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Die
Erfindung betrifft eine Visualisierungsvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und ein Visualisierungsverfahren nach Anspruch 22.
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Besucher
historischer Orte oder touristisch bedeutender Landschaften sind
häufig
daran interessiert, zu erfahren, wie die betreffenden realen Ansichten
zu einem anderen Zeitpunkt ausgesehen haben oder aussehen werden.
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Ein
typisches Beispiel sind Besucher in Berlin, die wissen wollen, wo
die Berliner Mauer einst stand. Auch wird typischerweise immer wieder
nach dem vergangenen oder zukünftigen
Aussehen des Potsdamer Platzes gefragt. Solche Fragen werden regelmäßig auch
in anderen Städten
oder in Bezug auf Landschaften gestellt.
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Aus
der
WO 95/0756 A1 oder
der
US-A 5,815,411 ist
eine Vorrichtung bekannt, bei der mit einem optischen System, wie
z. B. einer Art Fernglas, eine reale Ansicht betrachtet werden kann.
Die Blickrichtung auf die reale Ansicht wird über eine Lageerfassung, z.
B. mit einem GPS-System, erfasst. In Abhängigkeit von der Blickrichtung
werden nun der realen Ansicht gespeicherte Bildelemente überlagert,
so dass eine künstlich
ergänzte
Ansicht (augmented-reality)
entsteht.
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Dabei
ist nachteilig, dass eine solche Vorrichtung erhebliche Rechenkapazitäten benötigt, da bei
jeder Veränderung
des Blickwinkels eine neue künstlich
ergänzte
Ansicht berechnet werden muss. Auch ist die Berechnung der Lageerfassung
sehr komplex. Gerade bei einem Einsatz im Außenraum werden die notwendigen
technischen Systeme Witterungseinflüssen und heftigem Gebrauch
ausgesetzt, worunter die notwendige komplexe Technik leidet. Die
Kosten und der technische Aufwand für die Rechenkapazitäten erschweren
den kostengünstigen Einsatz
im Außenraum
ganz erheblich.
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Aus
der
DE 197 34 409
A1 ist eine Orientierungsvorrichtung bekannt, die ebenfalls
eine augmented-reality Ansicht schafft. Dazu weist sie einen Bildschirm
in einem Gehäuse
auf, das auf einer Standvorrichtung drehbar montiert ist. Auch hier
wird in einer technisch aufwendigen Weise ein Komposit-Bild berechnet,
was einen erheblichen apparativen Aufwand erfordert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Visualisierungsvorrichtung und
ein Visualisierungsverfahren realer Gegenstände zu schaffen, die besonders
wirtschaftlich sind und so robust sind, dass sie insbesondere im
Außenraum einsetzbar
sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Visualisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein
Visiermittel, das beweglich an einer ortsfesten Lagerungsvorrichtung
angeordnet ist, dient dazu, auf einen realen Gegenstand ausgerichtet
zu werden.
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Unter
einem Visiermittel wird hier jede Vorrichtung verstanden, die räumlich auf
einen realen Gegenstand ausgerichtet werden kann, so dass zwischen
dem Visiermittel und dem realen Gegenstand eine räumlich eindeutige
Beziehung besteht. Ein Visiermittel im Sinne der Erfindung ist z.
B. eine Peilvorrichtung. Ein Lageerfassungsmittel dient der Erfassung
der räumlichen
Ausrichtung des Visiermittels auf den realen Gegenstand. Ein Datenverarbeitungsmittel
dient der Anzeige mindestens eines vorab gespeicherten Speicherbildes
auf einem Anzeigemittel, wobei das Speicherbild in Korrelation von
der räumlichen
Ausrichtung des Visiermittels insbesondere automatisch auswählbar ist.
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Ein
Speicherbild im Sinne dieser Erfindung ist jede Art einer visuellen
Information, wie z. B. eine Foto, ein virtuelles Bild oder eine
Videosequenz.
