DE19512293A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von Raumbildern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von RaumbildernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Generierung von Raumbildern.
Das Raumbildverfahren, die sogenannte Stereoskopie, ist
unter den Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Fotos
oder Filmen ein allseits bekannter Stand der Technik.
Hierbei wird mehr oder weniger erfolgreich versucht, eine
Wiedergabe von Aufnahmen wie beim natürlichen Sehen zu
erreichen. Jedem Auge soll nur das ihm zugeordnete
Halbbild vermittelt werden, wodurch im Gehirn ein
räumlicher Eindruck durch Verschmelzen der Halbbilder
entsteht. Die beiden Bilder werden in Spezialkameras
aufgenommen, die aus zwei zusammengebauten Einzelkameras
mit synchron laufenden Verschlüssen bestehen, oder in
normalen Kameras durch Vorsatzgeräte mit Spiegeln oder
Prismen, durch die beide gesondert ankommenden Lichtbündel
eingefangen und zu einem Objektiv geleitet werden und auf
dem Film zwei nebeneinanderliegende Halbbilder von halbem
Bildformat ergeben. Im allgemeinen sind beide optischen
Achsen im Augenabstand voneinander entfernt eingestellt.
Die Stereobildpaare können mit dem Stereoskop betrachtet
werden, einem optischen Gerät, das im einfachsten Fall aus
zwei Lupen besteht, durch die mit jedem Auge das
zugeordnete Halbbild gesehen wird. Kleinere Bilder können
nebeneinandergelegt, größere müssen über Spiegel oder
Prismen betrachtet werden. Für die Wiedergabe von
Stereobildpaaren muß also dafür gesorgt werden, daß jedem
Auge nur das ihm zugeordnete Halbbild vermittelt wird,
während das andere unsichtbar gemacht werden muß. Die
größte Bedeutung haben die Verfahren erlangt, die mit
einer Brille arbeiten. Das älteste dieser Gruppe ist das
Koppelfarbenverfahren mit spektraler Aufteilung des
Lichtes, wobei die beiden Halbbilder durch komplementär
gefärbte Bilder projiziert werden und der Betrachter eine
komplementär gefärbte Brille erhält. Jedes Auge nimmt nur
das ihm zugeordnete Bild dadurch wahr, daß das andere Bild
durch die Auslöschung der komplementären Farben jeweils
dunkel erscheint und nicht gesehen werden kann (additives
Verfahren).
Beim Anaglyphenverfahren werden die zwei
zusammengehörenden Halbbilder mit zwei verschiedenen
Farben (Komplementärfarben: linkes Halbbild ist meist
grün, rechtes rot) übereinander gedruckt
(Anaglyphendruck) oder projiziert und nunmehr mit einer
Brille betrachtet, die in den genau gleichen Farben wie
die Halbbilder - aber vertauscht - gefärbt ist, wodurch
jeweils das dem Auge nicht zugehörige Halbbild zum
Verschwinden gebracht wird. Mit diesem Verfahren können
nur Schwarz-Weiß-Bilder wiedergegeben werden. Farbbilder
können mit dem Polarisationsverfahren betrachtet werden.
Man benützt polarisiertes Licht, bei dem die
Schwingungsrichtungen für die beiden Halbbilder senkrecht
auseinanderstehen. Der Brille vorgeschaltete entsprechende
Polarisationsfilter ermöglichen die erwünschte
Bildtrennung. Um den Polarisationszustand des Lichtes
nicht zu verändern, muß eine Metallwand (Bildwand)
verwendet werden. Beim Stereo(kine)film unterscheidet man
das Zweibandverfahren mit zwei Kinobildwerfern (mechanisch
oder elektrisch gekuppelt), mit denen die Halbbilder
gleichzeitig projiziert werden, und das Einbandverfahren,
bei dem die zugeordneten Halbbilder innerhalb eines
normalen Bildfeldes untergebracht sind. Beim
Vektographenverfahren liegen die Halbbilder übereinander
in Schichten, die jede für sich in einer um 90 Grad
versetzten Richtung für das durchfallende Licht
polarisierend wirken; dies ergibt eine sehr helle
Projektion und ist auch für Aufsicht und Durchsicht
geeignet. Beim Schwingblendenverfahren werden abwechselnd
in einem Brillengestell befindliche Blenden in
zugeordnetem Rhythmus geöffnet und wieder geschlossen
(Trennung der Halbbilder durch zeitliches
Aufeinanderfolgen).
