßigen Beschallung großer Zuhörerbereiche bis hin zur Schaffung immersiver Klangumgebungen. Das X1-System ist auch IoT-fähig, was erweiterte Fernsteuerungs- und Überwachungsfunktionen ermöglicht.
Neben dem Sphere Immersive Sound und der LED-Innenanzeige verfügt Sphere auch über 4D-Technologien wie haptische Infraschall-Sitze und verschiedene atmosphärische und Umgebungseffekte wie warme Brisen, Windstöße von bis zu 225 km/h, suggestive Düfte und wechselnde Temperaturen, um multisensorische Erlebnisse zu schaffen.
Der Autor: Dr. Martin Large
Aus dem Schoß einer Lehrerfamilie entsprungen (Vater, Großvater, Bruder und Onkel), war es Martin Large schon immer ein Anliegen, Wissen an andere aufzubereiten und zu vermitteln. Ob in der Schule oder im (Biologie)-Studium, er versuchte immer, seine Mitmenschen mitzunehmen und ihr Leben angenehmer zu gestalten. Diese Leidenschaft kann er nun als Redakteur ausleben. Zudem kümmert er sich um die Themen SEO und alles was dazu gehört bei all-electronics.de.
Was der größte Kinobildsensor in der Sphere leistet
Wie bereits erwähnt, verfügt die Sphere Im Inneren des Veranstaltungsortes über den weltweit größten, hochauflösenden LED-Bildschirm, der sich über und um das Publikum herum erstreckt und so eine immersive visuelle Umgebung schafft. Die entsprechenden Inhalte werden mit dem extra dafür entwickelten Big-Sky-Kamerasystem aufgenommen. Ein zentraler Teil davon ist der laut eigenen Angaben größte Kinobildsensor von STMicroelectronics. Der einzigartige 18K-Sensor ist der in der Lage, Bilder in der für das Sphere-Display erforderlichen Größe und Detailtreue zu erfassen. Der Big-Sky-Sensor - jetzt der größte kommerziell genutzte Kinokamerasensor der Welt - arbeitet mit den schärfsten Kinoobjektiven der Welt zusammen, um detaillierte, großformatige Bilder in einer Weise aufzunehmen, die nie zuvor möglich war. „Big Sky stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Filmkamera-Technologie dar, wobei jedes Element einen Sprung in der Design- und Fertigungsinnovation darstellt“, so Deanan DaSilva, leitender Architekt von Big Sky bei Sphere Studios.
Der Chip ist mit 9,92 cm x 8,31 cm (82,4 cm²) doppelt so groß wie ein Foto im Brieftaschenformat, und auf einen 300-mm-Wafer passen nur vier komplette Chips. Daher ist der 316-Megapixel-Sensor von Big Sky fast 7x größer und hat eine 40x höhere Auflösung als die Vollformatsensoren, die in kommerziellen High-End-Kameras eingesetzt werden. Das System ist außerdem in der Lage, Bilder mit 120 Bildern pro Sekunde aufzunehmen und Daten mit 60 Gigabyte pro Sekunde zu übertragen. Beeindruckende Zahlen für einen Sensor!
Soviel Speicher braucht die Sphere
Um solche Datenmengen zu meistern, braucht es ebenfalls spezielle Systeme. Dafür kooperiert Sphere Entertainment, Betreiber der Las Vegas Sphere, mit Hitachi Vantara, um die immense Datenverarbeitung für die riesigen LED-Wände im Inneren und Äußeren der Sphere zu bewältigen. Diese umfassen fast 15.000 Quadratmeter im Innenbereich und etwa 54.000 Quadratmeter an der Außenhülle. Alex Luthwaite, SVP für Show Systems Technology bei Sphere Entertainment, erklärt: „In der Sphere gibt es viele technologische Premieren, darunter das Streaming von immersiven, hochauflösenden Videoinhalten in einem bisher unerreichten Umfang. Dank der Zusammenarbeit mit Hitachi Vantara haben wir eine schnelle, zuverlässige und effiziente Lösung entwickelt. Ihre Technologie und Expertise ermöglichen es, Inhalte zu liefern, die nicht nur das Publikum vor Ort, sondern auch weltweit in sozialen Medien faszinieren.“
Das eingesetzte Hitachi Content-Software-for-File-System besteht aus 27 Knotenpunkten mit 4-Petaybte-Flash-Speicher – also 4.000 Terabyte. Schätzungen gehen davon aus, dass ein Petabyte 20 Millionen hohen Aktenschränken oder 500 Milliarden Seiten gedrucktem Standardtext entspricht.
Es streamt Inhalte in Echtzeit zu den 7thSense-Medienservern und jeder Knotenpunkt kann 4K-Videos mit 60 Bildern pro Sekunde übertragen – eine weltweit führende Leistung in diesem Maßstab. Diese Technologie garantiert extrem niedrige Latenz und hohen Durchsatz. Für Darren Aronofskys Film „Postcard from Earth“ erreicht das System einen Durchsatz von über 400 Gigabyte pro Sekunde bei einer Latenz von weniger als 5 Millisekunden und bietet eine 12-Bit-Farbdarstellung mit einem Subsampling von 444.