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Das
Speicherbild ist der Ausrichtung des Visiermittels räumlich korreliert,
so dass ein Betrachter das zur realen Ansicht perspektivisch passende Speicherbild
auf dem Anzeigemittel sieht. Durch die Kopplung des Visiermittels
und der Anzeige des vorab gespeicherten Speicherbildes wird die
Datenverarbeitung vereinfacht, da keine Berechnungen z. B. für Überblendungen,
Teilintegration von Informationen in das Bild oder die Berechnung
eines augmented-reality Bildes notwendig sind. Dadurch werden die
Kosten für
die Vorrichtung gesenkt und es ist möglich, die gesamte Vorrichtung
robust zu gestalten, so dass diese auch für längere Zeit ohne Wartung im
Außenraum
aufgestellt werden kann. Die Vorteile kommen bei der Aufstellung
im Außenraum besonders
zum Tragen; grundsätzlich
kann die Vorrichtung aber auch in geschlossenen Räumen Verwendung
finden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung
ist die Korrelation zwischen der Ausrichtung des Visiermittels und
mindestens einem Speicherbild in Form einer Tabelle und/oder eines
funktionellen Zusammenhangs im Datenverarbeitungsmittel gespeichert.
Damit lässt
sich die Auswahl des räumlich
richtigen Speicherbildes beschleunigen und vereinfachen.
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In
einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung
ist das Visiermittel an der Lagerungsvorrichtung um mindestens eine
Achse drehbar und/oder entlang einer Achse verschiebbar angeordnet.
Damit kann ein bestimmter Winkelbereich einer realen Ansicht über das
Visiermittel angepeilt werden, so dass sich Speicherbilder zu verschiedenen
realen Gegenständen
anzeigen lassen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Lageerfassungsmittel
die Ausrichtung des Visiermittels über mindestens einen Drehwinkelgeber
erfasst, da diese einfach und robust aufgebaut sind.
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Mit
Vorteil weist das Visiermittel der Visualisierungsvorrichtung eine
mechanische Visiervorrichtung auf. Damit lässt sich die Ausrichtung auf
einen realen Gegenstand besonders einfach und kostengünstig erreichen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Visiermittel ein optisches System zum
Betrachten mindestens eines realen Gegenstandes aufweist, da damit ein
komfortables Betrachten des realen Gegenstandes ermöglicht wird.
Unter einem optischen System wird hier jedes Mittel verstanden,
das geeignet ist, einen realen Gegenstand für einen Betrachter beobachtbar
zu machen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das optische System ein
Linsen- und/oder Spiegelsystem zur Wiedergabe der realen Ansicht
aufweist. Weist das Spiegelsystem des optischen Systems mindestens
einen halbdurchlässigen
Spiegel auf, kann damit vorteilhafterweise erreicht werden, dass
reale Ansichten und Speicherbilder in einfacher Weise austauschbar
sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung weist
das optische System eine Teleoptik und/oder eine Weitwinkeloptik
auf, so dass ein Betrachter die reale Ansicht und/oder mindestens
ein Speicherbild in einer von ihm gewünschten Weise betrachten kann.
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Vorteilhafterweise
verfügt
das Anzeigemittel der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung als
Anzeigemittel mindestens über
ein Display zur Wiedergabe mindestens eines Speicherbildes. Dabei ist
es besonders vorteilhaft, wenn das Display als LCD-Display, insbesondere
mit veränderbarer
Transparenz, ausgebildet ist. Auf dem Display lassen sich z. B.
farbige Speicherbilder anzeigen. Auch kann das Datenverarbeitungsmittel
bearbeitete Bilder (z. B. gezoomte Bilder) auf dem Display in einfacher
Weise anzeigen.
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Ebenfalls
ist es vorteilhaft, wenn das optische System und/oder das Anzeigemittel
in einem Gehäuse
angeordnet sind, so dass eine besonders kompakte Bauform erreicht
wird.
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Zur
Verminderung der notwendigen Rechenleistung ist es vorteilhaft,
wenn das Datenverarbeitungsmittel die reale Ansicht des realen Gegenstands
auf dem Anzeigemittel durch mindestens ein Speicherbild austauscht
und nicht überblendet.
