DE102013016921A1

DE102013016921A1 - Bildanzeigesystem und -verfahren zur bewegungssynchronen Bildanzeige in einem Transportmittel

Info

Publication number: DE102013016921A1
Application number: DE201310016921
Authority: DE
Inventors: Alexander Lechner; Uli Lechner; Frank Hasenbrink; Oliver Bunsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Bunsen Oliver De; Hasenbrink Frank De; LECHNER, ALEXANDER, DE; LECHNER, ULI, DE
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bildanzeigesystem für ein Transportmittel (5; 32) mit einer vorbestimmten ersten Bewegungsbahn (1; 36), wobei das System aufweist: Speichermittel (77) für eine vorproduzierte Bildfolge mit Bildern (21-1, 21-2, 21-3; 62) deren jeweiliger Bildinhalt ausgehend von einem zugehörigen Ort (17-1, 17-2, 17-3; 56) auf einer vorbestimmten zweiten Bewegungsbahn (10; 50), die zur ersten Bewegungsbahn (1; 36) ähnlich ist, vorproduziert wurde; Anzeigemittel (72) zur Installation in dem Transportmittel (5; 32) und zur Anzeige von Bildern (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge; und Bildanzeigesteuermittel (76), die mit den Speichermitteln (77) und den Anzeigemitteln (72) verbunden und eingerichtet sind, einzelne Bilder der Bildfolge entsprechend einem aktuellen Ort (7; 33) des Transportmittels (5; 32) aus den Speichermitteln (77) abzurufen und an die Anzeigemittel (72) zur Anzeige zu übertragen; wobei die Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge in den Speichermitteln (77) so gespeichert sind, dass ein wahlfreier Zugriff auf ein beliebiges Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge unabhängig von einer Kenntnis über jeweiligen Bildinhalt anderer Bilder der Bildfolge möglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Anzeige von Videos in einer sich in Bewegung befindlichen Umgebung. Im Besonderen betrifft die Erfindung die bewegungssynchrone Anzeige von Videos auf in einer bewegten Umgebung installierten Anzeigemitteln für mit der Umgebung passiv bewegte Beobachter.
In der WO 2010/004547 A1 wird allgemein vorgeschlagen, den Bildinhalt von Bildern eines in einem Fahrzeug wiedergegebenen Videos unter Berücksichtigung der aktuellen Bewegung des Fahrzeugs so anzupassen, dass der für Passagiere sichtbare Bildinhalt mit der seitens der Passagiere wahrgenommenen aktuellen Bewegung des Fahrzeugs korreliert ist. Dies erfordert hohe Rechenleistung, da der aktuell wiederzugebende Bildinhalt zur aktuellen Bewegung des Fahrzeugs passend in Echtzeit erzeugt wird.
Bei einer Studie von EC Regan und KR Price mit dem Titel „The frequency of occurrence and severity of side effects of immersion virtual reality" (in Aviat Space Environ Med. 1994; 65, S. 527–530, PMID 8074626) löste „Virtuelle Realität” in 61% der Teilnehmer Symptome der Reisekrankheit (Kinetose, motion sickness) aus. Auch ist bekannt, dass passive Bewegungen eine weitere Ursache für eine Kinetose bilden, wobei vertikale Bewegungen schlechter vertragen werden als horizontale. D. h., eine Kombination passiver Bewegung in einem Fahrzeug mit eine virtuelle Realität repräsentierenden Bildern ist für Passagiere kritisch, da der menschliche Organismus sensibel für Abweichungen zwischen der über die visuelle Wahrnehmung suggerierten Bewegung der Umgebung und der physikalisch tatsächlich wahrgenommenen passiven Bewegung der Umgebung ist. Videobildinhalte zur Simulation eines virtuellen Fensters in einem sich bewegenden Fahrzeug sollten daher synchron und physikalisch korrekt zur tatsächlichen Bewegung des Fahrzeugs sein.
Die Bewegungsdynamik vieler Transportmittel, wie beispielsweise bei Zügen, Seilbahnen oder Personenaufzügen kann Rücksetzer oder ruckartige Richtungswechsel (Ruckler) in der Bewegungsrichtung enthalten. Beispielsweise kann dies bei einer Seilbahngondel beim Überfahren einer Seilumlenkung mit gleichzeitigem kurzem Pendeln der Seilbahngondel passieren. Ebenso können beispielsweise derartige Rücksetzer in der Bewegungsrichtung bei Aufzügen in der Anfahrphase nach einem Halt auftreten, wenn die von den Antriebsmitteln auf die Aufzugkabine ausgeübte Haltekraft nach Lösen einer vorhandenen Bremseinrichtungen nicht exakt der aktuellen Gewichtskraft der beladenen Aufzugkabine entspricht. In solchen Fällen sind möglicherweise ein oder mehrere Wechsel in der Abspielrichtung der bewegungssynchron wiederzugebenden Filmsequenzen notwendig.
Rücksetzer oder ruckartige Richtungswechsel (Ruckler) oder ähnliches in der Bewegungsdynamik eines Transportmittels erfordern einen entsprechend schnellen Wechsel in der Abspielrichtung der bewegungssynchron wiederzugebenden Filmsequenz. Da digitale Videoclips üblicherweise, z. B. gemäß H.264/MPEG-4 AVC, einem H.-Standard zur hocheffizienten Videokompression, vorwärtscodiert sind, ist es nicht ohne Weiteres möglich, die Filmsequenz punktgenau rückwärts abzuspielen. Daher wurden Versuche mit zwei identischen aber gegenläufig codierten Filmsequenzen, d. h. einer ersten Filmsequenz für die Vorwärtsbewegungsrichtung und einer zweiten Filmsequenz für die Rückwärtsbewegungsrichtung, unternommen, wobei beide Filmsequenzen ständig decodiert und in einem Speicher vorgehalten werden, um bei einer Bewegungsumkehr zwischen den beiden Filmsequenzen entsprechend hin- und herzuschalten. Diese Lösung ist nicht optimal, da der doppelte Aufwand betrieben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Anzeigesystem für Bilder zur Erzeugung oder Simulation eines virtuellen Fensters in einem Fahrzeug vorzuschlagen, bei dem eine über die visuelle Wahrnehmung suggerierte Bewegung der Umgebung möglichst identisch zu einer physikalisch wahrgenommenen tatsächlichen Bewegung des Fahrzeugs, besonders auch in Phasen schwer vorhersagbarer Bewegungsrichtungswechsel des Fahrzeugs, ist.
Die Aufgabe wird mit einem Bildanzeigesystem gemäß Anspruch 1 und einer Anordnung gemäß Anspruch 16 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine grundsätzliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Bildanzeigesystems für ein Transportmittel mit einer vorbestimmten ersten Bewegungsbahn weist Speichermittel, Anzeigemittel und Bildanzeigesteuermittel auf.
In den Speichermitteln ist wenigstens eine vorproduzierte Bildfolge gespeichert, die Bilder aufweist, deren jeweiliger Bildinhalt ausgehend von einem zugehörigen Ort auf einer vorbestimmten zweiten Bewegungsbahn, die zur ersten Bewegungsbahn ähnlich ist, vorproduziert wurde.
Die Anzeigemittel sind zur Installation in dem Transportmittel und zur Anzeige von Bildern der Bildfolge zum Zweck der Erzeugung oder Simulation eines virtuellen Fensters in dem Transportmittel vorgesehen.
Die Bildanzeigesteuermittel sind mit den Speichermitteln und den Anzeigemitteln verbunden und eingerichtet, den Bildinhalt einzelner Bilder der Bildfolge entsprechend einem aktuellen Ort des Transportmittels aus den Speichermitteln abzurufen und an die Anzeigemittel zur Anzeige zu übertragen.
Ein Kerngedanke der Erfindung liegt in der Art der Speicherung der Bilder der Bildfolge in den Speichermitteln. Dies erfolgt im Wesentlichen so, dass ein wahlfreier Zugriff auf ein beliebiges Bild der Bildfolge unabhängig vom Bildinhalt anderer Bilder der Bildfolge möglich ist.
Hierzu sind die Bildanzeigesteuermittel bevorzugt eingerichtet, den Bildinhalt eines aktuell anzuzeigenden Bildes der Bildfolge mittels eines unmittelbaren Zugriffs auf das Bild aus den Speichermitteln unabhängig von anderen Bildern der Bildfolge zu entnehmen. Dazu sind die einzelnen Bilder der Bildfolge in den Speichermitteln in einer entsprechenden Datenstruktur gespeichert. Die Bilder sind somit prinzipiell ähnlich in den Speichermitteln abgespeichert, wie einzelne in Rähmchen gefasste Diabilder in einem Sammelkasten angeordnet sind. Ähnlich wie ein einzelnes Diabild wahlfrei und unmittelbar dem Sammelkasten entnommen und dessen Bildinhalt betrachtet werden kann, ohne dass eine Kenntnis des Bildinhalts anderer Dias oder ein Zugriff auf andere Dias dazu erforderlich wäre, kann ein einzelnes Bild aus dem Speichermitteln ausgelesen, abgerufen oder entnommen werden.
Der Bildinhalt der Bilder der Bildfolge ist zusätzlich besonders bevorzugt unabhängig von den anderen Bildern der Bildfolge komprimiert in den Speichermitteln gespeichert.
Bevorzugt ist der jeweilige Bildinhalt der Bilder der Bildfolge in den Speichermitteln in einer Video-Containerdatei mittels eines Verfahrens zur digitalen Codierung und Decodierung (Codec), besonders bevorzugt komprimiert, gespeichert. Ein Video-Codec repräsentiert eine Vorschrift zur Codierung (Co) digitaler Videodaten in eine Video-Containerdatei sowie die Decodierung (Dec) dieser codierten Videodaten aus einer solchen Video-Containerdatei. Da für eine Anzeige der Bilder grundsätzlich nur die Decodierung der Bildinhalte in Form der codierten Videodaten aus den Speichermitteln erforderlich ist, kann in dem Bildanzeigesteuermittel oder in den Anzeigemitteln auch nur der hierzu notwendige Decoder-Teil des verwendeten Codec in Software und/oder Hardware implementiert sein, um die Bildinhalte entsprechend decodiert und ggf. dekomprimiert zu können.
In einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die Bildanzeigesteuermittel oder die Anzeigemittel wenigstens eine Recheneinheit, wie eine Grafikprozessoreinheit, mit Arbeitsspeicher zur Speicherung von codiertem Bildinhalt und Bildspeicher zur Speicherung decodiertem Bildinhalt auf. Zu decodierender Bildinhalt eines aktuell anzuzeigenden Bildes kann dann beispielsweise von den Bildanzeigesteuermitteln aus den Speichermitteln in den Arbeitsspeicher übertragen werden. Die Recheneinheit decodiert, und bevorzugt dekomprimiert, dann den codierten, und bevorzugt komprimierten, Bildinhalt und überträgt das Ergebnis in den Bildspeicher zur Anzeige auf einer Anzeigeeinheit der Anzeigemittel. Bevorzugt kann die Recheneinheit für die Abarbeitung der zur Decodierung und ggf. Dekomprimierung der Bilddaten notwendigen Schritte, d. h., die notwendigen Decoder-Bestandteile des eingesetzten Codec, optimiert sein. D. h., die Recheneinheit kann einen für die bei einer Decodierung und ggf. Dekomprimierung der Bildinhalte notwendigen Arbeitsschritte des Codec optimierten Befehlssatz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können die mittels Softwaremitteln programmierten Arbeitsschritte des Decoderteils des eingesetzten Codec zur optimalen Nutzung des Befehlssatzes der Recheneinheit konfiguriert sein.
Als Video-Codec kommt bevorzugt ein solcher zu Anwendung, der den gewünschten vorstehend erläuterten wahlfreien und damit unmittelbaren Zugriff auf einzelne Bilder der Bildfolge ermöglicht. Wahlfreier Zugriff bedeutet hier, dass der Bildinhalt eines Bildes gezielt und schnell zur Anzeige aus den Speichermitteln, bevorzugt der Video-Containerdatei, entnommen, decodiert und ggf. dekomprimiert werden kann. Dies ist erfindungsgemäß mit einem Codec realisiert, der einen beliebigen Direktzugriff auf Einzelbilder ohne Beteiligung Bilder der Bildfolge ermöglicht.
Bevorzugt sind die Bilder der Bildfolge in den Speichermitteln in einer Video-Containerdatei mittels eines Verfahrens zur digitalen Codierung und Decodierung nach Art des Codec HAP gespeichert. Der hier als Beispiel genannte Codec HAP wurde von Tom Butterworth, Glasgow, UK, für den künstlerischen Bereich der Visual-Jockeys entwickelt. Visual Jockeys (VJ) sind Videokünstler im Kontext von Musikveranstaltungen, wie Partys, Konzerte etc. Dabei erweitern VJs die Audioperformance, z. B. eines Discjockeys (DJ), um eine visuelle Komponente und bedienen sich dabei der Computertechnik, wie 2D-/3D-Animationen und entsprechender VJ-Software und/oder analoger Videotechnik, zur Erzeugung sogenannter Visuals.
Die Erfinder haben gefunden, dass die Verwendung eines Video-Codec nach Art des Codec HAP die erläuterte wahlfreie und damit unmittelbare Zugriffsmöglichkeit auf einzelne Bilder der Bildfolge ermöglicht, sodass die gewünschte bewegungssynchrone Bildwiedergabe realisiert werden kann. D. h., bei einer beliebigen Bewegungsdynamik des Transportmittels auf der vorbestimmten ersten Bewegungsbahn, besonders auch bei beliebigen vorwärts und rückwärts Bewegungen, wie im Fall von Rücksetzern oder Rucklern, kann eine bewegungs- und inhaltssynchrone Bildanzeige auf den Anzeigemitteln sichergestellt werden. Bei üblichen vorwärtscodierten Video-Formaten wie dem eingangs genannten H.264/MPEG-4 AVC war dies nicht gewährleistet.
Die Speichermittel können Teil der Bildanzeigesteuermittel sein bzw. getrennt davon in unmittelbarer Nähe oder entfernt davon angeordnet sein. Jedenfalls sind die Bildanzeigesteuermittel betriebsmäßig mit den Speichermitteln verbunden, sodass die Bildanzeigesteuermittel jederzeit einzelne oder mehrere Bilder der Bildfolge aus den Speichermitteln abrufen können. Eine betriebsmäßige Verbindung kann eine bekannte kabelgebundene oder drahtlose Datenübertragungsverbindung sein. Die Speichermittel können grundsätzlich eine oder mehrere Speichereinheiten umfassen, wie beispielsweise eine Festplatte (Hard Disk, HD), Halbleiterlaufwerk (Solid State Drive, SSD), entfernbaren oder austauschbaren Halbleiterspeicher wie Speicherkarten oder USB-Sticks mit Flash-Speicher oder dergleichen, oder entfernbare oder austauschbare magnetische, magnetooptische, oder rein-optische Datenträger oder beliebige andere zu den Bildanzeigesteuermitteln lokal oder entfernt angeordnete Speichereinrichtung für digitale Daten sein.
Die Anzeigemittel können ein oder mehrere Video-Displays sein, die bevorzugt als Flachbildschirm, z. B. LED-, LCD-, TFT-, Rückprojektions- oder Plasma-Bildschirm, ausgeführt sind. Dabei können einzelne oder alle Video-Displays auch als autostereoskopische Video-Displays ausgeführt sein. Derartige autostereoskopische 3D-Video-Displays sind zur Darstellung dreidimensionaler Bilder für einen Tiefeneindruck durch stereoskopisches Sehen eingerichtet, wobei ein Betrachter keine Hilfsmittel direkt vor den Augen, wie eine 3D-Brille oder ähnliches, benötigt. Beispielsweise kann ein autostereoskopisches Display mittels Parallaxenbarrieren und Linsenrastern implementiert werden. Wenn derartige Video-Displays zur Anwendung kommen, müssen lediglich die Bildinhalte der Bilder der Bildfolge entsprechend aufbereitet und codiert werden.
Bevorzugt weist das System weiter eine betriebsmäßig mit den Bildanzeigesteuermitteln verbundene Sensoreinheit, die bevorzugt unabhängig von oder redundant zu entsprechenden Einrichtungen des Transportmittels ist, mit Sensormitteln zur Erzeugung von Sensordaten auf. Dann kann die Sensoreinheit eingerichtet sein oder können die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, basierend auf den Sensordaten aktuelle, bevorzugt normierte, Transportmittelortsdaten des Transportmittels zu bestimmen.
Zur Erhöhung der Genauigkeit können die Sensoreinheit und/oder die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, die Transportmittelortsdaten mittels Kalibrierdaten zu korrigieren. Die Kalibrierdaten können beispielsweise nach einer Installation des Systems in das Transportmittel basierend auf einer oder mehreren Initialisierungsfahrten erzeugt werden.
In einer Weiterbildung kann die Sensoreinheit eingerichtet sein oder können die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, basierend auf den Sensordaten Bewegungsdaten, bevorzugt eine aktuelle Geschwindigkeit, des Transportmittels abzuleiten. Die Bildanzeigesteuermittel können dann eingerichtet sein, basierend auf den Bewegungsdaten, bevorzugt der aktuellen Geschwindigkeit, des Transportmittels Bilder der Bildfolge mehrmals hintereinander an die Anzeigemittel zur Anzeige zu übertragen oder Bilder der Bildfolge zu überspringen.
Für jedes Bild der Bildfolge können zugehörige, bevorzugt normierte, Beobachtungsortsdaten der zweiten Bewegungsbahn in den Speichermitteln, bevorzugt in einer Ortssteuerdatei, gespeichert sein. Die Ortssteuerdatei kann zusammen mit den Bildern der Bildfolge, die bevorzugt in einer Video-Containerdatei gespeichert sind, in den Speichermitteln abgespeichert sein. Bevorzugt bilden die Video-Containerdatei und die Ortssteuerdatei eine erfindungsgemäße Datenstruktur, die zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Bildanzeigesystem hergerichtet ist.
Die Bildanzeigesteuermittel können eingerichtet sein, basierend auf den, bevorzugt normierten, aktuellen Transportmittelortsdaten ein auf den Anzeigemitteln anzuzeigendes Bild der vorproduzierten Bildfolge und den, bevorzugt normierten, Beobachtungsortsdaten zu bestimmen, aus den Speichermitteln, bevorzugt unmittelbar, abzurufen und an die Anzeigemittel zur Anzeige zu übertragen. Die Beobachtungsortsdaten können ebenfalls in der oben genannten Ortssteuerdatei in den Speichermitteln gespeichert sein.
Die Sensoreinheit oder die Bildanzeigesteuermittel können weiter eingerichtet sein, die Transportmittelortsdaten beispielsweise hinsichtlich der Länge der ersten Bewegungsbahn zu normieren. Beispielsweise kann eine Normierung auf eine Einheitslänge erfolgen.
Die Bildanzeigesteuermittel können eingerichtet sein, basierend auf einer aktuellen Geschwindigkeit des Transportmittels und der räumlichen Auflösung der Bilder der vorproduzierten Bildfolge, einzelne Bilder der Bildfolge mehrmals hintereinander an die Anzeigemittel zur Anzeige zu übertragen oder zu überspringen.
Wenn die vorproduzierte Bildfolge räumlich, d. h. ortsabhängig, nicht beliebig hoch aufgelöst vorproduziert werden kann, können die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, bei langsamer Fahrt des Transportmittels, z. B. in einer Anfahr- oder Bremsphase, Einzelbilder wiederholt darzustellen. Grundsätzlich ist die räumliche Auflösung der Bildfolge beim Anzeigen der Bilder verfahrenstechnisch nicht begrenzt. Eine Begrenzung der räumlichen Auflösung bei den Bildern der Bildfolge kann abhängig von externen Faktoren bei der Aufnahme bestehen. Beispielsweise kann die Steig- oder Sinkgeschwindigkeit einer Kameradrohne zur Aufnahme der Bilder der Bildfolge in einer realen Umgebung begrenzt sein. Ebenso kann die Geschwindigkeit einer Kamerafahrt in einem berechneten bzw. gerenderten Video begrenzt sein.
Weiter können die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, bei schneller Geschwindigkeit des Transportmittels Einzelbilder der Bildfolge auszulassen bzw. zu überspringen, um so das jeweils hinsichtlich der aktuellen Transportmittelortsdaten passendste darzustellen. Die Bildanzeigesteuermittel können weiter eingerichtet sein, beim Überspringen von Bildern der Bildfolge zusätzlich mithilfe von Video-Echtzeiteffekten, z. B. künstlich eingefügter Bewegungsunschärfeeffekte (Motion Blur), den Passagieren des Transportmittels der Eindruck schneller Bewegung zu verstärken oder zu suggerieren. Auch hier ist die oben genannte erfindungsgemäße Speicherung der Bilder der Bildfolge in den Speichermitteln von Vorteil, da einzelne Bilder ohne Mehraufwand im Sinne des genannten wahlfreien Zuggriffs aus den Speichermitteln entnommen oder abgerufen werden können.