Um die Verwendung von Brillen überflüssig zu machen,
wurden freisichtige Verfahren entwickelt. Die beiden
Halbbilder werden z. B. streifenweise
ineinandergeschachtelt. Durch Vorschalten eines Rasters
kann man erreichen, daß jedem Auge nur das ihm zugeordnete
Halbbild sichtbar wird, während ein Raster das "falsche"
Bild verdeckt. Durch Ineinanderschachteln mehrerer
stereographischer Aufnahmen, die von
nebeneinanderliegenden Standpunkten aufgenommen worden
sind, und Vorschalten eines Strichrasters entstehen die
Rasterbilder (Parallaxpanoramagramme). Bewegt sich ein
Betrachter seitlich, so erscheinen von dem Bild neue
Ansichten, die bei der Aufnahme ebenfalls von einem
seitlich liegenden Standpunkt aus aufgenommen wurden.
Innerhalb eines kleinen Winkelbereiches kann man also um
das Bild "herumgehen" und es von mehreren Seiten
betrachten. Ferner wurde erprobt, Linienraster durch
Linsenraster zu ersetzen oder diese durch Ultraschall zu
erzeugen. Versuche, die Bilder durch Raster zu trennen,
haben sich in der Filmtechnik nicht behaupten können, auch
nicht solche, die die Bildtrennung in die Bildwand
verlegten, da sie zu aufwendig sind. Auch bei
Filmaufnahmen mit der "bewegten" Kamera wird infolge der
Bewegung jeweils das Folgebild durch das im Auge noch
haftende vorhergehende und von einem benachbarten Ort
aufgenommene Bild zu einem Stereobild ergänzt. So erzielt
man bei gleichbleibendem Sinn der Bildfolge einen
einwandfreien Stereoeffekt.
Die Stereoskopie ist also ein Verfahren zur Aufnahme und
Wiedergabe von Stereobildpaaren. Mit dem Stereoskop wird
das jedem Auge zugeordnete Halbbild dargeboten, so daß ein
echter räumlicher Eindruck entsteht. Pseudoskopisch heißt
ein stereoskopisches Bild, wenn dem rechten Auge das linke
Halbbild und dem linken Auge das rechte Halbbild
dargeboten wird. In Wirklichkeit vornliegende Bildpunkte
erscheinen hintenliegend und umgekehrt. Die
Raumwahrnehmung beim Sehen hat also zur Grundlage das
zweiäugige Sehen (binokular). Während aus sehr großer
Entfernung parallel einfallende Strahlen auf beiden
Netzhäuten identische, d. h. einander völlig entsprechende
Netzhautstellen treffen, fallen die Bilder von nahen
Gegenständen (konvergente Strahlen) auf seitlich etwas
verschobene (quer-disparate) Netzhautstellen, da die
beiden Netzhäute um den Augenabstand seitlich voneinander
entfernt sind. Der Verschmelzungsakt wird als
Tiefenwahrnehmung bewußt. Je größer die Differenzen der
Netzhautstellen, desto näher erscheint der Gegenstand. Die
Gesamtheit der auf korrespondierenden Netzhautstellen sich
abbildenden Punkte heißt Horopter. Die Bilder aller
anderen Punkte liegen auf sehrichtungsungleichen, nicht
identischen (disparaten) Netzhautstellen. Ist die
Disparation beträchtlich, so erscheint der betreffende
Punkt in Doppelbildern. Ausgehend von dieser anatomischen
Erkenntnis arbeiten die bekannten Bildbetrachter für
stereoskopische Bilder.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 82 12 240.7 ist ein
Bildbetrachter für stereoskopische Bilder, insbesondere
zur Betrachtung von zwei, mittels zweier Kameras
stereoskopisch fotographierter Bilder, mit einer zwei in
Augenabstand angeordneten Fenster aufweisenden
brillenförmige Maske und eine mit Abstand von der Maske
angeordneten Bildhalterung bekannt, bei der die
Bildhalterung an einer Seite einer Grundplatte angeordnet
ist, an deren gegenüberliegenden Seite über ein,
vorzugsweise mindestens begrenzte Schwenkbewegungen
ermöglichendes Verbindungsglied die Maske befestigt ist.