Damit wird die erforderliche Rechenleistung des Datenverarbeitungsmittels
erheblich reduziert.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung
ein Verzögerungsmittel
zum zeitlich verzögerten
Austausch der realen Ansicht durch mindestens ein Speicherbild aufweist.
Durch die zeitliche Verzögerung
wird für
einen Betrachter ein angenehmer optischer Übergang von der realen Ansicht
auf das Speicherbild geschaffen.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung
weist ein Umschaltmittel zur manuellen Umschaltung zwischen realer
Ansicht und mindestens einem Speicherbild auf. Damit kann ein Betrachter
auf einfache Weise zwischen der realen Ansicht und dem Speicherbild
hin- und herschalten, so dass er beide Ansichten miteinander vergleichen
kann.
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Vorteilhafterweise
verfügt
die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung über Auswahlmittel zur
Auswahl zur realen Ansicht korrelierter Speicherbilder. Liegen mehrere
Speicherbilder zu einer realen Ansicht vor, z. B. aus verschiedenen
Zeiten, so kann ein Betrachter mit dem Auswahlmittel aus verschiedenen
Speicherbildern eine Auswahl treffen.
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Vorteilhafterweise
sind mindestens ein Umschaltmittel und/oder mindestens ein Auswahlmittel in
einem Bedienelement der Visualisierungsvorrichtung, insbesondere
einem Dreh- oder
Schiebegriff, integriert. Damit ist eine besonders einfache Bedienung
möglich.
Durch die Integration ist auch eine kompakte Bauweise der gesamten
Vorrichtung möglich.
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In
vorteilhafter Weise ist mindestens ein Speicherbild als Standbild
und/oder eine Abfolge von Bildern, insbesondere als ein Videofilm
ausgebildet. Damit lassen sich reale Ansichten besonders wirklichkeitsnah
abbilden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestens ein
Speicherbild eine Darstellung der gleichen realen Ansicht in der
Vergangenheit und/oder eine virtuelle Ansicht der realen Ansicht
ist. Damit lassen sich in einfacher Weise virtuelle Zeitreisen realisieren.
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Mit
Vorteil weist eine erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung
ein Mittel zum Zoomen für die
reale Ansicht und/oder mindestens eines Speicherbildes auf. Auch
ist es vorteilhaft, wenn ein Mittel zur Bearbeitung eines Ausschnitts der
realen Ansicht und/oder mindestens eines Speicherbildes vorgesehen
ist, da damit die Flexibilität
der Benutzung erhöht wird.
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Mit
besonderem Vorteil verfügt
die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung über eine Kamera,
insbesondere eine digitale Kamera, zur Speicherung eines Speicherbildes
der realen Ansicht. Damit können
z. B. jeweils aktuelle Veränderungen
einer realen Ansicht (z. B. neue Gebäude) von der Kamera aufgenommen
und als Speicherbilder abgelegt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung
sind das Visiermittel, das Lageerfassungsmittel und das Datenverarbeitungsmittel
in der Lagerungsvorrichtung angeordnet, so dass eine besonders kompakte Bauform
erreicht wird.
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Vorteilhafterweise
ist das Visiermittel um mindestens eine Achse mit einem Antrieb
bewegbar, so dass die Bedienung der Visualisierungsvorrichtung erleichtert
wird.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn die Stromversorgung der Visualisierungsvorrichtung über ein Stromkabel,
Batterien und/oder eine Solarstromanlage erfolgt.
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Ferner
weist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Visualisierungsvorrichtung
ein akustisches System auf, mit dem akustische Informationen in
Korrelation mit der Ausrichtung und/oder dem angezeigten Speicherbild
abstrahlbar sind. Damit lassen sich die visuellen Eindrücke mit
akustischen Eindrücken überlagern,
so dass eine effiziente Multimediastruktur erzeugt wird.
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Die
Aufgabe wird auch durch ein Visualisierungsverfahren für reale
Gegenstände,
insbesondere für
eine Stadtlandschaft, mit den Merkmalen des Anspruch 22 gelöst.
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Dabei
wird zuerst ein Visiermittel, das beweglich an einer ortsfesten
Lagerungsvorrichtung angeordnet ist, räumlich auf einen realen Gegenstand ausgerichtet.
