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Einrichtung zum Herstellen eines aus Objekt und Hintergrund zusammengesetzten Bildes in einer Kamera
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von zusammengesetzten Bildern und bezieht sich besonders, wenn auch nicht ausschliesslich, auf eine Einrichtung, die in Fernsehstudios sowie in Filmund Photo ateliers anwendbar ist.
In'der Fernsehtechnik sowie in der Film- und Phototechnik wird häufig in einer Kamera ein aus Objekt und Hintergrund zusammengesetztes Bild hergestellt, wobei sich das Objekt vor einem Hintergrundbild befindet, das seinerseits mit Hilfe eines Projektors auf die reflex-reflektierende Oberfläche eines Hintergrundbildträgers, z. B. eines Schirmes, entworfen wird ; die Kamera, der Projektor und das betreffende Objekt befinden sich dabei auf der gleichen Seite des Hintergrundbildträgers. Unter Reflex-Reflexion ist ein Reflexionsvorgang zu verstehen, bei dem der einfallende Strahl in sich selbst zurückgeworfen wird.
Ideal soll dabei die Anordnung so sein, dass die wirksamen Objektive, d. h. das bildwerfende Objektiv des Projektors und das bildaufnehmende Objektiv der Kamera, gleiche Brennweite haben, damit keine Differenz zwischen der Perspektive des Objektes und der Perspektive des Hintergrundbildes, wie es von der Kamera aufgenommen wird, auftritt. Eine zweite Bedingung besteht darin, dass das Objektiv des einen Systems, also entweder des Projektors oder der Kamera, im wesentlichen mit dem virtuellen Bild des Objektivs des andern Systems koinzidiert.
Diese Bedingung wird gewöhnlich durch Verwendung einer transparenten ; zuweilen auch als Lichtteiler bezeichneten Spiegeleinrichtung erfüllt, "die unter einem Winkel zwischen der Kamera und dem Hintergrundbildträger angeordnet ist, wobei der Projektor seine Strahlen von der Seite her auf die Spiegeleinrichtung wirft, von der diese Strahlen sodann derart auf den Hintergrundbildträger geworfen werden, dass sie vom Objektiv der Kamera zu kommen scheinen.
In der Praxis haben nun aber Objektive gleicher Nennbrennweite infolge von Fertigungstoleranzen tatsächlich häufig geringfügig verschiedene Brennweiten, so dass zwar durch geeignete Anordnung der Kamera, des Projektors und des Hintergrundbildträgers die Bedingung der scheinbaren Koinzidenz der Objektive erfüllt werden kann, die Bedingung gleicher Brennweiten jedoch nicht erfüllt ist. Infolgedessen sind die Abmessungen des projizierten Hintergrundbildes oft etwas kleiner als die vom Kameraobjektiv gesehene Fläche, was zur Folge hat, dass der Rand des projizierten Bildes am Filmnegativ oder am Fernsehschirm erscheint, wodurch im zusammengesetzten Bild die Illusion eines wirklichen Hintergrundes gestört wird.
Das aufgezeigte Problem erschien zunächst unlösbar, weil nach der ersterwähnten Bedingung jedenfalls eine Nichtübereinstimmung zwischen der Perspektive des Objektes und der Perspektive des Hintergrundbildes, beides bezogen auf die Kamera, auftritt, wenn die Brennweiten von Kameraobjektiv und Projektorobjektiv nicht genau gleich sind, weshalb bisher gefordert wurde, jegliche Differenz zwischen den beiden Brennweiten zu vermeiden.
Versuche haben nun aber gezeigt, dass entgegen allen Erwartungen der durchschnittliche Betrachter tatsächlich innerhalb gewisser Grenzen Nichtübereinstimmungen in der Perspektive, die von einer Differenz zwischen den Brennweiten der Objektive vort Kamera und Projektor herrühren, nicht bemerkt, und dass es daher möglich wäre, die Abmessungen des projizierten Bildes durch eine Änderung der relativen Brennweiten so zu vergrössern, dass dieses Bild über die von der Kamera aus gesehene Fläche hinausreicht und
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dass infolgedessen die gewünschte Illusion eines zusammengesetzten Bildes nicht gestört wird.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Einrichtung zum Herstellen eines aus Objekt und Hintergrund zusammengesetzten Bildes in einer Kamera, bei der auf einen Hintergrundbildträger mit Reflex reflektierender Oberfläche mittels eines Projektors, der sich auf der gleichen Seite des Hintergrundbildträgers wie die Kamera und das Objekt befindet, über eine transparente Reflexionseinrichtung (einen sogenannten Lichtteiler) ein Hintergrundbild geworfen wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des Projektorobjektivs kürzer ist als die Brennweite des Kameraobjektivs. Vorzugsweise ist die Brennweite des
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wobeidte Kamera odereinem transparenten Spiegel oder aus einem halbdurchlässigen Spiegel, der von einer lichtabsorbierenden Oberfläche abgeschirmt sein kann.
