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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur räumlichen Darstellung zeitlicher
Zustands- und/oder
Lageänderungen
dreidimensionaler Objekte. Weiterhin betrifft die Erfindung eine
Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Aus
der Praxis sind verschiedene computergestützte Bildbearbeitungs- und
Bilderstellungsverfahren bekannt, um am PC aus zweidimensionalen Abbildungen
dreidimensionale Objektdarstellungen zu entwickeln. Diese dreidimensionalen
Darstellungen erlauben zwar auch ein räumliches Drehen der dargestellten
Objekte, jedoch ist es nicht möglich, dass
verschiedene Betrachter zum selben Zeitpunkt das dargestellte dreidimensionale
Objekt von verschiedenen Ansichten betrachten können.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur
räumlichen
Darstellung zeitlicher Zustands- und/oder Lageänderungen dreidimensionaler
Objekte zu schaffen, das eine plastische Darstellung zeitlicher
Bewegungsabläufe und/oder
Zustandsänderungen
ermöglicht.
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Die
verfahrensmäßige Lösung dieser
Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens
zwei räumlich
versetzt zueinander angeordnete dreidimensionale Objekte, wobei
jedes dreidimensionale Objekt eine andere Zustands- und/oder Lagecharakteristik
darstellt und die dreidimensionalen Objekte in chronologischer Abfolge
der dargestellten Zustands- und/oder Lagecharakteristiken zueinander
angeordnet sind.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es erstmalig möglich,
zeitliche Zustands- und/oder Lageänderungen, wie beispielsweise
Bewegungsabläufe,
physisch materialisierter dreidimensionaler Objekte räumlich so
darzustellen, dass verschiedene Betrachter zum selben Betrachtungszeitpunkt
das zu betrachtende Objekt aus einem jeweils individuellen Betrachtungswinkel
in Augenschein nehmen können.
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Zur
Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Zustands- und/oder Lageänderungen
der dreidimensionalen Objekte wird gemäß einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgeschlagen, dass die dreidimensionalen Objekte relativ zu einem
jeden Betrachter bewegt werden.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Darstellung des zeitlichen Ablaufs der
Zustands- und/oder Lageänderungen
der dreidimensionalen Objekte dadurch, dass ein jeder Betrachter
relativ zu den dreidimensionalen Objekte bewegt wird.
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Die
vorrichtungsmäßige Lösung der
Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei
dreidimensionale Objekte räumlich
versetzt zueinander angeordnet sind, wobei jedes dreidimensionale
Objekt eine andere Zustands- und/oder Lagecharakteristik darstellt
und die dreidimensionalen Objekte in chronologischer Abfolge der
dargestellten Zustands- und/oder Lagecharakteristiken zueinander
angeordnet sind, und dass jeder Betrachter zu einem Betrachtungszeitpunkt
immer ausschließlich
eines der dreidimensionalen Objekte wahrnehmen kann.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es erstmalig möglich,
zeitliche Zustands- und/oder Lageänderungen, wie beispielsweise
Bewegungsabläufe,
physisch materialisierter dreidimensionaler Objekte räumlich so
darzustellen, dass verschiedene Betrachter zum selben Betrachtungszeitpunkt
das zu betrachtende Objekt aus einem jeweils individuellen Betrachtungswinkel
in Augenschein nehmen können.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird vorgeschlagen, dass die dreidimensionalen Objekte zur Darstellung des
zeitlichen Ablaufs der Zustands- und/oder Lageänderungen der dreidimensionalen
Objekte relativ zu dem mindestens einen Betrachter bewegbar sind.
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Mit
einer praktischen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die dreidimensionalen Objekte zur Erzeugung der Relativbewegung in
Bezug auf die Betrachter auf einem Transportmedium, beispielsweise
einer Art Förderband,
angeordnet sind, das im Wesentlichen geradlinig relativ zu dem mindestens
einen Betrachter verfahrbar ist.
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Alternativ
zu der im wesentlichen geradlinigen Bewegung der dreidimensionalen
Objekte relativ zu den Betrachtern wird mit der Erfindung vorgeschlagen,
dass die dreidimensionalen Objekte auf einem Transportmedium, beispielsweise
einer Art Drehscheibe, angeordnet sind, das auf einer im Wesentlichen
kreisförmigen
Bahn relativ zu dem mindestens einen Betrachter verfahrbar ist.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird vorgeschlagen, zur Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Zustands- und/oder
Lageänderungen
der dreidimensionalen Objekte der mindestens eine Betrachter relativ
zu den dreidimensionalen Objekte bewegbar ist.
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Um
bei der Relativbewegung zwischen den dreidimensionalen Objekten
und den Betrachtern sicherzustellen, dass jeder Betrachter zu einem
Betrachtungszeitpunkt immer ausschließlich eines der dreidimensionalen
Objekte wahrnehmen kann, wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgeschlagen, dass zwischen dem mindestens einen Betrachter und
den dreidimensionalen Objekten eine Blende derart angeordnet ist,
die jedem Betrachter zu einem Betrachtungszeitpunkt immer ausschließlich die
Betrachtung eines der dreidimensionalen Objekte ermöglicht.