Die Bilder der vorproduzierten Bildfolge sind bevorzugt inhaltlich korrelierte aufeinanderfolgende Bilder. Die Bilder können jeweils mittels einer realen Kamerafahrt in einer realen Umgebung aufgenommen worden sein und/oder mittels einem Computer berechneten Bildinhalt entsprechend einer virtuellen Kamerafahrt durch eine virtuelle Umgebung aufweisen.
In einer besonderen Weiterbildung weisen die Bilder der vorproduzierten Bildfolge nur statische Objekte auf. Dies hat den Vorteil, dass bei der zur aktuellen Bewegungsdynamik des Transportmittels synchronen Anzeige der Bilder keine Realitätsbrüche im Bildinhalt auftreten können. Beispielsweise könnten von der aktuellen Bewegung des Transportmittels tatsächlich unabhängige Bewegungen von in den Bildinhalten sich relativ zum Transportmittel bewegenden Objekten durch die zur Bewegung des Transportmittels bewegungssynchrone Anzeige der Bilder der Bildfolge so beeinflusst werden, dass ein unnatürlicher Eindruck bei den Passagieren entstehen kann. Dadurch, dass die Bilder keine bewegten Objekte, sondern nur statische Objekte enthalten, wird dies vermieden.
Für jedes Bild der vorproduzierten Bildfolge kann die zugehörige vorbestimmte Blickrichtung, bevorzugt ebenfalls in der genannten Ortssteuerdatei, gespeichert sein. Dann können die Bildanzeigesteuermittel eingerichtet sein, einem Bildinhalt der auf den Anzeigemitteln anzuzeigenden Bildern unter Berücksichtigung der zugehörigen vorbestimmten Blickrichtung für das Bild zusätzliche Bildobjekte perspektivisch korrekt, insbesondere unter Berücksichtigung der räumlichen und/oder linearen Verhältnisse in einem vom Bildinhalt definierten virtuellen Raum, visuell zu überlagern.
Die zusätzlichen Bildobjekte können bewegte Bildelemente sein. Die Bildanzeigesteuermittel sind dann bevorzugt eingerichtet, die bewegten Bildelemente zum Bildinhalt hinsichtlich Größe und Bewegung unter Berücksichtigung der räumlichen und/oder linearen Verhältnisse des vom Bildinhalt definierten virtuellen Raums visuell korrekt zu berechnen. Beispielsweise könnten so bewegliche Objekte wie Fahrzeuge, Personen, Tiere oder dergleichen in der dargestellten Umgebung, z. B. auf Straßen, fliegende Objekte im Luftraum der dargestellten Umgebung, wie z. B. Flugzeuge, Vögel, Schmetterlinge oder dergleichen, dem aktuellen anzuzeigenden Bild der Bildfolge überlagert werden. Ebenso können die zusätzlichen Bildobjekte bewegte Bildelemente sein, wie beispielsweise im Vordergrund sichtbare hervorstehende Fassadenelemente, die für einen Passagier des Transportmittels vom virtuellen Fenster passiert werden.
Besonders bevorzugt können, insbesondere bewegte, Bildelemente für die Anzeige auf einem oben genannten autostereoskopischen Video-Display der Anzeigemittel aufbereitet und codiert sein. Damit kann mit geringem Aufwand der 3D-Eindruck bei den Passagieren zusätzlich verstärkt werden.
Weiter können die Bildanzeigesteuermittel zusätzlich eingerichtet sein, zu den wiedergegebenen Bildern auf den Anzeigemitteln entsprechende Sounds, Töne und Geräusche wiederzugeben. Hierzu können in dem Transportmittel zusätzlich zu den Anzeigemitteln entsprechend ein oder mehrere Schallausgabemittel, wie beispielsweise Lautsprecher, eingebaut sein, die nach bekannten Verfahren zur Erzeugung eines räumlichen Wiedergabeeffekts für die Geräusche eingerichtet sein können. Dementsprechend können die Bildanzeigesteuermittel zur Wiedergabe der genannten Sound- und Geräuscheffekte eingerichtet sein. Bevorzugt sind die Bildanzeigesteuermittel dann eingerichtet, die Sound- und Geräuscheffekte bevorzugt synchron zur Bewegung der oben genannten bewegten Bildelemente wiederzugeben. Dadurch wird für die Passagiere des Transportmittels einen audiovisuellen 3D-Effekt erzeugt.
Die Bildanzeigesteuermittel können eingerichtet sein, zusätzliche Informationselemente in Form von wenigstens einem von Text, Bildern und Filmen in einen aktuell angezeigten Bildinhalt auf den Anzeigemitteln einzublenden oder visuell zu überlagern.
Die vorbestimmte erste Bewegungsbahn kann im Wesentlichen durch eine Zwangsführung des Transportmittels bestimmt sein. Das Transportmittel ist bevorzugt mittels wenigstens einem Führungsmittel an eine hinsichtlich Verlauf und Länge vorgegebene Bahnkurve gebunden. Die vorbestimmte erste Bewegungsbahn kann eine erste vorbestimmte Länge und die vorbestimmte zweite Bewegungsbahn eine zweite vorbestimmte Länge aufweisen. D. h., die beiden Bewegungsbahnen können, müssen aber nicht gleich lang sein. Dies ermöglicht, dass beispielsweise in einem Transportmittel mit dem virtuellen Fenster eine Fahrt über eine deutlich größere Strecke simuliert werden kann. Das Bildanzeigesystem eignet sich besonders für ein schienengebundenes Fahrzeug, eine Aufzugkabine, eine Seilbahngondel oder Ähnliches als Transportmittel.
Die Aufgabe wird ebenfalls mit einer Anordnung gelöst, die ein Transportmittel und ein erfindungsgemäßes Bildanzeigesystem sowie die unabhängig von oder redundant zu entsprechenden Einrichtungen des Transportmittels vorhandene Sensoreinheit umfasst, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, die Sensordaten zu erfassen, auf denen basierend die aktuellen, bevorzugt normierten, Transportmittelortsdaten des Transportmittels bestimmbar sind und/oder die Bewegungsdaten, bevorzugt die aktuelle Geschwindigkeit, des Transportmittels ableitbar ist.
Die Aufgabe wird ebenfalls mit einer Datenstruktur gelöst, die im Wesentlichen die Daten der vorproduzierten Bildfolge sowie die zugehörigen Ortsdaten und bevorzugt die Blickrichtung (Kameraneigung) für jedes Bild enthält. D. h., die Datenstruktur enthält erste Daten, die den codierten, bevorzugt komprimierten, Bildinhalt der Bilder der vorproduzierten Bildfolge enthalten, deren jeweiliger Bildinhalt ausgehend von einem zugehörigen Ort auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn vorproduziert wurde, wobei die ersten Daten so in der Datenstruktur organisiert oder angeordnet sind, dass ein wahlfreier Zugriff auf codierten Bildinhalt eines beliebigen Bildes der Bildfolge unabhängig von Bildinhalt anderer Bilder der Bildfolge möglich ist; und zweite Daten, die für jedes Bild der vorproduzierten Bildfolge zugehörige, bevorzugt normierte, Beobachtungsortsdaten der Bewegungsbahn und, besonders bevorzugt für jedes Bild der vorproduzierten Bildfolge die zugehörige vorbestimmte Blickrichtung, für die der jeweilige Bildinhalt ausgehend von dem zugehörigen Ort auf der vorbestimmten Bewegungsbahn vorproduziert worden ist, enthalten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Funktionsähnliche oder identische Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren Bezugszeichen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren. In den Figuren zeigen:
1A eine allgemeine schematische Ansicht einer vorbestimmten ersten Bewegungsbahn eines Transportmittels;
1B eine allgemeine schematische Ansicht einer zweiten Bewegungsbahn, die zur ersten Bewegungsbahn ähnlich ist; wobei Orten der zweiten Bewegungsbahn jeweils ein Bild einer vorbestimmten Blickrichtung von dem jeweiligen Ort zugeordnet ist;
2A und 2B weitere schematische Ansichten einer vertikal verlaufenden ersten Bewegungsbahn und einer dazu ähnlichen verlaufenden zweiten Bewegungsbahn gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
3 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Bildanzeigesystems im Kontext des bevorzugten Ausführungsbeispiels der 2A und 2B; und
4 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Bildanzeigeverfahrens mit Zuordnung zu Elementen des Bildanzeigesystems der 3.
1A zeigt eine allgemeine schematische Ansicht einer vorbestimmten ersten Bewegungsbahn 1 eines Transportmittels 5. Die erste Bewegungsbahn 1 ist durch Orte 3-1, 3-2, 3-3, ..., 3-(n – 1), 3-(n) vorbestimmt, die ein Transportmittel 5 während seiner Bewegung durchfährt. In der 1A befindet sich das Transportmittel 5 am aktuellen Ort 7 auf der ersten Bewegungsbahn 1. Das Transportmittel 5 kann sich auf der vorbestimmten ersten Bewegungsbahn 1 in beide möglichen Richtungen zwischen zwei Endpunkten 3-1, 3-(n) entlang der Bewegungsbahn 1 mit der vorbestimmten ersten Länge L1 vorwärts (Pfeil V) und rückwärts (Pfeil R) bewegen. Die erste Bewegungsbahn 1 ist bevorzugt fest vorgegeben, d. h., die Bewegung des Transportmittels 5 entlang der ersten Bewegungsbahn 1 ist vorbestimmt und damit jederzeit reproduzierbar.