Diese Roboter gibt es in der Sphere
Aura, ein hochentwickelter humanoider Roboter, wird zukünftig im Atrium des Sphere in Las Vegas stationiert sein. Die Roboter werden in der Sphere-Einrichtung als Informationsquelle und Bindeglied zwischen den Gästen und den technologischen Errungenschaften des Veranstaltungsortes dienen. Sie wird die Besucher über die technologische Entwicklungsgeschichte, einschließlich der des Sphere, informieren und dabei helfen, das Erlebnis der Gäste zu verbessern. Zusätzlich zu ihrer Präsenz vor Ort wird Aura auch digital aktiv sein, insbesondere in sozialen Medien, und hat bereits in einem Werbespot für Sphere mitgewirkt. David Dibble, CEO von MSG Ventures, betonte die Innovationskraft von Aura im Rahmen der Sphere-Erfahrung und ihre Fähigkeit, die Gästeerfahrung zu verbessern.
Soviel Mathematik steckt in der Sphere
- Flächeninhalt einer Kugel: Diese Formel wurde verwendet, um die Quadratmeterzahl der Exosphere zu berechnen, die mit LEDs bedeckt ist.
- Volumen einer Kugel: Mit dieser Formel wurde das Innenvolumen der Sphere berechnet, um die Größe ihrer immersiven Technologien zu maximieren.
- Finite-Elemente-Methode: Ingenieure und Architekten nutzten diese Methode, um Schlüsselstrukturen der Sphere in virtueller Realität zu modellieren und zu testen.
- Geodätische Mathematik: Diese Mathematik beschreibt die Konstruktion der Sphere mit Hilfe von hunderten von ineinandergreifenden Dreiecken.
- Sinussatz: Wurde verwendet, um architektonische Winkel im gesamten Gebäude zu berechnen.
- Pi: Eine Konstante, die in vielen Gleichungen in der Sphere verwendet wird, um alles von der Größe von Pizzas bis zum besten Sitzplatz zu berechnen.
- Stereografische Projektion: Hilft zu erklären, wie immersives Bildmaterial in der Sphere funktioniert.
- Visuelle Schärfe: Berechnet den kleinsten Punkt, den das Auge aus einer bestimmten Entfernung sehen kann.
- Snellsches Gesetz: Informiert, wie Licht durch die Linsen der immersiven Kameras der Sphere reist.
- Linsenprojektionsformeln: Wird verwendet, um Bilder auf den riesigen gekrümmten LED-Bildschirm der Sphere zu projizieren.
- Fangers Gleichung: Vorhersage, wie Temperaturänderungen vom Publikum der Sphere "gefühlt" werden.
- Linearer Spannungs-Konstitutive Gleichung: Bestimmt, wie viel Luft durch ein Material gedrückt werden kann, ohne es zu brechen oder zu verformen.
- Venturi-Effekt: Beschreibt den Luftstrom, der die 4D-Windeffekte der Sphere antreibt.
- Navier-Stokes-Gleichungen: Wird verwendet, um den Fluss und Schub der 4D-Effekte der Sphere zu berechnen.
- Shannon-Hartley-Theorem: Ermöglicht eine ultraschnelle drahtlose Umgebung in der Sphere.
- Huygens-Fresnel-Prinzip: Beschreibt, wie Schallwellen sich ausbreiten und zu neuen Wellenformen kombinieren.
- Helmholtz-Gleichung: Wird verwendet, um zu berechnen, wie 3D-Sound durch die Sphere reist.
- Kirchhoff-Helmholtz-Integral: Steht hinter dem kristallklaren Audio der Sphere.
- Kirchhoff-Integraltheorem: Ermöglicht es der Sphere, den Klang wie Laserstrahlen zu lenken.
- Wellengleichung: Wird verwendet, um die Infraschall-Sitz- und Audiosysteme der Sphere zu programmieren und zu steuern.
- Hartleys Gesetz: Informiert, wie Daten über große Entfernungen übertragen werden können.
- Laplace-Operator: Hilft Kameras und Computern zu verstehen, was sie sehen.
- Cauchy-Impulsgleichung: Wurde verwendet, um die Rohr- und Schlauchgrößen für die Dampf- und Druckluftversorgung der Sphere zu berechnen.
- Sellmeier-Gleichung: Hilft zu verstehen, wie Licht durch verschiedene Umgebungen gefiltert wird.