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Dann
wird die räumliche
Ausrichtung des Visiermittels durch ein Lageerfassungsmittel bestimmt und
anschließend
wird durch ein Datenverarbeitungsmittel in Abhängigkeit der Ausrichtung insbesondere
automatisch mindestens ein Speicherbild ausgewählt und auf einem Anzeigemittel
angezeigt. Dabei korreliert das Speicherbild mit der Ausrichtung des
Visiermittels.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1a–c eine
schematische Darstellung des Funktionsprinzips der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung;
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2 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Visiermittels
mit einem optischen System, dass auf einer Lagerungsvorrichtung
montiert ist;
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3a–c Darstellungen
von drei Ausführungsformen
des optischen Systems für
eine erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung;
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4a–h Darstellungen
von acht Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung;
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5 Detailansicht
einer erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung.
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In 1a, 1b, 1c ist
das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 (siehe 2)
dargestellt.
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Ein
Visiermittel 1 (siehe 1a) der
Visualisierungsvorrichtung 30 dient dazu, einen realen
Gegenstand 50a, 50b, 50c ”anzupeilen”, indem
das Visiermittel 1 in die Richtung des realen Gegenstandes 50a, 50b, 50c gedreht
wird.
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Das
Visiermittel 1 weist hier ein optisches System 5 (siehe 2)
auf, durch das der reale Gegenstand 50a, 50b, 50c betrachtet
werden kann. Unter einem optischen System 5 wird jedes
Mittel verstanden, das geeignet ist einen realen Gegenstand 50a, 50b, 50c für einen
Betrachter beobachtbar zu machen. Dabei kann die Ansicht z. B. verkleinert,
vergrößert oder
verzerrt werden, um z. B. einen größeren Blickwinkel zu haben
(Fischauge). Auch ein Wechsel zwischen verschiedenen Betrachtungsarten (z.
B. Umschalten von Weitwinkel- auf Teleoptik) ist für bestimmte
Anwendungen sinnvoll.
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Bei
manchen Ansichten wird keine optische Veränderung der Ansicht erforderlich
sein, so dass das optische System 5 die Ansicht im Wesentlichen so
wiedergibt, wie der Betrachter sie mit dem bloßen Auge wahrnimmt.
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Das
optische System 5 ist im vorliegenden Fall analog zu einem
Fernglas ausgebildet. Alternativ sind auch optische Systeme 5 wie
z. B. Fernrohre einsetzbar.
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Eine
alternative Ausgestaltung des Visiermittels 1 weist eine
mechanische Peilvorrichtung auf, die auf einen realen Gegenstand 50a, 50b, 50c ausgerichtet
werden kann. Auch kann ein einfacher Drehknopf oder ein Schieberegler
mit einer Skala dazu dienen, eine räumliche Korrelation zwischen
der Position des Visiermittels 1 und dem realen Gegenstand 50a, 50b, 50c herzustellen.
Ein Drehknopf würde dann
z. B. einen Pfeil aufweisen, den ein Benutzer in Richtung des realen
Gegenstands 50a, 50b, 50c drehen könnte.
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Das
Visiermittel 1 ist hier mit einem optischen System 5 ausgestattet,
bei dem die räumliche Ausrichtung 2 und
die Blickrichtung durch das optische System 5 zusammenfallen,
d. h. ein Betrachter kann einen realen Gegenstand 50a, 50b, 50c durch das
Visiermittel 1 entlang der Ausrichtung 2 anpeilen.
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In
der dargestellten Situation sollen die realen Gegenstände 50a, 50b, 50c Gebäude sein,
die aus einiger Entfernung mit dem Visiermittel 1 betrachtet
werden. Das optische System 5 des Visiermittels 1 verfügt über einen
gewissen Öffnungswinkel,
so dass jeweils ein Teil der Gebäude 50a, 50b, 50c vom
optischen System 5 erfassbar ist. Die Ausrichtung 2 ist
hier die Winkelhalbierende dieses Öffnungswinkels.
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Die
Ansicht, die sich einem Betrachter durch das optische System 5 bietet,
ist in 1b dargestellt; es zeigt die
reale Ansicht 11 des Gebäudes 50b.
