DE102021105285A1

DE102021105285A1 - Verfahren zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes, Bildschirm sowie Anzeigesystem mit einem Bildschirm

Info

Publication number: DE102021105285A1
Application number: DE102021105285.8A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hergert
Original assignee: Xcave Tech GmbH; Xcave Technology GmbH
Current assignee: Xcave Tech GmbH; Xcave Technology GmbH
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2022-09-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes für einen ersten Betrachter und eines um die Information des 3-dimensionalen Bildes bereinigten Bildes für einen zweiten Betrachter auf einem gemeinsamen Bildschirm mittels einer Bildfolge, wobei dem ersten Betrachter eine jeweilige Teilinformation des 3-dimensionalen Bildes mittels einer zum Bildschirm korrespondierenden Sichteinrichtung für ein jeweiliges Auge zugänglich gemacht wird, mit mehreren Schritten. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Bildschirm, welcher zum Durchführen eines solchen Verfahrens eingerichtet ist, sowie ein Anzeigesystem mit einem solchen Bildschirm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes für einen Betrachter und eines um die Information des 3-dimensionalen Bildes bereinigten Bildes für einen zweiten Betrachter auf einem gemeinsamen Bildschirm. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Bildschirm, welcher zum Durchführen eines solchen Verfahrens eingerichtet ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Anzeigesystem mit einem solchen Bildschirm.
Zum Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes sind unterschiedliche Verfahren und auch entsprechende Bildschirme und Anzeigesysteme bekannt.
Üblicherweise wird zum Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes eine Sichteinrichtung, wie beispielsweise eine Farbfilterbrille oder eine sogenannte Shutter-Brille, verwendet. Dazu wird auf dem Bildschirm wechselweise ein entsprechendes Bild für das linke Auge des Betrachters und ein entsprechendes Bild für das rechte Auge des Betrachters angezeigt, sodass mithilfe der Sichteinrichtung und einem entsprechenden Zuleiten der entsprechenden Bildinformation an ein jeweiliges Auge des Betrachters, beispielsweise mittels der jeweiligen Farbfilter oder der mit der Bildanzeige synchronisierten Shutter, ein 3-dimensionaler Seheindruck entsteht.
Bei den bekannten Verfahren sowie entsprechenden Bildschirmen und Anzeigesystemen können allerdings weitere Betrachter nur ein verzerrtes, farbverfälschtes oder anderweitig beeinträchtigtes Bild wahrnehmen, sodass der Sichteindruck für einen entsprechenden weiteren Betrachter ohne Sichteinrichtung unangenehm sein kann. Weiterhin kann der weitere Betrachter einem solchen angezeigten Bild keine wirkliche, klare Information entnehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Durch das Anzeigen einer ersten Teilinformation für das erste Auge eines entsprechenden Betrachters sowie einer zweiten Teilinformation für das zweite Auge des Betrachters wird der 3-dimensionale Seheindruck für diesen Betrachter erzeugt. Dazu nutzt der Betrachter eine Sichteinrichtung, mittels deren die entsprechende Teilinformation einem entsprechenden Auge zugeleitet wird. In einer weiteren Sequenz einer entsprechenden Bildfolge wird dann eine Korrekturinformation angezeigt, welche die erste Teilinformation und die zweite Teilinformation so überlagert, dass entsprechende Bildinformationen neutralisiert werden.
Mit dieser Korrekturinformation gemeinsam wird für den Betrachter ein bereinigtes Bild erzeugt, welches die 3-dimensionale Bildinformation nicht mehr enthält. Das Anzeigen erfolgt dabei insbesondere in einer Frequenz der Sequenz der Bildfolge, welche höher liegt als eine wahrnehmbare Bildfrequenz für den Betrachter, sodass für den jeweiligen Betrachter ein homogener Seheindruck entsteht.
Kern der Erfindung ist das Darstellen des 3-dimensionalen Bildes gemeinsam mit der Korrekturinformation in einer Sequenz, sodass für einen Betrachter, welcher mit der Sichteinrichtung auf den Bildschirm schaut, das 3-dimensionale Bild erkennbar ist und für einen weiteren Betrachter, welcher ohne Sichteinrichtung auf den Bildschirm schaut, ein neutrales Bild angezeigt wird.