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Weiterhin
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass zur Darstellung des zeitlichen
Ablaufs der Zustands- und/oder Lageänderungen der dreidimensionalen
Objekte die dreidimensionalen Objekte in einem abgedunkelten Raum
angeordnet sind und jedes dreidimensionale Objekt derart beleuchtbar
ist, dass jeder Betrachter zu einem Betrachtungszeitpunkt immer
ausschließlich
eines der dreidimensionalen Objekte wahrnehmen kann. Diese Darstellungsmöglichkeit
des zeitlichen Ablaufs hat den Vorteil, dass ganz auf die Erzeugung
einer Relativbewegung zwi schen den dreidimensionalen Objekten und den
Betrachtern verzichtet werden kann.
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Mit
einer praktischen Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die dreidimensionalen Objekte
zur Erzeugung der separaten Beleuchtbarkeit von außen mittels
einer Beleuchtungseinrichtung, insbesondere mittels eines Stroboskop-Blitzgerätes, beleuchtbar
sind.
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Schließlich wird
mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die dreidimensionalen Objekte
zum Zwecke der separaten Beleuchtbarkeit von innen beleuchtbar ausgebildet
sind, was beispielsweise mittels eines Stroboskop-Blitzgerätes erfolgen
kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung,
in der drei Ausführungsbeispiele
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
eines Verfahrens zur räumlichen
Darstellung zeitlicher Zustands- und/oder Lageänderungen dreidimensionaler
Objekte nur beispielhaft dargestellt sind, ohne die Erfindung auf
diese Ausführungsbeispiele
zu beschränken.
In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur räumlichen
Darstellung zeitlicher Zustands- und/oder Lageänderungen dreidimensionaler
Objekte;
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine
schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
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4 eine
graphische Darstellung eines Geschwindigkeits-Zeit-Diagramms.
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Die
in den Abbildungen 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsformen
der Vorrichtungen zur räumlichen
Darstellung zeitlicher Zustands- und/oder Lageänderungen dreidimensionaler
Objekte bestehen im Wesentlichen aus einer Grundplatte 1,
auf der mehrere dreidimensionale Objekte 2 angeordnet sind,
wobei der mehrere dreidimensionale Objekte 2 angeordnet
sind, wobei jedes dreidimensionale Objekt 2 eine andere
Zustands- und/oder Lagecharakteristik darstellt und die dreidimensionalen
Objekte 2 in chronologischer Abfolge der dargestellten
Zustands- und/oder Lagecharakteristiken zueinander angeordnet sind.
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Ferner
weisen die dargestellten Ausführungsformen
der Vorrichtungen als Blenden 3 ausgebildete Sichtbegrenzungen
auf, die zwischen den auf der Grundplatte 1 angeordneten
dreidimensionalen Objekten 2 und einem außen stehenden
Betrachter 4 derart angeordnet sind, dass ein jeder Betrachter 4 zu
einem Betrachtungszeitpunkt immer ausschließlich eines der dreidimensionalen
Objekte 2 wahrnehmen kann.
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Allen
drei dargestellten Ausführungsbeispiele
zeigen als dreidimensionale Objekte 2 plastische menschliche
Figuren. Die räumliche
Darstellbarkeit dieser Vorrichtung ist jedoch keineswegs auf die
Darstellung zeitlicher Zustands- und/oder Lageänderungen menschlicher oder
tierischer Objekte beschränkt.
Vielmehr können
mittels dieser Vorrichtung die zeitlichen Zustands- und/oder Lageänderungen sämtlicher
physisch materialisierbarer dreidimensionaler Objekte dargestellt
werden.
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Bei
der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform zur Ausbildung der
Vorrichtung ist die Grundplatte 1, auf der die dreidimensionalen
Objekte angeordnet sind, als Transportband 1a ausgebildet, das
mit der Geschwindigkeit v1 in Richtung des
Pfeils 5 bewegbar ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit des außen stehenden
Betrachters 4 relativ zu den auf der Grundplatte 1 angeordneten
dreidimensionalen Objekten 2 ist mit v2 gekennzeichnet,
wobei bei dieser ersten Ausgestaltungsform die Geschwindigkeit v2 = 0 und die Geschwindigkeit v1 ≠ 0 zu setzen
ist, das heißt,
dass sich die auf der als Transportband 1a ausgebildeten
Grundplatte 1 angeordneten dreidimensionalen Objekte 2 mit
der Geschwindigkeit v1 am ruhenden (v2 = 0) Betrachter 4 vorbei bewegen.
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Durch
die Blenden 3, die dem Betrachter 4 den Blick
auf die anderen auf der Grundplatte 1 angeordneten dreidimensionalen
Objekte 2 verwehren, so dass dieser zu einem jeden Betrachtungszeitpunkt
immer ausschließlich
eines der dreidimensionalen Objekte 2 wahrnehmen kann,
nimmt der Betrachter 4 einen filmähnli chen zeitlichen Ablauf
der Zustands- und/oder Lageänderungen,
beispielsweise des Bewegungsablaufs, der dreidimensionalen Objekte 4 war.
