DE102009041342A1 - Präsentationssystem - Google Patents

Präsentationssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102009041342A1
DE102009041342A1 DE102009041342A DE102009041342A DE102009041342A1 DE 102009041342 A1 DE102009041342 A1 DE 102009041342A1 DE 102009041342 A DE102009041342 A DE 102009041342A DE 102009041342 A DE102009041342 A DE 102009041342A DE 102009041342 A1 DE102009041342 A1 DE 102009041342A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
presentation
presentation system
reflection element
virtual
real
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009041342A
Other languages
English (en)
Inventor
Gernot Pflüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAD HAT GmbH
Original Assignee
MAD HAT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAD HAT GmbH filed Critical MAD HAT GmbH
Priority to DE102009041342A priority Critical patent/DE102009041342A1/de
Publication of DE102009041342A1 publication Critical patent/DE102009041342A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47FSPECIAL FURNITURE, FITTINGS, OR ACCESSORIES FOR SHOPS, STOREHOUSES, BARS, RESTAURANTS OR THE LIKE; PAYING COUNTERS
    • A47F11/00Arrangements in shop windows, shop floors or show cases
    • A47F11/06Means for bringing about special optical effects
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/56Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/388Volumetric displays, i.e. systems where the image is built up from picture elements distributed through a volume

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Präsentationssystem sowie ein Verfahren zur Präsentation von Waren, wobei der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, ein Präsentationssystem zur gleichzeitigen Darstellung realer Gegenstände und virtueller Objekte zur Verfügung zu stellen, welches neue Anwendungsmöglichkeiten des Pepper's Ghost Effektes eröffnet. Ein erfindungsgemäßes Präsentationssystem umfasst einen dreidimensionalen Präsentationsraum zur Präsentation realer Gegenstände innerhalb dieses Präsentationsraumes sowie ein Betrachterfenster, durch das ein Betrachter den Präsentationsraum in einer Betrachterrichtung einsehen kann. Für die Positionierung des realen Gegenstands ist eine Positionierebene vorgegeben. In dem Präsentationsraum ist ferner mindestens ein flächiges Reflexionselement angeordnet, das gegenüber der Betrachterrichtung um einen Winkel von 10° und 80°, geneigt und aus der Betrachterrichtung räumlich vor der Positionierebene für den realen Gegenstand positioniert ist. Das Reflexionselement ist ferner derart positioniert, dass ein den realen Gegenstand aus der Betrachterrichtung ansehender Betrachter auf einem bildgebenden Medium dargestellte, virtuelle Objekte über das Reflexionselement so wahrnimmt, als ob sich diese in der Positionierebene, einer unmittelbar vor oder unmittelbar hinter der Positionierebene befänden. Das Reflexionselement ist auf der dem Betrachterfenster abgewandten Seite mit einer Anti-Reflexbeschichtung versehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Präsentationssystem sowie ein Verfahren zur Präsentation von Waren.
  • Aus der Praxis sind Präsentationssysteme für reale Gegenstände bekannt. Für die vorliegende Erfindung von besonderer Bedeutung sind solche Präsentationssysteme, die einen realen Gegenstand in Bezug zu virtuellen Objekten setzen. Eine dazu regelmäßig eingesetzte Technik wird als ”Pepper's Ghost Effekt” bezeichnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Präsentationssystem zur gleichzeitigen Darstellung realer Gegenstände und virtueller Objekte zur Verfügung zu stellen, welches neue Anwendungsmöglichkeiten des Pepper's Ghost Effektes eröffnet.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 11 bzw. 12.
  • Ein erfindungsgemäßes Präsentationssystem umfasst einen dreidimensionalen Präsentationsraum zur Präsentation realer Gegenstände innerhalb dieses Präsentationsraumes sowie ein Betrachterfenster, durch das ein Betrachter den Präsentationsraum in einer Betrachterrichtung einsehen kann. Für die Positionierung des realen Gegenstands ist eine Positionierebene vorgegeben. In dem Präsentationsraum ist ferner mindestens ein flächiges Reflexionselement angeordnet, das gegenüber der Betrachterrichtung um einen Winkel von 10° und 80°, bevorzugt 40°–50° und besonders bevorzugt um 45°, geneigt und aus der Betrachterrichtung räumlich vor der Positionierebene für den realen Gegenstand positioniert ist. Das Reflexionselement ist ferner derart positioniert, dass ein den realen Gegenstand aus der Betrachterrichtung ansehender Betrachter auf einem bildgebenden Medium dargestellte, virtuelle Objekte über das Reflexionselement so wahrnimmt, als ob sich diese in der Positionierebene, einer unmittelbar vor oder unmittelbar hinter der Positionierebene befänden. Das Reflexionselement ist auf der dem Betrachterfenster abgewandten Seite mit einer Anti-Reflexbeschichtung versehen.