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Die
Ausrichtung 2 des Visiermittels 1 wird durch ein
hier nicht dargestelltes Lageerfassungsmittel erfasst. Dabei wird
der Drehwinkel des Visiermittels 1 in der Zeichnungsebene
erfasst. Der Drehwinkel ist hier als Vollkreis in einem kartesischen
Koordinatensystem dargestellt. Da das hier anvisierte Gebäude 50b genau
vor dem Visiermittel 1 liegt, beträgt der Drehwinkel, der der
hier dargestellten Ausrichtung 2 zugeordnet ist, 90°. Da das
Visiermittel 1 ortsfest aufgestellt ist, ist es nicht notwendig,
die Koordinaten des Visiermittels 1 zu berechnen, so dass
die notwendige Datenverarbeitung sehr effizient und robust ist.
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Die
Visualisierungsvorrichtung 30 weist ein hier nicht dargestelltes
Datenverarbeitungsmittel 3 auf, in dem eine Tabelle mit
der Zuordnung Drehwinkel-Speicherbild gespeichert ist, so dass zu
bestimmten Drehwinkeln jeweils ein gespeichertes Bild, ein Speicherbild 12,
automatisch ausgewählt
wird. Durch die Speicherung in einer Tabelle werden aufwendige Umrechnungsarbeiten
vermieden. Alternativ kann statt einer Tabelle ein fester funktionaler
Zusammenhang gespeichert werden, der eine schnelle Zuordnung von
räumlicher
Ausrichtung 2 und Speicherbild 12 erlaubt.
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Das
Speicherbild 12 wird dann auf einem Anzeigemittel 7 (siehe 3) des optischen Systems 5 anstelle
der realen Ansicht 11 angezeigt; die reale Ansicht 11 wird
durch das Speicherbild 12 ausgetauscht.
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Für den bloßen Austausch
der realen Ansicht 11 durch das Speicherbild 12 sind
keine umfangreichen Umrechnungen notwendig, die z. B. bei einer Überblendung
zweier Bilder erforderlich wären.
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Ein
Speicherbild 12 ist hier ein Standbild. Alternativ kann
das Speicherbild 12 eine Filmsequenz sein.
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Die
Anzeige des Speicherbildes 12 erfolgt automatisch, nachdem
das Visiermittel 1 eine bestimmte Zeit auf einem Drehwinkel
verharrte. Auch kann die Anzeige des Speicherbildes 12 durch
eine Benutzeraktion (z. B. einen Tastendruck) ausgelöst werden.
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Das
Speicherbild 12 zeigt hier einen Zustand, der mit der realen
Ansicht 11 nicht übereinstimmt,
nämlich
eine historische Ansicht. Diese historische Ansicht ist so gewählt, dass
die gleiche Perspektive vorliegt, wie bei der realen Ansicht 11.
Ein Betrachter kann somit die reale Ansicht 11 mit der
historischen Ansicht des Speicherbildes 12 vergleichen.
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In
hier nicht dargestellter Weise verfügt die Visualisierungsvorrichtung 30 über Umschaltmittel,
z. B. in Form eines Bedienelementes, mit dem zum schnellen Vergleich
schnell manuell zwischen der realen Ansicht 11 (siehe 1b)
und dem Speicherbild 12 (siehe 1c) hin
und her geschaltet werden kann.
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Durch
ein ebenfalls hier nicht dargestelltes Auswahlmittel (z. B. einen
Dreh- oder Schieberegler) kann ein Benutzer zwischen verschiedenen
Speicherbildern 12, die perspektivisch der realen Ansicht 11 entsprechen,
wählen.
So können
z. B. Speicherbilder 12, die zu verschiedenen Zeiten aufgenommen
wurden, durch das Auswahlmittel hintereinander angezeigt werden,
so dass eine Art Zeitreise entsteht.
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Auch
verfügt
die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung 30 über ein
akustisches System, das zu der jeweiligen Ausrichtung 2 und
dem angezeigten Speicherbild 12 korrelierte akustische
Informationen abstrahlt.
