Computer-Assisted Lighting Design and Control

This dissertation shows that computer-based lighting control systems can support the lighting design process considerably better than traditional consoles. It describes the Lula Project, a new software package for lighting design and control, that implements this level of support. Lula's focus is on the conceptual ideas behind a lighting design rather than the concrete lighting fixtures used to put it on stage. Among the innovative aspects of the system are its model for designing static lighting looks and its subsystem for programmable continuous animated lighting. Lula's application design is centered around the idea of componential lighting design that allows the user to express a lighting design as a hierarchy of components. Lula is a result of the rigorous application of high-level software engineering techniques and implementation technology from the general realm of functional programming. The high-level structure of the application rests upon stratified design, algebraic modelling, and domain-specific languages. Among the implementation techniques instrumental to Lula are automatic memory management, higher-order programming, functional data structures, data-directed programming, parametric inheritance, and concurrent programming.Computer-basierte Systeme für Beleuchtungssteuerung sind in der Lage, den Lichtdesigner weitaus besser zu unterstützen als es derzeit marktübliche Steuerkonsolen tun. Das Thema dieser Dissertation ist ein solches System, das Projekt Lula. Lula ist eine neue Software für Lichtregie und Beleuchtungssteuerung, welche die Modellierung der konzeptuellen Elemente eines Lichtdesigns ermöglicht, unabhängig von der konkreten Realisierung auf der Bühne. Unter den innovativen Aspekten des Systems ist das Modell für den Entwurf statischer Beleuchtungsszenen sowie das Subsystem für programmierbare, stetig animierte Beleuchtung. Das übergeordnete Prinzip bei Lula ist komponentenbasierte Lichtregie, die es dem Benutzer erlaubt, ein Lichtdesign als eine Hierarchie von Komponenten auszudrücken. Lula ist das Resultat konsequenter Anwendung von Entwurfs- und Implementierungs-Techniken aus dem Bereich der funktionalen Programmierung. Die High-Level-Struktur des Systems baut auf stratifiziertes Design, algebraische Modellierung und anwendungsspezifische Programmiersprachen. Unter den Implementationstechniken, die entscheidend bei der Entwicklung von Lula waren, befinden sich automatische Speicherverwaltung, Higher-Order-Programmierung, funktionale Datenstrukturen, datengesteuerte Programmierung, parametrische Vererbung und nebenläufige Programmierung