CH343784A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Bilder - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Bilder    Das Patent betrifft ein Verfahren und eine Vor  richtung zur Herstellung dreidimensionaler Bilder und  bezweckt die photographische oder kinematographi  sche Herstellung von Bildern, die im Gegensatz zu  stereoskopischen Bildern nicht nur bei Betrachtung  mit bestimmten Hilfsmitteln dreidimensional wirken,  sondern tatsächlich dreidimensional sind und daher  auch keine Hilfsmittel zur Betrachtung erfordern.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin,  dass     aneinandergereihte    Schichten des     abzubildenden     Objektes einzeln beleuchtet und als Schichtbilder auf  genommen werden, und dass die erhaltenen Schicht  bilder alsdann in der gleichen räumlichen Anord  nung wie die durch sie dargestellten Objektschichten  und in Abständen, welche den Abständen der Objekt  schichten unter Berücksichtigung des Abbildungs  massstabes entsprechen, zu dem dreidimensionalen  Bild vereinigt werden.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung enthält Mittel  zur Beleuchtung des abzubildenden Objektes in ver  schiedenen Schichten, Mittel zur Herstellung der den  beleuchteten Schichten entsprechenden Teilbilder und  Mittel zur räumlichen Vereinigung der Teilbilder ent  sprechend der räumlichen Anordnung der Bild  schichten.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfin  dungsgemässe Vorrichtung werden im folgenden bei  spielsweise erläutert.  



  Beispielsweise Ausführungsarten des Verfahrens  nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung  erläutert, in welcher Ausführungsbeispiele der er  findungsgemässen Vorrichtung dargestellt sind. Es  zeigt:       Fig.    1 eine Aufnahme und Beleuchtungsvorrich  tung in schematischer Darstellung,       Fig.    2 eine Vorrichtung für die Schichtbeleuchtung  in perspektivischer Darstellung,         Fig.    3 verschiedene Aufnahmen und       Fig.    4 eine Vorrichtung zur Wiedergabe.  



  In der     Fig.    1 bezeichnet 1 einen Gegenstand, der  auf einem dreidimensionalen Bild dargestellt werden  soll. Der Gegenstand 1 befindet sich auf der photo  graphischen Achse     R-S    zweier einander gegenüber  liegend angeordneter Kameras 4 bzw. 5. Diese kön  nen gewöhnliche oder Kinokameras sein. Die Achse       R-S    verläuft in der Mitte zwischen zwei zueinander  parallelen Laufschienen 10, an welchen     Schicht-          beleuchtungsvorrichtungen    2-2 bzw. 3-3 ver  schiebbar geführt sind. Die nähere Ausbildung die  ser Beleuchtungsvorrichtungen ist aus der     Fig.    2 er  sichtlich.

   Die Lichtquelle, eine     U-förmige    Röhre 6,  ist in einem entsprechend     geformten    Gehäuse 7 ange  ordnet, welches mittels Gleitstücke 16 an den Schie  nen 10 abgestützt ist. Die innere Wand 8 des Ge  häuses 7 ist als Spiegelreflektor ausgebildet, welcher  die Lichtstrahlen durch einen Schlitz 9 auf den zwi  schen den Schenkeln befindlichen Gegenstand 1 re  flektiert. Der Schlitz 9 ist möglichst schmal gehal  ten, um eine scharf abgegrenzte Strahlung zu er  halten.  



  Die Beleuchtungsvorrichtungen 2-2 bzw. 3-3  werden nun an den Schienen 10 streckenweise derart  verschoben, dass die in der     Fig.    1 mit<I>a, b, c</I><B>...</B><I>x,</I> y,     z     bezeichnete Schichten des Gegenstandes 1 der Reihe  nach beleuchtet werden. Jede beleuchtete Schicht  wird mittels der Kamera 4 bzw. 5     einzeln    aufgenom  men.  



  Die Aufnahmen können auf einem stillstehenden  Negativfilm gemacht werden, doch kann dieser mit  einer auf die Bewegung der Beleuchtungsvorrichtung  abgestimmten Geschwindigkeit transportiert werden.  Die U-förmige Lichtquelle ergibt eine schattenlose,  scharfe Beleuchtung des Gegenstandes bzw. der in  der     betreffenden    Schicht enthaltenen Konturen des-      selben. Es entstehen dann ringförmige     Konturauf-          nahmen,    wie in der     Fig.    3     veranschaulicht    sind. Sind  die einzelnen Aufnahmen bei stillstehendem Film er  folgt, so erhält man ein Negativ 11, das sämtliche  Schichtbilder enthält.

   Wurde dagegen der     Film    trans  portiert, so verfügt man über einen Satz von Nega  tiven 12, von denen jedes ein Schichtbild enthält. In  beiden Fällen, besonders aber im erstgenannten Falle  ist es vorteilhaft die Beleuchtungsstärke so zu regu  lieren, dass die Belichtung der aufeinanderfolgenden  Schichten zu- oder abnimmt. In dieser Weise wird  eine besonders gute Raumwirkung erzielt, wie dies  später noch näher zu erläutern sein wird.  