Eine solche transparente Reqexioiseinrichtung kann auch als sehr dünne Folie oder Lamelle ausgebildet sein.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer er- läutert werden. Fig. l zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel, während Fig. 2 in schematischem Schnitt eine abgeänderte transparente Reflexionseinrichtung für den Apparat nach Fig. 1 darstellt.
Gemäss Fig. 1 ist eine Fernsehkamera 11 vor einem aufzunehmenden Objekt 12 angeordnet, das beispielsweise eine Person, ein Haus, eine Vordergrundszenerie od. dgl. sein kann, wobei sich das Objekt vor einem Hintergrundbildträger in Form eines Schirmes 13 befindet. Auf dem Schirm 13 wird das Hintergrundbild mit Hilfe eines Projektors 14 entworfen, der so angeordnet ist, dass in bezug auf den Schirm 13 das virtuelle Bild des Hauptpunktes seines Objektivs 15 mit dem Hauptpunkt des Kameraobjektivs 16 koinzidiert. Dies wird durch Anwendung einer transparenten Reflexionseinrichtung in Form eines halbdurchlässigen Spiegels 17 erreicht, der unter einem Winkel zwischen der Kamera 11 und dem Objekt 12 angeordnet ist.
Um die unerwünschten Auswirkungen von Streulicht möglichst gering zu halten, ist der halbdurchlässige Spiegel gemäss Fig. 2 in einem schachtelartigen Gehäuse 18 montiert, das mit einem dunklen, nicht reflektierenden Belag 19 verkleidet ist. Geeignete kleine Öffnungen im Gehäuse 18 dienen zur Aufname der Objektive 15 und 16 von Projektor und Kamera. Die dem Kameraobjektiv 16 gegenüberliegende Seite des Gehäuses 18 ist offen, so dass der Schirm 13 sowohl für die Kamera 11 sichtbar ist als auch für die Projektionsstrahlen des Hintergrundbildes freiliegt.
Die dem Projektorobjektiv 15 gegenüberliegende Seite des Gehäuses 18 ist offen und ermöglicht so eine Absorption der ein unerwünschtes Hintergrundbild enthaltenden Strahlen 22, die vom halbdurchlässigen Spiegel 17 reflexionsfrei durchgelassen werden, wogegen das erwünschte Hintergrundbild durch die reflektierten Strahlen 23 erzeugt wird.
Die Strahlen 22 könnten nach abermaliger Reflexion in die Kamera 11 gelangen, was zu einer Verschlechterung des zusammengesetzten Bildes führen würde. Aus diesem Grunde ist eine lichtabsorbierende Einrichtung erforderlich, um diese Strahlen soweit wie möglich zu unterdrücken. Diese Absorptionseinrichtung hat dieFrom eines an das Spiegelgehäuse 18 angesetzten, einseitig offenen Zylinders 24 oder die Form eines mit offener Basisseite an das Spiegelgehäuse 18 angesetzten Kegels. Der dargestellte Zylinder 24 ist mit schwarzem Samt 19 ausgekleidet, u. zw. in solcher Weise, dass der Flor zum Projektorobjektiv 15 hin geneigt ist, wodurch maximale Lichtabsorption erhalten wird.
Der Projektor 14 wirft seine Lichtstrahlen auf den halbdurchlässigen Spiegel 17 von der Seite her, so dass die vom Spiegel reflektierten Strahlen, gesehen vom Schirm 13, vom vorderen Hauptpunkt des Kameraobjektivs 16 zu kommen scheinen. Der Schirm 13 auf den das Hintergrundbild auftrifft, ist Reflex reflektierend ausgebildet, d. h. er hat die Eigenschaft, jeden einfallenden Lichtstrahl in Einfallsrichtung zurückzuwerfen. Das Objekt 12 wird in geeigneter Weise beleuchtet, wobei die Helligkeit von Objekt 12 und Hintergrundbild relativ zueinander so eingeregelt werden, dass von der Kamera 11 gesehen ein harmonischer Bildeindruck entsteht.
Das von der Kamera 11 gesehene Bild setzt sich infolge der beschriebenen optischen Anordnungen aus dem Hintergrundbild und dem Bild des im Vordergrund erscheinenden Objektes 12 zusammen. Um sicherzustellen, dass das Hintergrundbild Abmessungen hat, die grösser sind als die von der Kamera 11 gesehene Fläche, ist der Projektor 14 mit einem Objektiv 15 ausgestattet, das eine Änderung der Brennweite erlaubt, dabei aber die Lage der hinteren Brennebene in bezug auf das Objektiv 15 unverändert lässt. Auf
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diese Weise werden die Kosten eines Satzes von Objektiven, von denen jeweils eines mit geeigneter Brenn- weite ausgewählt werden kann, eingespart. Solche Objektive werden im allgemeinen als Gummilinsen be- zeichnet.
Das Objektiv 15 ist ferner mit einer einstellbaren (nicht dargestellten) Irisblende ausgestattet, so dass die Helligkeit des Hintergrundbildes in bezug auf die Helligkeit des im Vordergrund befindlichen
Objektes 12, die für die Belichtung massgeblich ist, eingeregelt werden kann.