  • Vorzugsweise wird eine Anti-Reflexbeschichtung verwendet, mit welcher die Restreflexion unter 2%, vorzugsweise unter 1% und besonders bevorzugt unter 0,5% liegt. Dies hat den Vorteil, dass ein Doppelbild, wie es beispielsweise bei der Verdunklung von Rückspiegeln im Auto auftritt, verhindert wird. Das Licht wird durch die Anti-Reflexbeschichtung nahezu ausschließlich von der Vorderseite des Glases reflektiert und auf das Auge des Betrachters gelenkt.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform der Erfindung weist die dem Betrachterfenster zugewandte Seite des Reflexionselements einen Reflexionsgrad von 25–50%, bevorzugt 30–45% und besonders bevorzugt 35–40%, auf. Im Gegensatz zu einem Silberspiegel mit einem Reflexionsgrad von ca. 90% kann somit sichergestellt werden, dass ein großer Teil des Lichts das Material passieren kann und somit eine Transparenz erzielt wird, die benötigt wird, um den Blick auf den hinter der Reflexionsebene befindlichen realen Gegenstand freizugeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Präsentationssystem können Reflexionselemente mit einer Dicke von 2–10 mm, bevorzugt 3–8 mm und besonders bevorzugt 4–6 mm eingesetzt werden, ohne dass zu befürchten ist, dass es aufgrund der der Dicke der Reflexionselemente zu ungewünschten Doppelbildern durch Doppelreflexion kommt.
  • Vorzugsweise besteht das Reflexionselement aus Glas. Es ist auch möglich, dass das Reflexionselement aus mehreren Einzelelementen besteht, die fest mit einem Grundelement verbunden sind. In diesem Fall dient das Grundelement der Fixierung der Einzelelemente und ermöglicht es, ein sehr großes, zusammengesetztes Reflexionselement zu bilden.
  • Unabhängig davon, ob das Reflexionselement einstückig ausgebildet ist oder aus einem Elementverbund besteht, ist dieses vorzugsweise selbsttragend ausgebildet. Dies erleichtert die Fixierung des Reflexionselements innerhalb des Präsentationssystems, da es in diesem Fall möglich ist, das Reflexionselement an einzelnen Punkten, beispielsweise an den Ecken, einzuspannen.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Präsentationssystems ist eine Vielzahl von Lichtquellen zur Beleuchtung des realen Gegenstands vorgesehen. Vorzugsweise werden hierfür farbwechselnde LED-Scheinwerfer eingesetzt. Diese sind beispielsweise – im Falle eines quaderförmigen Präsentationssystems – in allen Ecken, entlang der seitlichen Begrenzungskanten und in der Mittelebene vorgesehen, um den realen Gegenstand nach Bedarf so zu beleuchten, dass einzelne Konturen besonders zur Geltung kommen.
  • Die Positionierebene verläuft in einer bevorzugten Ausführungsform durch die räumliche Mitte des Präsentationssystems. Dies gilt insbesondere, wenn das Präsentationssystem quaderförmig ist und die Tiefe der doppelten Breite entspricht. In diesem Fall kann das Reflexionselement von der Vorderkante des Präsentationssystems in einem 45°-Winkel bis in die Mittelebene des Systems hineinragen, so dass die Schnittgerade zwischen dem Reflexionselement und der oberen Begrenzungsfläche des Präsentationssystems in der Positionierebene liegt.
  • Wenn sich die Positionierebene in die Länge und die Breite des Präsentationssystems erstreckt, ist die Länge und die Breite des Präsentationssystems vorzugsweise jeweils mindestens ein Drittel, vorzugsweise um die Hälfe größer sind als die maximale Länge und die maximale Breite des zu präsentierenden realen Gegenstands. In diesem Fall ist sichergestellt, dass in dem Sichtfenster genügend Raum bleibt, um virtuelle Objekte effektvoll um den realen Gegenstand zu gruppieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Präsentationssystems mit einem bildgebenden Medium, für die auch unabhängig Schutz beansprucht wird, weist das bildgebende Medium eine Vorrichtung zur Kalibierung der an das bildgebende Medium zu übermittelnden virtuellen Objekte auf. Dabei umfasst die Kalibierung mindestens eine der nachfolgenden Funktionen:
    • a. Variation der Größe der virtuellen Objekte
    • b. Variation der Position der virtuellen Objekte,
    • c. Manipulation der Tiefenschärfe einzelner Bereiche virtueller Objekte,
    • d. Weichzeichnung einzelner Bereich virtueller Objekte,
    • e. geometrische Entzerrung einzelner Bildabschnitte.
