Verfahren zur Entzerrung verzerrter photographischer Aufnahmen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum <B>Ei</B> intzerren von verzerrten photograpbischen Aufnahmen.
Beim Photographieren vom Ballon, vom Flugzeuge oder überhaupt von erhöhten Stel lungen aus, schief gegen das Gelände, erhält man Bilder, welche gegenüber senkrecht nach unten -vorgenommenen Aufnahmen verzerrt sind. Um solche Bilder derart umzuformen, dass sämtliche Abmessungen, gleichgültig, in welcher Richtung sie auf dem Bilde abge griffen werden, in demselben Massstube er scheinen, muss man sie einer Umwandlung unterziehen.
Der Erfindung gemäss wird zu diesem Zwecke das Positiv durch einen schmalen Schlitz streifenweise belichtet, während das Objektiv, das Negativ und das Positiv in der Richtung der optischen Axe gegenüber ein ander so verschoben werden, dass das Positiv überall scharf und dem aufgenommenen Ob jekt ähnlich ist.
Auf der Zeichnung ist eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Er findung dargestellt. Anhand dieser Einrich- tung soll das Verfahren im folgenden beispiels weise beschrieben werden.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Ein richtung, Fig. 2 ein Grundriss . unter Fortfall von Schiebern, die das Negativ bezw. Objektiv tragen; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Untergestell der Vorrichtung; Fig. 4 bis 7 sind Skizzen für die Ent wicklung der die Grundlage der Vorrichtung bildenden mathematischen Formeln.
Auf dem Untergestell 1 der Vorrichtung ist eine Drehscheibe 2 mit einem in Grade eingeteilten Teilkreis drehbar angeordnet. Mit ihr ist eine Führungsschiene 3 starr verbun den. Auf der Führungsschiene 3 ist ein Schie ber 4 angeordnet. Mit dem Schieber 4 ist durch den Zapfen 5 drehbar ein zweiter Schie ber G verbunden, der auf einer Führungs schiene 7 geführt ist. Diese Führungsschiene 7 ist starr mit dem Schlitten 8 verbunden. Der Schlitten 8 ist in der Längsrichtung des Untergestelles 1 verschiebbar auf dem Unter gestell angeordnet. Die Führungsschiene 7 ist senkrecht zur Längsrichtung des Untergestelles gerichtet.
In eine mit dein Schieber 4 fest verbun dene, nicht gezeichnete 11Zutter greift eine Schraubenspindel 9 ein, die drehbar, aber axial unverschiebbar in der Führungsschiene 3 gelagert ist. Mittelst des Handrades 10 kann diese Schraubenspindel gedreht werden. Die Drehung hat eine Verschiebung des Schiebers 4 auf der Führungsschiene 3 zur Folge. Bei dieser Verschiebung wird die Füh rungsschiene 7 und damit der Schlitten 8 in der Längsrichtung des Untergestelles mitge nommen. Zugleich verschiebt sich aber auch der zweite Schieber 6 auf der Führungs schiene 7. An dein Schieber 6 ist der Schirm 11 befestigt, der mit einem schmalen, senkrechten Schlitz 12 ausgestattet ist.
Die ser Schirm nimmt infolgedessen an der Quer verschiebung des Schiebers 6 teil.
Hinter dem Schirm befindet sich auf dem Schlitten 8 ein normal zur Längsrichtung des Gestelles verschiebbarer Schlitten 13. Auf diesem Scblitten ist die Kassette 14 befestigt, in welcher das Positiv 15, d. h. eine licht empfindliche Platte oder ein Film, Aufnahme findet, und zwar derart, dass dieses Positiv unmittelbar hinter dem Schirm 11 liegt Der Querschlitten 13 ist an einem Schie ber- 16 drehbar befestigt, der auf einer Füh rungsschiene 17 geführt ist. Diese Führungs schiene 17 ist an einer zweiten Drehscheibe 18 mit einem in Grade eingeteilten Teilkreis befestigt; die drehbar mit dein Untergestell 1 verbunden ist. Die Richtung der Führungs schiene 17 kann also eingestellt werden.
Sie bestimmt die Querverschiebung des Schlittens 13 im Verhältnis zur Längsverschiebung des Schlittens 8 Lind damit die Querverschiebung des Positivs 15.
An dem Untergestell 1 ist mittelst des Bockes 19 in nicht gezeichneter Weise das Objektiv 20 feststellbar befestigt, und zwar überbrückt der Bock 19 den Schlitten 8, so dass die Bewegung des Schlittens 8 durch den Bock nicht behindert wird.
Das Untergestell 1 trägt, in seiner Längs richtung verschiebbar, einen zweiten Schlitten 21. Auf diesem Längsschlitten ist eine Kas sette 22 befestigt, die zur Aufnahme des zu entzerrenden Negativs 23 bestimmt ist.
Hinter der Kassette 22 ist ein Beleuch tungsapparat 27 angebracht.