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Somit
lässt sich
auf wirtschaftliche Weise ein robustes Multimediasystem aufbauen,
dass insbesondere für
die Aufstellung im Außenraum
geeignet ist.
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Dabei
wurde die Anwendung hier anhand eines touristischen Beispiels erläutert. Grundsätzlich ist
aber die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung 30 geeignet,
jede Art von vorab gespeicherten Speicherbildern 12 in
Abhängigkeit
von der räumlichen
Ausrichtung 2 eines Visiermittels 1 anzuzeigen.
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In 2 ist
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 dargestellt.
Das Visiermittel 1 ist dabei auf einer Lagerungsvorrichtung 20 gelagert.
Hier weist das Visiermittel 1 einen rotatorischen Freiheitsgrad
auf, da es um die Längsachse
der Lagerungsvorrichtung 20 drehbar ist; d. h. das Visiermittel 1 ist
in einer horizontalen Ebene verschwenkbar.
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Das
Visiermittel 1 weist als optisches System 5 eine
Art Fernglas auf, dessen Ausrichtung 2 (siehe 1) mit der zentralen Blickrichtung durch
das Fernglas zusammenfällt.
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An
dem Visiermittel 1 ist seitlich je ein Bedienelement 6 angeordnet,
mit dem das Visiermittel 1 um die Längsachse der Lagerungsvorrichtung 20 gedreht
werden kann. Damit kann ein Betrachter das Visiermittel 1 über einen
Vollkreis verschwenken. Alternativ verfügt die Visualisierungsvorrich tung 30 über Antriebe,
die eine automatische oder zuschaltbare Verschwenkung des Visiermittels 1 erlauben,
so dass ein Benutzer nicht die Hände
zum Bedienen der Vorrichtung benötigt.
Mit einer geeigneten Steuerung ist eine automatische Bedienung der
Visualisierungsvorrichtung 30 (z. B. automatisierte Schwenks
des Visiermittels 1) möglich.
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Die
Lagerungsvorrichtung 20 ist im Boden verankert, so dass
sie standsicher ist. Ein Datenverarbeitungsmittel 3, das
für die
automatische Zuordnung der Ausrichtung 2 des Visiermittels 1 und
den entsprechenden Speicherbildern 12 sorgt, ist in der Verankerung
angeordnet. Das Datenverarbeitungsmittel 3 ist hier als
Mikrocomputer ausgebildet, bei dem die Speicherbilder 12 auf
einem Datenträger
(z. B. CD-ROM, Festplattenspeicher, DVD) gespeichert sind.
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Durch
die Anordnung des Datenverarbeitungsmittels 3 im Sockel
der Lagerungsvorrichtung 20 ist das Datenverarbeitungsmittel 3 gut
vor äußeren Einflüssen geschützt.
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Alternativ
kann das Datenverarbeitungsmittel 3 auch einem Ständer oder
einem sonstigen Lagerungsmittel angeordnet sind. Ebenfalls ist es
möglich, das
Datenverarbeitungsmittel dezentral an einem besonders geschützten Ort
anzuordnen. Eine solche dezentrale Anordnung bietet sich an, wenn
z. B. mehrere Visualisierungsvorrichtungen angesteuert werden sollen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung weist das optische System 5 eine
digitale Kamera 13 (siehe 3c) auf,
die die reale Ansicht 11 aufnehmen kann. Die Aufnahmen
werden an das Datenverarbeitungsmittel 3 übertragen,
mit einer Positions- und Zeitmarkierung versehen und dann als neue
Speicherbilder 12 gespeichert.
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Damit
ist es möglich,
dass die erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung 30 in
der Lage ist, selbständig
Speicherbilder 12 zu generieren, die von einem Betrachter
anwählbar
sind. Im Rahmen des oben geschilderten Beispiels einer ”Zeitreise”, würde dies
eine ständige
Aktualisierung der Zeitreise bedeuten.