  • Dadurch können die virtuellen Objekte optimal an die Position des realen Gegenstands innerhalb des Präsentationssystems angepasst werden.
  • Das gleiche Ziel wird mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibierung eines im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Präsentationssystem eingesetzten virtuellen Objekts verfolgt, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
    • a. Unterteilen eines virtuellen Bildes in eine Vielzahl von Polygonen,
    • b. Vergleich der virtuellen Bildebene und der realen Bildebene,
    • c. Erzeugen einer Übereinstimmung zwischen der realen Bildebene und der virtuellen Bildebene durch bedarfsgerechtes, gezieltes Kalibrieren jedes einzelnen Polygons zur Anpassung des virtuellen Bildes an das Präsentationssystem.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Figurenbeschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Präsentationssystem mit Reflexionselement und Positionierebene
  • 2 das Beleuchtungssystem des in 1 gezeigten Präsentationssystems.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Präsentationssystems 100 mit einem dreidimensionalen Präsentationsraum 102 zur Präsentation eines realen Gegenstands (nicht gezeigt) innerhalb des Präsentationsraums 102. Das Präsentationssystem umfasst ein Betrachterfenster 104, durch das ein Betrachter 106 den Präsentationsraum in einer Betrachterrichtung 108 einsehen kann. Für die Positionierung des realen Gegenstands ist eine Positionierebene 110 vorgegeben. In dem Präsentationsraum 102 ist ein flächiges Reflexionselement 112 angeordnet, welches gegenüber der Betrachterrichtung 108 um einen Winkel von 45° geneigt ist. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Glasscheibe mit einer Stärke von 6 mm, die auf der dem Betrachterfenster 104 zugewandten Seite einen Reflexionsgrad von ca. 35% aufweist und auf der dem Betrachterfenster 104 abgewandten Seite mit einer Anti-Reflexbeschichtung versehen ist.
  • Zur Ergänzung, Erläuterung oder Animation des realen Gegenstands werden von einem nicht dargestellten bildgebenden Medium, beispielsweise einem Monitor, ein oder mehrere virtuelle Objekte in Richtung des Pfeiles 114 auf das Reflexionselement 112 abgestrahlt. Von dem Reflexionselement 112 wird das Bild in Richtung des Pfeiles 116 in Richtung des Betrachters 106 weitergeleitet. Der Betrachter 106 wiederum nimmt den realen Gegenstand und die virtuellen Objekte alle im Bereich der Positionierebene 110 wahr, da er das Reflexionselement nicht als solches erkennt. Im Bereich der Positionierebene bedeutet, dass die virtuellen Objekte so darstellbar sind, dass der Eindruck entsteht, dass diese sich unmittelbar vor, innerhalb oder hinter der Positionierebene 110 befinden. Die Erfindung ermöglicht eine besonders realitätsgetreue Verschmelzung des realen Gegenstandes mit den virtuellen Objekten.
  • 2 zeigt ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lichtquellen 118, vorliegend farbwechselnde LED-Scheinwerfer, wie sie für das in 1 dargestellte Präsentationssystem vorgesehen sind. Zur besseren Übersichtlichkeit, wurden in 2 die Positionierebene und das Reflexionselement nicht dargestellt.
  • Nachfolgend werden weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Präsentationssystems sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
  • Es handelt sich bei dem System um ein Bewegtbild-darstellendes Medium, das die Präsentation realer Gegenstände mit einer darüber liegenden, koordinaten-korrelierten Grafik – Ebene erlaubt. Dadurch können physisch existierende Objekte (z. B. Handys, Getränkebehälter, Modelle größerer Gegenstände, usw.) mit einer scheinbar frei darüber schwebenden, animierten Grafik erweitert werden.
  • Das System ist mit jeglicher existierender Technik kombinierbar, um diesen Effekt zu erreichen. In einer praktischen Ausführungsform umfasst das System insbesondere eine Spezialbeleuchtung des präsentierten Realgegenstands, eine Vorrichtung zur Kalibrierung der zugespielten Bildinhalte, die für optische Übereinstimmung zwischen Realobjekt und Bespielung sorgt und einen Hardware-Aufbau, der ein Spezial-Reflexionsmaterial mit dem Reflexionsmechanismus „Peppers Ghost” sowie Zuspiel-Elektronik, ein bildgebendes Medium und eine Klimaregulierung miteinander verbindet.
