Die sechsjährige Geschichte hinter einem Holz-Pixel-Display

(benholmen.com)

3 Punkte von GN⁺ 2025-08-05 | Noch keine Kommentare. | Auf WhatsApp teilen

Kilopixel ist ein großes Display mit 1000 Holz-Pixeln, das über sechs Jahre entwickelt wurde und es jedem erlaubt, über das Internet zu zeichnen.
Das Projekt wurde durch verschiedene Prototypen in physischer Form, Materialtests und den Wechsel der Pixel-Formen zur Reife gebracht.
Durch den Einsatz von CNC-Maschine und Raspberry Pi, einer Web-App und Sensoren entsteht eine einzigartige Struktur, die Online- und Offline-Welt verbindet.
Nutzer können entweder Bilder direkt über die Website einreichen oder durch Abstimmung mitmachen; außerdem gibt es eine Umgebung für Live-Streaming und Time-Lapse-Aufnahmen.
Künftig werden mögliche Übergaben der Display-Kontrolle an andere Personen oder unterschiedliche Nutzungsszenarien untersucht, was es zu einem kreativen und offenen Projekt macht.

Projektübersicht

Kilopixel ist das weltweit ineffizienteste 1000-Pixel-Holzdisplay, das über sechs Jahre entwickelt wurde.
Es ist als interaktives System konzipiert, bei dem jeder über die Website (kilopx.com) auf die Anzeige malen kann.
Das Projekt ist das Ergebnis der Integration von Web-App, physischem Controller, CNC-Bearbeitung, G-Code-Generierung sowie 3D-Modellierung und -Druck und vereint verschiedene IT- und Maker-Elemente.

Die Inspirationsquelle waren die untypischen Spiegelwerke von Danny Rozin und ein eInk-basierter, ultraschneller Movie-Player.
Anders als moderne hochauflösende Displays wurde ein extrem langsames und ineffizientes Verfahren gewählt, bei dem die Pixel nur zehn Mal pro Minute wechseln.
Mit einem 40×25-Raster werden exakt 1.000 Pixel dargestellt; der Name leitet sich von der leicht zu merkenden Domain kilopx.com ab.

Zunächst wurde ein Holz-Gantry verwendet, danach schnell auf Aluminiumteile des Openbuilds-Kits (ähnlich der Struktur eines 3D-Druckers) umgestellt.
Ein Grundaufbau aus Raspberry Pi, CNC-Controller, Schrittmotoren und ähnlichen Komponenten wurde montiert und für Testläufe in Betrieb genommen.
Dabei wurden verschiedene Grenzen und technische Probleme im Pixel-Auswahl- und Steuerungsmechanismus erkannt.

Verschiedene Kugelmaterialien wurden getestet, darunter Tischtennisbälle, Styropor und Holzkugeln.
- Dabei traten praktische Probleme wie Kosten, Gewicht, Beschaffbarkeit der Materialien und Größenabweichungen auf.
- Beispiel: 1000 Tischtennisbälle zu je 50 Cent kosten insgesamt 500 US-Dollar.
Tischtennisbälle verformen sich leicht beim Bohren und fielen wegen Größenabweichungen durch.
Nerf-Bälle, Bouncy-Balls, Holzbälle, Styropor usw. wurden aufgrund von Problemen beim Bohren, Lackieren, der Haltbarkeit und dem Gewicht ebenfalls verworfen.

Die Pixelrotation wurde mit Lego-Rädern und -Motoren in Kombination mit Sensoren versucht.
Solenoid- und Servomotoren und weitere Bewegungsprinzipien wurden getestet; alle wurden wegen der schwierigen präzisen Steuerung verworfen.

Nach einem Podcast-Gespräch erfolgte der komplette Wechsel zu kubischen Holz-Pixeln, und die Eigenfertigung wurde gestartet.
Die Serienproduktion ist zeitaufwendig, liefert aber eine zufriedenstellende visuelle und dynamische Qualität.

Statt des Pixels selbst wurde eine feste Rasterstruktur entworfen, um die Genauigkeit des 40×25-Arrangements zu gewährleisten.
Es wurden 25 dünne Leisten mit je 40 Bohrlöchern gefräst, um die Pixel auf Metalldrähten aufzufädeln und einen gleichmäßigen Abstand zu halten.
Jedes Pixel wurde so ausgelegt, dass es unabhängig vom Umfeld vollständig autonom arbeitet.

Enthalten sind Erklärungen zu den Grundprinzipien von CNC und zur Nutzung von G-Code.
Raspberry Pi und CNC-Controller, Python-Skripte, Lichtsensoren sowie die pigpio-Bibliothek kommen zum Einsatz.
Über das Web-API wird das nächste zu ändernde Pixel ausgewählt, per G-Code gesteuert, das Ergebnis per Sensor geprüft und anschließend über die API zurückgespielt.

Die Pixel haben alle 90°-Schritte mit einer passgenauen Nut; ein flexibler Stab (Gluestick) drückt die Kante und dreht sie.
All diese Bewegungen sind über G-Code automatisiert.

Die API wird über die Web-App gesteuert, und es gibt drei Display-Modi:
- Nutzerbeiträge: Jeder kann ein 40×25-Bild einreichen und abstimmen; die beliebtesten Bilder werden nacheinander ausgegeben.
- Echtzeit-Kollaboration: Teilnehmende ändern die Pixel in Echtzeit (bei zu vielen Teilnehmenden ist das ungeeignet).
- Idle-Modus: Uhren, Formen usw. werden per algorithmischer Transformation ausgegeben.
Der Web-App-Stack entwickelte sich über Node/Socket.IO, Laravel+Livewire bis hin zu Laravel+InertiaJS+VueJS.

Mit zwei Webcams (Nahaufnahme, Weitwinkel) wird das Display mit OBS und ffmpeg als Live-Stream auf YouTube übertragen.
Nach der API-Statusprüfung werden zudem Time-Lapse-Videos vollständiger Ergebnisse erzeugt und veröffentlicht.

Für den Missbrauchsschutz wurde eine minimale Prüfung implementiert und eine Funktion zum schnellen Löschen von Werken bei Bedarf aufgebaut.
Grundsätzlich bleibt die Teilnahmestruktur sehr offen, inklusive Bluesky-OAuth-Anmeldung.

Man hofft auf vielfältige Beteiligung der Nutzer und denkt darüber nach, die API-Steuerung künftig an andere Nutzer zu übertragen.
Langfristig ist geplant, das Display als Webcam-Hintergrund zu nutzen oder in Büros, Cafés und weiteren Orten einzusetzen.
Jeder kann die Inhalte auf der Website in Echtzeit erleben und mitbestimmen.

Kilopixel ist ein originelles Projekt, das die Interaktivität des Internets mit der Materialität der physischen Welt vereint.
Der Entwicklungsprozess mit vielen Iterationen und technischem Aufwand ist ein spannendes Beispiel, das Makern und Entwicklern gleichermaßen als Inspiration dienen kann.