Welchen Anteil Deutschland an der Hülle der Sphere hat
Nicht nur elektronisches Know-How steckt in der Sphere, auch bei den Aluminiumprofiltafeln der Außenhülle war mit Kalzip ein deutsches Unternehmen maßgeblich beteiligt. Insgesamt wurden 170 Tonnen dieser Tafeln verwendet. Jede Tafel wiegt 35 kg und hat eine Größe von etwa 8 m². Diese Tafeln wurden vor Ort in Las Vegas zugeschnitten, bearbeitet und für die Installation auf der kugelförmigen Struktur vorbereitet. Für die Montage der Aluminiumtafeln wurden spezielle Kräne verwendet. Die gesamte Installation der Aluminiumprofile dauerte von Juni 2020 bis Januar 2021.
Das Gebäude selbst hat eine Grundkonstruktion aus Stahl, isolierten Metallpaneelen und Stehfalzpaneelen, wobei ein LED-Netz an der Außenseite befestigt ist. Dieses Netz umfasst insgesamt 57,6 Millionen LEDs. Dabei sind je 48 LEDs in einen Puck eingebettet, der ungefähr den Durchmesser eines Eishockeypucks hat. Insgesamt gibt es auf der Exosphere 1,2 Millionen solcher Pucks.Jeder dieser Pucks kann aufgrund der Kombination aus roten, grünen und blauen Dioden 256 Millionen Farben darstellen. Trotz der geringen Pixeldichte von 0,12 dpi, was im Vergleich zu modernen Monitoren gering erscheint, wird die Kuppel typischerweise aus großer Entfernung betrachtet, was die Auflösung relativiert.
Wie hoch ist der Stromverbrauch der Sphere?
Die Frage nach dem Stromverbrauch der Sphere ist bisher nicht eindeutig zu beantworten, da es unterschiedliche Angaben gibt. Laut Watson könnte der Stromverbrauch bei 20 MW bzw. 96 GWh pro Jahr liegen – je nach Auslastung. Allerdings gibt es auch Quellen, die einen deutlich höheren Stromverbrauch von 150 TWh pro Jahr angeben, was über dem gesamten (geschätzten) Stromverbrauch für das Mining von Bitcoins 2022 liegt. Ein User auf Reddit hat nachgerechnet und die 150 TWh widerlegt. Bei 10 W pro LED kommt er auf einen Verbrauch von etwa 105 GWh. Laut Betreiberfirma sollen 70 Prozent des benötigten Stroms durch Solarstrom gedeckt werden.
In aller Kürze: Fragen und Antworten rund um die Sphere in Las Vegas
Wie lautet der offizielle Name der Sphere?
Die meisten kennen das Bauwerk als MSG Sphere, aber der offizielle Name ist jetzt nur noch "Sphere". Dies ist auf die Abspaltung von Sphere Entertainment vom Mutterkonzern Madison Square Garden (MSG) Entertainment im April 2023 zurückzuführen.
Wie groß ist die Sphere?
Die Sphere hat eine Höhe von 111 Metern und eine Breite von 157 Metern, was sie zur größten sphärischen Struktur weltweit macht.
Was befindet sich im Inneren der Sphere?
Die Sphere beherbergt einen Event-Raum für 20.000 Gäste mit einer seitlich positionierten Bühne. Zusätzlich gibt es eine Eingangshalle, Einrichtungen wie Garderoben und Restaurants sowie "Immersive Galerien".
Wie viele LEDs bedecken die Sphere?
Die Sphere besteht aus 1,2 Millionen LED-Einheiten, wobei jede Einheit 48 LED-Dioden hat.
Wie groß ist die LED-Fläche der Sphere?
Die LED-Außenfassade umfasst 53.880 Quadratmeter und die innere LED-Fläche 14.860 Quadratmeter mit einer Auflösung von 16K.
Wer war für die LED-Fassade verantwortlich?
Die LED-Technologie stammt von Saco, einem in Kanada ansässigen LED-Spezialisten.
Wann wurde die Sphere eröffnet?
Die offizielle Eröffnung war am 29. September 2023 mit einer Show von U2. Bereits am 4. Juli, dem Nationalfeiertag der USA, waren auf der LED-Wand der Exosphere erstmals bewegte Bilder zu sehen.
Welche Shows wird es in der Sphere geben?
Es werden eine Vielzahl von Veranstaltungen geplant, von Konzerten bis zu Sportevents. Eine geplante Show ist "Postcard from Earth".
Was bedeutet das "immersives 4D-Erlebnis" in der Sphere?
Die Sphere bietet ein umfassendes visuelles und akustisches Erlebnis, ergänzt durch haptische Systeme in den Sitzen, Temperatur- und Windeffekte.
Wie wird der Content für das Innere der Sphere erstellt?
Sphere Entertainment hat ein eigenes Content-Team, Sphere Studios, gegründet. Es gibt auch eine Mini-Version der Sphere in Burbank für präzises Design.
Wie hoch ist die Besucherkapazität der Sphere?
Die Sphere kann 20.000 Besucher aufnehmen, wobei es 17.600 Sitzplätze gibt. Es gibt auch 23 VIP-Suiten und andere Clubs.