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In 2 ist
ein optisches System 5 dargestellt, bei dem die Betrachtung
der realen Ansicht 11 und des Speicherbildes 12 in
einer Vorrichtung erfolgt; d. h. das Anzeigemittel 7 für das Speicherbild 12 ist
im gleichen Gehäuse
wie die Optik des optischen Systems 5 untergebracht. Ein
Betrachter sieht die reale Ansicht 11 und das Speicherbild 12 im
selben Gerät,
so dass ein besonders intensiver Vergleich der beiden Ansichten
möglich
ist, da der Kopf zwischen den Ansichten nicht bewegt werden muss; die
Bilder werden vor seinen Augen ausgetauscht.
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In
alternativen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 ist
das Anzeigemittel 7 getrennt von dem Visiermittel 1 ausgebildet.
Eine besonders robuste und kostengünstige Ausgestaltung besteht
aus einer drehbaren, mechanischen Peileinrichtung (z. B. einem Drehknopf),
die auf einen realen Gegenstand 50a, 50b, 50c ausrichtbar
ist. Das korrelierte Speicherbild 12 wird dazu auf einem
Display als Anzeigemittel 7 dargestellt. Somit kann ein
Betrachter die reale Ansicht 11 ohne Hilfsmittel mit seinen
Augen betrachten und das korrelierte Speicherbild 12 auf
dem Display betrachten. Das Display kann dabei z. B. in einem Gebäude oder
einer Mauer angeordnet sein, so dass sich eine besonders robuste
Ausgestaltung ergibt.
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In 3a–3c sind
drei Ausgestaltungen für
das optische System 5 dargestellt, die jeweils dazu dienen,
die reale Ansicht 11 und das Speicherbild 12 wechselweise
anzuzeigen.
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In 3a ist
eine Ausgestaltung des optischen Systems 5 dargestellt,
bei der der reale Gegenstand 50 über ein Display mit veränderbarer Transparenz 7 als
Anzeigemittel von einem Betrachter 8 anvisiert werden kann.
Die Doppelpfeile in 3a geben die Blickrichtung an.
Als Display 7 wird hier ein LCD-Display verwendet.
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Das
zu dieser realen Ansicht 11 korrelierte Speicherbild 12 kann
dann auf dem Display angezeigt werden, so dass für den Betrachter 8 die
reale Ansicht 11 gegen das Speicherbild 12 ausgetauscht wird.
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Alternativ
können
wie in 3b dargestellt, ein halbdurchlässiger Spiegel 10a und
ein Spiegel 10b dazu verwendet werden, das Speicherbild 12 für den Betrachter 8 anzuzeigen.
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Auf
der linken Seite der 3b ist dargestellt, dass ein
Betrachter 8 den realen Gegenstand 50 durch das
optische System 5 betrachtet. Dabei gelangt das Bild über den
halbdurchlässigen
Spiegel 10a zum Betrachter. Das Anzeigemittel 7,
hier ein LCD-Display, ist in dieser Phase inaktiv.
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Soll
auf das Speicherbild 12 umgeschaltet werden, so wird, wie
rechts in 3b dargestellt, eine Klappe 9 vor
den halbdurchlässigen
Spiegel 10a geklappt. Der Betrachter 8 erkennt
dann das Speicherbild 12 über den halbdurchlässigen Spiegel 10a und
den Spiegel 10b auf dem Anzeigemittel 7.
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Das
Speicherbild wird von dem hier nicht dargestellten Datenverarbeitungsmittel 3 auf
das Anzeigemittel 7 übertragen.
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In 3c dient
eine Kamera 13 dazu, eine reale Ansicht 11 aufzunehmen,
die dann auf dem Anzeigemittel 7, z. B. einem LCD-Bildschirm,
wiedergegeben wird. Das gleiche Anzeigemittel 7 dient auch dazu,
ein im hier nicht dargestellten Datenverarbeitungsmittel 3 gespeichertes
Speicherbild 12 wiederzugeben.
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In 4a–h sind
acht Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 perspektivisch
dargestellt, die jeweils auf einer Lagerungsvorrichtung 20 angeordnet
sind. Dabei weisen die Ausgestaltungen jeweils eine unterschiedliche Beweglichkeit
des Visiermittels 1 und des optischen Systems 5 auf.
Die Beweglichkeit wird jeweils durch die Pfeile wiedergegeben.