Mit diesem Bildbetrachter wird gemäß dem bekannten
Verfahren versucht, ein Raumbild zu erzeugen. Da jedoch
ein Auge immer versucht, den fixierten Punkt des anderen
Auges anzupeilen, wird es eine nicht unerhebliche Zeit
dauern, bis der Räumlichkeitseindruck beim Betrachter
entsteht. Oftmals gelingt es dem Betrachter trotz größter
Konzentration nicht zu diesem Eindruck zu gelangen.
Vorrichtungen, d. h. Bildbetrachter für stereoskopische
Aufnahmen sind ferner aus dem deutschen Gebrauchsmuster
G 87 00 423.2 oder dem G 89 03 893.2 bekannt.
Schließlich ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 91 06 540.2
ein faltbarer Diapositivbetrachter für
stereoskopische Bilder bekannt, welcher auf der Basis der
gleichen, zuvor beschriebenen Verfahren arbeitet.
Aus der EP 0 047 800 A2 ist ein Verfahren zur
Raumbildbetrachtung mit einem speziell angefertigten
Prisma bekannt. Dieses hat die Eigenschaft, Blickwinkel zu
reflektieren oder durch das Prisma hindurch zu lassen. Die
betrachtende Person muß in einer fest definierten
Blickrichtung auf das Prisma schauen. Dadurch wird
erreicht, daß z. B. das rechte Auge auf eine spiegelnde
Oberfläche gerichtet ist und dadurch ein 3-D-Teilbild
wahrnimmt. Das linke Auge ist winkelig etwas verschoben
auf das Prisma gerichtet und kann dadurch durch das Prisma
hindurch schauen und nimmt so das zweite 3-D-Teilbild
wahr. Dadurch entsteht dem Betrachter ein Gesamt-3-D-
Eindruck. Dieses Verfahren ist ungeeignet, um z. B. auf
einer Zeitungsseite abgedruckte Bilder dazustellen, da das
benannte Prismenverfahren eine winkelige Anordnung der 3-D-
Teilbilder voraussetzt. Aufgrund des Systems des
reflektierenden Prismas wird der Grundproduktionspreis
eines 3-D-Betrachters erheblich kostenintensiv.
All den bekannten Verfahren und Vorrichtungen lastet der
Nachteil an, daß die Betrachtung von Raumbildern nicht
jeder Person möglich ist, da die Augen eines Menschen sich
immer auf einen gemeinsamen Punkt fixieren. Es gibt nur
wenige Menschen, die ihre Augen unabhängig voneinander
bewegen können. Oftmals gelingt es der betrachtenden
Person nicht die nötige Konzentration aufzubringen, so daß
bevor der Raumbildeindruck entstehen kann, der Versuch
abgebrochen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
die die Erkenntnis über die Fixierung eines gemeinsamen
Punktes der Augen ausnutzen, um nahezu allen beidäugig
sehenden Menschen das räumliche Sehen beim Betrachten von
Raumbildern zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
nach dem Kennzeichen des vorgeschlagenen Hauptanspruchs
bzw. des Nebenanspruchs sowie nach dem Kennzeichen des
vorgeschlagenen Vorrichtungsanspruch 8 gelöst.
Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Um nun die Tatsache, daß die Augen eines Menschen sich
immer auf einen gemeinsamen Punkt fixieren erfindungsgemäß
ausnutzen, wird zur Generierung von Raumbildern unter der
Verwendung von den bekannten Stereobildpaaren, welche mit
einer Stereokamera aus versetzten Standpunkten aufgenommen
werden oder auch ein solcher Versatz durch geeignete
Mittel simuliert wird, wie dies bei Computeranimationen
möglich ist und diese Bilder dann zum Zwecke der
Wiedergabe in einen definierten Abstand zueinander
positioniert werden, zumindest ein Bild dieses
Stereobildpaares spiegelbildlich wiedergegeben, wobei auf
einer vorgebbaren Trennlinie beider Bilder ein, eine
Spiegelfläche aufweisender Betrachter so zu dem Bildpaar
ausgerichtet wird, daß eine räumliche Trennung beider
Bilder und der betrachtenden Augen bewirkt wird, und sich
das spiegelbildlich dargestellte Bild auf die
Spiegelfläche des Betrachters seitenrichtig projiziert,
derart, daß beide Augen das jeweils ihnen zugeordnete Bild
gleichzeitig erfassen, wobei ein Auge das seitenrichtige
und das andere Auge das seitenrichtig projizierte
Spiegelbild erfaßt und der Räumlichkeitseindruck entsteht.
Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, ein
Betrachter mit einer beidseitigen Spiegelfläche zu
versehen, so daß eine Invertierung der abgebildeten
Objekte entsteht. Eine solche Invertierung erfolgt auch
dann, wenn die Spiegelfläche des Betrachters so
ausgerichtet wird, daß das seitenrichtige Bild auf die
Spiegelfläche projiziert wird. Bei den daraus entstehenden
Falschbildern entsteht der Raumeindruck, bei dem die
Objektpositionen invertiert sind; d. h. Objekte, die weit
von der Person entfernt sind, stehen im Vordergrund,
während Objekte, die sich nahe an der Person befinden, im
Hintergrund abgebildet werden. Durch diese
Betrachtungsweise entsteht ein 3-D-Hohlbild.
Bevorzugterweise wird der horizontale Aufnahmeabstand
zwischen Kamera und Objekt bei Wahl zweier
unterschiedlicher Blickwinkel zur Erzeugung des
stereoskopischen Bildes zwischen 5,5 und 7,5 cm gewählt.
Die Aufnahmevorrichtung zur Erzeugung des stereoskopischen
Bildes besitzt eine vertikale Konstanz.
Bevorzugterweise beträgt die Bildüberlappung ca. 3 Grad,
wobei die Aufnahmevorrichtung beispielsweise jeweils um
ca. 1,5 Grad zueinander gedreht wird. Beide Bilder werden
horizontal in einer Ebene unter vertikaler Konstanz
angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von einem
Objektträger, auf dem das Stereobildpaar angeordnet ist
und mit Mitteln zur Betrachtung der Bilder, wobei
erfindungsgemäß auf dem Objektträger mindestens ein Bild
eines Bildpaares spiegelbildlich dargestellt ist und daß
das Mittel zur Betrachtung der Bilder mindestens aus einem
auf der festlegbaren Trennlinie der Bilder ausrichtbaren
Betrachter mit einer Trennscheibe besteht, welcher auf
mindestens einer Seite eine Spiegelfläche aufweist, auf
die mindestens ein auf dem Objektträger befindliches Bild
projizierbar ist und mittels der das Sichtfeld der
betrachtenden Augen trennbar ist.
Somit kann die Vorrichtung aus Einzelelementen oder auch
aus einem Kompaktgerät bestehen, das zugleich
Distanzhalter, Objektträger und Betrachter ist.
Der Objektträger kann aus Papier, Folie, Pappe,
Kunststoff, Holz, Metall, Glas oder anderen geeigneten
Materialien geschaffen sein.
Auch besteht die Möglichkeit den Objektträger in Form
eines Bildschirmes einzusetzen. Auf dem Bildschirm können
dann die durch herkömmliche Mittel aufgenommenen
Stereobildpaare gezeigt werden, während der Betrachter als
eine Art Maske auf dem Bildschirm aufgesetzt wird. Mit
dieser Ausführungsvariante der Erfindung können teuere
3-D-Simulationsprogramme ersetzt werden.
Bei der Arbeit mit einem Computer besteht
selbstverständlich auch die Möglichkeit die
Aufnahmetechnik der Stereobildpaare durch geeignete Mittel
zu ersetzen. Der Versatz der Aufnahmetechnik kann durch
ein Rechnerprogramm ersetzt werden.
Der sehr wichtige Grundgedanke der vorliegenden Erfindung,
das Sichtfeld der betrachtenden Person zu trennen, kann in
einer einfachsten Ausführungsform dadurch verwirklicht
werden, daß die Trennscheibe die Betrachtungsvorrichtung
darstellt. Natürlich kann die Trennscheibe auch Teil einer
solchen Betrachtungsvorrichtung sein. Bevorzugterweise ist
die Spiegelfläche der Trennscheibe aus einem nicht
verzerrenden Oberflächenspiegel geschaffen.
Analog zum Objektträger besteht die Möglichkeit dem
Betrachter aus den verschiedensten geeigneten Materialien
zu schaffen. Es bieten sich hierbei Papier, Folie, Pappe,
Kunststoff, Holz, Metall oder Glas an.
Als besonders geeignet konnten erfindungsgemäß folgende
Abmessungen des Betrachters festgelegt werden. Sehr
vorteilhaft ist es, wenn die Betrachterhöhe = mindestens
zweimal die Bildbreite plus den Bildabstand beträgt,
während die Betrachterbreite = mindestens die Bildhöhe
beträgt. Der Bildabstand sollte mindestens so groß wie
die Betrachtertiefe sein. Der Betrachter steht vertikal,
senkrecht und mittig zwischen beiden Bildern, wobei er
rechtwinkelig zu den Bildern ausgerichtet ist.