  • Vorzugsweise umfasst das System ein nach unten abstrahlendes bildgebendes Medium (im Kleinen meist ein entsprechend hochwertiger Monitor, bei größeren Aufbauten Projektoren) sowie ein um 45° gekipptes Reflexionselement aus einem Spezial-Material, das folgende Eigenschaften aufweist:
    Dunklere Lichteinstrahlung kann das Material passieren. Ab einem Helligkeits-Schwellwert hingegen wird das Licht vom Material entsprechend den Gesetzen der Optik (Eintrittswinkel-Austrittswinkel) auf die Augen der Betrachter reflektiert.
  • Auf der Rückseite ist das Material mit AR (Anti-Reflexions-Beschichtung) versehen, so dass weder vom rückwärtigen Bereich Lichteinfall das erzeugte Bild stört, noch auf der Vorderseite durch eine doppelte Reflektionsebene ein „Geisterbild” entstehen kann.
  • Diese Detailerfindung löst erstmalig das beim dem bekannten Verfahren „Pepper's Ghost” auftretende Problem der leichten Reflektionsbildverdopplung, ohne dass extrem dünnes Material zur Verwendung kommt.
  • Durch die Eigenstabilität des Reflexionsmaterials können so auch wesentlich leichtere, größere und nachhaltigere (Reinigungsmöglichkeiten) Aufbauten realisiert werden.
  • In der Kombination ergibt sich eine scheinbar freischwebende Bildebene, die optisch gesehen den in der Mitte dieses Aufbaus verorteten Gegenstand schneidet. Durch die Tatsache, dass diese „virtuelle” Bildebene immer vor dem echten Gegenstand eingeblendet wird, ergibt sich die Möglichkeit einer flächigen, animierten Bespielung. Durch Ausmaskieren von beliebigen Regionen des echten Gegenstands, kann die Bespielungsebene auch scheinbar hinter das echte Objekt verlegt werden (vgl. 1)
  • Bei bekannten Nutzungen des Pepper's Ghost Effekts wurden bisher Glasscheiben ohne Beschichtung genutzt, die zum einen eine deutlich geringere Reflektion aufweisen und somit ein sehr viel schwächeres, holografisch erscheinendes Bild erzeugen, zum anderen eine Restreflexion von ca. 4% mit sich bringen und somit ein deutliches Doppelbild erzeugen. Bei einer weiteren bekannten Anwendung des Pepper's Ghost Effekts wird zur Verhinderung des Doppelbildeffekts auf reflektierende Folie zurückgegriffen. Aufgrund der Dünne des Materials kann somit eine Minimierung erreicht werden. Problematisch ist hier die geringe Reflektionseigenschaft von Folie, die bei lediglich maximal 10% liegt. Somit waren Installationen ausschließlich in dunklen Umgebungen möglich.
  • Bei dem Spezialmaterial des erfindungsgemäßen Systems kommt vorzugsweise eine Glasscheibe zum Einsatz, die auf Vorder- und Rückseite spezielle, unterschiedliche Beschichtungen aufweist.
  • Die Vorderseite (der bildgebenden Quelle zugewandt) ist mit einer stark reflektierenden Beschichtung versehen, die vorzugsweise einen Reflexionsgrad von ca. 35–40% aufweist. Im Gegensatz zu einem Silberspiegel mit einem Reflektionsgrad von ca. 90% kann somit sichergestellt werden, dass ein großer Teil des Lichts das Material passieren kann und somit die Transparenz erreicht wird, die benötigt wird, um den Blick auf das Realobjekt freizugeben.
  • Die Rückseite der Glasscheibe ist AR-beschichtet (Antireflexbeschichtung). Dies hat zur Folge, dass eine Restreflexion von unter 0,5% realisiert wird, was wiederum ein Doppelbild, wie es Beispielsweise bei der Verdunklung von Rückspiegeln im Auto auftritt, verhindert. Das Licht wird also nahezu ausschließlich von der Vorderseite des Glases reflektiert und auf das Auge des Betrachters gelenkt.
  • Dieses Spezialmaterial kann mit den beschriebenen Eigenschaften somit sowohl die Entstehung eines Doppelbildes verhindern als auch aufgrund seiner Reflektionseigenschaften sehr klare und helle, animierte Grafiken über existierenden Objekten entstehen lassen.
