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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Brille und eine Vorrichtung für eine insbesondere dreidimensionale, perspektivische Bilddarstellung. Es kann ein einzelnes Bild, so zum Beispiel eine fotografische Wiedergabe oder eine Sequenz von Bildern, so zum Beispiel ein Film dargestellt werden.
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Es ist aus den Druckschriften
DE 102 49 815 A1 bekannt, für eine dreidimensionale Darstellung von Bildern eine Stereoprojektion durchzuführen. Eine Stereoprojektion ist eine Raumbildprojektion, die als Aufprojektion oder aber als Rückprojektion erfolgt. Es werden Bilder für ein linkes und ein rechtes Auge projiziert, so zum Beispiel mit zwei Projektoren oder einem Projektor mit zwei Objektiven. Jedem Auge eines Betrachters werden die entsprechenden Bilder mit aktiven oder passiven Systemen getrennt zugeführt. Insbesondere mit Hilfe von dafür geeigneten Brillen sieht ein Betrachter mit dem linken Auge nur das oder die für das linke Auge bestimmten Bilder und mit dem rechten Auge nur das oder die für das rechte Auge bestimmten Bilder. Für den Betrachter entsteht so ein räumlicher Eindruck.
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Um Bilder getrennt dem Betrachter zuzuführen, umfasst ein aktives, zum Beispiel aus der Druckschrift
DE 94 06 765 U bekanntes System eine Shutterbrille. Eine Shutterbrille ist eine Brille, deren Gläser elektronisch zwischen durchlässig und undurchlässig umgeschaltet werden können. Es lässt sich so abwechselnd das linke oder das rechte Auge abdunkeln, um ein stereoskopisches Sehen an einem Computer-Monitor oder Fernsehgerät zu ermöglichen. Zum Beispiel auf eine Leinwand werden dann abwechselnd Bilder für das rechte und das linke Auge projiziert. Die Shutterbrille schließt im gleichen Rhythmus abwechselnd das jeweilige Glas für das rechte und das linke Auge. Zu diesem Zweck umfasst die Brille beispielsweise einen Infrarotempfänger. Über den Infrarotempfänger wird die Brille mit der Projektion synchronisiert. Es gelingt so sehr gut eine Trennung der beiden Bilder bzw. der beiden Bildsequenzen.
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Gläser einer Brille im Sinne der vorliegenden Anmeldung können zwar ganz oder teilweise aus dem Material Glas bestehen. Gläser einer Brille im Sinne der vorliegenden Anmeldung können aber auch ganz oder teilweise aus einem anderen Material wie zum Beispiel Kunststoff bestehen. Wenn von Gläsern einer Brille bzw. Brillengläsern die Rede ist, dann ist im Fall dieser Anmeldung also nicht das Material „Glas” gemeint.
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Beispielsweise im Kino werden preiswertere passive Systeme bevorzugt. Die Zuschauer tragen eine sogenannte Polfilterbrille, die Polarisationsfilter für linke und rechte Bilder aufweist, Die entsprechend polarisierten Links- und Rechtsbilder können dann bestimmungsgemäß nur zum linken bzw. rechten Auge des Betrachters gelangen. Die Bilder für das linke und rechte Auge können zeitgleich projiziert werden, wie der Druckschrift
DE 94 06 765 U zu entnehmen ist.
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Wie in der Druckschrift
WO 2008/061 511 beschrieben wird, gibt es weitere Technologien, um Bilder für ein rechtes und ein linkes Auge einem Betrachter geeignet getrennt zuzuführen wie zum Beispiel eine auf Interferenz basierende Technik. Es handelt sich um ein passives System, welches ausnutzt, dass sich weißes Licht aus drei Farben blau, grün und rot zusammensetzen lässt. Jede einzelne Farbe erstreckt sich über einen schmalbandigen Wellenlängenbereich. Bei einer auf Interferenz basierenden Stereobrille, nachfolgend Interferenzbrille genannt, werden Filter eingesetzt, die nur einen geeigneten Anteil des blauen, grünen und roten Lichtes so durchlassen, dass für das linke Auge bestimmte Bilder nur vom linken Auge gesehen werden und für das rechte Auge bestimmte Bilder nur vom rechten Auge. Eine Interferenzbrille filtert also ein auf beiden Augen unterschiedliches Spektrum, sodass Bilder mit dem entsprechenden Farbwert jeweils nur auf einem Auge zu sehen sind.
