DE102015006528A1

DE102015006528A1 - Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter

Info

Publication number: DE102015006528A1
Application number: DE102015006528.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2016-12-01

Abstract

Betrachten wir die Realität um uns, so fokusiert unser Auge automatisch den Bereich auf den wir blicken. Dies ist bei einem Bild oder Film nicht der Fall. So groß, hochauflösend, farbenfroh, konstrastreich, lichtintensiv und gar dreidimensional ein Bild/Film auch sein mag, – durch die feste Fokusebene wird unser Gehirn dieses Bild nie mit der Realität verwechseln bzw. gleichsetzen. Spätestens wenn der Betrachter seinen Blick von dem Bereich abschweifen lässt der bei der Aufnahme fokusiert wurde, wird er aus der Illusion der Realität heraus gerissen. Durch die Verbindung heute vorliegender Technik, nämlich einerseits der Aufnahme (von Bild und Film) mit plenopitschen (Lichtfeld-)Kameras und des sog. Ey-Trackings mit Hilfe dessen der Blickwinkel bzw. Blickbreich (auf einem Display oder einer Projektionsfläche) eines Betrachters präzise festgestellt werden kann andererseits, kann eine Auswertungs-Elektronik bzw. -Software laufend und ohne wahrnehmbare Verzögerung genau die Tiefenebenen scharf stellen, die angeblickt werden. Ein solches/solcher Bild/Film erzeugt einen deutlich realistischeren Eindruck. Egal wie groß und hochauflösend z. B. unsere Fernseher in der Zukunft auch werden, – egal wie sehr sie unser gesamtes Blickfeld einnehmen, – egal wie gut die 3D-Effekte werden, -erst wenn der Bereich auf den man blickt scharf wird, kann ein realitätsnaher Eindruck entstehen.

Description

Bei der Betrachtung eines Bildes oder eines Films fehlen heute zumeist 2 wesentliche Aspekte um diesen visuellen Eindruck wirklich realitätsnah erscheinen zu lassen. Zum einen oftmals die Tiefe, doch 3D-Techniken werden immer besser und erzeugen eine zunehmend realere Tiefe.
Doch ein weiterer wesentlicher Aspekt fehlt noch: Betrachten wir die Realität um uns, so fokusiert unser Auge automatisch den Bereich auf den wir blicken (Akkommodation). Dies ist bei einem Bild oder Film normalerweise nicht möglich. Die sog. Fokus-Ebene wurde bei der Aufnahme festgelegt. So groß, hochauflösend, farbenfroh, konstrastreich, lichtintensiv und gar dreidimensional ein Bild/Film auch sein mag, – durch die feste Fokusebene wird unser Gehirn dieses Bild nie wirklich mit der Realität verwechseln bzw. gleichsetzen.
Andererseits existiert heute die Technik dafür, Bilder und auch Filme so aufzunehmen, dass eine nachträgliche Veränderung der Fokus-Ebene möglich ist. Man nennt solche Kameras plenoptische oder auch Lichtfeld-Kameras. Hier wird bei der Aufnahme zu den üblichen Bildinformationen wie Farbe und Intensität zusätzlich für jeden Bildpunkt (Pixel) festgehalten aus welcher Richtung die jeweiligen Lichtstrahlen kommen.
Es gibt darüberhinaus auch noch andere Verfahren die aus der 3D-Technik stammen und Kombinationen daraus. Vielleicht werden zukünftig noch völlig neue Verfahren dafür entwickelt. Die vorliegenden sind jedoch ausreichend um die nächste Evolutionsstufe in der Wiedergabe von Bildern und Filmen zu erreichen, nämlich die Möglichkeit für den Betrachter, genau den Bereich bzw. die Tiefenebene scharf zu sehen den/die man anschaut. Genau so wie in der Realität.
Hierzu wird die Bild- bzw. Filmausgabe (z. B. Monitor, Fernseher, Display, Projektor, VR-Brille, Holografische Projektion) folgendermaßen erweitert:

1. Das Ausgangsmaterial ist z. B. den Bildern/Filmen einer plenoptischen Lichtfeld-Kamera ähnlich und beinhaltet somit die nachträgliche Möglichkeit die Fokusebene frei zu bestimmen.
2. Ein sog. Ey-Tracker stellt fest wohin auf dem Wiedergabegerät der Betrachter blickt. (Blickpunkt)
3. Die Wiedergabe-Elektronik bzw. -Software stellt sicher, dass genau dieser anvisierte Bereich bzw. die Tiefenebene des Blickpunktes scharf erscheint (so als hätte man bei der Aufnahme auf diesen Punkt fokusiert). Aufgrund der Informationen aus dem Lichtfeld ”weiß” die Software aus welcher Tiefenebene der angeschaute Punkt auf dem Bild stammt und stellt das Bild auf diese Tiefenebene scharf.