  • Für das erfindungsgemäße Präsentationssystem können zusammenhängende Glasscheiben in einer Größe von bis zu 3,77 m × 1,77 m genutzt. In einer bevorzugten Ausführung werden Glasscheiben in einer Größe genutzt, die für Systeme geeignet sind, die als bildgebende Quellen 22'' bzw. 32'' Monitore nutzen. Für Sonderformate werden Glasscheiben genutzt, die das Bild von Monitoren beispielsweise im 24:9 Breitformat reflektieren. Für System-Größen die über 3,77 m × 1,77 m hinaus gehen werden mehrere Scheiben mit den beschriebenen Spezialeigenschaften nebeneinander auf eine größere Grundscheibe geleimt. Durch die Verleimung kann außerdem eine Sicherheitsfolie zwischen Glasscheiben mit den entsprechenden Charakteristika gezogen werden, die es möglich macht, das Spezialglas so aufzubereiten, dass es den gehoberen Sicherheitsansprüchen großer Installationen (Tragfähigkeit, Bruchfestigkeit) genügt. Je nach Größe kann Spezialglas mit einer Dicke von 4 mm bzw. 6 mm verwendet werden. Bei größeren Installationen ergibt sich aufgrund der Verleimung eine deutlich größere Dicke, die es wiederum ermöglicht, das Material selbsttragend zu nutzen.
  • Um für das Auge des Betrachters eine stimmige Komposition aus echtem Gegenstand und freischwebender, transparenter Projektion zu erzielen, wird vorzugsweise ein bestimmtes Produktionsverfahren angewendet, welches in seiner Gesamtheit einen Teil des erfindungsgemäßen Präsentationssystems darstellt.
  • Zum einen ist es vorteilhaft, das Realobjekt in spezieller Weise mit echtem Licht auszuleuchten. Dies stellt sicher, dass Vertiefungen im Material sowie Baukanten und der Umriss des echten Objektes kontrolliert sichtbar gemacht werden können.
  • Zusätzlich zur Beleuchtung kommen eine genaue Bemaßung des echten Gegenstands sowie seine exakte Positionierung im Mittelpunkt des Systems zum Einsatz.
  • Aufgrund des Reflexionselements eröffnet sich eine virtuelle Bildebene, die in ihrem Sichtfeld ungefähr der Größe des verwendeten, bildgebenden Mediums (in der Regel ein Monitor) entspricht. In diesem Sichtfenster müssen sowohl der reale Gegenstand als auch die virtuelle Bespielung Platz finden.
  • Der reale Gegenstand wird dementsprechend genau vermessen (bei rechteckigen Gegenständen reichen Länge, Höhe und Breite, irreguläre Gegenstände werden beispielsweise mit handelsüblichen 3D-Digitizern gescannt und entsprechend ihrer Ausmaße erfasst).
  • In einer 3D-Software (beispielsweise Softimage XSI, Modo o. Ä.) wird dann eine Szene erstellt, die die Größen- und Beleuchtungsverhältnisse im Inneren des erfindungsgemäßen Präsentationssystems exakt nachahmt. Eine semitransparente Repräsentation des Realgegenstands sorgt bei der Berechnung des benötigten Bildmaterials für korrekte Ausmaskierung der virtuellen Projektion, die anschließend über den Realgegenstand gelegt wird.
  • Hinzu kommt für die virtuelle Bildebene eine berechnete Tiefenunschärfe, die den Sehverhältnissen eines menschlichen Auges nachgeahmt ist, um zusätzlich Tiefenwirkung bei Elementen der virtuellen Grafikebene zu erreichen, die vor oder hinter dem Realgegenstand erscheinen oder sich bewegen sollen.
  • Dies bedeutet, dass in der Berechnung der virtuellen Bildinhalte, Objekte, die wesentlich vor oder hinter dem Objekt liegen sollen (vom Betrachter aus gesehen) grafisch eine Tiefenunschärfe über Berechnungsvorgänge realisiert werden muss. Dies geschieht entweder über die simulierte Tiefenschärfe der virtuellen Kamera der 3D-Software (beispielsweise Softimage XSI oder Modo) oder über das kontrollierte Weichzeichnen solcher Bildinhalte in der Compositing-Software (beispielsweise Adobe After Effects). Dadurch erscheint dem Auge des Betrachters die Ebene der Bildmitte durch den Realgegenstand als scharf (vergleichbar der Fokussierung einer Kamera) und Ebenen weiter vorne und hinten als unscharf, was für den dreidimensionalen Charakter der erzielbaren Bildwirkung wesentlich ist.
  • Die Ausspielung der virtuellen Projektion wird anschließend über einen speziellen Player (Computer-Software) realisiert, der zusätzlich geometrische Entzerrung, Skalierung und Verschiebung von Teilbildschirminhalten in Echtzeit (das heißt also zur Laufzeit des Ausspielvorgangs) erlaubt.