Dabei ist es auch möglich, dass mit weiteren Teilinformationen weitere 3-dimensionale Bilder in weiteren Sequenzen angezeigt werden. Die entsprechende Sequenz mit einer Bildfolge aus einer ersten Teilinformation und einer zweiten Teilinformation für das weitere 3-dimensionale Bild wird dabei zwischen entsprechenden Sequenzen der weiteren Bilder auf dem Bildschirm angezeigt. Sofern dies jeweils in einer ausreichend hohen Frequenz erfolgt, können entsprechende Betrachter keinen Unterschied feststellen und sehen nur das für sie bestimmte Bild.
Zudem kann eine Zusatzinformation, wie beispielsweise ein überlagertes 2-dimensionales Bild, als allgemeine Information auf dem Bildschirm in entsprechenden Sequenzen oder auch überlagert in der Sequenz mit der Korrekturinformation angezeigt werden, sodass ein Betrachter oder viele Betrachter ohne Sichteinrichtung, also ohne eine beispielsweise 3-D-Brille, aus der Zusatzinformation ein entsprechendes Bild erkennen können.
Eine Differenzierung zwischen entsprechenden Teilinformationen, Korrekturinformationen oder jeweiliger Zusatzinformationen kann dabei beispielsweise als Helligkeitswert und/oder als Farbwert auf dem Bildschirm dargestellt werden. So kann beispielsweise ein Überlagern von unterschiedlichen Helligkeiten dazu dienen, mit der Korrekturinformation jeweilige Teilinformationen zu überdecken. Analog dazu können auch entsprechende Farbwerte, also ein Mischen der Farben, dazu benutzt werden. Dies erfolgt beispielsweise für ein Pixel auf dem Bildschirm oder für ein jeweiliges Pixel auf dem Bildschirm. Sofern die Position des jeweiligen Betrachters des Bildes gegenüber dem Bildschirm ermittelt ist, kann zudem auch die zeitliche Abfolge der jeweiligen Sequenz so gewählt werden, dass der jeweilige Betrachter entsprechend seiner Position eine entsprechende Perspektive mittels der Sichteinrichtung vermittelt bekommt.
Dabei müssten beispielsweise eine jeweilige Leuchtdichte und eine jeweiliger Farbeindruck aufeinander abgestimmt sein, sodass beispielsweise das bereinigte Bild eine gleichmäßige Leuchtdichte und einen gleichmäßigen Farbeindruck vermittelt. So kann das bereinigte Bild eine gleichmäßige Gesamthelligkeit aufweisen und beispielsweise ein gleichmäßiges grau in allen Pixeln darstellen, welches sich aus überlagerten Helligkeiten der einzelnen Pixel und überlagerten Farben der einzelnen Pixel ergibt. Somit kann die Korrekturinformation auch als ein in Helligkeit und/oder Farbe „inverses“ Bild zu den Teilinformationen der 3-dimensionalen Darstellung beschrieben werden.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch einen Bildschirm gemäß Anspruch 7. Ein solcher Bildschirm, welcher zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes gemäß dem beschriebenen Verfahren eingerichtet ist, kann beispielsweise auf Messen oder in Ausstellungsräumen dazu genutzt werden, einem allgemeinen Besucher ein 2-dimensionales Bild oder eine neutrale Bildanzeige anzuzeigen und einem entsprechenden Fachbesucher oder interessierten Kunden mit beispielsweise einer 3-D-Brille einen detaillierten Einblick in eine räumliche Darstellung eines Produktes zu gewähren.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Anzeigesystem mit einem Bildschirm der beschriebenen Art und einer entsprechenden Sichteinrichtung gemäß Anspruch 8, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben.
Wie beschrieben kann dann mittels der Sichteinrichtung einem oder mit mehreren Sichteinrichtungen mehreren Kunden eine entsprechende Perspektive mittels des Bildschirms suggeriert werden und beispielsweise entsprechende Produkte 3-dimensional angezeigt werden.