In einer einfachsten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung besteht der Betrachter lediglich aus der
Trennscheibe, die zum Zwecke der korrekten Ausrichtung
eine Auflagequerstrebe aufweisen kann. Die zur Nase oder
zu den Augen der betrachtenden Person gerichtete
Trennscheibe des Betrachter oder der Betrachter selbst,
besitzt eine entsprechende Abschrägung, um das Heranführen
der Nase nicht zu behindern. Anstelle dieser Abschrägung
kann auch eine Rundung eingearbeitet sein.
Bevorzugterweise besitzt der Objektträger eine flächige
Gestalt. Er kann aber zur Erzielung verschiedener Effekte
auch gewölbt sein oder eine Winkelstellung aufweisen.
Bevorzugterweise beträgt bei Wahl einer Winkelstellung für
den Objektträger dessen Innenwinkel, der sich über die
Trennlinie beider Bilder erstreckt, weniger als 180 Grad.
Hier kann je nach verwendeter Spiegelart oder auch
Abbildung eine Idealwinkelstellung gewählt werden, die
nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung variabel verstellbar und
fixierbar ist.
Anhand der beigefügten Zeichnungen, die besonders
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, wird
diese nun näher beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der
vorliegenden Erfindung, wobei anhand einer
Illustration eines Betrachters eine erste
Verfahrensvariante beschrieben wird;
Fig. 2 eine Alternative zur ersten Verfahrensweise;
Fig. 3 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Fig. 4 eine mögliche Formgebung des Objektträgers,
hier winkelförmig;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der
Aufnahmevorrichtung und dem Aufnahmeobjekt;
Fig. 6 zwei Varianten möglicher Stereobildpaare;
Fig. 7 die Stereobildpaare in einer Winkelstellung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des
Betrachters, bestehend aus einer
Trennscheibe mit links angeordneter
Spiegelfläche;
Fig. 9 eine Version gegenüber Fig. 8, bei der der
Spiegel rechts angeordnet ist;
Fig. 10 eine Betrachtervariation in Form einer
Trennscheibe mit beidseitigem Spiegel;
Fig. 11 den Objektträger mit der Angabe einer
Auswahl von erfindungsgemäßen Abmessungen;
Fig. 12
bis 14 drei verschiedene Betrachtervariationen und
Fig. 15
bis 18 verschiedene Versionen der
Betrachteranordnung in der Draufsicht.
Fig. 1 zeigt den auf dem Objektträger 1 ausgerichtete
Betrachter 8 in Form einer Trennscheibe 3. Mit dem
Bezugszeichen 6 und 7 sind die Augen der betrachtenden
Person gekennzeichnet. Es ist deutlich zu erkennen, daß in
Fig. 1 das linke Auge 6 gegenüber dem rechten Auge 7 eine
Winkelstellung einnimmt. Diese Winkelstellung, welche
daraus resultiert, daß das eine Auge das gleiche Bild wie
das andere Auge fixieren will, wird dazu ausgenutzt, um
das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden. Die
Trennscheibe 3 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel auf
einer Seite eine Spiegelfläche 5. Die auf dem Objektträger
1 befindlichen Bilder 2 sind in dieser Darstellung
schematisch nach oben geklappt und mit dem Symbolzeichen
"B" versehen. Hieraus läßt sich erkennen, daß das rechte
Bild 2b seitenrichtig abgebildet ist, während das linke
Bild 2a spiegelbildlich zum Bild 2b auf dem Objektträger 1
angeordnet ist. Neben dieser ersten erfindungsgemäßen
Maßnahme besitzen die Bilder zueinander einen, in der
Stereoskopie üblichen Versatz. Dieser Versatz ergibt sich
aus der Aufnahmetechnik, wie eingangs beschrieben. Auf der
Spiegelfläche 5 projiziert sich das spiegelbildlich
dargestellte Bild 2a nun in seitenrichtiger Darstellung,
wobei das linke Auge 6 das seitenrichtig dargestellte
Spiegelbild über die Spiegelfläche 5 erfaßt, während das
rechte Auge 7 direkt das seitenrichtige Bild 2b aufnimmt.