  • Kalibrierung:
  • Dieser Schritt nennt sich Kalibrierung und ist notwendig, weil es durch geringe Bautoleranzen der Hardware des erfindungsgemäßen Präsentationssystems in Teilen der Projektion es zu Abweichungen im Reflektionsverhalten kommen kann. Außerdem können so Größe und Position der Ausspielung noch im letzten Produktionsschritt an die Gegebenheiten der Präsentation angepasst werden.
  • Damit das virtuelle Bild mit der Abbildung des Realgegenstands in allen Bildabschnitten übereinstimmt, ist es nötig, die Ausspielung in einzelnen Bildabschnitten geometrisch zu entzerren. Dies ist besonders vorteilhaft, weil durch Bauteiltoleranzen, thermische Verschiebungen im Reflektionsmaterial und seiner Aufhängung sowie der Aufhängung des Monitors sich immer eine Verschiebung zwischen der Projektionsebene und der Abbildung des Realgegenstands ergibt. Diese Verschiebung ist nicht flächig und somit nicht mit einer gesamten Verschiebung des ausgespielten Bildinhaltes mit der Abbildung des Realgegenstands in Übereinstimmung zu bringen. Die Kalibrierung kommt somit über den gesamten Produktionsprozess zur Anwendung, regelt aber in besonderem nach Fertigstellung der virtuellen Bildinhalte Deckungsgleichheit zwischen virtuellen Bildinhalten und der Abbildung des Realgegenstands.
  • Zum Einsatz kommt eine spezielle hierfür entwickelte Grafik-Engine, die den errechneten Bewegtbildinhalt auf ein mehrfach unterteiltes Polygon als Textur aufbringt und dann das daraus resultierende Bild berechnet. Das Polygon kann über die entwickelte Software sowohl in seiner Lage als auch in seiner Größe manipuliert werden. Die einzelnen, das Polygon unterteilenden Bildpunkte können davon getrennt in ihrer Lage verschoben werden.
  • Dadurch ist es möglich, eine Übereinstimmung von realer Bildebene (durch Transparenz des Spezialmaterials) sowie virtueller (im Rechner erzeugter und kalibrierter) Bildebenen zu erreichen.
  • Die Kalibrierung bezieht sich also nicht nur auf eine Stauchung/Streckung des projizierten Bildes insgesamt in x- oder y-Richtung sondern muss die Skalierung und Verschiebung einzelner Koordinaten im Bild erlauben, um das projizierte Bild in allen Gegebenheiten an die realen Rahmenbedingungen des erfindungsgemäßen Präsentationssystems anpassen zu können.
  • Durch diese verwandte Technologie kann das erfindungsgemäße Präsentationssystem nicht nur vorgefertigte Filme oder Animationen um den realen Gegenstand erscheinen lassen, sondern eröffnet die Möglichkeit der Interaktion und Interaktivität.
  • Im Fall einer interaktiven Anwendung wird über einen Zuspielrechner (z. B. ein computergesteuertes System) der gesamte virtuelle Inhalt zur Laufzeit berechnet, entzerrt, kalibriert und dem oben liegenden Display zugespielt werden.
  • Ein typischer Ablauf der Produktion eines erfindungsgemäßen Präsentationssystems mit Inhalt lässt sich demnach in folgende Schritte unterteilen:
    • – Festlegung der Größe des Realobjektes
    • – Einrichtung eines Präsentationssystems, dass die Größe des Realobjektes und virtuelle Bildinhalte abbilden kann (in der Regel mindestens ein Drittel länger und breiter als die Maxima des Realobjektes)
    • – Festlegung der virtuellen Bildinhalte und ihre Generierung
    • – Ausmessen des Realobjektes
    • – Übertragung in ein 3D Modell
    • – Einrichtung und Erfassung der Beleuchtung im System
    • – Übertragung Beleuchtung in die 3D Szene im Rechner
    • – Erstellen der virtuellen Inhalte und Bespielungen
    • – Rendern (Errechnung von Bildern) aller virtuellen Inhalte unter Nachahmung der Beleuchtung und der gewünschten Tiefenschärfe mit Ausmaskierungen durch das 3D Modell des Realobjektes.
    • – Kalibrierung und Entzerrung des Bildes gemäß der Hardware-Gegebenheiten
    • – Ausspielung
  • Mit dem Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Präsentationssystems sowie den dazugehörigen Produktions- und Kalibrierungsverfahren können erstmals reale Gegenstände mit einer dreidimensional scheinenden Projektion von virtuellen Bildinhalten hoher Bildqualität kombiniert werden.
  • In einem solchen Arrangement verschmelzen reale Objekte und Projektion zu einem Gesamtkonstrukt, das vielfältige Werbe- und Visualisierungsmöglichkeiten eröffnet.