Bei Anwendung dieser Einrichtung können die Abmessungen des Hintergrundbildes durch Änderung der
Brennweite des Objektivs 15 verändert werden. Die hiedurch verursachte Änderung der Perspektive des Hintergrundbildes führt zwar zu einer Nichtübereinstimmung zwischen der Perspektive von Objekt 12, gesehen von der Kamera 11, und Hintergrundbild, ebenfalls gesehen von der Kamera 11, doch hat sich gezeigt, dass diese Nichtübereinstimmung bis zu einer Differenz der Brennweiten von etwa 100/0 vom menschlichen Auge ohne störenden Eindruck hingenommen wird.
Das in der Brennweite veränderbare Objektiv 15 des Projektors 14 ist deshalb so ausgebildet, dass es auf eine Brennweite eingestellt werden kann, die bis zu 100/0 kürzer ist als die Brennweite des Kameraobjektivs 16, so dass die erwähnte Bedingung bei der Herstellung des zusammengesetzten Bildes jedenfalls eingehalten wird.
Bei der praktischen Verwendung wird der Apparat in der beschriebenen Weise aufgestellt und sodann wird mit Hilfe des halbdurchlässigen Spiegels 17 auf den Schirm 13 ein Hintergrundbild geworfen, beispielsweise eine Strassenszenerie, in der sich scheinbar ein Fussgänger 25 in vorgegebenem Abstand vom Hauptpunkt des Kameraobjektivs 16 befindet. Dieses Hintergrundbild ist für die Kamera 11 durch den halbdurchlässigen Spiegel 17 sichtbar. Das Objekt 12, beispielsweise ein Schauspieler, wird nun in der rich- tigenperspektivischen Lage zum Hintergrundbild aufgestellt.
Soll beispielsweise der Schauspieler in der Nähe des in der Strassenszenerie erscheinenden Fussgängers auftreten, so muss er sich nahe dem scheinbaren Standort 25 dieses Fussgängers, der, wie schon erwähnt, von der Kamera in einem vorgegebenen Abstand vom Hauptpunkt des Kameraobjektivs 16 gesehen wird, aufstellen, allerdings nicht genau entsprechend dem scheinbaren Standort des Fussgängers, sondern etwas näher der Kamera 11, um so die scheinbaren Grössenunterschiede zu kompensieren, die von der beim beschriebenen System künstlich eingeführten Nicht- übereinstimmung der Perspektiven herrühren.
Das Objekt wird sodann durch nicht dargestellte Scheinwerfer beleuchtet und die Helligkeit des Hintergrundbildes wird mit Hilfe der Irisblende im Projektorobjektiv 15 so eingeregelt, dass sie zur Helligkeit des Objektes 12 passt und daher von der Kamera 11 ein harmonisch abgewogenes zusammengesetztes Bild gesehen wird. Falls das Hintergrundbild, das von der Kamera 11 gesehen wird,. einen dunklen Rand haben sollte, wird die Brennweite des Projektorobjektivs 15 verkürzt, bis dieser dunkle Rand verschwindet.
Wenn von der Kamera 11 ein Bildfilm aufgenommen wird, so können ein automatisches Spurenhalten beim Vor- und Zurückfahren des Dolly und andere übliche Arbeitsvorgänge durch geeignete Einstellung der entsprechenden Geräteteile der Einrichtung bewirkt werden.
Es ist ohne weiteres erkennbar, dass die beschriebene Einrichtung verschiedentlich abgewandelt werden kann. Beispielsweise kann auch die Kamera 11 ein Objektiv veränderbarer Brennweite aufweisen, u. zw. an Stelle des Projektors oder zusätzlich zu diesem. Eine solche Ausführung ermöglicht Aufnahmen mit zu- und abnehmender Brennweite und andere erwünschte Effekte.
Das Projektorobjektiv kann ebenfalls mit einer Irisblende ausgestattet sein, so dass es zum Abgleich der Beleuchtungsstärke des Hintergrundbildträgers gegenüber dem Objekt im Vordergrund verwendbar ist.
Der halbdurchlässige Spiegel kann durch einen gewöhnlichen, nicht transparenten Spiegel ersetzt werden. Ferner kann ein transparenter Spiegel in Form einer unversilberten Glasplatte als Teilspiegel dienen, dessen Rückseite einen dünnen Überzug aufweist, oder aber ein membranartiger, dünner Lichtteiler (Folie, Lamelle), um das bei relativ dicken transparenten Spiegeln unvermeidliche Auftreten von sogenannten "Geisterbildern"neben dem wirklichen Bild auszuschalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Herstellen eines aus Objekt und Hintergrund zusammengesetzten Bildes in einer Kamera, wobei auf einen Hintergrundbildträger mit Reflex reflektierender Oberfläche mittels eines Projektors, der sich auf der gleichen Seite des Hintergrundbildträgers wie die Kamera und das Objekt befindet, über eine transparente Reflexionseinrichtung (Lichtteiler) ein Hintergrundbild geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des Projektorobjektivs kürzer ist als die Brennweite des Kameraobjektivs.