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Eine Bildtrennung für ein räumliches Sehen kann auch mit anderen Techniken nebst zugehörigen Stereobrillen erreicht werden, so zum Beispiel mit Farbfilterbrillen, Pulfrich-Brillen, ChromaDepth-Brillen oder Prismengläser-Brillen.
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Der beschriebene Stand der Technik ermöglicht zwar dreidimensionales Sehen. Allerdings sieht jeder Betrachter Bilder aus der gleichen Perspektive, was nicht der Realität entspricht. In der Realität sehen zwei verschiedene Betrachter, die zwingend unterschiedliche Positionen in einem Raum einnehmen, denselben dreidimensionalen Gegenstand aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Ein Gegenstand wird entsprechend unterschiedlich gesehen. So mag beispielsweise ein erster Betrachter den Henkel einer Tasse noch vollständig sehen. Ein zweiter, anders platzierter Betrachter vermag diesen Henkel aber beispielsweise nur noch teilweise sehen, weil für ihn aufgrund seiner anderen Platzierung der Henkel teilweise durch die Tasse abgedeckt wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird das Ziel verfolgt, dass ein Bild oder eine Sequenz von Bildern realitätsnaher dargestellt werden.
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Zur Lösung der Aufgabe werden ein oder mehrere Bilder für einen ersten Betrachter und einen zweiten Betrachter zum Beispiel auf einer Leinwand erzeugt, wobei das oder die für den ersten Betrachter bestimmten Bilder nur dem ersten Betrachter zugeführt werden. Nur der erste Betrachter sieht dann die für ihn bestimmten Bilder. Das oder die für den zweiten Betrachter bestimmten Bilder werden nur dem ersten Betrachter zugeführt. Nur der zweite Betrachter sieht dann die für ihn bestimmten Bilder. Der erste Betrachter sieht dann also nicht die Bilder, die für den zweiten Betrachter bestimmt sind und umgekehrt. Die dargestellten Bilder zeigen grundsätzlich das Gleiche, also ein oder mehrere gleiche Gegenstände und/oder Personen, aber aus verschiedenen Perspektiven. Der erste Betrachter sieht nur die Darstellungen bzw. Bilder, die seiner ersten Perspektive entsprechen.
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Der zweite Betrachter sieht nur die Darstellungen bzw. Bilder, die seiner zweiten Perspektive entsprechen.
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Die getrennte Zuführung der erzeugten Bilder zum ersten und zweiten Betrachter kann durch die im Stand der Technik genannten konventionellen Techniken erfolgen, also mit Stereobrillen wie zum Beispiel mit Hilfe von Shutterbrillen. Beide Betrachter tragen dann eine Shutterbrille. Ein oder mehrere Bilder für einen ersten Betrachter werden im Wechsel mit ein oder mehreren Bildern für den zweiten Betrachter projiziert. Die von den beiden Betrachtern getragenen Shutterbrillen schließen im geeigneten Rhythmus bzw. dunkeln im geeigneten Rhythmus ab, so dass das oder die für den ersten Betrachter bestimmten Bilder nur vom ersten Betrachter gesehen werden und das oder die für den zweiten Betrachter bestimmten Bilder nur vom zweiten Betrachter. Beispielsweise sieht dann der erste Betrachter entsprechend seiner Position nur Bilder einer Tasse mit vollständigem Henkel. Ein zweiter Betrachter sieht entsprechend seiner Position zwar ebenfalls die Tasse, aber einen Henkel, der teilweise durch die Tasse verdeckt wird.