  • Originär im erfindungsgemäßen Präsentationssystem sind das verwendete Reflexionsmaterial sowie das Kalibrierungsverfahren, das die unvermeidlichen Abweichungen im reflektierten Bild wieder mit den optischen Gegebenheiten des Realobjektes in Übereinstimmung bringt.
  • Die anderen nötigen Produktionsschritte erwachsen aus verfügbaren Technologien, sind jedoch in dieser Abstimmung nötig, um benötigten Resultate zu erzielen. Als 3D Software und Compositing Software kann auf verfügbare Technologien zurückgegriffen werden. Deren spezialisierter Einsatz in einem erfindungsgemäßen Präsentationssystem ist jedoch in seiner Ausprägung (Tiefenschärfe-Simulation, Beleuchtungs-Simulation) beispielsweise den Verfahren zum Erzielen stereoskopischer Bilder vergleichbar (die existierende bildgebende Technologien nutzen, das Bild jedoch gemäß des normalen Augenabstands verdoppeln und so eine stereoskopische Anmutung erreichen).
  • Das erfindungsgemäße Präsentationssystem ist prädestiniert für die erweiterte Präsentation von realen Gegenständen (Bücher, Mobiltelefone, Getränkebehälter, um nur einige zu nennen) mit dazugehörigen Bewegtbildbespielungen, die vorgefertigt oder in Abhängigkeit von Benutzerinteraktion zur Laufzeit generiert werden können.
  • Die Präsentation von Produkten mit erläuternden Animationen bis hin zu großformatigen Aufbauten, die technische Besonderheiten von ganzen Fahrzeugen (z. B. PKW) erläutern oder ihr Innenleben in Aktion visualisieren sind vielseitigste Anwendungen denkbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Präsentationssystem
    102
    Präsentationsraum
    104
    Sichtfenster
    106
    Betrachter
    108
    Betrachterrichtung
    110
    Positionierebene
    112
    Reflexionselement
    114
    Abstrahlrichtung
    116
    Abstrahlrichtung
    118
    Lichtquelle

Claims (12)

  1. Präsentationssystem mit einem dreidimensionalen Präsentationsraum zur Präsentation realer Gegenstände innerhalb dieses Präsentationsraumes mit einem Betrachterfenster, durch das ein Betrachter den Präsentationsraum in einer Betrachterrichtung einsehen kann, wobei für die Positionierung des realen Gegenstands eine Positionierebene vorgegeben ist und wobei in dem Präsentationsraum mindestens ein flächiges Reflexionselement angeordnet ist, das gegenüber der Betrachterrichtung um einen Winkel von 10° und 80° geneigt und aus der Betrachterrichtung räumlich vor der Positionierebene für den realen Gegenstand positioniert ist, wobei das Reflexionselement ferner derart positioniert ist, dass ein den realen Gegenstand aus der Betrachterrichtung ansehender Betrachter auf einem bildgebenden Medium dargestellte, virtuelle Objekte über das Reflexionselement so wahrnimmt, als ob sich diese in der Positionierebene, einer unmittelbar vor oder unmittelbar hinter der Positionierebene befänden, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement auf der dem Betrachterfenster abgewandten Seite mit einer Anti-Reflexbeschichtung versehen ist.
  2. Präsentationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Betrachterfenster zugewandte Seite des Reflexionselements einen Reflexionsgrad von 25–50%, bevorzugt 30–45% und besonders bevorzugt 35–40%, aufweist.
  3. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement eine Dicke von 2–10 mm, bevorzugt 3–8 mm und besonders bevorzugt 4–6 mm aufweist.
  4. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement aus Glas besteht.
  5. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement aus einem Verbund Einzelelemente mit einem Grundelement besteht.
  6. Präsentationssystem nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionselement eine Folie umfasst, welche zwischen dem Grundelement und den Einzelelementen angeordnet ist.
  7. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reflexionselement selbsttragend ist.
  8. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Lichtquellen, vorzugsweise farbwechselnde LED-Scheinwerfer, zur Beleuchtung des realen Gegenstands vorgesehen sind.
  9. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierebene durch die räumliche Mitte des Präsentationssystems verläuft.
  10. Präsentationssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierebene sich in die Länge und die Breite des Präsentationssystems erstreckt und dass die Länge und die Breite des Präsentationssystems jeweils mindestens ein Drittel größer sind als die maximale Länge und die maximale Breite des zu präsentierenden realen Gegenstands.