Eine solche Sichteinrichtung kann dabei beispielsweise eine polarisierte Brille mit Polarisationsfiltern für jedes Auge oder auch eine Farbbrille mit unterschiedlichen Farbfiltern für das jeweilige Auge sein. Weiterhin kann eine solche Sichteinrichtung auch als sogenannte Shutter-Brille ausgeführt sein, welche kurzzeitig entsprechend der Sequenz auf dem Bildschirm ein jeweiliges Auge des Betrachters freigibt oder verschließt.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Messestandes mit einem Bildschirm zum Anzeigen unterschiedlicher Informationen,
2a bis 2d eine Bildsequenz, welche auf dem Bildschirm der 1 angezeigt wird, sowie
3 ein Diagramm mit Sequenzen von Anzeigen auf dem Bildschirm der 1.

Ein Messestand 101 ist mit einem Bildschirm 103 ausgestattet. Der Bildschirm 103 steht auf einem Fuß 105 und weist eine Bildfläche 107 auf. Auf der Bildfläche 107 können verschiedene Bilder angezeigt werden. Dies erfolgt üblicherweise anhand von einzelnen Bildpunkten, sogenannten Pixeln. Weiterhin weist der Bildschirm 103 eine Kamera 109 auf.
Vor dem Bildschirm 103 steht ein Fachbesucher 111, welcher eine Shutter-Brille 117 trägt. Mittels der Shutter-Brille 117 blickt der Fachbesucher entlang einer Sichtlinie 121 und einer Sichtlinie 122 mit einem jeweiligen Auge auf die Bildfläche 107 des Bildschirms 103. Der Fachbesucher 111 steht dabei an einer Position 112, welche mittels der Kamera 109 erkannt wird. Daraus wird dann auch die Blickrichtung des Fachbesuchers 111 in Richtung der Bildfläche 107 erkannt.
Neben dem Fachbesucher 111 steht auch ein Besucher 113 auf dem Messestand. Der Besucher 113 schaut entlang einer Blickrichtung 123 mit beiden Augen auf die Bildfläche 107 des Bildschirms 103.
Auf der Bildfläche 107 des Bildschirms 103 wird eine Bildsequenz 201 angezeigt. Ein Bild 211 enthält einen ersten Teil einer 3-dimensionalen Bildinformation, welcher mittels der Shutter-Brille 117 dem Fachbesucher 111 entlang der Sichtlinie 121 für das linke Auge zugänglich gemacht wird. Ein Bild 213 enthält entsprechend eine Bildinformation für das rechte Auge des Fachbesuchers 111, welches entlang der Sichtlinie 122 mittels der Shutter-Brille 117 dem rechten Auge des Fachbesuchers 111 zugänglich gemacht wird. Ein Bild 215 enthält eine Korrekturinformation zum Bild 211 und zum Bild 213. Diese Korrekturinformation umfasst das Inverse des Bildes 211 und des Bildes 213, sodass beim Anzeigen der Bilder 211, 213 und 215 in schneller Abfolge für den Fachbesucher 111 mittels der Shutter-Brille 117 ein 3-dimensionales Bild angezeigt wird und der Besucher 113 bei einem Blick auf die Bildfläche 107 ein neutrales Bild aus allen überlagerten Bildern angezeigt bekommen. Das neutrale Bild ist dabei grau.
Ein weiteres Bild 217, welches optional oder auch gleichzeitig überlagert mit dem Bild 215 angezeigt werden kann, stellt beispielhaft eine Blume 219 dar. Als viertes Bild der jeweiligen Anzeigesequenz kann damit das mittels des Bildes 215 neutralisierte Bild mit der Blume 219 überlagert werden, sodass der Besucher 113 auf der Bildfläche 107 die Blume 219 sieht. Der Fachbesucher 111 kann weiterhin die 3-dimensionale Darstellung der Bilder 211 und 213 mittels der Shutter-Brille 117 erkennen.
Insgesamt wird diese Sequenz aus Bild 211, 213, 215 und 217 dann in hoher Frequenz wiederholt.