Der Verlauf der ersten Bewegungsbahn 1 kann durch eine Zwangsführung des Transportmittels 5 durch oder Kopplung des Transportmittels 5 an Führungsmittel (nicht gezeigt) bestimmt sein. Derartige Führungsmittel können beispielsweise Schienen sein, die den Verlauf der Bewegung des Transportmittels 5, welches beweglich an die Schienen gekoppelt ist, vorgeben. Das Transportmittel 5 kann einen eigenen Antrieb aufweisen bzw. über eine weitere Koppelung an ein Antriebsmittel entlang der und von den Schienen geführt bewegt werden. Als ein mögliches Beispiel sei hier ein Schienenfahrzeug als Transportmittel, wie z. B. ein Zug oder eine U-Bahn oder dergleichen, genannt. Alternativ kann das Transportmittel auch an ein Seil oder Kabel derart gekoppelt sein, dass der Verlauf des Seils oder Kabels als Führungsmittel den Verlauf einer Bewegung des Transportmittels vorbestimmt. Ein mögliches Beispiel stellt eine Seilbahnkabine oder -gondel dar, die als Transportmittel an ein Seil als Führungs- und Bewegungsmittel gekoppelt und damit an die derart vorbestimmte Bewegungsbahn gebunden ist. Ein weiteres Beispiel für ein Transportmittel ist eine Aufzugkabine, die sich in einem üblicherweise zwischen einer untersten und einer obersten Position vertikal verlaufenden Aufzugschacht aufwärts und abwärts bewegen kann. Die Aufzugkabine kann im Aufzugschacht entlang der vertikalen Bewegungsbahn, beispielsweise über Schienen, geführt und mittels Seilen, Riemen oder Kabel oder auch hydraulischer Mittel gehalten und bewegt werden.
1B zeigt eine allgemeine schematische Ansicht einer zweiten Bewegungsbahn 10, die zur ersten Bewegungsbahn 1 (1A) ähnlich ist; „ähnlich” bedeutet hier, dass die erste und zweite Bewegungsbahn, zumindest hinreichend genau, dieselbe Form besitzen, sich aber in der Länge unterscheiden können. Mit anderen Worten unterscheiden sich die erste und die zweite Bewegungsbahn bevorzugt nur hinsichtlich des Maßstabs.
In der 1B ist die Länge L2 der zweiten Bewegungsbahn länger als die Länge L1 der ersten Bewegungsbahn. Grundsätzlich können die erste Bewegungsbahn und die zweite Bewegungsbahn auch zumindest näherungsweise identisch sein, d. h., die Bewegungsbahnen wären dann annähernd zueinander kongruent; dies wäre möglich, ist aber keine zwingende Voraussetzung.
Die zweite Bewegungsbahn 10 beschreibt den Verlauf einer realen bzw. virtuellen Kamerafahrt mit einer realen bzw. virtuellen Kamera 17. Mittels der Kamerafahrt werden für Orte 13-1, 13-2, 13-3, ..., 13-(n – 1), 13-(n) der zweiten Bewegungsbahn 10 jeweils ein zugehöriges Bild in einer vorbestimmten Blickrichtung von dem jeweiligen Ort ausgehend der realen bzw. virtuellen Umgebung aufgenommen bzw. errechnet. Die zweite Bewegungsbahn 10 ist damit ebenfalls durch die Orte 13-1, 13-2, 13-3, ..., 13-(n – 1), 13-(n) bestimmt, die die Kamera 15 während einer Kamerafahrt durchfahren hat.
In der 1B befindet sich die Kamera 15 am aktuellen Ort 17 auf der zweiten Bewegungsbahn 10 und ist in Bezug auf die zweite Bewegungsbahn 10 in eine Blickrichtung 19-1 zur Aufnahme eines Bildes 21-1 ausgerichtet oder geneigt. Zur besseren Veranschaulichung sind in der 1B Geisterbilder der Kamera 15 (gestrichelte Darstellung) an weiteren Orten 17-2 und 17-3 mit der jeweils zugehörigen Blickrichtung 19-2 und 19-3 sowie die diesen Orten zugeordneten Bildern 21-2 und 21-3 dargestellt. Die auf diese Weise während einer Kamerafahrt aufgenommenen Bilder sind Einzelbilder einer Bildfolge mit aufeinanderfolgenden Bildern, deren Inhalt miteinander korreliert ist.
Die Kamera 15 kann grundsätzlich auf der vorbestimmten zweiten Bewegungsbahn 10 in beide möglichen Richtungen bewegen werden. Für eine Kamerafahrt wird die Kamera 15 aber bevorzugt von oder durch einen Startpunkt (Ort 13-1) der Bewegungsbahn 10 und dann entlang der zweiten Bewegungsbahn 10 zu oder durch einen Endpunkt (Ort 13-(n)) der Bewegungsbahn 10 bewegt. Damit enthält die Bildfolge nur Bilder von Orten der zweiten Bewegungsbahn 10. Selbstverständlich können Bildfolgen, bei der Bilder auch vor und/oder nach dem Start- und Endpunkt vorliegen, entsprechend geschnitten werden. Die zweite Bewegungsbahn 10 besitzt damit die vorbestimmte zweite Länge L2, die durch den Startpunkt und den Endpunkt definiert ist.
2A und 2B zeigen eine schematische Ansicht einer ersten Bewegungsbahn 36 und einer zweiten Bewegungsbahn 50 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem das Bildanzeigesystem in einen Aufzug 30 integriert ist und wenigstens eine Anzeige als virtuelles Fenster in die Aufzugkabine 32 als Transportmittel eingebaut wurde.
In 2A ist schematisch der Aufzug 30 gezeigt, dessen Aufzugkabine 32 in einem Aufzugsschacht 34 entlang der vorbestimmten vertikalen ersten Bewegungsbahn 36 mit einer Länge L1 zwischen einer untersten Position 38 und einer obersten Position 40 bewegt werden kann. Zumeist ist die Aufzugkabine 32 durch den Aufzugschacht 34 gegenüber der äußeren Umgebung abgeschirmt. Daher sind üblicherweise Aufzugkabinen fensterlose Räume. Um Passagieren des Aufzugs eine Aussicht nach draußen zu ermöglichen, müsste die Aufzugkabine 32 zumindest teilweise durchsichtig sein, z. B. mit einem Fenster ausgestattet sein. Des Weiteren wäre es dann erforderlich, den Aufzugschacht 34 passend zum Fenster im Aufzug ebenfalls mit Fenstern oder einer durchgehend durchsichtigen Seite auszuführen. Ebenso sind gläserne Aufzüge, an Gebäudeaußenseiten oder in Gebäudeinnenhallen bekannt, die den Passagieren eine Aussicht ermöglichen. Dies ist jedoch nicht in jedem Gebäude möglich. Außerdem ist nicht innerhalb oder außerhalb jedes Gebäudes eine visuell attraktive Umgebung vorhanden.
Mit dem Bildanzeigesystem kann mittels Anzeigemitteln ein virtuelles Fenster für die Aufzugkabine 32 als Transportmittel mit der vorbestimmten Bewegungsbahn 36 bereitgestellt werden. Auf den Anzeigemitteln können den Passagieren der Aufzugkabine 32 Bilder einer Bildfolge angezeigt werden, mittels derer ein virtuelles Fenster und damit ein virtueller Ausblick in eine nahezu beliebige Umgebung simuliert werden kann. Die Komponenten des Bildanzeigesystems werden im Zusammenhang mit der 3 näher erläutert.
Aufgrund der Kenntnis der vorbestimmten ersten Bewegungsbahn 36 der Aufzugkabine 32 können Bilder einer, entlang einer zur ersten Bewegungsbahn 36 ähnlich verlaufenden zweiten Bewegungsbahn 50 (2B) vorproduzierten, Bildfolge mit dem Bildanzeigesystem physikalisch korrekt zur Bewegung der Aufzugkabine 32 synchronisiert angezeigt werden. Auswirkungen wie die Symptome einer Kinetose auf das Befinden der Passagiere werden damit vermieden.
2B zeigt (wie 1B im Bezug auf 1A) die zweite Bewegungsbahn 50, die zur ersten Bewegungsbahn 36 der Aufzugkabine 32 der 2A ähnlich, d. h. vertikal zwischen einer untersten Position 52 und einer obersten Position 54 über eine Länge L2 verläuft.
An einem Ort 56 auf der zweiten Bewegungsbahn 50 ist eine Kamera 58 gezeigt, die gegenüber dem Ort 56 und der zweiten Bewegungsbahn 50 in eine Blickrichtung 60 zur Aufnahme eines Bildes 62 ausgerichtet bzw. geneigt ist. Die Kamera 58 kann beispielsweise eine Kameradrohne oder Videodrohne sein, die eingerichtet ist, zur Aufnahme der Bilder der Bildfolge ferngesteuert entlang der zweiten Bewegungsbahn 50 bewegt zu werden und eine Real-Video-Aufnahme für die vorproduzierte Bildfolge aufzunehmen. Real-Video-Aufnahmen können grundsätzlich auch mittels Helikoptern, Video-Kränen oder dergleichen durchgeführt werden.
Die benötigten Höhendaten als Beobachtungsortsdaten bei einer vertikalen Kamerafahrt können über ein inertiales Navigationssystem (z. B. mit Beschleunigungssensor, Gyroskop, Höhensensor, Luftdrucksensor), GPS oder ähnliche Sensoren pro Einzelbild aufgenommen werden. Um der bei manchen Video-Aufzeichnungsarten inhärenten Kamerainstabilität (z. B. Vibrationen, Schwankung, Shaky-Cam Effekt) entgegenzuwirken, können während oder nach der Aufnahme entsprechende Bildstabilisierungsmaßnahmen (z. B. Warp Stabilizing) offline oder in Echtzeit bei Abspielung vorgenommen werden.
Die Bilder der Bildfolge können aber auch synthetische, virtuelle Aufnahmen sein, die mittels bekannter 3D-Rendering-Programme in einem Computer vorproduziert werden. Dabei wird dann eine virtuelle Kamera 58 durch eine 3D-Szene mit fester Schrittweite bewegt und pro Schritt werden ein Einzelbild und die zugehörigen Beobachtungsortsdaten der virtuellen Kamera berechnet und dann gespeichert.
Die Bilder der vorproduzierten Bildfolge können beispielsweise wie in 2B veranschaulicht mit einer Kamera 58, die mit einer Blickrichtung 60 von einem Gebäude weg entlang dieses Gebäudes von der untersten Position 52 nach oben zur obersten Position 54 fährt, als jeweilige Einzelbilder 62 aufgenommen werden. Dabei braucht aufgrund der vertikalen Bewegungsbahn 50 pro Einzelbild 62 lediglich die jeweilige Höhe der Kamera 58 als Beobachtungsortsdaten für ein Bild in der noch zu erläuternden Ortssteuerdatei gespeichert werden.
Beispielsweise kann mithilfe der Kamera 58, in Form einer Video- oder Kameradrohne, eine 158 Meter lange, vertikale Kamerafahrt entlang des Kölner Doms unternommen werden. Dabei aufgenommene Einzelbilder werden als Bildfolge in eine Videodatei gespeichert. Zusätzlich wird pro Bild (bzw. alternativ pro Zeitpunkt) noch der aktuelle Ort 56 (Höhen) und die Blickrichtung 60 (Lageinformation) der Kamera 58 erfasst. Anschließend wird die Videodatei in ein geeignetes Video-Format in eine Video-Containerdatei kodiert und eine noch zu erläuternde Ortssteuerdatei erstellt.