Die Technik des Ey-Tracking ist Stand heutiger Technik. In der Regel werden von 2 oder mehreren Kameras die einen gewissen Abstand zueinander haben, oft in Verbindung mit Infrarot, die Augen so hochpräzise erfasst, so dass recht genau berechnet werden kann, wohin der Proband blickt.
Dies ist auch gleichzeitig für mehrere Personen möglich. Da z. B. beim Fernsehen oft meherere Personen auf das selbe Wiedergabegerät schauen, ist es von Vorteil dass aus dem Ausgangsmaterial (zu 1.) auch mehrere Bereiche und Ebenen scharf gestellt werden können, bis im Extremfall das gesamte Bild scharf ist. Für die jeweils anderen Betrachter ist dies nicht weiter von Belang da jeder (wie wir alle) ohnehin nur einen eingeschränkten Blickbereich scharf sehen, selbst wenn die Umgebung ebenfalls scharf ist, also unabhängig von der Tiefe.

Claims

Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter, dadurch gekennzeichnet, dass a. als Medium ein Bild oder Film (in digitaler Form) vorliegt, das/der zu den heute üblichen Informationen wie Farbe und Lichtintensität zu einem Bildpunkt zusätzlich Daten über Entfernung bzw. Tiefe bzw. Licht-Einfallwinkel enthält so wie es bei plenoptischen (Lichtfeld-)Kameras gegeben ist oder das/der durch 3D-Aufnahme (z. B. mit zwei (stereoskopischen) Kameras) oder einer Kombination aus beiden oder durch anderweitige Techniken Tiefeninformationen enthält bzw. bereit hält die eine nachträgliche Scharfstellung verschiedener Tiefenebenen ermöglicht und b. ein sog. Ey-Tracker laufend feststellt wohin genau ein oder mehrere Betrachter auf einem Display bzw. einer Projektionsfläche, oder bei holografischer Projektion im Raum, blicken c. und eine Auswertungs(mikro-)elektronik bzw. -Software welche die Bereiche und die dazugehörigen Tiefenebenen auf die geblickt wird, mit Hilfe der vorliegenden Tiefeninformationen (a), in Echtzeit oder mit einer realitätsnahen Verzögerung (z. B. 0,3 Sek. im linearen Verlauf) scharf stellt.
Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter, dadurch gekennzeichnet, dass in Abwandlung zu Anspruch 1 (a) als Medium ein auf (nahezu) allen Entfernungsebenen scharfes Ausgangsmaterial (unendliche Schärfentiefe) inklusive irgendwie gearteter Tiefeninformaionen vorliegt (wie sie z. B. bei 3D-Aufnahmen aus der (Winkel-)Abweichung der (beiden) Aufnahmen errechnet werden können) und mit Hilfe der enhaltenen Tiefeninformationen statt der Scharfstellung der Blickbereiche (c) die Bereiche der anderen Tiefenebenen (vor und hinter den Blickbereichen) nachträglich unscharf maskiert werden (z. B. mit div. Unschärfe-Filtern), wobei evtl. die Unschärfe zunimmt, je weiter die jeweilige Tiefenebene von den angeblickten Ebenen entfernt ist.
Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter, dadurch gekennzeichnet, dass in Abwandlung zu Anspruch 1 (a) als Medium ein digital erzeugtes Ausgangsmaterial vorliegt wie es aus (Computer-)Annimationen entsteht und das dadurch auf beliebige Weise Tiefeninformationen zur Verfügung stellen kann und mit Hilfe dieser Tiefeninformationen entweder die Tiefenebene der Blickbereiche scharf stellt (c) oder statt dessen die Bereiche der anderen Tiefenebenen (vor und hinter den Blickbereichen) nachträglich unscharf maskiert werden (z. B. mit div. Unschärfe-Filtern), wobei evtl. die Unschärfe zunimmt, je weiter die jeweilige Tiefenebene von den angeblickten Ebenen entfernt ist.
Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter, dadurch gekennzeichnet, dass in Abwandlung zu Anspruch 1 (a) als Medium ein auf allen Entfernungsebenen scharfes Ausgangsmaterial vorliegt (unendliche Schärfentiefe) ohne Tiefeninformation und statt der Scharfstellung der Blickbereiche (c) die übrigen Bereiche (Nicht-Blickbereiche) nachträglich unscharf maskiert werden (z. B. mit div. Unschärfe-Filtern).
Verfahren zur Bild- und Filmwiedergabe mit automatischer Fokusierung der Blickbereiche der Betrachter, dadurch gekennzeichnet, dass in Ergänzung zu Anspruch 4 die Unscharf-Maske mit einem Radius von x Zentimern um den Blickpunkten herum beginnt und mit ansteigenden Radius stetig oder ggf. exponentiell unschärfer wird und die Größe dieses Anfangsradius ggf. abhängig von der Entfernung der jeweiligen Betrachter vom Display/Projektionsfläche/Hologramm (dynamisch) berechnet wird oder vom Benutzer bestimmt werden kann.