Die beiden Schlitten 21 und 8 tragen je einen Bolzen 24. Diese Bolzen reichen durch Längsschlitze der Schenkel zweier mittelst der Bolzen 26 am Gestell 1 angelenkten Winkelhebel 25 hindurch derart, dass durch die Bolzen 24 die beiden Winkelhebel rnrt- einänder gekuppelt werden. Die Schenkel der Winkelhebel 25 schliessen einen rechten Win kel ein. Die Hebel 25 bewirken bei einer Verschiebung des Sehlittens 8 und damit der Kassette 14 in Richtung nach dem Objektiv 20 eine Verschiebung der Kassette 22 in Richtung von dem Objektiv und umgekehrt.
Die Entfernung der Bolzen 26 von der Verbindungslinie der Drehbolzen 24 ist gleich der Brennweite des Objektivs. Ferner ist, wenn sich die Hebel in der Mittellage befin den, der Abstand von Positiv und Negativ vier Brennweiten. Die Winkelhebel 25 in Verbindung mit den Zapfen 24 und 26 be wirken infolgedessen, dass immer eine scharfe Abbildung erfolgt.
Wenn nämlich a der Abstand des Nega tivs, b der Abstand des Positivs vom Schirm und f die Brennweite des Objektivs ist, so .gilt die Gleichung
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woraus folgt<I>f 1 =</I> (b <I>- f)</I> (a <I>- f).
f</I> ist somit die mittlere geometrische Proportionale zwischen den Strecken (b <I>- f)</I> und (a <I>- f).</I> Da die Höhe dieses rechtwinkligen Dreiecks die mitt lere geometrische Proportionale zu den Hypo- tenusenabschnitten ist, ist diese Gleichung erfüllt, wenn die Winkelhebel 25 rechtwinklig und im Abstand f von der optischen Axe gelagert sind und wenn die Zapfen 24 vom Positiv bezw. Negativ die Entfernung f haben (Fig. 6).
Die Winkelhebel 29. können, wenn konstruktive Gründe es, wie in der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 bis 3, erfordern, längs der Achse zum Beispiel um eine Strecke x parallel verschoben werden unter gleichzeitiger Ver kürzung der Verbindung des Negativs mit dem ihni nächsten Zapfen 24 Lind Verlängerung der Verbindung zwischen dem Positiv und dem iliin zunächstliegenden Zapfen 24 j e um die Strecke x oder umgekehrt.
Es gilt darin nach Fig. 7 f''=[(1) -x)-(f-x)J f(a+x)-(f+x)] fl=(v-f) <I>(a-<B>f).</B></I>
Das Verhältnis der Längs- und Querver schiebungen der verschiedenen beweglichen Teile der Vorrichtung zueinander ist bestimmt durch die Einstellung der Führungsschienen 8 und 17. Der Winkel zwischen der Füh rungsschiene 3 und der optischen Axe sei (l. Der Winkel zwischen der Führungsschiene 17 und der optischen Axe sei r.
Bei der Aufnahme aus dem Flugzeug (Fig. 4) wird die Erde E auf das Negativ IV derart abgebildet, dass die Bilder von Geraden wieder gerade Linien sind und dass sich die geraden Linien auf dem Negativ N, die pa rallelen Geraden auf der Erde entsprechen, in der Geraden D schneiden, welche im Ab stand d von der optischen Axe senkrecht zur Zeichenebene steht.
Durch die Bewegung von Negativ N, Po sitiv P und Schlitz b' (Fig. 5) wird bewirkt, dass jeder Punkt des Negativs abgebildet wird, wenn er sich auf einer Ebene R befindet, und dass jeder Punkt des Positivs belichtet wird, wenn er sich auf einer Ebene Q befindet. Man kann sich vorstellen, däss das Negativ zuerst auf die Ebene R parallel zur optischen Axe projiziert, dass diese dann durch das Objektiv auf die Ebene Q abgebildet wird und dass diese endlich unter dem Winkel r der Schlit tenführung des Positivs zur optischen Axe auf das Positiv projiziert wird.
Sowohl bei der Projektion des Negativs auf die Ebene R, als auch bei der Projektion von der Ebene Q auf das Positiv P werden Strecken normal zur Zeichenebene mit gleicher Länge abge bildet, während die Strecken parallel zur Zeichenebene im gleichen Verhältnis verlän gert oder verkürzt abgebildet werden.
Infolge dessen müssen bei der Abbildung der Ebene R auf die Ebene Q, bei welcher gerade Li nien auf R wieder eine gerade Linie auf Q zum Bilde haben, die Punkte der Geraden D des Bildes des Horizontes auf dem Negativ ins Unendliche rücken, d. h. die Gerade D muss bei der Abbildung in der Brennpunkt ebene F des Objektivs 0 liegen, D* ist die Schnittlinie -dieser Ebene mit der Ebene R, und die Ebene Q muss parallel zur Ebene Y durch das Objektiv 0 und die Gerade D* sein.
Daraus folgt für die Neigung ss der Ebene Q und damit für den Winkel zwischen der Führungsschiene 3 und'der optischen Axe aus Fig. 4 und 5:
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wobei a der Auszug der Kamera auf dein Flugzeug, a die Neigung der optischen Axe zur Erde bei den Aufnahmen und f die Brenn weite des Projektionsobjektivs ist.
