-
Die Erfindung betrifft einen Vorsatz
für einen Filmprojektor
und Projektoren mit entsprechenden Einrichtungen und ein Verfahren
zur Wiedergabe dreidimensionaler Filmbilder, sowie ein Verfahren
zur Wiedergabe quasi-dreidimensionaler
Filmbilder um die Bildfolgen eines monauralen Films für die Augen getrennt
darzustellen, so dass ein quasi-3D Bild entsteht, d.h. die bewegten
Bildelemente von einem ersten Bild und einem zweiten Bild werden
mit Hilfe einer Polarisationseinrichtung und Polarsationsbrillen
oder mit Hilfe von Shutterbrillen getrennt von den Augen gesehen
und als Raumempfindung wahrgenommen.
-
Ohne Brille sieht man den Film in üblicher Art.
-
Ein weiters Ziel der Erfindung ist
es einen 3D Film, vorteilhaft gegenüber dem herkömmlichen
Polarisationsfilterverfahren mit Hilfe von Shutterbrillen zu betrachten.
-
Gewöhnlich wird ein Film mit sequenziellen Einzelbildern,
z.B. dreimal oder zweimal gepulst, auf die Leinwand gestrahlt.
-
Mit einem Stereoprojektor welcher
die Teilbilder mit unterschiedlichen Polarisationsebenen abstrahlt
und mit Hilfe von Polarisationsbrillen sieht der Betrachter einen
3D-Film auf einer streuarmen gut reflektierenden Leinwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine
Wiedergabe von quasi-dreidimensionalen
bzw. dreidimensionalen Bildern auf einer Leinwand mit zweidimensionaler
Anordnung von Bildelementen zu ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Vorsatz für
einen Projektor mit einer Abschirmeinrichtung zum alternierenden
Abschirmen einer ersten Hälfte
von Bildelementen gegenüber
einem linken Auge eines Betrachters und einer zweiten Hälfte von
Bildelementen gegenüber
dem rechten Auge des Betrachters.
-
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine
derartige Anordnung innerhalb eines Projektors, so daß ein erstes
Bildelement dem linken Auge und ein weiteres Bildelement dem rechten
Auge des Betrachters zugeführt
wird.
-
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein
Verfahren, bei dem die zugeführten
Bilder mit einer derartigen Projektionseinrichtung in erste und zweite
Bildelemente unterteilt werden und wechselweise auf die Augen gelangen.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert.
-
Beispielhaft wird von einem System
mit dreifach oder zweifach gepulsten Einzelbildern ausgegangen.
-
Es zeigen:
-
1 die
Bildfolge eines Objekts welches sich von Westen nach Osten bewegt;
-
2 die
Bildfolge eines Objekts welches sich von Osten nach Westen bewegt;
-
3 einen
Polarisationsfilterzylinder als Vorsatz für einen Projektor;
-
4 eine
rotierende Polarisationsfilterscheibe im Strahlengang eines Projektors;
-
5 einen
Projektor mit einem umlaufenden Polarisationsfilterendlosfilm;
-
6 einen
Projektor mit einem oszillierenden Polarisationsfiltersegment;
-
7 einen
Projektorvorsatz mit Strahlenteiler, Polarisationsfiltern und einer
Blendvorrichtung;
-
8 eine
Projektionseinrichtung mit einer LCD-Shutter Blendeinrichtung;
-
9 ein
Diagramm einer Bildfolge und deren Kanalfolge;
-
10 ein
Diagramm einer 3D Bildfolge und deren Kanaltrennung;
-
11 ein
Diagramm einer anderen Bildfolge und deren Kanalfolge;
-
12 ein
Diagramm einer anderen 3D Bildfolge und deren Kanaltrennung.
-
Gemäß l gelangt
ein erstes Bild -1- auf das rechte Auge und ein zweites
Bild -2- auf das linke Auge. Insgesamt ergibt sich ein
Bildeindruck A -3-
-
Der Betrachter vermutet das Objekt
im Vordergrund.