Das Überlagern der Bilder erfolgt jeweils für jedes Pixel und zwar derart, dass das Bild 211, das Bild 213 sowie das Bild 215 und bei Anzeige der Blume 219 auch das Bild 217 nach ihrer Helligkeit abgestuft dargestellt werden und bei Anzeige eines neutralen Bildes für den Besucher 113 die Helligkeit aller Pixel in der Summe der Bilder aus der Sequenz gleich hell sind. In einer Alternativen erfolgt die Anzeige mittels der Überlagerung von unterschiedlichen Farben, so dass im neutralen Bild ein neutraler Grauton angezeigt wird.
Ein Diagramm 301 zeigt dazu noch einmal den zeitlichen Ablauf dieser Sequenz. Das Diagramm 301 weist eine Zeitachse 303 sowie eine Ereignisachse 305 auf.
Entlang der Zeitachse 303 folgt dabei zeitlich nacheinander eine Anzeige 311 entsprechend dem Bild 211, eine Anzeige 313 entsprechend dem Bild 213, eine Anzeige 315 entsprechend dem Bild 215 sowie eine Anzeige 317 entsprechend dem Bild 217, wobei die Anzeige 317 hierbei wie beschrieben optional ist. Aus den Anzeigen 311, 313, 315 sowie 317 ist jeweils eine Abfolge 321 gebildet, welche entlang der Zeitachse 303 dann als Abfolge 323, 325, ff. stets wiederholt wird. Dabei unterscheiden sich selbstverständlich die entsprechend dargestellten Bilder in nacheinander folgenden Abfolgen 321, 323, ff. derart, dass entsprechend 3-dreidimensionale und auch 2-dimensionale Bewegungen oder beispielsweise Filme dargestellt werden können.
Bezugszeichenliste

101: Messestand
103: Bildschirm
105: Fuß
107: Bildfläche
109: Kamera
111: Fachbesucher
112: Position
113: Besucher
117: Shutter-Brille
121: Sichtlinie
122: Sichtlinie
123: Blickrichtung
201: Bildsequenz
211: Bild
213: Bild
215: Bild
217: Bild
219: Blume
301: Diagramm
303: Zeitachse
305: Ereignisachse
311: Anzeige
313: Anzeige
315: Anzeige
317: Anzeige
321: Abfolge
323: Abfolge

Claims

Verfahren zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes (211, 213) für einen ersten Betrachter (111) und eines um die Information des 3-dimensionalen Bildes bereinigten Bildes (211, 213, 215) für einen zweiten Betrachter (113) auf einem gemeinsamen Bildschirm (103, 107) mittels einer Bildfolge (211, 213, 215, 217), wobei dem ersten Betrachter (111) eine jeweilige Teilinformation (211, 213) des 3-dimensionalen Bildes (211, 213) mittels einer zum Bildschirm (103) korrespondierenden Sichteinrichtung (117) für ein jeweiliges Auge zugänglich gemacht wird, mit den Schritten: - Anzeigen einer ersten Teilinformation (211) des 3-dimensionalen Bildes (211, 213) für den ersten Betrachter (111) in einer ersten Sequenz (311) der Bildfolge und Zugänglichmachen der ersten Teilinformation (211) für ein erstes Auge des ersten Betrachters (111) mittels der Sichteinrichtung (117), sodass dem ersten Auge des ersten Betrachters (111) die erste Teilinformation (211) zur Wahrnehmung zugänglich gemacht ist, - Anzeigen einer zweiten Teilinformation (213) des 3-dimensionalen Bildes (211, 213) für den ersten Betrachter (111) in einer zweiten Sequenz (313) der Bildfolge (211, 213) und Zugänglichmachen der zweiten Teilinformation (213) für ein zweites Auge des ersten Betrachters (111) mittels der Sichteinrichtung (117), sodass dem zweiten Auge des ersten Betrachters (111) die zweite Teilinformation (213) zur Wahrnehmung zugänglich gemacht ist, - Anzeigen einer Korrekturinformation (215) zur ersten Teilinformation (211) und zur zweiten Teilinformation (213) in einer dritten Sequenz (315) der Bildfolge (211, 213, 215), sodass die erste Teilinformation (211) und die zweite Teilinformation (213) mit der Korrekturinformation (215) zum bereinigten Bild für den zweiten Betrachter (113) überlagert werden und dem zweiten