  11. Präsentationssystem mit einem bildgebenden Medium, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bildgebende Medium mit einer Vorrichtung zur Kalibierung der an das bildgebende Medium zu übermittelnden virtuellen Objekte aufweist, wobei die Kalibierung mindestens eine der nachfolgenden Funktionen umfasst: a. Variation der Größe der virtuellen Objekte b. Variation der Position der virtuellen Objekte, c. Manipulation der Tiefenschärfe einzelner Bereiche virtueller Objekte, d. Weichzeichnung einzelner Bereich virtueller Objekte, e. geometrische Entzerrung einzelner Bildabschnitte.
  12. Verfahren zur Kalibierung eines im Zusammenhang mit einem Präsentationssystem nach Anspruch 11 eingesetzten virtuellen Objekts, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a. Unterteilen eines virtuellen Bildes in eine Vielzahl von Polygonen, b. Vergleich der virtuellen Bildebene und der realen Bildebene, c. Erzeugen einer Übereinstimmung zwischen der realen Bildebene und der virtuellen Bildebene durch bedarfsgerechtes, gezieltes Kalibrieren jedes einzelnen Polygons zur Anpassung des virtuellen Bildes an das Präsentationssystem.
DE102009041342A 2009-09-15 2009-09-15 Präsentationssystem Withdrawn DE102009041342A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009041342A DE102009041342A1 (de) 2009-09-15 2009-09-15 Präsentationssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009041342A DE102009041342A1 (de) 2009-09-15 2009-09-15 Präsentationssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009041342A1 true DE102009041342A1 (de) 2011-03-24

Family

ID=43603329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009041342A Withdrawn DE102009041342A1 (de) 2009-09-15 2009-09-15 Präsentationssystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009041342A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2991465A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Optics Res Dispositif optique affichant une image aerienne et incorporant un reflecteur transparent en apparence et expose a la lumiere ambiante
GB2508404A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Barry Patrick Skinner Display Projecting Image onto Inclined Transparent Panel with Semi-Reflective Coating
CN104007557A (zh) * 2014-06-11 2014-08-27 深圳市丽新致维显示技术有限责任公司 显示设备及显示系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2991465A1 (fr) * 2012-06-04 2013-12-06 Optics Res Dispositif optique affichant une image aerienne et incorporant un reflecteur transparent en apparence et expose a la lumiere ambiante
GB2508404A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Barry Patrick Skinner Display Projecting Image onto Inclined Transparent Panel with Semi-Reflective Coating
CN104007557A (zh) * 2014-06-11 2014-08-27 深圳市丽新致维显示技术有限责任公司 显示设备及显示系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102754013B (zh) 三维立体成像方法、系统和成像设备
DE102009054232A1 (de) Head-up-Display
DE102007013431B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene mit korrigierter Sichtbarkeit
DE102016203789A1 (de) Frontscheibenanzeige für ein Fahrzeug und Steuerverfahren dafür
DE3712663A1 (de) Anzeigesystem zum moeglichst akkommodationsfreien ablesen von informationen bei auf fernsicht eingestelltem auge
DE102016226181A1 (de) Optisches Anzeigelicht-Projektionssystem
DE112019005191T5 (de) Bildanzeigevorrichtung
EP3834031B1 (de) Verfahren zum betreiben einer blickfeldanzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug
EP1678561A1 (de) Verfahren und anordnung zur kombination von hologrammen mit computergrafik
EP0862141A2 (de) Bilddarstellungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102014001710A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur augmentierten Darstellung eines virtuellen Bildobjektes in einer realen Umgebung
EP0937274B1 (de) Stereo-hologramm-display (holdisp)
DE102014006724B3 (de) Kraftfahrzeug und Anzeige eines dreidimensionalen graphischen Objekts
DE10200134A1 (de) Hologrammbildschirm und Hologrammanzeige
DE102009041342A1 (de) Präsentationssystem
WO2018233976A1 (de) Kraftfahrzeug-anzeigevorrichtung und kraftfahrzeug
DE4004739A1 (de) Optisches system zur stereoskopischen darstellung von informationen
DE102007024076A1 (de) Fahrzeuganzeigevorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeuganzeigevorrichtung
EP1789834A1 (de) Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen darstellung von bildern
DE112019000329T5 (de) Anzeigesystem, bewegliches objekt und gestaltungsverfahren
DE102008016553A1 (de) Verfahren zum Erzeugen einer 3D-Abbildung einer Szene aus einer 2D-Abbildung der Szene
DE102019121048A1 (de) Waveguide-basiertes Direktsichtdisplay
DE102017204435A1 (de) Anordnung zur fahrsituativen Simulation von Blendungseffekten oder blendungsähnlichen Effekten
WO2016062302A1 (de) Kopfbefestigbare anzeigevorrichtung
WO2007085482A1 (de) Verfahren zur erzeugung und darstellung räumlich wahrnehmbarer bilder

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120403