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Eine getrennte Zuführung kann auch mit Hilfe von Interferenzbrillen oder Brillen mit Polarisationsfiltern erreicht werden. Die Bilder für einen ersten Betrachter sind dann für die Brille des zweiten Betrachters undurchlässig und umgekehrt. In diesem Fall können das oder die Bilder für den ersten und zweiten Betrachter auch zeitgleich erzeugt, also zum Beispiel auf eine Projektionsfläche projiziert werden. Die Bilder werden insbesondere immer auf dieselbe Projektionsfläche projiziert und zwar mit einem oder zwei Projetoren.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden Bilder nicht nur für einen ersten und einen zweiten Betrachter erzeugt, sondern darüber hinaus auch getrennt für das jeweilige rechte und linke Auge. Für ein linkes Auge eines ersten Betrachters bestimmte Bilder werden nur dem linken Auge des ersten Betrachters zugeführt. Für ein rechtes Auge des ersten Betrachters bestimmte Bilder werden nur dem rechten Auge des ersten Betrachters zugeführt. Für ein linkes Auge eines zweiten Betrachters bestimmte Bilder werden nur dem linken Auge des zweiten Betrachters zugeführt. Für ein rechtes Auge des zweiten Betrachters bestimmte Bilder werden nur dem rechten Auge des zweiten Betrachters zugeführt.
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Um in gewünschter Weise getrennt zuzuführen, tragen die beiden Betrachter Brillen, die die zwei verschiedenen Techniken von bekannten Stereobrillen miteinander kombinieren. Insbesondere kombiniert eine solche Brille die Technik einer Shutterbrille mit der Technik einer Interferenzbrille. Es ist aber auch eine andere Kombination möglich, so zum Beispiel die Technik einer Shutterbrille mit der Technik einer Polarisationsbrille.
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In einer Ausführungsform erfolgt die vorgenannte getrennte Zuführung wie folgt. Es werden beispielsweise zwei Projektoren eingesetzt. Der eine A-Projektor umfasst einen ersten Filter, nachfolgend A-Filter genannt, oder erzeugt Projektionen, die für den A-Filter durchlässig sind, nicht aber für einen B-Filter. Der andere B-Projektor umfasst einen zweiten Filter, nachfolgend B-Filter genannt. Alternativ wird mit dem B-Projektor eine Projektion erzeugt, die für den B-Filter durchlässig ist, nicht aber für den A-Filter. Als Filter können zum Beispiel Interferenzfilter oder Polarisationsfilter eingesetzt sein.
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Die beiden Betrachter tragen dann Shutterbrillen, die mit A-Filtern und B-Filtern versehen sind. Beispielsweise trägt dann der erste Betrachter eine A-B-Shutterbrille mit einem A-Filter für das linke Auge und einem B-Filter für das rechte Auge. Der zweite Betrachter trägt dann umgekehrt eine B-A-Shutterbrille, d. h. eine Shutterbrille, die einen B-Filter für das linke Auge und einen A-Filter für das rechte Auge aufweist. Nun projiziert der Projektor A beispielsweise ein Bild für das linke Auge des ersten Betrachters. Der erste Betrachter sieht dieses Bild mit dem linken Auge, da sein A-Filter dieses Bild des A-Projektors durchlässt. Seine Shutterbrille verschließt im gleichen Moment den Durchlass durch sein rechtes Brillenglas. Mit seinem rechten Auge kann er daher das Bild für sein linkes Auge bestimmte Bild nicht sehen.
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Außerdem verhindert der B-Filter seiner Shutterbrille das Sehen des Bildes mit dem rechten Auge, welches für sein linkes Auge bestimmt ist.
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Die Brille des zweiten Betrachters funktioniert entsprechend umgekehrt. Für sein linkes Auge ist das vom Projektor A projizierte Bild vom zweiten Betrachter nicht zu sehen, da hier ein B-Filter einen entsprechenden Lichtdurchgang des erzeugten Bildes verhindert. Auf der rechten Augenseite bzw. mit dem rechten Auge sieht der zweite Betrachter das vom Projektor A projizierte Bild nicht, da in diesem Moment seine Shutterbrille den Durchgang für seine rechte Seite, also für sein rechtes Auge verschließt.