In dem Aufzug 30, der mit dem Bildanzeigesystem ausgestattet ist, können dann bei den Aufzugsfahrten auf einem Anzeigemittel die Bilder der Bildfolge so dargestellt werden, dass ein Passagier den visuellen Eindruck erhält, dass er selbst am Kölner Dom entlang fährt. Die Video-Aufnahme wird dabei beliebig mittels Längennormierung und geeigneter Abbildung auf die tatsächliche Aufzugsfahrt abgebildet. D. h., die Aufzugfahrt des Aufzugs 30 mit der ersten Bahnkurve mit der Länge L1 muss nicht selbst über 158 Meter gehen.
Bei einem weiteren Beispiel für ein Video zur Simulation eines Ausblicks in eine virtuelle Umgebung kann mit einer Video-Drohne eine vertikale Kamerafahrt entlang eines Baumes (bspw. im Regenwald) unternommen werden und die für das Bildanzeigesystem vorproduzierte Bildfolge in einem Videodaten-Container sowie die noch zu erläuternde Ortssteuerdatei erzeugt werden.
In dem Aufzug 30, der mit dem Bildanzeigesystem ausgestattet ist, können nun bei der Aufzugsfahrt die in dem Videodaten-Container gespeicherten Bilder der Bildfolge so dargestellt werden, dass ein Passagier den Eindruck vermittelt bekommt, dass die Aufzugkabine 32 am Baumstamm entlang nach oben bzw. unten gleitet. Dadurch, dass das Bildanzeigesystem ermöglicht, eine Bildfolge entlang einer zweiten Bewegungsbahn 50 beliebiger Länge L2, auf die reale Länge L1 der ersten Bewegungsbahn 36 der Aufzugkabine 32 abzubilden, lassen sich unterschiedlich Distanzen entlang des Baums simulieren.
Nun wird die Produktion und Encodierung einer, entlang der zweiten Bewegungsbahn 50 erzeugten, Videodatei mit Bildern der vorproduzierten Bildfolgen in eine Video-Containerdatei sowie die Aufbereitung und Verwendung der zugehörigen Beobachtungsortsdaten der einzelnen Bilder der vorproduzierten Bildfolge zu Ortssteuerdaten sowie deren Speicherung in der genannten Ortssteuerdatei erläutert.
Grundsätzlich können die Video-Inhalte auf verschiedene Weise erzeugt werden, basieren jedoch für die Aufzugkabine 32, als Beispiel für ein Transportmittel, auf einer vertikalen Kamerafahrt. Die Dynamik der Anzeige der so erzeugten Video-Inhalte wird bei der späteren Anzeige der aktuellen Dynamik der Aufzugsbewegung entlang der ersten vorbestimmten Bewegungsbahn 36 angepasst.
Einzelbilder der aufgenommenen Bilder der Bildfolge werden nacheinander in eine Video-Containerdatei mit einem speziellen Video-Codec gespeichert und zusätzlich eine zugehörige Ortssteuerdatei angelegt.
Die Ortssteuerdatei enthält pro (Einzel-)Bild Beobachtungsortsdaten für den Ort, an dem bzw. für den das Bild auf der zweiten Bewegungsbahn 50 aufgenommen bzw. berechnet wurde, und ggf. die Ausrichtung oder Neigung der virtuellen oder realen Kamera 58 bevorzugt in normierten Ortskoordinaten. Die Beobachtungsortsdaten der zweiten Bewegungsbahn 50 werden besonders bevorzugt hinsichtlich der Länge L2 der zweiten Bewegungsbahn normiert, sodass jeder Ort der zweiten Bewegungsbahn beispielsweise einem Wert zwischen 0 und 1 zugeordnet wird, wobei beispielsweise 0 als der niedrigste Ort und 1 als der höchste Ort der Kamera 58 während der Aufnahme definiert sein kann.
Als Basis für die bewegungssynchrone Auswahl eines Bildes der Bildfolge zur Anzeige in der Aufzugkabine 32 entsprechend eines aktuellen Orts der Aufzugkabine 32 im Aufzugschacht 34 werden im Bildanzeigesystem normierte Beobachtungsortsdaten verwendet, die in den Speichermitteln neben der Video-Containerdatei mit den Bildern der vorproduzierten Bildfolge in der Ortssteuerdatei abgelegt bzw. gespeichert sind. Beispielsweise kann die Ortssteuerdatei, wie nachstehend erläutert, aufgebaut sein. Selbstverständlich sind auch andere Datenstrukturen und/oder die Verteilung der Beobachtungsortsdaten auf verschiedene Dateien möglich. Ebenso kann die hier angewendete Normierung der Beobachtungsortsdaten in Echtzeit erfolgen, dann sind in der Ortssteuerdatei die absoluten Beobachtungsortsdaten der zu den Einzelbildern zugehörigen Aufnahmeorte und ggf. die Länge L2 der zweiten Bewegungsbahn abgelegt.
Im Ausführungsbeispiel enthält die Ortssteuerdatei zunächst eine Zahl N, welche die Anzahl der Einzelbilder der Bildfolge, d. h. der Einzelbilder in der Video-Containerdatei, anzeigt. Weiter sind in der Ortssteuerdatei für jedes Einzelbild die absoluten oder normierten Ortsdaten, z. B. als Koordinaten X1 Y1 Z1, X2 Y2 Z3, ..., XN YN ZN gespeichert. Weiter enthält die Ortssteuerdatei des Ausführungsbeispiels zusätzlich für jedes Einzelbild normierte 3D-Koordinaten PX, PY, PZ der Kamera sowie ein Quaternion QX, QY QZ QW zur Beschreibung der Kamerarotation.
Da das zur Bewegung des Transportmittels synchrone Wiedergeben der einzelnen bestimmten Bilder keiner linearen Bewegung entspricht, sind herkömmliche Video-Formate nicht besonders geeignet, da diese, wie eingangs erläutert, üblicherweise hinsichtlich der Codierung der Bilder nur für die Vorwärtsrichtung als Wiedergaberichtung ausgelegt sind.
Daher kommt hier ein Video-Codec zum Einsatz, der einen unmittelbaren Einzelbildzugriff, d. h. ohne notwendige Kenntnis des Inhalts anderer Bilder der vorproduzierten Bildfolge ermöglicht. Die einzelnen Bilder der Bildfolge werden jeweils für sich kodiert und ggf. komprimiert gespeichert. Damit kann auf ein jeweils benötigtes Bild der Bildfolge unabhängig von der aktuellen Bewegungsrichtung des Aufzugs jederzeit schnell zugegriffen werden. Weiter können Einzelbilder bei schneller Bewegung einfach übersprungen werden.
Weiter ist die Abbildung aktueller Transportmittelortsdaten bei der Anzeige auf die einzelnen Bilder der Bildfolge frei skalierbar, wenn die Ortssteuerdatei mit normierten Werten arbeitet. Das Bildanzeigesystem ist eingerichtet, zu wiederholende Einzelbilder in einer Schleife abzuspielen, wenn beispielsweise ein Einzelbild in der Ortssteuerdatei zur Erhöhung der räumlichen Auflösung der Bildfolge mehrfach vorkommt. Die freie Skalierung erlaubt es auch, Video-Inhalte rückwärts abzuspielen, indem die Einzelbilder in der Ortssteuerdatei abnehmend angeordnet werden.
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Bildanzeigesystems, wobei das Bildanzeigesystem in die Aufzugkabine 32 der 2A als Transportmittel integriert ist.
Die Aufzugkabine 32 wird im Aufzugschacht 34 über ein Seil 64 von einem Antrieb 66 gehalten und entlang der ersten Bewegungsbahn 36, d. h. vertikal aufwärts oder abwärts bewegt. Dazu wird der Antrieb 66 in bei Aufzugsystemen bekannter Weise von einer Steuereinrichtung 68 gesteuert.
Wenigstens ein Anzeigemittel ist in die Aufzugkabine 32 des Aufzugs 30 zur Anzeige von Bildern einer vorproduzierten Bildfolge angebracht. Grundsätzlich kann nur ein Video-Display oder mehrere Video-Displays, Projektoren, etc. innerhalb der Aufzugskabine 32 in beliebiger Lage installiert werden.
Im Beispiel der 3 ist als Anzeigemittel an einer Kabinenwand 70 ein einziges Video-Display 72 angebracht. Grundsätzlich ist neben einer Anordnung an den Seitenwänden der Aufzugkabine 32 auch eine Anordnung an der Decke oder dem Boden 74 der Aufzugkabine 32 möglich. Die auf dem Video-Display 72 anzuzeigenden Bilder der vorproduzierten Bildfolge müssen lediglich in der physikalisch passenden Blickrichtung entlang der zweiten Bewegungsbahn aufgenommen worden sein (vgl. 2B).
Das Video-Display 72 ist mit einer Video-Computereinheit 76 als einem Bildaneigesteuermittel betriebsmäßig, d. h. über Daten- und Steuerverbindungen (durch Pfeile angedeutet), gekoppelt. Diese Daten- und Steuerverbindungen können in bekannter Weise leitungsgebunden, z. B. in Form einer bekannten Datenverbindung wie z. B. einer Netzwerkverbindung wie Ethernet, einer seriellen Busverbindung wie z. B. dem USB oder dergleichen realisiert sein. Selbstverständlich sind auch drahtlose Verbindungen wie beispielsweise mittels Bluetooth, ZigBee, WiFi, Infrarot oder ähnlichem möglich.
Anzuzeigende Bilder der Bildfolge werden von der Video-Computereinheit 76 an das zugeordnete Video-Display 72 übertragen, wobei der aktuelle Ort der Aufzugskabine 32 als Transportmittelort bei der Bestimmung und der Anzeige anzuzeigender Bilder (Video-Inhalte) berücksichtigt wird. Die Bildfolge kann für die Anzeige geeignet in der oben erläuterten Video-Containerdatei z. B. als gerenderter 3D-Film, reale Videoaufnahme (vgl. Kamerafahrt der 2B), Echtzeit-Grafik oder dergleichen gespeichert sein.