Im Gehirn erfolgt nun eine Verschmelzung zu einem Bild,
wobei der Raumeindruck entsteht.
Es ist hierbei noch anzumerken, daß der Betrachter 8 bzw.
die Trennscheibe 3 exakt auf der Trennlinie 4 beider
Bilder 2a und 2b ausgerichtet wird.
Die Fig. 2 zeigt die umgekehrte Situation, bei der das
rechte Bild 2b als Spiegelbild vorliegt. Der Betrachter 8
bzw. die Trennscheibe 3 wird dann so ausgerichtet, daß die
Spiegelfläche 5 auf das rechte Bild zeigt.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante der vorliegenden
Erfindung, wobei das linke Auge auf die Spiegelfläche 5
gerichtet ist, auf welcher sich das zuvor seitenrichtige
Bild nun spiegelverkehrt projiziert. Bei dieser Variante
entsteht ein sogenanntes 3-D-Hohlbild. Beispielsweise ist
der 3-D-Betrachter mit zwei Oberflächenspiegeln
ausgestattet. Es kann aber auch der Oberflächenspiegel dem
seitenrichtig abgebildeten Bild zugewandt werden. Somit
ergibt sich ein Bildeffekt, der dadurch entsteht, daß sich
die Person auf das spiegelverkehrte Bild konzentriert und
wodurch der 3-D-Eindruck entsteht, bei dem jedoch die
Objektpositionen invertiert sind, d. h. Objekte, die weit
von der Person entfernt sind, stehen im Vordergrund,
während Objekte, die sich nah an der Person befinden, im
Hintergrund abgebildet werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante der vorliegenden
Erfindung, bei der der Objektträger 1 eine Winkelstellung
aufweist. Der Winkel "Alpha" zwischen beiden Schenkeln 10a
und 10b wird entsprechend dem verwendeten Betrachter und
den dargestellten Objekten gewählt und ist jedenfalls
kleiner als 180 Grad.
Aus Fig. 5 geht nochmals die Aufnahmevorrichtung in ihrer
Position gegenüber dem Aufnahmeobjekt 12 hervor. Die
Aufnahmevorrichtung 11 kann aus zwei Einzelaufnahmegeräten
bestehen, die gegenüber dem Aufnahmeobjekt 12 in einem
definierten Abstand positioniert werden. Um das
stereoskopische Bild zu erzeugen, muß das Aufnahmeobjekt
12 aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln aufgenommen
werden. Erfindungsgemäß wird ein Aufnahmeabstand zwischen
horizontal 5,5 und 7,5 cm gewählt. Vertikal dürfen die
Aufnahmevorrichtungen nicht verschoben werden. Die
Bildüberlappung muß ca. 3 Grad betragen, d. h. die
Aufnahmevorrichtungen müssen jeweils um 1,5 Grad
zueinander gedreht sein.
Die Fig. 6 zeigt zwei Objektträger 1, wobei bei dem
Objektträger 1a die Version vorliegt, bei dem das Bild
links gespiegelt ist, während bei dem Objektträger 1b das
rechte Bild 2b gespiegelt ist.
Die Fig. 7 zeigt wiederum zwei Versionen, wobei der linke
Objektträger 1a eine Winkelstellung aufweist und das linke
Bild 2a gespiegelt ist, während der abgewinkelte
Objektträger 1b ein auf der rechten Seite gespiegeltes
Bild 2b besitzt.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen drei Varianten des Betrachters
8 in Frontansicht, wobei der Betrachter 8 lediglich aus
der Trennscheibe 3 besteht.
Gemäß der Fig. 8 ist die Spiegefläche 5 auf der linken
Seite der Trennscheibe 3 bzw. des Betrachters 8
angeordnet, während in Fig. 9 diese Spiegelfläche 5 auf
der rechten Seite angeordnet ist.
Die Fig. 10 zeigt die Trennscheibe 3 mit einer auf beiden
Seiten angeordneten Spiegelfläche 5.
Anhand der Fig. 11 soll auf die Dimension des
Objektträgers 1 und der Bildpaare 2 eingegangen werden.
Die Gesamtbildbreite, d. h. der Abstand zwischen beiden
äußeren Bildrändern ist mit dem Kennzeichen G vermerkt,
während die Bildhöhe das Zeichen BH trägt. Der Bildabstand
zwischen beiden Bildern 2a und 2b ist variabel.