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Zeitgleich projiziert der B-Projektor, der also einen B-Filter umfasst, ein linkes Bild für den zweiten Betrachter, also für die zweite Person. Dieses Bild wird von dem ersten Betrachter mit dem linken Auge nicht gesehen, da hier der A-Filter dies verhindert. Auch mit dem rechten Auge vermag der erste Betrachter dieses Bild nicht zu sehen, da in diesem Moment seine Shutterbrille die rechte Seite seiner Brille abdunkelt bzw. verschließt, sodass mit seinem rechten Auge das für den zweiten Betrachter bestimmte Bild nicht gesehen werden kann.
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Der zweite Betrachter sieht mit dem linken Auge das Bild des Projektors B, da hier der B-Filter dafür Sorge trägt, dass das Licht für das linke Auge durchgelassen wird. Die rechte Seite kann das Licht bzw. projizierte Bild nicht sehen, da erstens der A-Filter dafür Sorge trägt, dass das Licht des Projektors B nicht durchgelassen wird. Außerdem verschließt auf dieser Seite in diesem Moment die Shutterbrille den Durchgang von Licht.
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Im Anschluss daran projiziert der Projektor A ein nächstes Bild für das rechte Auge des zweiten Betrachters. Der Projektor B projiziert zeitgleich ein nächstes Bild für das rechte Auge des ersten Betrachters. Die beiden Shutterbrillen verschließen in diesem Moment die Seite für das jeweilige linke Auge. Aus vorgenannten Gründen sieht nun der erste Betrachter nur das für sein rechtes Auge bestimmte Bild des B-Projektors mit seinem rechten Auge und der zweite Betrachter das für ihn bestimmte Bild des Projektors A mit seinem rechten Auge.
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Insgesamt werden so zwei verschiedene Sequenzen von Bildern projiziert, die jeweils nur vom vorgesehenen Auge des vorgesehenen Betrachters gesehen werden. Es wird so möglich, für zwei verschiedene Personen, die aus unterschiedlichen Winkeln ein Bild, betrachten, eine dreidimensionale Darstellung eines Objektes zu projizieren, welche perspektivisch von den Personen entsprechend ihrer Sitzanordnung gesehen werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung liefert zum Beispiel eine jede Shutterbrille Brille eine Information darüber, wo der entsprechende Betrachter sich im Raum aufhält. In Abhängigkeit davon wird ein entsprechendes Bild für den jeweiligen Betrachter projiziert, welches der Perspektive bzw. dem Blickwinkel entspricht, aus der ein Betrachter die Projektion betrachtet. Die Projektoren projizieren also auch auf diese Weise Bilder in Abhängigkeit von der Position des jeweiligen Betrachters. Wechselt ein Betrachter seine Position im Raum, so verändert sich die Darstellung der für ihn bestimmten Bilder entsprechend. Es entsteht für einen Betrachter so der Eindruck, er könne wie in der Realität einen lediglich durch Projektion dargestellten Gegenstand aus unterschiedlichen Perspektiven sehen, indem er seine Position im Raum entsprechend verändert.
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Es ist nicht zwingend erforderlich, dass mittels einer Shutterbrille eine Ortsinformation so übermittelt wird, dass in Abhängigkeit davon entsprechende Bilder erzeugt werden. Das grundsätzlich gleiche Ergebnis kann mit anderen Techniken erzielt werden, mit denen Positionen von Betrachtern im Raum ermittelt werden. Es ist aber besonders vorteilhaft, eine solche Ortsinformation unter Einbeziehung einer Shutterbrille zu übermitteln, da dann zugleich damit eine Information fehlerfrei übermittelt werden kann, für welche Shutterbrille und damit für welchen Träger dieser Shutterbrille Bilder zu übermitteln sind.
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Techniken, die sich besonders gut eignen, um die gewünschte Position zu bestimmen und zu übermitteln, sind kommerziell erhältlich, wie den Internetseiten http://www.intersense.com/IS-900_Systems.aspx sowie http://www.ar-tracking.de/TrackPack.160.0.html zu entnehmen ist (Stand: 15. Juni 2010).