  Die erhaltenen Negative 11 bzw. 12 werden nun  zur Herstellung der Positive verwendet. Dies kann  beispielsweise durch Kopieren des oder der Negative  auf einen lichtempfindlichen Körper, welcher z. B.  aus dem unter dem Markennamen      Corning    Glas   bekannten Material besteht. Wie aus der     Fig.    4 er  sichtlich, wird das Negativ 11 oder die aufeinander  gelegten Negative 12 mittels ultravioletten Kopier  lichtes     projiziert,    welches je nach der Helligkeit der  einzelnen Schichtbilder unterschiedlich tief in den  Glaskörper 15 eindringt.

   Die     Eindringtiefe    des Ko  pierlichtes entspricht dabei jeweils der     Tiefenlage     der betreffenden Schicht des dargestellten Gegen  standes, freilich unter Berücksichtigung des geltenden  Massstabes. Über die Zwischenstufe des praktisch  zweidimensionalen Negativs wird also der dargestellte  Gegenstand als Raumbild reproduziert, welches sich  aus den in Abständen und in der richtigen Reihen  folge     hintereinanderfolgenden,    in den Glaskörper       hineinkopierten    einzelnen Schichtbildern zusammen  setzt. Solche Glaskörper sind in der Form von Plat  ten in Dicken von 5-7,5 cm im Handel er  hältlich.

   Sollte die erforderliche Bildtiefe dickere  Glaskörper erheischen, so können mehrere Platten       aufeinandergeschichtet    werden, wobei vorteilhaft jede  Platte einer Schicht des Ausnahmeobjektes entspricht.  



  Eine andere Möglichkeit zum Erhalten eines Posi  tives besteht im Umkopieren der Schichtbilder je auf  einem Kartonpapier, dessen Dicke der nach dem  Massstab der Darstellung transportierten Dicke der  Objektschichten entspricht. Die einzelnen Schicht  bilder werden nun längs ihren Konturen ausge  schnitten und in der richtigen Reihenfolge     aufein-          andergelegt,    wobei tatsächlich ein räumliches Ge  bilde entsteht, das dann in bekannter Weise verviel  fältigt werden kann.  



  Die Negative können auch auf einen Bildschirm       projiziert    werden. Um dabei dreidimensionale Bilder  zu erhalten, werden die Teilbilder nacheinander mit  einer zeitlichen Bildfolge projiziert, welche das Auf  lösungsvermögen des Auges überschreitet, so dass  die Einzelbilder gleichzeitig, also als Gesamtbild ge  sehen werden. Der Bildschirm führt dabei eine hin  und her gehende Beleuchtung aus, welche der Bewe  gung der Beleuchtungsvorrichtung bei der Aufnahme  der projizierten Schichtbilder entspricht, wobei selbst  verständlich der Massstab berücksichtigt wird. Die    projizierten Schichtbilder liegen dann jeweils in einer  Bildebene, die der reproduzierten Objektschicht ent  sprechende     Tiefenlage    einnimmt.  



  Zum Projizieren werden gewöhnliche Kinofilme  - wie z. B. bei 13 in der     Fig.    3 dargestellt - ver  wendet, welche die einzelnen Schichtbilder jedoch in  der dargestellten Reihenfolge<I>a, b, c</I><B>...</B><I>x, y,</I>     z,    y, x<B>...</B>  <I>c, b, a, b,</I> c<B>...</B> usw. tragen.  



  Die Negative können aber auch an einer Scheibe  14     (Fig.3)    angeordnet sein. Die Scheibe wird in  Rotation versetzt, wobei der Bildschirm synchron mit  dem Bildwechsel in der richtigen Reihenfolge in die  verschiedenen Projektionsebenen versetzt wird.  



  Es ist möglich, zwischen zwei aufeinanderfolgen  den Schichtbildern ein Gesamtbild zu projizieren, wel  ches der Superposition der Schichtbilder einer Reihe  entspricht, die mit dem ersten Schichtbild beginnt und  mit dem letzten vor dem Gesamtbild projizierten  Schichtbild endet.  



  Bei einer modifizierten Ausführungsart wird auf  das erste Schichtbild eine Schicht mit lichtempfind  licher Oberfläche aufgebracht, auf welche dann das  folgende Schichtbild aufgenommen wird. Die Dicke  der aufgebrachten Schicht entspricht selbstverständ  lich dem Abstand der     Schichtbilder    im herzustellen  den dreidimensionalen Bild. Der Vorgang wird dann  schrittweise von Schichtbild zu Schichtbild wiederholt.  



  Ob nun die darzustellenden Gegenstände nur in  einer Richtung oder aber auch in der entgegengesetz  ten Richtung aufgenommen werden, hängt weitgehend  von der Beschaffung des Gegenstandes ab. Bei ein  fachen Gegenständen genügt das einfache Vorgehen,  während bei Gegenständen von kompliziertem Aufbau  das     zweite    Vorgehen zweckmässiger ist. Gegebenen  falls kann auch eine Zusatzbeleuchtung verwendet  werden, welche jedoch in der Beleuchtungsebene der  Hauptbeleuchtung wirken muss.  