Bei der Aufzugkabine 32 als Transportmittel sind die dargestellten Bildinhalte vornehmlich Bilder einer realen bzw. virtuellen vertikalen Kamerafahrt. Beobachtungsort 56 (2B) und Neigung bzw. Blickrichtung 60 der Kamera 58 können zusätzlich zu den Videodaten in der Ortssteuerdatei in Speichermitteln, die im Ausführungsbeispiel in die Video-Computereinheit 76 integriert sind, gespeichert sein.
Während der Aufzugsfahrt werden von einer Sensoreinheit 78, die bevorzugt vom Aufzugsteuer-System 68 getrennt ist, regelmäßig Bewegungsdaten der Aufzugkabine 32 an die Video-Computereinheit 76 gesendet. Somit kann die Sensoreinheit autark von der Aufzugsteuerung 68 arbeiten, d. h., sie ist nicht mit sicherheitsrelevanten Systemen des Aufzugs 30 verbunden. Die Sensoreinheit 78 kann auf oder an der Aufzugskabine 32 installiert sein. Im Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit 78 auf dem Dach der Aufzugkabine 32 installiert.
Die Sensoren der Sensoreinheit 78 können (nicht abschließend) sein: Beschleunigungssensoren, Höhensensoren, Luftdrucksensoren, Laser-Distanz-Sensoren, GPS, Inkrementalgeber und dergleichen. Die Sensoreinheit 78 übermittelt die aktuellen Ortsdaten der Aufzugkabine 32 an die Video-Computereinheit 76. Die Übermittlung der Sensordaten kann kabelgebunden (z. B. Seriell, USB, Ethernet oder ähnlichem) oder kabellos (z. B. WIFI, Bluetooth, IR oder ähnlichem) erfolgen.
Wenn die Aufzugkabine 32 innerhalb des Gebäudes fährt, liefert die Sensoreinheit 78 regelmäßig zumindest Daten betreffend den aktuellen Transportmittelort als Transportmittelortsdaten der Aufzugkabine 32 innerhalb des Aufzugsschachtes 34 an das Video-Computersystem 76. Neben Transportmittelortsdaten können weiter als Bewegungsdaten die aktuelle Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Kabine 32, usw. erfasst und übermittelt werden.
Es versteht sich, dass nicht jedes Bewegungsdatum direkt gemessen werden muss, sondern ggf. auch aus anderen gemessenen Daten abgeleitet werden kann; beispielsweise kann die aktuelle Geschwindigkeit oder aktuelle Beschleunigung der Aufzugkabine 32 auch aus den erfassten Transportmittelortsdaten in bekannter Weise abgeleitet werden. D. h., es können reale oder interpretierte bzw. abgeleitete Geschwindigkeits- und Beschleunigungsangaben von der Sensoreinheit 78 an die Video-Computereinheit 76 übermittelt werden.
Bevorzugt wird die Sensoreinheit nach Einbau und bei Inbetriebnahme auf das reale Aufzugsystem 30 kalibriert. Als Kalibrierungsdaten können räumliche Informationen, Stockwerksinformationen, physikalische Fahrtverlaufsdaten oder andere systemrelevante Informationen in einer Kalibrierungsdatei gespeichert werden. Die Kalibrierungsdaten können dann im Betrieb von der Sensoreinheit 78 und/oder der Video-Computereinheit 76 zur Verbesserung der Genauigkeit der aktuell mit Sensoreinheit 78 erfassten Ortsdaten der Aufzugkabine 32 verwendet werden. Zur genaueren Sensordatenbestimmung können in der Sensoreinheit 78 oder die Video-Computereinheit 76 mathematische Filtermodelle (z. B. Kalman Filter) zum Einsatz kommen. Es ist auch möglich, dass die Sensoreinheit 78 eingerichtet ist, zusätzliche Informationen, wie z. B. ein aktuelles Stockwerk, mithilfe der Kalibrierungsdaten zu ermitteln und zusätzlich an die Video-Computereinheit 76 zu sendet.
Die Sensoreinheit liefert in Echtzeit (d. h. mindestens 60-mal pro Sekunde) aktuelle Transportmittelortsdaten der Aufzugkabine 32 an die Video-Computereinheit 76. Hierbei können zusätzlich die vorher gespeicherten Kalibrierungsdaten zur genaueren Bestimmung herangezogen werden.
Die Video-Computereinheit 76 ist eingerichtet, unter Zuhilfenahme der gespeicherten Ortssteuerdatei mittels der darin gespeicherten normierten Beobachtungsortsdaten dasjenige Einzelbild, das den aktuellen Sensordaten, und damit dem aktuellen Transportmittelort der Aufzugkabine 32, entspricht, zu bestimmen und aus der in den Speichermitteln gespeicherten Video-Containerdatei abzurufen. Dann überträgt die Video-Computereinheit 76 das extrahierte Einzelbild an das Video-Display 72 zum Anzeigen. Dort wird dieses Bild innerhalb der Aufzugkabine 32 an Passagiere als passiv bewegte Betrachter ausgegeben. Durch die kontinuierliche Anwendung des Bildanzeigeverfahrens mittels dem Bildanzeigesystem, z. B. 60-mal pro Sekunde, kann analog zu einer realen Aufzugsfahrt eine virtuelle Aufzugsfahrt auf dem Video-Display 72 simuliert werden. Für einen Passagier entsteht der Eindruck, er blicke während der Fahrt im Aufzug in eine Umgebung nach ”draußen”. Die Umgebung wird dabei durch die Video-Inhalte dargestellt. Dadurch, dass das Abspielen der Video-Inhalte an die Dynamik der realen, physikalischen Bewegung (Beschleunigung, Geschwindigkeit) der Aufzugkabine 32 angepasst ist und dies mit minimaler Latenz geschieht, wird der Effekt der Motion/Simulator Sickness auf ein Minimum reduziert. Für Passagiere entsteht der Eindruck, man blicke während der Aufzugsfahrt aus dem Gebäude heraus. Mit dem Bildanzeigesystem kann somit, wenn mehrere Video-Displays verbaut werden, ein ”gläserner virtueller Aufzug” realisiert werden.
4 zeigt ein schematisches Funktionsablaufdiagramm des Ausführungsbeispiels des Bildanzeigeverfahrens mit Zuordnung zu Elementen des Bildanzeigesystems der 3. Dabei wird das Prinzip des bewegungssynchronen Bildanzeigeverfahrens im Kontext einer Anzeige ortscodierter Video-Inhalte während einer Aufzugsfahrt mit der Aufzugkabine 32 des Ausführungsbeispiels der 3 als Beispiel für ein Transportmittel erläutert.
Die Video-Computereinheit 76 stellt sicher, dass während einer Aufzugsfahrt, z. B. von einem Stockwerk oder Flur A zu einem Stockwerk oder Flur B, auf dem Video-Display 78 in der Aufzugkabine 32 ortscodierte Bilder der vorbereiteten Bildfolge (Video-Inhalt) bewegungssynchron zur aktuellen Bewegung der Aufzugkabine 32 angezeigt werden.
In einem Schritt S1 ermittelt die Sensoreinheit 78 einen aktuellen Transportmittelort der Aufzugkabine 32 repräsentierende Sensordaten 82 mittels der hierfür vorgesehenen Sensorik. Beispielsweise können aktuelle Sensordaten 82 ein mittels eines Laser-Entfernungsmessers gemessener aktueller Abstand der Decke der Aufzugkabine 32 in 3 zu einem Referenzpunkt am oberen Ende des Aufzugschachtes 34 sein.
In Schritt S2 ermittelt die Sensoreinheit 78 anhand der aktuellen Sensordaten 82 ggf. unter Berücksichtigung von Kalibrierungsdaten 80 die aktuellen absoluten Transportmittelortsdaten 84 der Aufzugkabine 32.
Aus den aktuellen absoluten Transportmittelortsdaten 84 bzw. unter Berücksichtigung weiterer Sensordaten können auch aktuelle Bewegungsdaten der Aufzugkabine 32 (neben dem Ort auch Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, usw.) von der Sensoreinheit 78 ermittelt werden. Die aktuellen Ortsdaten 84 und ggf. Bewegungsdaten werden an die Video-Computereinheit 76 übermittelt.
Es sei angemerkt, dass die Auswertung der Sensordaten (Schritt S2) grundsätzlich auch in der entsprechend hierfür eingerichteten Video-Computereinheit 76 erfolgen könnte.
In Schritt S3 normiert die Video-Computereinheit 76 die von der Sensoreinheit 78 erhaltenen aktuellen absoluten Transportmittelortsdaten 84 bevorzugt unter Berücksichtigung der ersten Länge L1 der ersten Bewegungsbahn der Aufzugskabine 32 auf eine Einheitslänge. D. h., die Video-Computereinheit 76 bestimmt anhand der absoluten Transportmittelortsdaten 84 normierte Transportmittelortsdaten der Aufzugskabine 32 innerhalb des Aufzugsschachtes 34. Basierend auf den normierten Transportmittelortsdaten der Aufzugskabine 32 und den normierten Beobachtungsortsdaten in der Ortssteuerdatei 86 bestimmte die Video-Computereinheit 76 dann das aktuell darzustellende Einzelbild der Bildfolge in der Video-Containerdatei 88. Bei der Abbildung der normierten Transportmittelortsdaten für die Aufzugkabine 32 auf normierte Beobachtungsortsdaten der Einzelbilder der Bildfolge kann ein mathematisches Abbildungsverfahren (Skalierung, Verschiebung) zum Einsatz kommen.
Die Video-Containerdatei 88, in der die Bilder der Bildfolge codiert und komprimiert gespeichert sind, zusammen mit der Ortssteuerdatei 86 bilden funktional eine ortscodierte (Video-)Datenstruktur, die in einer Speichereinheit 77 der Video-Computereinheit 76 gespeichert ist. Die Speichereinheit 77 kann Teil der Video-Computereinheit 76 sein oder eine separate Einheit in mittelbarer Nähe oder entfernt gelegen sein. Die ortscodierte Datenstruktur enthält alle notwendigen Informationen, um die darin enthalten Bilder einer Bildfolge entlang einer zweiten Bewegungsbahn in einem Bildanzeigesystem in einem Transportmittel mit einer dazu ähnlichen ersten Bewegungsbahn anzuzeigen. Im Sonderfall von Transportmitteln, wie einem Aufzug 32, mit näherungsweise eindimensionaler Bewegungsbahn kann entsprechend dem hier erläutertem Prinzip besonders einfach eine nahezu unendliche Vielzahl ortscodierter Video-Datentrukturen als Inhalt für das virtuelle Fenster oder die virtuellen Fenster in dem Transportmittel bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Normierung der aktuellen Transportmittelortsdaten 84 auch bereits in der Sensoreinheit 78 erfolgen kann.