-
Ein drittes Bild für das rechte
Auge -1- und ein viertes Bild für das linke Auge -2-
wird ebenso als Perspektive gewertet. (Bild C) -4-
-
2 zeigt
den ähnlichen
Vorgang mit gegensätzlicher
Bewegungsrichtung des Objekts.
-
Hier ergibt ein zweites Bild für das linke
Auge -2- und ein drittes Bild für das rechte Auge -1-
ebenfalls eine Erhebung gegenüber
dem Hintergrund(Bild B) -5- Die dazwischen liegenden Bildfolgenwechsel ergeben
keinen Tiefeneffekt.
-
Ein Projektor oder ein Projektor-Vorsatz
wird so gestaltet, dass z.B. jeweils pro Bildwechsel eine Polarisationsfilteranordnung
den Strahlengang wechselweise horizontal und vertikal polarisiert.
-
Der Betrachter sieht mit Hilfe einer
Polarisationsbrille z.B. ein erstes linkes Bild, dann ein zweites rechtes
Bild mit dynamisch verschobenen Bildelementen und erkennt eine Tiefenwirkung.
-
Der Polarisationsfilterwechsel kann
auch mit der gepulsten Bildfolge in der Art geschehen, dass beim
eigentlichen Bildwechsel ein Polarisationswechsel stattfindet.
-
Gemäß der Ausführungsform von 3 erhält
ein Projektor -6- einen rotierenden z.B. zylinderförmigen Vorsatz
-7-, dessen Mantelfläche
aus z.B vier Polarisationsfilterelementen -8- und -9-
besteht, welche z.B. wechselweise horizontal und vertikal polarisierend
zusammengefügt
sind.
-
Bei einer Bildwechselsyncronisation
des Pol-Zylinders in der Art, dass der Zylinder je Bild um einen
Winkel von 90 Grad rotiert und die Bildwechseldunkelphase mit einem
H-V bzw. V-H Filterwechsel im Strahlengang zeitlich zusammenfällt, ist
z.B. ein erstes Bild horizontal und ein zweites Bild vertikal polarisiert.
-
Eine Elektronik sorgt für die Synchronisation des
Zylinders -7- mit dem Projektor-Bildwechsel.
-
Eine Lichtschranke im Projektor erkennt
z.B. die Bildwechselphase und eine weitere Lichtschranke -l0-
erkennt die Phase der Polarisationstrommel.
-
Eine Regelung des Schrittmotors erzielt
eine Drehzahl und Phase des Zylinders In der Art, dass Bein Bildwechsel
des Projektors ein H-V bzw. V-H Wechsel der Polarisationsebene erfolgt.
-
Gemäß 4 befindet sich im Strahlengang eine
Polariasionskreisscheibe -llund bewegt sich beim Bildwechsel
jeweils um 90 Grad, verharrt bis zum nächsten Bildwechsel und dreht
wiederum um 90 Grad. Der Antrieb erfolgt z.B. mit einem Schrittmotor.
-
Eine mechanische Dämpfung -13-
kann Einschwingvorgänge
nach dem Bildwechsel vermeiden.
-
In 5 ist
ein Projektor mit Polarisationsfiltern innerhalb des Gerätes dargestellt.
-
In dem Projektor -l4- befindet
sich nahe der Bildbühne
hinter dem Film ein mitlaufender Polarisationsfilterendlosfilm -l5-
der aus wechselnden H und V Polarisatiosfilterelementen besteht.
-
So erhält man wechselweise eine horizontale
und vertikale Polarisation für
ein erstes und ein zweites Bild.
-
Einzelbilder des Films gelangen gegensätzlich polarisiert
auf eine streuarme reflektierende Leinwand. Der Betrachter trägt eine
gewöhnliche
Polarisationsbrille.
-
Der Zuschauer sieht bewegte Elemente
der Szenen erster und zweiter Bilder mit den Augen getrennt, insgesamt
also in der Perspektive gegenüber dem
ruhenden Hintergrund nach vorne verschoben.
-
Gemäß der Ausführungsform von 6 befindet sich ein H und V polarisierendes
Streifensegment -l6- in Nähe der Bildbühne im Strahlengang
und wird z.B. durch Elektromagnete -l7- wechselweise in der
Art hin und herbewegt, dass ein erstes Bild z.B. vertikal polarisiert
wird und ein zweites Bild z.B. horizontal polarisiert wird.