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In 4a lässt sich
das Visiermittel 1 mit einer Querstange 21 in
der Horizontalen verdrehen. An den Enden der Querstange 21 ist
jeweils ein Bedienelement 6 angeordnet, mit dem die Visiereinrichtung gegenüber der
Horizontalen (siehe Pfeilrichtung) um die Längsachse der Querstange 21 verkippbar
ist.
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In 4b ist
das Visiermittel 1 auf einer Plattform angeordnet, an der
Bedienelemente 6 angeordnet sind. Die Bedienelemente 6 dienen
der Drehung in der Horizontalen und dem Verkippen aus der Horizontalen.
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In 4c ist
eine Ausgestaltung mit einem Visiermittel 1 dargestellt,
das direkt über
einem hier nicht dargestellten Dreh- und Verkippgelenk an der Lagerungsvorrichtung 20 angeordnet
ist. Die Bedienelemente 6 dienen dazu, eine Verkippung
des Visiermittels 1 um jeweils eine der Gelenkachsen zu bewirken.
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In 4d ist
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 dargestellt,
bei der das Visiermittel 1 mit den jeweils seitlich angeordneten
Bedienelementen 6 sowohl in der Horizontalen drehbar als
auch aus der Horizontalen verkippbar angeordnet ist.
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In 4e ist
eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 dargestellt,
bei der das Visiermittel 1 mittels der daran angeordneten
Bedienelemente 6 gegenüber
der Horizontalen in Pfeilrichtung verkippbar ist.
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4f zeigt
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30,
bei der das Visiermittel 1 auf einer Stange 22 angeordnet ist,
die in der Horizontalen in einem Lager 23 translatorisch
verschiebbar ist. Das Lager 23 ist in der Horizontalen
drehbar an der Lagerungsvorrichtung 20 angeordnet. Durch
ein Greifen der Bedienelemente 6 kann das Visiermittel 1 in
der Horizontalen gedreht werden. Das Verschieben in der Horizontalen
dient dazu, bestimmte Speicherbilder 12 auszuwählen. Ein Detail
dieser Vorrichtung ist in 5 dargestellt.
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In 4g ist
eine erfindungsgemäße Visualisierungsvorrichtung 30 mit
einem Visiermittel 1 dargestellt, das um eine horizontale
Achse verkippbar angeordnet ist.
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In 4h ist
das Visiermittel 1 der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 auf
einem Kugelgelenk 24 dargestellt. Alternativ ist es auch
möglich,
das Visiermittel 1 mit dem optischen System 5 kardanisch
zu lagern, so dass die Ausrichtung 2 des Visiermittels 1 sich
in jede Raumrichtung erstrecken kann.
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In
den Fällen
der 4a–4e, 4g und 4h ist
ein Bedienelement 6 als Drehgriff ausgebildet, mit dem
unterschiedliche Speicherbilder 12 ausgewählt werden
können.
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In 5 ist
ein Detail der in 4f dargestellten erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 dargestellt.
Das Visiermittel 1 ist um das Drehgelenk 25 in
der Horizontalen drehbar. Das Lager 23 dient zur Aufnahme
der Stange 22, die in dem Lager 23 translatorisch
verschiebbar ist. Durch im Lager 23 angeordnete Sensorik
wird die Position der Stange im Lager 23 bestimmt. Diese
Information wird vom hier nicht dargestellten Datenverarbeitungsmittel 3 ausgewertet
und zur Auswahl von Speicherbildern 12 verwendet.
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So
kann eine solche Visualisierungsvorrichtung 30 im Zusammenhang
mit der Visualisierung von historischen Zusammenhängen dienen,
wobei ein realer Gegenstand mit dem Visiermittel 1 anvisiert wird;
eine Verschiebung des Visiermittels entlang der Stange 22 dient
dann dazu, Speicherbilder 12 bestimmter Epochen anzuzeigen.
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Die
Erfindung beschränkt
sich in ihrer Ausführung
nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen Visualisierungsvorrichtung 30 und dem
erfindungsgemäßen Visualisierungsverfahren auch
bei grundsätzlich
anders gearteten Ausführungen
Gebrauch machen.