Das ermittelte anzuzeigende Einzelbild 90 der Bildfolge wird dann von der Video-Computereinheit 76 an das Video-Display 72 übertragen.
In Schritt S4 zeigt das Video-Display 72 das aktuell übertragene Einzelbild 90 an.
Der Vorgang wird mit einer für die Trägheit des menschlichen Auges ausreichenden Wiederholungszahl, z. B. mindestens 60 Mal pro Sekunde, wiederholt, um ein flüssiges Abspielen der Folge der aus der Bildfolge zur Anzeige bestimmten Bilder zu garantieren.
Im Folgenden seien noch weitere Möglichkeiten erläutert, um den mittels den angezeigten Bildern der Bildfolge erzeugen Realitätseindruck bei einem Passagier zu steigern.
In einer Weiterbildung ist das Bildanzeigesystem 76 weiter eingerichtet, neben den ortscodierten Bildern der Bildfolge zusätzlich nicht-ortscodierte Bildelemente (z. B. Real-Aufnahmen, gerenderte Videos, Echtzeit-Grafik) gleichzeitig und in Echtzeit visuell übereinandergelagert zu den aktuell angezeigten Bildern der Bildfolge auf dem Video-Display 72 wiederzugeben. Die zusätzlichen nicht-ortscodierten Bildelemente können ebenfalls als vorbereitete Bildfolgen in entsprechenden Video-Containerdateien im Speicher 77 hinterlegt sein oder in Echtzeit von der Video-Computereinheit 76 bedarfsgerecht errechnet (gerendert) werden.
Werden jedem Bild der vorproduzierten Bildfolge bestimmte Tiefenebenen (Layer), wie z. B. Vordergrund, Mittelgrund, Hintergrund, zugeordnet, kann die Abbildung aktuell erfasster Transportmittelortsdaten der Aufzugskabine 32 auf verschiedene Bildfolgen, die jeweils einem der Layer zugeordnet sind, verschieden eingestellt werden. Die Bildinhalte der einzelnen Layer werden von der Video-Computereinheit 76 zur Anzeige auf dem Video-Display 72 entsprechend visuell überlagert. So kann sich der Bildinhalt eines Layers schneller bewegen als der eines anderen Layers, sodass der visuelle Eindruck von Bildtiefe bei den angezeigten Bildern auf dem Video-Display 72 gesteigert ist.
Zur visuellen Überlagerung (auch Compositing genant) kann die Video-Computereinheit 76 für sogenanntes Alpha-Compositing eingerichtet sein. D. h., für die Bildinhalte der Bilder der vorproduzierten Bildfolgen oder auch der nicht-ortscodierten Bildelemente sind Transparenzinformationen eingestellt und mit dem jeweiligen Bild oder Bildelement in der zugehörigen Video-Containerdatei gespeichert. Die Transparenzinformationen geben an, zu welchem Grad jeder Pixel des Einzelbildes oder des Bildelements durchscheinend (opak) ist. Die Transparenzinformationen können auch im Falle, dass die Video-Computereinheit 76 Bildinhalte als Echtzeit-Grafik berechnet (rendert), Teil der 2D/3D-Szenenbeschreibung sein.
Alternativ oder zusätzlich zu dem oben erläuterten Alpha-Compositing kann die Information für die Überlagerung der Bildinhalte auch aus bestehenden Tiefendaten (z. B. 3D-Stereo-Video-Aufnahmen, 3D-Szene) extrahiert werden. Die Überlagerung kann dann pro dargestellten Pixel anhand einer Tiefenkarte (Depth Map) durchgeführt werden. Selbstverständlich sind Alpha-Compositing und Depth-Compositing auch gleichzeitig anwendbar.
Zusätzlich zu bewegten Video-Inhalten und den Bildern der Bildfolge können auch andere grafische Elemente (z. B. Bilder, Texturen, Piktogramme, nichtortscodierte Bilder einer Video-Containerdatei) angezeigt werden. Die Video-Computereinheit 76 kann eingerichtet sein, solche Elemente abhängig von den übermittelten Ortsdaten der Sensoreinheit zur Darstellung zu selektieren.
Die Bilder der Bildfolge, die gemäß der Darstellung in 2B erzeugt wurden, werden im Betrieb des Aufzugs 30 synchron zur Aufzugsbewegung abgespielt. Zusätzlich kann nun die Video-Computereinheit 76 entsprechend der vorstehend erläuterten Weiterbildungen eingerichtet sein, zusätzliche Bildinhalte den jeweils aktuell zur Anzeige gebrachten Bildern zu überlagern. Die zusätzlichen Bildinhalte können ebenfalls in einer Video-Containerdatei mit berechnetem (gerendertem) Inhalt gespeichert sein oder in Echtzeit erzeugt werden. Die zusätzlichen Bildinhalte sind bevorzugt Vordergrundelemente. Als Beispiele seien Bildelemente zur Simulation vorbeifliegender Vögel oder hervorstehende Fassadenelemente eines Hochhauses, entlang dem das virtuelle Fenster sich entlangbewegt, genannt. Die benötigten Transparenzinformationen können im Alpha-Kanal der Video-Containerdatei pro Einzelbild gespeichert sein. Während der Aufzugsfahrt werden dann die Video-Inhalte der Bilder der vorproduzierten Bildfolge und die zusätzlichen Bildelemente übereinandergelagert wiedergegeben. Beispielsweise können Fassadenelemente als zusätzliche Bildelemente vor dem Hintergrund sichtbar angezeigt werden und können sich visuell schneller bewegen als der Hintergrund, der von Bildern der vorproduzierten Bildfolge gebildet ist. Wie an anderer Stelle bereits erläutert, können die zusätzlichen Bildelemente für eine Wiedergabe auf autostereoskopischen Video-Displays konfiguriert sein, sodass bei der Anzeige auf entsprechenden autostereoskopischen Video-Displays der gesamte 3D-Eindruck beim Passagier zusätzlich verbessert wird.
Abschließend werden noch mögliche Ergänzungen, Modifikationen oder Änderungen der erläuterten Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen kurz erläutert.
Selbstverständlich ist es möglich, das anhand eines Aufzugs 30 als Ausführungsbeispiel für ein Transportmittel erläuterte Bildanzeigeverfahren auch in anderen Transportmitteln einzusetzen. Beispielsweise kann das Verfahren ebenso vorteilhaft in einem Transportmittel mit im Wesentlichen horizontal verlaufender erster Bewegungsbahn eingesetzt werden. Hierbei werden die in der Video-Containerdatei abgespeicherten Bilder der Bildfolgen mittels einer horizontalen Kamerafahrt aufgenommen bzw. berechnet. Die Ortssteuerdatei kann entsprechend aufgebaut werden und weiterhin 6D-Ortsdaten für den jeweiligen Kameraort aufweisen.
Zusätzlich zu Video-Inhalten, kann das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, auch interaktive, 2D- oder 3D-Echtzeit-Grafik wiedergeben. Eine virtuelle Kamera, die Teil der Grafik-Szene ist, wird hierzu synchron zur Aufzugsbewegung bewegt, indem die Daten der Sensoreinheit auf die virtuelle Kamera in geeigneter Form abgebildet werden.
Schließlich kann das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, anstelle mit seiner autarken Sensoreinheit zur Ermittlung von Transportmittelortsdaten auch mit einer vorhandenen Steuerung des Transportmittels gekoppelt werden. Dies wäre beispielsweise im Ausführungsbeispiel der 3 und 4 möglich, wenn die Aufzugsteuerung 68 hierzu in ausreichender Häufigkeit Transportmittelortsdaten der Aufzugkabine 32 zur Verfügung stellen kann. Dabei ist es auch möglich, dass weitere Daten, wie z. B. aktuelles Stockwerk, aktuelles Ziel-Stockwerk etc., von der Aufzugsteuerung 68 an die Video-Computereinheit 76 zur weiteren Verwendung, z. B. ähnlich den Kalibrierungsdaten, übertragen werden. Die Video-Computereinheit 76 kann auch mit geeigneten Interpolations-, Extrapolations- und Filterverfahren eingerichtet sein, sodass das Bildanzeigesystem analog zu der beschriebenen Verwendung mit der autarken Sensoreinheit 78 betrieben werden kann.
Wie bereits erwähnt, ist das erläuterte das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, nicht auf ein einzelnes Video-Display 72 beschränkt. So können mehrere zueinanderpassende, ortscodierte Bildfolgen (Video-Inhalte) entlang der zweiten Bewegungsbahn, aber aus unterschiedlichen Kameraperspektiven, d. h. mit unterschiedlichen Blickrichtungen, vorbereitet werden. Das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, kann die verschiedenen Bildfolgen dann so auf die in entsprechender Anzahl vorhandenen mehreren Video-Displays übertragen bzw. verteilen, dass ein Panorama bzw. Rundblick entsteht. Beispielsweise kann bei drei im rechten Winkel angeordneten Video-Displays in der Aufzugskabine und drei ortscodierten Video-Inhalten bzw. Bildfolgen (mit unterschiedlicher Kamerarotation –90 Grad, 0, +90 Grad) ein 270-Grad-Blick simuliert werden.
Das Bildanzeigesystem besitzt keine Einschränkung bezüglich Art, Anzahl und Installationslage des oder der Video-Displays innerhalb eines Transportmittels, wie beispielsweise der Aufzugskabine 32. Es können ein oder mehrere Anzeigemittel, wie Projektoren, LED-, LCD-, TFT-, Rückprojektions-Displays, Plasmabildschirme etc., zum Einsatz kommen. Es können auch unterschiedlich Displays gemischt, beliebig angeordnet, jeweils verbunden mit dem Bildanzeigesystem, wie z. B. der Video-Computereinheit 76, eingesetzt werden, welche die Displays auf geeignete Weise ansteuert und dabei die dargestellten Inhalte auf Lage und Beschaffenheit des Displays anpassen kann.
Das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, kann weiter eingerichtet sein, Sensordaten der Sensoreinheit oder externer Sensoren weiteren Geräten oder Einrichtungen innerhalb oder außerhalb eines Transportmittels, wie z. B. der Aufzugskabine 32, zur Verfügung zu stellen oder die Geräte oder Einrichtungen damit anzusteuern. Beispielsweise könnte basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit oder dem aktuellen Ort des Transportmittels, die Beleuchtung im Inneren des Transportmittels, gesteuert werden.