-
Die 2 Elektomagnete werden wechselweise aktiviert
so dass ein Eisenkern -18- durch Anziehung für die entsprechende
Bewegung der Filteranordnung sorgt.
-
Der Polarisationsfilterwechsel der
Beispiele 3 bis 6 kann auch in der Sequenz
der gepulsten Bildfolge in der Art geschehen dass beim eigentlichen
Bildwechsel ein Polarisationswechsel stattfindet.
-
Es ergibt sich so ein quasi-3D Effekt
gewöhnlicher
Filme, ähnlich
der Anordnung einer quasi-3D Betrachtung mit einem modifizierten
Fernsehgerät.
(
DE 101 12 181 A1 )
-
Doppelprojektion, bestehend aus 2
Projektoren mit polarisierten Strahlengängen.
-
Die Projektoren sind im Strahlengang
gegensätzlich,
z.B. horizontal und vertikal polarisiert, so dass die Bilder der
Projektoren für
die Augen getrennt erscheinen. In beiden Projektoren läuft der gleiche
Film ab.
-
Die Projektoren sind im Bildwechsel
synchronisiert.
-
Blenden im Strahlengang schirmen
die Bilder wechselweise ab, so dass die Bilder mit Hilfe von Polarisationsbrillen
alternierend auf das entsprechende Auge gelangen Dynamische Bildkomponenten
werden mit dem rechten und dem linken Auge verschoben, also in einer
anderen Perspektive gesehen.
-
Doppelprojektion in einem
Gerät:
-
Ein speziell hergestellter Film mit
2 gleichen Bildspuren wird mit einem doppelobjektivigen gegensätzlich polarsierten
Projektor abgespielt.
-
Eine Blendvorrichtung bewirkt die
bildalternierende Wiedergabe der Bildspuren des Projektors. Die
Einzelbilder des Films gelangen sequenziell und gegensätzlich polarisiert
auf eine streuarme gut reflektierende Leinwand. Der Betrachter trägt eine
Polarisationsbrille.
-
Der Zuschauer sieht bewegte Elemente
der Szenen aufeinanderfolgender Bilder mit den Augen getrennt, also
in der Perspektive z.B. gegenüber
dem ruhenden Hintergrund nach vorne verschoben.
-
Doppelprojektor mit Strahlenteiler:
-
Im Strahlengang befindet sich ein
Strahlenteiler der die Bilder durch zwei Objektive auf die Leinwand
strahlt.
-
Die beiden Strahlengänge erhalten
gegensätzliche
Polarisationen und werden bildalternierend ausgeblendet.
-
Ausführungsform gemäß 7
-
Projektorvorsatz mit Strahlenteiler
und Blendeneinrichtung.
-
Vor dem Objektiv -l9- befindet
sich ein Vorsatz. Er beinhaltet einen Strahlenteiler -20-
in der Art dass durch Halbspiegel und Spiegel -21- zwei
gleiche getrennte Bildstrahlenbündel
erzeugt werden.
-
Die zwei Bildstrahlen werden mit
Polarisationsfiltern -22- gegensätzlich polarisiert und eine
z.B. bildwechselalternierende Blendeneinrichtung -23- bewirkt
die zeitliche Trennung der polarisierten Einzelbilder. Der Betrachter
trägt eine
Polarisationsbrille.
-
Der Blendenwechsel kann auch im gepulsten
Bildwechselrythmus in der Art erfolgen, dass ein Blendenwechsel
zwischen den eigentlichen Bildwechseln stattfindet.
-
Andere Filteranordnung
-
Wenn das Einzelbild dreimal gepulst
erscheint kann zwecks Flimmerfreiheit bei einigen Beispielen z.B. 3 und 5 eine andere Filteranordnung gewählt werden,
so dass z.B. bei einem ersten Bild Drittelsegmente der Folge H,X,H
und bei einem zweiten Bild Segmente mit der Folge V,X,V vor den
Strahlengang geschaltet werden.
-
X beschreibt hier ein Filtersegment
ohne Polarisationswirkung.