Wäre der Schlitz beim Negativ angeord net, so müsste seine Schlittenführung mit der optischen Axe den Winkels bilden, welcher die Neigung dieser Age zur Ebene R dar stellt. Aus den Fig. 4 und 5 folgt
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tja ist die Verkleinerung, welche die Strecken auf der R-Ebene, die normal zur Zeichenebene stehen und wenigstens in ihrer Verlängerung durch die optische Axe gehen, bei der Ab bildung auf der Q-Ebene erfahren.
Ist nun die Bedingung 1 bezw. 2 erfüllt, so werden parallele Linien auf der Erde E auf der Ebene Q wieder als parallele Linien abgebildet, und es ist nur noch nötig, dass der Massstab der Abbildung in der Richtung der Zeichenebene gleich dem Massstab normal zur Zeichenebene sei, damit das Bild des Positivs ähnlich der Erde E ist. Dies wird bewirkt durch Verschiebung des Positivs quer znr optischen Axe auf einem Schlitten, dessen Führung mit dieser Axe den Winkel r bildet.
Aus den Fig. 4 und 5 ergibt sich für den Massstab der Abbildung normal zur Zeichen ebene
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Infolgedessen muss die der Strecke lt. auf der Erde unter der optischen Axe entsprechende Strecke<I>fit"</I> auf dem Positiv<I>P</I> sein
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Aus Fig. 1 und 2 ergibt sich:
EMI0004.0003
Dabei bedeutet m' die Verkleinerung, die ein Streifen des Negativs normal zur Zeichen ebene im Abstand h' von der optischen Axe bei der Abbildung auf das Positiv erfährt.
Aus Fig. 4 und 5 ist
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Die beiden Werte von la" einander gleich ;wetzt, ergibt für
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Die Entzerrung eines Bildes mit der dar gestellten Einrichtung geht in folgender Weise voll statten Die Führungsschienen 3 und 17 werden in die Winkel ss und r zur optischen Axe eingestellt, die sich aus den oben angegebenen Formeln auf Grund des bekannten oder aus der Verzerrung zu bestimmenden Winkels a ergeben. Dann wird die Schraubenspindel 9 gedreht, bis der Schieber 4 und mit ihm der Schlitz 12 und die Schlitten 8 und 21 sich in der dargestellten Endlage befinden.
Nun wird das Negativ 23 in die Kassette 22 ein gelegt, und zwar derart, dass die Symmetrie- axe des Negativs wagrecht im Apparat liegt und die bei der Aufnahme am meisten ver kleinerte Seite des Bildes hinten. Zugleich wird zum Beispiel eine lichtempfindliche Platte 15 in die Kassette 14 eingelegt und die Lichtquelle in Tätigkeit gesetzt. Durch langsames Drehen des Handrades 10 wird sodann der Schlitz 12 mit gleichmässiger Ge schwindigkeit über das Positiv hinweggeführt. Dabei verschiebt sich die Kassette 14 mit dem Positiv quer zur optischen Axe in Fig. 1 nach vorn und in der Richtung der optischen Axe gegen das Objektiv.
Die Kassette 22- mit dem Negativ 23 dagegen verschiebt sich nur in der Richtung der optischen Axe und entfernt sich vom Objektiv. Die Querverschie bung des Schlitzes bewirkt dabei, dass stets neue unmittelbar benachbarte Streifen des in der Querrichtung unverschiebbaren Negativs zur Abbildung auf das Positiv kommen, wäh rend die entgegengesetzte Querverschiebung des Positivs bewirkt, dass stets neue Streifen desselben von den Lichtstrahlen getroffen werden. Auf diese Weise wird Streifen für Streifen des Negativs scharf und in der rich tigen Vergrösserung auf das Positiv projiziert, so dass das auf ihr erzeugte Bild nach allen Richtungen gemessen den gleichen Massstab auf weist.
Es ist selbstverständlich, da(,) auch ent weder das Negativ oder das Positiv und das Objektiv in der Richtung der optischen Axe bewegt werden können, während der andere Teil, das Positiv oder das Negativ, in der Richtung der optischen Axe nicht bewegt wird.
Ferner können das Negativ und das Po sitiv senkrecht zur optischen Axe gestellt und einerseits parallel in entgegengesetzter Richtung zueinander quer zur optischen Axe, anderseits in der Richtung der optischen Axe zwangsläufig bewegt werden, während der schmale Schlitz quer zur optischen Axe ver schoben wird.
Schliesslich könnte auch das Negativ oder das Positiv geneigt zur optischen Axe ange ordnet sein, zum Beispiel unter dem Winkel, welchen bei der Aufnahme die optische Axe mit der Erde bildet. Würde ein derart ge neigtes Negativ ortsfest angeordnet, so müss- teil sich das Positiv und der dann zweck mässig vor diesem angeordnete Schlitz quer zur optischen Axe und das Positiv, der Schlitz und das Objektiv in der Richtung der optischen Axe bewegen. Die Bewegungen könnten wieder zwangsläufig sein.
In allen diesen Fällen könnten sämtliche Bewegungen durch einen Motor selbsttätig ausgeführt werden.