Weiter kann das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, mit zusätzlichen optischen Sensoren, z. B. eine Kamera, oder berührungsempfindlichen Sensoren, z. B. einem Touchscreen, erweitert werden. Dann kann die Video-Computereinheit weiter eingerichtet sein, dass Passagiere mittels dieser optischen und/oder berührungsempfindlichen Sensoren dargestellte Video-Inhalte und überlagerte Echtzeitgrafiken interaktiv auf einem Anzeigemittel, wie dem Video-Display 72 oder ggf. mehren Video-Displays, in einem Transportmittel, wie z. B. der Aufzugskabine 32, anwählen oder zur weitergehenden Darstellung auswählen können. D. h., über Kamerasensorik kann ein Passagier Inhalte auswählen oder die angezeigten Inhalte auf dem Anzeigemittel mit Effekten versehen anzeigen lassen.
Schließlich kann das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, eingerichtet sein, Daten weiterer externer Sensoren, z. B. für Temperatur, Uhrzeit, Wetterdaten, Biometrik etc., oder auch menschlicher Operatoren kabelgebunden oder drahtlos zu empfangen und diese interaktiv in die Darstellung auf einem Video-Display in einem Transportmittel, wie z. B. der Aufzugskabine 32, mit einzubeziehen. Beispielsweise könnte das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, eingerichtet sein, basierend auf der aktuellen Uhrzeit die Beleuchtung von virtuellen, z. B. von berechneten 3D-Szenen, zu steuern.
Als weiter externe Sensoren können auch Gesichtsscanner, Fingerprint-Sensoren oder dergleichen vorgesehen werden, sodass das Bildanzeigesystem, wie z. B. die Video-Computereinheit 76, eingerichtet sein kann, eine Person zu identifizieren. Solche Sensoren erfüllen quasi die Funktion eines Portiers oder Pförtners, der dem Bildanzeigesystem mitteilt, dass Person X das Transportmittel, wie z. B. die Aufzugskabine 32, betritt. Basierend hierauf können auf die Person X abgestimmte Video-Inhalte zur Anzeige auf einem Anzeigemittel, wie dem Video-Display 72, aus einer Vielzahl vorbereiteter Bildfolgen ausgewählt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/004547 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EC Regan und KR Price mit dem Titel „The frequency of occurrence and severity of side effects of immersion virtual reality” (in Aviat Space Environ Med. 1994; 65, S. 527–530, PMID 8074626 [0003]
H.264/MPEG-4 AVC [0005]
H.264/MPEG-4 AVC [0019]

Claims

Bildanzeigesystem für ein Transportmittel (5; 32) mit einer vorbestimmten ersten Bewegungsbahn (1; 36), wobei das System aufweist: Speichermittel (77) für eine vorproduzierte Bildfolge mit Bildern (21-1, 21-2, 21-3; 62) deren jeweiliger Bildinhalt ausgehend von einem zugehörigen Ort (17-1, 17-2, 17-3; 56) auf einer vorbestimmten zweiten Bewegungsbahn (10; 50), die zur ersten Bewegungsbahn (1; 36) ähnlich ist, vorproduziert wurde; Anzeigemittel (72) zur Installation in dem Transportmittel (5; 32) und zur Anzeige von Bildern (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge; und Bildanzeigesteuermittel (76), die mit den Speichermitteln (77) und den Anzeigemitteln (72) verbunden und eingerichtet sind, den Bildinhalt einzelner Bilder der Bildfolge entsprechend einem aktuellen Ort (7; 33) des Transportmittels (5; 32) aus den Speichermitteln (77) abzurufen und an die Anzeigemittel (72) zur Anzeige zu übertragen; wobei die Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge in den Speichermitteln (77) so gespeichert sind, dass ein wahlfreier Zugriff auf ein beliebiges Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge unabhängig vom jeweiligen Bildinhalt anderer Bilder der Bildfolge möglich ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, den Bildinhalt eines aktuell anzuzeigenden Bildes der Bildfolge mittels eines unmittelbaren Zugriffs auf das Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) aus den Speichermitteln (77) unabhängig von anderen Bildern der Bildfolge zu entnehmen.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bildinhalt der Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge unabhängig von anderen Bildern der Bildfolge komprimiert in den Speichermitteln (77) gespeichert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Bildinhalt der Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge in den Speichermitteln (77) in einer Video-Containerdatei (88) mittels eines Verfahrens zur digitalen Codierung und Decodierung, Codec, bevorzugt nach Art des Codec HAP, besonders bevorzugt komprimiert, gespeichert sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System weiter aufweist: eine betriebsmäßig mit den Bildanzeigesteuermitteln (76) verbundene Sensoreinheit (78), die bevorzugt unabhängig von oder redundant zu entsprechenden Einrichtungen des Transportmittels (5; 32) ist, mit Sensormitteln zur Erzeugung von Sensordaten (82), wobei die Sensoreinheit (78) oder die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet ist, basierend auf den Sensordaten (82) aktuelle, bevorzugt normierte, Transportmittelortsdaten (84) des Transportmittels (5; 32) zu bestimmen.
System nach Anspruch 5, wobei die Sensoreinheit (78) eingerichtet ist oder die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, basierend auf den Sensordaten (82) Bewegungsdaten, bevorzugt eine aktuelle Geschwindigkeit, des Transportmittels (5; 32) abzuleiten, und die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, basierend auf den Bewegungsdaten, bevorzugt der aktuellen Geschwindigkeit, des Transportmittels (5; 32) abzuleiten, Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge mehrmals hintereinander an die Anzeigemittel (72) zur Anzeige zu übertragen oder Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge zu überspringen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jedes Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der vorproduzierten Bildfolge zugehörige, bevorzugt normierte, Beobachtungsortsdaten (87) der zweiten Bewegungsbahn (10; 50) in den Speichermitteln (77), bevorzugt in einer Ortssteuerdatei (86), gespeichert sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, basierend auf den, bevorzugt normierten, aktuellen Transportmittelortsdaten (84) ein auf den Anzeigemitteln (72) anzuzeigendes Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge und den, bevorzugt normierten, Beobachtungsortsdaten (17-1, 17-2, 17-3; 56) zu bestimmen, aus den Speichermitteln (77) abzurufen und an die Anzeigemittel (72) zur Anzeige zu übertragen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge inhaltlich korrelierte aufeinanderfolgende Bilder sind, und wobei die Bilder jeweils mittels einer realen Kamerafahrt in einer realen Umgebung aufgenommen wurden und/oder mittels einem Computer berechneten Bildinhalt entsprechend einer virtuellen Kamerafahrt durch eine virtuelle Umgebung aufweisen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilder (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge nur statische Objekte aufweisen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jedes Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der vorproduzierten Bildfolge die zugehörige vorbestimmte Blickrichtung (19-1, 19-2, 19-3; 60) in den Speichermitteln (77), bevorzugt in einer bzw. der Ortssteuerdaten (86), gespeichert ist, für die der jeweilige Bildinhalt ausgehend von dem zugehörigen Ort (17-1, 17-2, 17-3; 56) auf der vorbestimmten zweiten Bewegungsbahn (10; 50) vorproduziert worden ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, einem Bildinhalt der auf den Anzeigemitteln (72) anzuzeigenden Bildern unter Berücksichtigung der zugehörigen vorbestimmten Blickrichtung (19-1, 19-2, 19-3; 60) für das Bild zusätzliche Bildobjekte perspektivisch korrekt, insbesondere unter Berücksichtigung der räumlichen und/oder linearen Verhältnisse zusätzliche Bildobjekte in einem vom Bildinhalt definierten virtuellen Raum, visuell zu überlagern.
System nach einem der Anspruch 12, wobei die zusätzlichen Bildobjekte bewegte Bildelemente sind und die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, die beweglichen Bildelemente zum Bildinhalt hinsichtlich Größe und Bewegung unter Berücksichtigung der räumlichen und/oder linearen Verhältnisse des vom Bildinhalt definierten virtuellen Raums visuell korrekt zu berechnen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildanzeigesteuermittel (76) eingerichtet sind, zusätzliche Informationselemente in Form von wenigstens einem von Text, Bildern und Filmen in einen aktuell angezeigten Bildinhalt auf den Anzeigemitteln (72) einzublenden oder visuell zu überlagern.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte erste Bewegungsbahn (1; 36) im Wesentlichen durch eine Zwangsführung des Transportmittels (5; 32) bestimmt ist, insbesondere das Transportmittel (5; 32) mittels wenigstens einem Führungsmittel an eine hinsichtlich Verlauf und Länge vorgegebene Bahnkurve gebunden ist, bevorzugt ein schienengebundenes und/oder seilgebundenes Fahrzeug, besonders bevorzugt ein Schienenfahrzeug, eine Aufzugkabine (32), eine Seilbahngondel oder Ähnliches ist.
Anordnung, umfassend ein Transportmittel (5; 32) und ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Sensoreinheit (78) unabhängig von oder redundant zu entsprechenden Einrichtungen des Transportmittels (5; 32) und eingerichtet ist, die Sensordaten (82) zu erfassen, auf denen basierend die aktuellen, bevorzugt normierten, Transportmittelortsdaten (84) des Transportmittels (5; 32) bestimmbar sind und/oder die Bewegungsdaten, bevorzugt die aktuelle Geschwindigkeit, des Transportmittels (5; 32) ableitbar ist.
Datenstruktur aufweisend: erste Daten, die codierten Bildinhalt einer vorproduzierten Bildfolge mit Bildern (21-1, 21-2, 21-3; 62) enthalten, deren jeweiliger Bildinhalt ausgehend von einem zugehörigen Ort (17-1, 17-2, 17-3; 56) auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn (10; 50) vorproduziert wurde, wobei die ersten Daten so organisiert sind, dass ein wahlfreier Zugriff auf codierten Bildinhalt eines beliebigen Bildes (21-1, 21-2, 21-3; 62) der Bildfolge unabhängig von Bildinhalt anderer Bilder der Bildfolge möglich ist; und zweite Daten, die aufweisen für jedes Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der vorproduzierten Bildfolge zugehörige, bevorzugt normierte, Beobachtungsortsdaten (87) auf der Bewegungsbahn (10; 50) und besonders bevorzugt für jedes Bild (21-1, 21-2, 21-3; 62) der vorproduzierten Bildfolge eine zugehörige vorbestimmte Blickrichtung (19-1, 19-2, 19-3; 60), für die der jeweilige Bildinhalt ausgehend von dem zugehörigen Beobachtungsort (17-1, 17-2, 17-3; 56) auf der vorbestimmten Bewegungsbahn (10; 50) vorproduziert worden ist.