-
8
-
Der Betrachter trägt eine LCD Shutterbrille. -26-
-
Die Brille wird z.B. über ein
HF Signal in der Art gesteuert, dass z.B. ein erstes Bild -24-
für das rechte
Auge abgeschirmt wird und ein zweites Bild -25- für das linke
Auge abgeschirmt wird. Bewegte Bildelemente der Teilbilder gelangen
getrennt zu den Augen.
-
Eine spezielle Leinwand -27-
ist hier nicht notwendig.
-
Zwecks Flimmerfreiheit kann eine
andere Kanaltrennungsfolge gewählt
werden, so dass z.B. bei einem ersten Bild welches zwei mal ausgeblendet wird
die Drittelsequenzen in der Folge L,R,L und bei einem zweiten Bild
Sequenzen in der Folge R,L,R zu dem entsprechenden Auge gelangen.
-
9 zeigt
ein Zeitdiagramm einer Bildfolge.
-
Die Bilder B1 bis B4 -28-
erscheinen durch die Blendenfolge -29- dreifach gepulst,
eine Anordnung z.B. Shutterbrillen, trennt die Bilder in einer bildsequenziellen
Folge -30- für
die Augen. Eine ähnliche Anordnung
trennt die Bilder in der gepulsten Bildfolge -31- für die Augen.
-
Durch die beschriebenen Anordnungen
gelangen bewegte Bildelemente, sequenziell zu den Augen. Bei Bilddynamik
ergibt sich somit ein stereoskopischer Tiefeneffekt.
-
Beispielhafte Regelung
für einen
Vorsatz ohne Eingriff in den Projektor:
-
Eine Fototransistor oder eine Fotodiode
erkennt die periodschen Hell-Dunkelphasen,
z.B. 3 mal pro Bild. Ein VCO schwingt auf dieser Grundfrequenz.
Ein Phasendetektor ermittelt eine Abweichung zwischen der Grundfrequenz
und der tatsächlichen,
durch den Fototransistor erkannten Frequenz und steuert den VCO über einen
Tiefpass nach. Ein Frequenzteiler z.B. 2:1 liefert die Zeitdauer
der Schaltzeiten z.B. für
die Shutterbrillen, oder der Teiler steuert z.B. die Drehzahl eines
Schrittmotors für
eine Polarisationsfilteranordnung.
-
Gemaß 10 wird eine Stereoprojektion mit Hilfe
einer Blendvorrichtung und Shutterbrillen dargestellt.
-
Ein Stereoprojektor liefert zeitgleiche
Bilder eines rechten und eines linken Kanals -34,35-.
Wenn die Bilder der Kanäle
mit Hilfe einer Blende im Rhythmus der gepulsten Einzelbilder alternierend
abgestrahlt werden, ergibt sich im Beispiel einer dreifach gepulsten
Teilbildfolge eine Bildsequenz -36-.
-
Eine Shutterbrille -26-
welche mit einer entsprechenden Steuerung ausgestattet ist, kann
eine Zuordnung der R-L Komponenten für die Augen erwirken. Die Shutterbrille
schirmt die Augen so ab dass sequenzielle 3D – Bildkomponenten sinnrichtig auf
die Augen gelangen.
-
Durch die Blendvorrichtung erscheint
eine erste Bild komponente der ersten sichtbaren Bildphase von Bild1
-32- des linken Kanals -35- im Zeitraum der rechten
Abschirmung -37-, eine zweite Bildkomponente der zweiten
sichtbaren Bildphase von Bild 1 des rechten Kanals -34-
im Zeitraum der linken Abschirmung -38-, dann eine dritte
Bildkomponente der dritten sichtbaren Bildphase von Bild 1 des
linken Kanals -34- im Zeitraum der rechten Abschirmung
-39-.
-
Danach erscheint ein viertes Bild
der ersten sichtbaren Bildphase von Bild 2 -33-
des rechten Kanals -34- im Zeitraum der linken Abschirmung
-40- .usw.
