SphereCoder360

Im Rahmen der qualitativen und quantitativen Unterrichtsforschung in komplexen Datenerhebungssettings befasst sich die Professur für Allgemeine Didaktik und Empirische Unterrichtsforschung mit der empirischen Untersuchung von Unterrichts- und Professionalisierungsprozessen.

Für die Arbeit mit sphärischem Videomaterial (180 - 360°) wurde dafür der SphereCoder 360 eine spezialisierte Software zur systematischen Videoanalyse und Verhaltenscodierung entwickelt, die auf die Auswertung von 360° und VR-Videos ausgerichtet ist.

Während bestehende Programme zur Videocodierung für herkömmliche, flache Bildausschnitte konzipiert sind, ist SphereCoder 360 derzeit das erste Analysewerkzeug seiner Art, das die zeitbasierte Kategoriencodierung systematisch mit der räumlichen Dimension sphärischer Videoaufnahmen in einer Arbeitsumgebung verbindet.

Funktionsumfang im Überblick

• Videowiedergabe und Navigation im 360°-Raum: Die Software verarbeitet neben klassischen zweidimensionalen Videos und 180°-Aufnahmen (VR180) insbesondere equirektanguläre 360°-Videos sowie 3D-Stereo-Formate (Oben/Unten und Nebeneinander). Darüber hinaus lassen sich .360-Rohdateien einer GoPro MAX direkt öffnen und programmintern zu einer Rundum-Ansicht zusammensetzen. Innerhalb des 360°-Raums kann der Bildausschnitt per Maus oder Tastatur geschwenkt, geneigt und gezoomt werden, wobei sich das Sichtfeld zwischen 20° und 120° einstellen lässt. Eine einblendbare Übersichtskarte bildet dabei das gesamte Panorama sowie den aktuell gewählten Betrachtungsausschnitt ab.

• Aufbau und Verwaltung von Kategoriensystemen: Für den Codierprozess können eigene Kategoriensysteme angelegt, bearbeitet sowie projektübergreifend importiert und exportiert werden. Das Programm differenziert dabei methodisch zwischen sich gegenseitig ausschließenden Zuständen (beispielsweise Sozialformen oder Sprecherwechseln) und punktuellen Ereignissen (beispielsweise Fragen oder Störungen). Den einzelnen Kategorien lassen sich individuelle Tastenkürzel und Farbwerte zuweisen.

• Kombination aus zeitlicher und räumlicher Codierung: Die Vergabe von Codes erfolgt während der laufenden Wiedergabe per Tastendruck oder Mausklick und wird auf einer mehrspurigen Zeitleiste abgebildet. Speziell für 360°-Aufnahmen protokolliert das Tool bei jedem Codiervorgang automatisch die zum jeweiligen Zeitpunkt eingestellte Blickrichtung (Yaw, Pitch und Sichtfeld). Befindet sich der Mauszeiger beim Tastendruck innerhalb des Videobildes, werden zusätzlich die entsprechenden Raumkoordinaten erfasst und sowohl im Video als Kreis als auch auf der Übersichtskarte als Punkt markiert. Ergänzend besteht die Möglichkeit, den kontinuierlichen Verlauf der Blickrichtung während des Betrachtens als Spur aufzuzeichnen.

• Räumlich verankerte Markierungen im Videobild: Über Zeichenwerkzeuge für Rechtecke, Ellipsen und Vielecke können relevante Bildbereiche oder Objekte im Video markiert, benannt, farblich angepasst sowie mit einer definierten Zeitspanne und Textkommentaren versehen werden. Diese Markierungen bleiben beim Bewegen der Kamera im 360°-Raum fest an ihren räumlichen Koordinaten verankert und lassen sich sowohl als eigenständige Hervorhebung als auch direkt gebunden an eine Codierung nutzen.

• Datenexport für die Weiterverarbeitung: Für die anschließende statistische Auswertung stellt SphereCoder 360 derzeit verschiedene CSV-Exporte bereit. Ausgegeben werden können detaillierte Ereignislisten (mit Start, Ende, Dauer, Timecode, Bildnummer, Blickrichtung, Raumort und Kommentar), Zeitstichproben mit frei definierbaren Intervalllängen (Sekundendauer bei Zuständen bzw. Häufigkeiten bei Ereignissen), räumliche Markierungen (inklusive Raumkoordinaten, Ausdehnung und Eckpunkten) sowie die aufgezeichneten Blickrichtungs-Spuren. Beim Export kann zwischen einer internationalen Formatierung (für R, Python oder SPSS) und einer deutschen Formatierung (für Excel) gewählt werden. Geplant ist hier zusätzlich eine Exportfunktion für Programme wie MAXQDA.

Projektverwaltung und technische Umsetzung

Projekte werden im textbasierten JSON-Format (.s360) gespeichert. Um Speicherplatz zu schonen, werden die zugrundeliegenden Videodateien in der Projektdatei lediglich verknüpft und nicht kopiert. Eine automatische Speicherung im Minutenintervall sichert den Arbeitsstand gegen Datenverlust. Technisch basiert die Windows-Anwendung auf .NET/WPF, OpenTK (OpenGL) sowie libmpv/FFmpeg und verfügt über eine konfigurierbare Hardware-Decodierung für die Wiedergabe hochauflösender Videodaten.