Betrachter (113) das bereinigte Bild zur Wahrnehmung zugänglich gemacht ist, sodass dem ersten Betrachter (111) das 3-dimensionale Bild (211, 213) und dem zweiten Betrachter (113) das bereinigte Bild in einer überlagerten Anzeige zur Wahrnehmung zugänglich gemacht ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Teilinformationen zum Darstellen eines weiteren 3-dimensionalen Bildes und/oder weitere Korrekturinformationen in weiteren Sequenzen der Bildfolge angezeigt werden, wobei insbesondere die weiteren Teilinformationen einem jeweiligen Auge eines jeweiligen weiteren Betrachter mit einer jeweiligen weiteren Sichteinrichtung zugänglich gemacht werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Sequenz (317) der Bildfolge (211, 213, 215, 217) oder jeweiligen weiteren Sequenzen der Bildfolge (211, 213, 215, 217) ein Anzeigen einer Zusatzinformation (217, 219) oder weiterer Zusatzinformationen erfolgt, sodass dem zweiten Betrachter (113) zusätzlich zum bereinigten Bild (211, 213, 215) ein aus der Zusatzinformation (217, 219) oder den Zusatzinformationen gebildetes Zusatzbildes zur Wahrnehmung zugänglich gemacht ist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Teilinformation (211, 213), die jeweilige Korrekturinformation (215) und/oder die jeweilige Zusatzinformation (217, 219) als Helligkeitswert und/oder als Farbwert auf dem Bildschirm dargestellt wird oder werden.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Teilinformation (211, 213), die jeweilige Korrekturinformation (215) und/oder die jeweilige Zusatzinformation (217, 219) für ein jeweiliges Pixel auf dem Bildschirm (103, 107) aufbereitet und/oder angezeigt wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position (112) eines jeweiligen Betrachters (111) eines 3-dimensionalen Bildes gegenüber dem Bildschirm (103) ermittelt und zum Abstimmen einer zeitlichen Abfolge der jeweiligen Sequenzen zum Erzeugen eines jeweiligen 3-dimensionalen Eindrucks des jeweiligen 3-dimensionalen Bildes genutzt wird, sodass mittels der Sichteinrichtung (117) ein abgestimmtes Zugänglichmachen der jeweiligen Teilinformation zum jeweiligen Auge in Abhängigkeit von der ermittelten Position (112) erfolgt.
Bildschirm, welcher zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes (211, 213) für einen ersten Betrachter (111) und eines um die Information des 3-dimensionalen Bildes bereinigten Bildes für einen zweiten Betrachter mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.
Anzeigesystem mit einem Bildschirm gemäß Anspruch 7 und einer Sichteinrichtung (117) zum Zugänglichmachen einer jeweiligen Teilinformation (211, 213) für ein jeweiliges Auge eines jeweiligen Betrachters, welches zum überlagerten Darstellen eines 3-dimensionalen Bildes für einen ersten Betrachter (111) und eines neutralen 2-dimensionalen Bildes für einen zweiten Betrachter (113) mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist.
Anzeigesystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichteinrichtung (117) eine polarisierte Brille mit für das erste Auge und das zweite Auge unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen und/oder eine Farbbrille mit für das erste Auge und das zweite Auge unterschiedlichen Farbfilter aufweist.
Anzeigesystem gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichteinrichtung (117) eine Shutter-Brille mit schaltbaren Linsen aufweist, wobei die jeweilige Linse für ein jeweilige Auge des jeweiligen Betrachters derart synchron zur jeweiligen Sequenz beschaltet ist, dass der jeweilige Betrachter die jeweilige Teilinformation mit dem jeweiligen Auge in der entsprechenden Sequenz der Bildfolge aufnehmen kann.