-
Diese Anordnung ermöglicht eine
Stereoprojektion ohne eine spezielle Leinwand. Gegenüber der herkömmlichen
3D Polarisationsfiltertechnik ist eine Leuchtdichtevergrösserung
erzielbar und ein Bild-Offset der Stereokomponenten ist nicht nötig.
-
11 zeigt
einen Vorgang ähnlich
wie mit Hilfe von 9 beschrieben,
jedoch mit einer anderen gepulsten Bildfolge.
-
Bilder der Folge -41- werden
durch die Blendvorrichtung im Projektor jeweils zweimal abgestrahlt.
-42-.
-
Blenden z.B. Shutterbrillen schirmen
die Augen je Bildfolge -43- ab.
-
Vorteilhaft können die Shutterbrillen im Rhythmus
der gepulsten Bilder -44- gesteuert werden.
-
12 zeigt
einen Vorgang ähnlich
wie mit Hilfe von 10 beschrieben,
jedoch mit einer anderen gepulsten Bildfolge.
-
Durch die zusätzliche Blendvorrichtung des Stereoprojektors
erscheint eine erste Bildkomponente der ersten sichtbaren Bildphase
vom Bildl -45- des linken Kanals -48- im Zeitraum
der rechten Abschirmung -50-, eine zweite Bildkomponente
der zweiten sichtbaren Bildphase vom Bild 1 des rechten
Kanals -47- im Zeitraum der linken Abschirmung -51-.
-
Danach erscheint eine dritte Bildkomponente der
ersten sichtbaren Bildphase von Bild 2 -46- des linken
Kanals -48- im Zeitraum der rechten Abschirmung -52-
usw.
-
Diese Anordnung ermöglicht eine
Stereoprojektion mit Hilfe von Shutterbrillen.
-
- 1
- Bilder
für rechtes
Auge
- 2
- Bilder
für linkes
Auge
- 3
- Resultierender
Eindruck Bild l, Bild 2
- 4
- Resultierender
Eindruck Bild 3, Bild 4
- 5
- Resultierender
Eindruck Bild 2, Bild 3
- 6
- Filmprojektor
- 7
- Polarisationsfilterzylinder
- 8
- Horizontale
Polarisationsfilter
- 9
- Vertikale
Polarisationsfilter
- 10
- Lichtschranke
- 11
- Polarisationsfilterscheibe
- 12
- Motor
- 13
- Dämfungsvorrichtung
- 14
- Modifizierter
Projektor
- 15
- Polarisationsfilterendlosfilm
- 16
- Polarisationsfilterstreifen
- 17
- Elektromagnete
- 18
- Eisenkern
- 19
- Objektiv
- 20
- Strahlenteiler
- 21
- Spiegel
- 22
- Polarisationsfilter
- 23
- Blendenvorrichtung
- 24
- erstes
Bild
- 25
- zweites
Bild
- 26
- LCD
Shutterbrille
- 27
- Leinwand
- 28
- Bildwechsel
- 29
- gepulste
Teilbildfolge
- 30
- Kanalwechsel
in der Bildfolge
- 31
- Kanalwechsel
in der gepulsten Bildfolge
- 32
- erstes
Bild
- 33
- zweites
Bild
- 34
- Bildfolge
rechter Kanal
- 35
- Bildfolge
linker Kanal
- 36
- links
rechts alternierende Bildfolge
- 37
- erstes
Teilbild von Bild 1 links
- 38
- zweites
Teilbild von Bild 1 rechts
- 39
- drittes
Teilbild von Bild 1 links
- 40
- erstes
Teilbild von Bild 2 rechts
- 41
- Bildreihenfolge
- 42
- zweifach
gepulste Teilbilder
- 43
- Kanalwechsel
in der Bildfolge
- 44
- Kanalwechsel
in der gepulsten Bildfolge
- 45
- erstes
Bild
- 46
- zweites
Bild
- 47
- gepulste
Bilder rechter Kanal
- 48
- gepulste
Bilder linker Kanal
- 49
- wechselweise
abgestrahlte Teilbilder
- 50
- erstes
Teilbild von Bild 1, linker Kanal
- 51
- zweites
Teilbild von Bild 1, rechter Kanal
- 52
- erstes
Teilbild von Bild 2, linker Kanal