Fig. 12 zeigt eine erste Variante des Betrachters 8 bzw.
der Trennscheibe 3. Die Betrachterhöhe H soll größer sein
als die Gesamtbildbreite G. In Fig. 13 besitzt der
Betrachter eine Abschrägung 13 während gemäß Fig. 14 eine
Rundung 14 vorgesehen ist. Die Breite des Betrachters 8
bzw. der Trennscheibe 3 ist mit dem Zeichen BB
gekennzeichnet, wobei die diese mindestens so groß wie die
Bildhöhe BH sein soll.
Die Fig. 15 bis 18 zeigen verschiedene
Betrachteranordnungen in der Draufsicht. Gemäß Fig. 15
wird der Betrachter 8 bzw. die Trennscheibe 3 auf die
Trennlinie 3 gesetzt, derart, daß die Spiegelfläche 5 nach
links ausgerichtet wird, um das dort spiegelbildlich
aufgebrachte Bild 2a in Projektion aufzunehmen.
Die Fig. 16 zeigt die umgekehrte Situation, wobei auf dem
Objektträger 1 das rechte Bild 2b als Spiegelbild
aufgebracht ist. Hier ist dann der Betrachter 8 bzw. die
Trennscheibe 3 so ausgerichtet, daß deren Spiegelfläche 5
nach rechts weist.
Fig. 17 zeigt eine Version der vorliegenden Erfindung,
bei der die Spiegelfläche 5 beidseitig auf der
Trennscheibe 3 angeordnet ist, wobei gemäß Fig. 18 die
Positionen der Bilder 2a und 2b gegenüber der Fig. 17
vertauscht sind.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine
Vorrichtung geschaffen, mit der die Generierung von
Raumbildern auf einfachste und schnellste Art und Weise
erfolgt, da durch die Ausnutzung der Winkelstellung der
Augen diesen sofort das jeweils richtige Bild zugeordnet
wird und die Raumbildverschmelzung erfolgen kann.
Bezugszeichenliste
1 Objektträger
2 Bildpaar
2a linkes Bild
2b rechtes Bild
3 Trennscheibe
4 Trennlinie
5 Spiegelfläche
6 Auge
7 Auge
8 Betrachter
9 Auflagequerstrebe
10a Schenkel von 1
10b Schenkel von 1
11 Aufnahmevorrichtung
12 Aufnahmeobjekt
13 Abschrägung
14 Rundung
2 Bildpaar
2a linkes Bild
2b rechtes Bild
3 Trennscheibe
4 Trennlinie
5 Spiegelfläche
6 Auge
7 Auge
8 Betrachter
9 Auflagequerstrebe
10a Schenkel von 1
10b Schenkel von 1
11 Aufnahmevorrichtung
12 Aufnahmeobjekt
13 Abschrägung
14 Rundung
Claims (37)
1. Verfahren zur Generierung von Raumbildern unter
Verwendung von Stereobildpaaren, welche mit einer
Stereokamera aus versetzten Standpunkten aufgenommen
werden oder durch geeignete Mittel ein solcher
Versatz simuliert wird und zum Zwecke der Wiedergabe
in einem definierten Abstand zueinander positioniert
werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bild eines Stereobildpaares spiegelbildlich
zum anderen dargestellt und auf einer vorgebbaren
Trennlinie beider Bilder ein, eine Spiegelfläche
aufweisender Betrachter so zu dem Bildpaar
ausgerichtet wird, daß eine räumliche Trennung
beider Bilder und der betrachtenden Augen bewirkt
wird und sich das spiegelbildlich dargestellte Bild
auf die Spiegelfläche des Betrachters projiziert,
derart, daß beide Augen das jeweils ihnen
zugeordnete Bild gleichzeitig erfassen, wobei ein
Auge das seitenrichtige und das andere Auge das
seitenrichtig projizierte Spiegelbild erfaßt und der
Räumlichkeitseindruck entsteht.