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Die
in 2 dargestellte zweite Ausführungsform zur Ausbildung der
Vorrichtung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass
nunmehr die Geschwindigkeit v1 = 0 und die
Geschwindigkeit v2 ≠ 0 beträgt, das heißt, dass sich der Betrachter 4 mit
der Geschwindigkeit v2 an den auf der ruhenden
(v1 = 0) Grundplatte 1 angeordneten dreidimensionalen
Objekte 2 vorbei bewegt.
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Um
sicherzustellen, dass der Betrachter 4 bei dieser Ausgestaltungsform
zu einem jeden Betrachtungszeitpunkt immer ausschließlich eines
der dreidimensionalen Objekte 2 wahrnehmen kann, wird das
seitliche Sichtfeld des Betrachters 4 durch zusätzliche
Sichtbegrenzungen 6 eingeschränkt.
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Während sich
bei den in den Abbildungen 1 und 2 dargestellten
Ausführungsformen die
auf der Grundplatte 1 angeordneten dreidimensionalen Objekte 2 oder
der Betrachter 4 im Wesentlichen geradlinig relativ zueinander
bewegen, sind bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform zur
Ausbildung der Vorrichtung die dreidimensionalen Objekte 2 auf
einer als Drehscheibe 1b ausgebildeten Grundplatte 1 angeordnet,
so dass die dreidimensionalen Objekte 2 mit der Geschwindigkeit
v1 ≠ 0
auf einer im Wesentlichen kreisförmigen
Bahn am ruhenden (v2 = 0) Betrachter 4 vorbei
verfahrbar sind.
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4 zeigt
eine graphische Darstellung eines Geschwindigkeits-Zeit-Diagramms
der Geschwindigkeit v1 des Transportbandes 1a oder
der Drehscheibe 1b, mit der die dreidimensionalen Objekte 2 an
dem mindestens einen Betrachter 4 vorbei verfahrbar sind.
Um für
den Betrachter 4 Doppelbilder zu vermeiden, die bei einer
zu hohen Geschwindigkeit v1 und/oder einem
zu geringen Abstand zwischen den einzelnen dreidimensionalen Objekten 2 auftreten
können,
ist der in 4 dargestellte intervallartige
Geschwindigkeitsverlauf vorteilhaft, bei dem die Bewegung im Moment
der Betrachtung durch den mindestens einen Betrachter 4 zur
unterbrochen wird, bevor das nächste
dreidimensionale Objekt 2 in das Betrachtungssichtfeld
des Betrachters 4 verfahren wird.
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Selbstverständlich ist
es aber auch möglich, die
dreidimensionalen Objekte 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit
v1 an dem mindestens einen Betrachter 4 vorbei
zu verfahren.
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Alternativ
zu den drei dargestellten Ausführungsform
zur Ausbildung der Vorrichtung, bei denen die Darstellung der zeitlichen
Zustands- und/oder Lageänderungen
der dreidimensionalen Objekte 2 durch eine Relativbewegung
zwischen den auf der Grundplatte 1 angeordneten dreidimensionalen
Objekten 2 und dem mindestens einen Betrachter 4 hervorgerufen
wird, ist auch eine rein statische Ausgestaltung der Vorrichtung
möglich,
bei der sowohl die dreidimensionalen Objekte 2 als auch
der mindestens eine Betrachter 4 ruhen (v1 =
0 und v2 = 0).
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Die
dreidimensionalen Objekte 2 sind bei dieser nicht dargestellten
Ausgestaltungsform in einem abgedunkelten Raum angeordnet, wobei
jedes dreidimensionale Objekt 2 derart beleuchtbar ist, dass
jeder Betrachter 4 zu einem Betrachtungszeitpunkt immer
ausschließlich
eines der dreidimensionalen Objekte 2 wahrnehmen kann.
Dieses selektive Beleuchten der dreidimensionalen Objekte 2 kann dabei
beispielsweise von außen,
vorzugsweise mittels eines Stroboskop-Blitzgeräts, oder auch von innen, also
als quasi selbstleuchtendes Objekt, erfolgen.
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Mit
den zuvor beschriebenen Vorrichtungen ist es möglich, zeitliche Zustands- und/oder Lageänderungen,
wie beispielsweise Bewegungsabläufe, physisch
materialisierter dreidimensionaler Objekte 2 räumlich so
darzustellen, dass verschiedene Betrachter 4 zum selben
Betrachtungszeitpunkt das zu betrachtende dreidimensionale Objekt 2 aus
einem jeweils individuellen Betrachtungswinkel in Augenschein nehmen
können.
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- 1
- Grundplatte
- 1a
- Transportband
- 1b
- Drehscheibe
- 2
- dreidimensionales
Objekt
- 3
- Blende
- 4
- Betrachter
- 5
- Pfeil/Bewegungsrichtung
- 6
- Sichtbegrenzung
- v1
- Geschwindigkeit
(Objekt)
- v2
- Geschwindigkeit
(Betrachter)