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Nachfolgend wird anhand der Tabelle das Verfahren für ein perspektivisches dreidimensionales Sehen noch einmal verdeutlicht. Zwei Betrachter betrachten die gleiche Projektionsfläche, auf der mit Hilfe von zwei Projektoren, nämlich einem Projektor A bzw. einem A-Projektor einem Projektor B bzw. einem B-Projektor eine Sequenz Von Bildern erzeugt werden. Der Betrachter 1 sieht zunächst in einem ersten Zeitintervall mit seinem rechten Auge ein Bild, welches vom Projektor B für sein rechtes Auge projiziert worden ist. Mit seinem linken Auge kann er in diesem ersten Zeitintervall kein Bild sehen, was in der Tabelle in der entsprechenden Zelle durch ein Kreuz symbolisiert wird. Im gleichen ersten Zeitintervall sieht der zweite Betrachter mit seinem rechten Auge ein Bild, welches vom Projektor A bzw. A-Projektor für sein rechtes Auge projiziert worden ist. Mit seinem linken Auge kann der zweite Betrachter in diesem ersten Zeitintervall kein Bild sehen, was in der Tabelle in der entsprechenden Zelle durch ein Kreuz symbolisiert wird.
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Wie der Tabelle weiter zu entnehmen ist, sieht der Betrachter 1 in einem zweiten Zeitintervall mit seinem linken Auge ein Bild, welches vom Projektor A für sein linkes Auge projiziert worden ist. Mit seinem rechten Auge kann er in diesem zweiten Zeitintervall kein Bild sehen. Im gleichen zweiten Zeitintervall sieht der zweite Betrachter mit seinem linken Auge ein Bild, welches vom Projektor B für sein linkes Auge projiziert worden ist. Mit seinem rechten Auge kann der zweite Betrachter in diesem zweiten Zeitintervall kein Bild sehen.
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Entsprechend schließen sich weitere Zeitintervalle an. Wird ein ruhender Gegenstand gezeigt und verändert zum Beispiel der erste Betrachter zwischen dem ersten und dem dritten Zeitintervall seine räumliche Position, so verändert sich in dieser Zeit die entsprechende perspektivische Darstellung des Gegenstandes.
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Die Projektion kann mit aktiv Stereo fähigen Projektoren erfolgen, die für ein dreidimensionales Sehen eingesetzt werden. Es wird lediglich zusätzlich ein Umschalter benötigt, der die für den ersten Betrachter bestimmten Bilder geeignet zwischen dem ersten und dem zweiten Projektor hin und her schaltet, so dass abwechselnd wie in der Tabelle dargestellt wird, die entsprechenden Bilder durch den ersten und zweiten Projektor projiziert werden. Ein solcher Umschalter schaltet die Projektionen für den zweiten Betrachter ebenfalls geeignet hin und her, so dass die beiden Projektoren entsprechend der Tabelle die Bilder für den zweiten Betrachter projizieren. Alternativ kann ein Bildgenerator diese Aufgabe übernehmen.
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Eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens umfasst also einen A-Projektor, der zum Beispiel mit einem Interferenzbandpassfilter A versehen ist, und einen B-Projektor, der dann mit einem Interferenzbandpassfilter B versehen ist. Die Projektoren sind über ein oder zwei Umschalter mit ein oder mehreren Computern verbunden, die die benötigten Bilder liefern.
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Die Vorrichtung kann Mittel für das Empfangen, Auswerten und Verarbeiten von Positionen von Brillen oder Betrachtern im Raum umfassen, so zum Beispiel Infrarotsensoren für ein Empfangen von Positionssignalen, um Bilder in Anhängigkeit von Positionen darzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10249815 A1 [0002]
- DE 9406765 U [0003, 0005]
- WO 2008/061511 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.intersense.com/IS-900_Systems.aspx [0026]
- http://www.ar-tracking.de/TrackPack.160.0.html [0026]