  Damit nur die Kontur der durch die Lichtquelle  beleuchteten Objektschicht und nicht auch weitere  Teile des Objektes auf dem zugeordneten Schichtbild  zur Darstellung kommen, darf nur diese Schicht mit  einer für das Aufnahmemittel aktiven Strahlung be  leuchtet werden. Zu diesem Zweck kann sich das  Objekt in einem hinreichend verdunkelten Raum be  finden. Bei einem einer Allgemeinbeleuchtung aus  gesetzten Objekt kann das Verfahren jedoch ebenfalls  durchgeführt werden, indem das Objekt mit einer  Strahlung beleuchtet wird, welche von der Strahlung  der Allgemeinbeleuchtung des Objektes verschieden  ist. Dabei sind photographische Aufnahmematerialien  zu verwenden, welche auf die Strahlung der Licht  quelle reagieren aber unempfindlich für die Strahlung  der Allgemeinbeleuchtung sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Bil der, dadurch gekennzeichnet, dass aneinandergereihte Schichten des abzubildenden Objektes einzeln be leuchtet und als Schichtbilder aufgenommen werden, und dass die erhaltenen Schichtbilder alsdann in der gleichen räumlichen Anordnung wie die durch sie dar gestellten Objektschichten und in Abständen, welche den Abständen der Objektschichten unter Berück sichtigung des Abbildungsmassstabes entsprechen, zu dem dreidimensionalen Bild vereinigt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt in verschiedenen Schichten senkrecht zur Richtung der optischen Achse der Aufnahmekamera beleuchtet und aufgenommen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schichtbild aus zwei in einander entgegengesetzten Richtungen auf genommenen Aufnahmen zusammengesetzt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schichtbilder über- und nach einander hergestellt werden, indem nach Herstellung jedes Schichtbildes auf die dieses Schichtbild tragende Schicht eine weitere Schicht mit lichtempfindlicher Oberfläche aufgebracht und auf dieser Schicht das folgende Schichtbild hergestellt wird, wobei die Dicke jeder Schicht dem vorbestimmten Abstand der be treffenden Schichtbilder entspricht. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schichtbilder in ver schiedenen, ihren Bildebenen zugeordneten Tiefen lagen in einem aus lichtempfindlichem Material beste henden Körpern erzeugt werden, in den die aktive Strahlung je nach ihrer Wellenlänge und Intensität verschieden tief eindringt, wobei für jedes Schichtbild eine aktive Strahlung solcher Wellenlänge und Inten sität angewandt wird, dass die Eindringtiefe der Strahlung der Tiefenlage des Schichtbildes in dem Körper angepasst ist. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schichtbilder entlang ihren Konturen aus einem Material, dessen Dicke dem vor bestimmten Abstand der Bildebene der Wiedergabe entspricht, ausgeschnitten und zur Bildung des drei dimensionalen Bildes aufeinandergeschichtet zusam mengefügt werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die auf transparentem Material hergestellten Schichtbilder Fläche an Fläche mitein ander zur Bildung dreidimensionalen Bildes vereinigt werden, wobei das Material jedes Schichtbildes eine Dicke aufweist, welche dem Abstand der Bildebenen der Wiedergabe entspricht. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die verschiedenen Schichtbildern entsprechenden Bildebenen des Objektes mit unter schiedlicher Intensität beleuchtet werden.

   B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Schichtbilder mit unterschiedlicher, von den natürlichen Helligkeits verhältnissen des Objektes abweichenden Helligkeiten wiedergegeben werden. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Projektion eines dreidimen sionalen Bildes die Schichtbilder nacheinander mit einer das zeitliche Auflösungsvermögen des Auges überschreitenden zeitlichen Bildfolge auf einen Bild schirm projiziert werden, der in Richtung der opti schen Achse des Projektionsgerätes eine derart hin und her gehende Bewegung ausführt, dass er sich bei der Projektion jedes Schichtbildes in der diesem Schichtbild zugeordneten Bildebene des projizierten dreidimensionalen Bildes befindet.

   PATENTANSPRUCH 1I Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ge mäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch Mittel zur Beleuchtung des abzubildenden Objektes in ver schiedenen Schichten, Mittel zur Herstellung der den beleuchteten Schichten entsprechenden Schichtbilder und Mittel zur räumlichen Vereinigung der Schicht bilder entsprechend der räumlichen Anordnung der Bildschichten. UNTERANSPRÜCHE 10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beleuchtung des abzubildenden Objektes eine Lichtquelle aufweisen, welche zum punktweisen Beleuchten des Objektes eingerichtet ist. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Projektion dreidimensionaler Bilder ein wenigstens annähernd parallel zur vor gesehenen Blickrichtung beweglicher Bildschirm vor gesehen ist, welcher sich bei der Projektion jedes Schichtbildes in der diesem Schichtbild zugeordneten Bildebene befindet.