2. Verfahren zur Generierung von Raumbildern unter
Verwendung von Stereobildpaaren, welche mit einer
Stereokamera aus versetzten Standpunkten aufgenommen
werden oder durch geeignete Mittel ein solcher
Versatz simuliert wird und zum Zwecke der Wiedergabe
in einem definierten Abstand zueinander positioniert
werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Bild eines Stereobildpaares spiegelbildlich
zum anderen dargestellt und auf eine vorgebbare
Trennlinie beider Bilder ein mit einer Spiegelfläche
versehener Betrachter so zu dem Bildpaar
ausgerichtet wird, daß eine räumliche Trennung
beider Bilder und der betrachtenden Augen bewirkt
wird, und sich das seitenrichtige Bild auf die
Spiegelfläche projiziert, derart, daß beide Augen
das jeweils ihm zugeordnete Bild gleichzeitig
erfassen, wobei ein Auge das spiegelbildliche und
das andere Auge das Spiegelbild des seitenrichtigen
Bildes erfaßt und der Räumlichkeitseindruck unter
Invertierung der abgebildeten Objekte entsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der horizontale Aufnahmeabstand zwischen Kamera
und Objekt bei Wahl zweier unterschiedlicher
Blickwinkel zur Erzeugung des stereoskopischen
Bildes zwischen 5,5 und 7,5 cm beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmevorrichtung zur Erzeugung des
stereoskopischen Bildes vertikal konstant ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bildüberlappung ca. 3 Grad beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmevorrichtung jeweils um ca. 1,5 Grad
zueinander gedreht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Bilder horizontal in einer Ebene unter
vertikaler Konstanz angeordnet werden.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 7,
mit einem Objektträger auf dem das Stereobildpaar
angeordnet ist und mit Mitteln zur Betrachtung der
Bilder,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Objektträger (1) mindestens ein Bild (2a
oder 2b) eines Bildpaares (2) spiegelbildlich
dargestellt ist und daß das Mittel zur Betrachtung
der Bilder (2a/2b) mindestens aus einem auf einer
festlegbaren Trennlinie (4) der Bilder (2a/2b)
ausrichtbaren Betrachter (8) mit einer Trennscheibe
(3) besteht, welche auf mindestens einer Seite eine
Spiegelfläche (5) aufweist, auf die mindestens ein
auf dem Objektträger (1) befindliches Bild (2a/2b)
projizierbar ist und mittels der das Sichtfeld der
betrachtenden Augen (6, 7) trennbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Papier besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus einer Folie besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Pappe besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Kunststoff besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Holz besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Metall besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) aus Glas besteht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) als Bildschirm ausgebildet
ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennscheibe (3) die Betrachtungsvorrichtung
ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennscheibe (3) Teil einer
Betrachtungsvorrichtung ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spiegelfläche (5) der Trennscheibe (3) aus
einem nicht verzerrenden Oberflächenspiegel
geschaffen ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Papier besteht.
21. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Folie besteht.
22. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Pappe besteht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Kunststoff besteht.
24. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Holz besteht.
25. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Metall besteht.
26. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus Glas besteht.
27. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessungen des Betrachters (8) wie folgt
sind:
- a) Betrachterhöhe (H) = mindestens zweimal die Bildbreite plus den Bildabstand;
- b) Betrachterbreite (BB) = mindestens Bildhöhe (BH).
28. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bildabstand mindestens so groß ist, wie die
Betrachtertiefe.
29. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) vertikal, senkrecht und
mittig zwischen beiden Bildern (2a/2b)
positionierbar ist, wobei der Betrachter (8)
rechtwinkelig zu den Bildern (2a/2b) steht.
30. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) aus der Trennscheibe (3)
besteht, die zum Zwecke der korrekten Ausrichtung
eine Auflagequerstrebe (9) aufweist.
31. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) bzw. die Trennscheibe (3)
eine zu den Augen (6,7) der betrachtenden Person
gerichtete Abschrägung (13) aufweist.
32. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche
8 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrachter (8) bzw. die Trennscheibe (3)
eine zu den Augen (6, 7) der betrachtenden Person
gerichtete Rundung (14) aufweist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) flächig ausgebildet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) gewölbt ausgebildet ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Objektträger (1) eine Winkelstellung
aufweist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß der über die Trennlinie (4) ragende Innenwinkel
"Alpha" des Objektträgers (1) zwischen beiden
Bildern (2a/2b) eines Bildpaares (2) weniger als
180 Grad beträgt.
37. Vorrichtung nach Anspruch 35 und 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Winkelstellung des Objektträgers (1)
variabel verstell- und fixierbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19512293A DE19512293A1 (de) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von Raumbildern |
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DE19512293A DE19512293A1 (de) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung von Raumbildern |
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Family Applications (1)
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1996
- 1996-03-30 WO PCT/DE1996/000559 patent/WO1996031797A1/de active Application Filing
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---|---|
WO1996031797A1 (de) | 1996-10-10 |
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