DE1178713B

DE1178713B - Verfahren und Vorrichtung zum Nachahmen des perspektivischen Anblicks eines von einem gewaehlten Blickpunkt aus zu betrachtenden Bereiches, insbesondere fuer Fliegerschulungs-geraete

Info

Publication number: DE1178713B
Application number: DEL23811A
Authority: DE
Inventors: Harold Sidney Hemstreet
Original assignee: Link Aviation Inc
Current assignee: Link Aviation Inc
Priority date: 1955-01-05
Filing date: 1956-01-05
Publication date: 1964-09-24
Also published as: NL7401347A; NL140637B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Nachahmen des perspektivischen Anblicks eines von einem gewählten Blickpunkt aus zu betrachtenden Bereiches, insbesondere für Fliegerschulungsgeräte Es ist bekannt, Flugschüler an einem Gerät auszubilden, das in Nachahmung eines wirklichen Flugzeuges mit Steuergeräten und Fluginstrumenten ausgerüstet ist, die auf die Bedienungsvorgänge ebenso ansprechen wie in einem wirklichen Flugzeug. Es ist auch bekannt, für die Ausbildung der Schüler in der Navigation auf einen Bildschirm die Vogelschau eines Geländes zu projizieren. Die Projektion sieht dann ebenso aus wie das Gelände bei Betrachtung von einem wirklichen Flugzeug aus. Schließlich ist es auch bekannt, den Projektionsapparat in Abhängigkeit von den im Ausbildungsgerät angeordneten Steuereinrichtungen so zu steuern, daß sich das projizierte Bild über den Bildschirm hinwegbewegt, ähnlich wie ein Gelände unter dem fliegenden Flugzeug.
Bisher war es aber nicht möglich, diejenigen Änderungen des Bildes herbeizuführen, die erforderlich wären, um Abweichungen der vom Flugschüler »geflogenen« Flugbahn von derjenigen Bahn zu berücksichtigen, auf welcher der kinematographische Aufnahmeapparat bei Aufnahme der zu projizierenden Bilder geflogen ist. Denn dabei tritt die Aufgabe auf, die Perspektive, in welcher man das Gelände erblickt, zu ändern.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Änderung zu ermöglichen. Die Erfindung, die auch auf andere Gebiete als auf die Ausbildung von Flugschülern anwendbar ist, bezieht sich also auf ein Verfahren zum Nachahmen des Anblicks eines von einem gewählten Blickpunkt aus betrachteten Bereiches. Erfindungsgemäß geht man zu diesem Zweck so vor, daß ein Bild des Bereiches von einem Bezugsblickpunkt aus wiedergegeben und auf eine Betrachtungsfläche projiziert wird, wobei das Bild auf dieser Betrachtungsfläche eine Verzerrung in einer Weise erfährt, die dem Abstand zwischen dem ausgewählten Blickpunkt und dem Betrachtungsblickpunkt entspricht, und daß die einzelnen Bildpunkte des Bereiches eine Parallelverschiebung um einen Betrag erfahren, der dem Abstand des Punktes von der Horizontebene des Bereiches verhältnisgleich ist.
Unter »Bildbereich« in diesem Sinne ist dabei ein Muster zu verstehen, das durch elektromagnetische, strahlende Energie, etwa Licht, hervorgerufen wird, die in einem diese Energie übertragenden System an einer bestimmten Stelle reell oder virtuell zusammengefaßt wird. Dabei wird dieses Muster oder die Energie durch das Verfahren nach der Erfindung nicht an der Bildstelle beeinflußt und abgeändert, sondern vielmehr vor dem Auftreffen an der Bildstelle, d. h. zwischen dem Objekt und dem Bildschirm. Die Erfindung bezieht sich also, genaugenommen, auf die Einwirkung auf Zwischenbilder, worunter sich Energiemuster verstehen lassen, die zwischen dem Objekt und dem Bildschirm oder weiteren Bildern entstehen. Um die Erfindung in einfacher Weise erläutern zu können, ist in der Beschreibung indessen von einer Abänderung der Bilder selbst die Rede, weil damit der zu erreichende Endzweck am besten umschrieben ist und weil diese Ausdrucksweise der Fachwelt besser vertraut ist.
Durch das Verfahren der Erfindung wird das Bild also derart verzerrt oder abgeändert, daß sich Bilder desselben Geländes ergeben, die so aussehen, als würde das Gelände unter anderen Winkeln oder von versetzt gelegenen Blickpunkten aus betrachtet.
Verfahren und Apparate für eine solche Bildwandlung lassen sich vielfältig verwenden, insbesondere aber in Verbindung mit photographischen Aufnahmeeinrichtungen zur Erzeugung von Bildern, die so aussehen, als wären sie von entfernten oder unzugänglichen Punkten aus aufgenommen. Weiter eignet sich dieses Verfahren zur Wiedergabe wirklichkeitsgetreuer Vogelschaubilder zur Verwendung bei Geräten zum Ausbilden von Flugschülern, ebenso bei Bodengeräten, welche Flugzeuge nachahmen. Ein weiterer Anwendungsfall besteht in der Erzeugung geneigter Beschriftung oder in der Erzeugung von Entwürfen, Zeichnungen od. d-1., welche einzigartige und künstlerische Effekte hervorrufen sollen.
Zu jeder photographischen oder jeder ruhenden Bildprojektion einer Szene gehört nur ein einziger Ort, von dem aus die Betrachtung erfolgen soll, damit alle Teile des Bildes oder der Szene wirklichkeitsgetreu erscheinen. Diesen Ort nennt man den perspektivischen Mittelpunkt. Das Verfahren und das Gerät nach der Erfindung eignen sich nun in Verbindung mit Bildwiedergabesystemen und Geräten dazu, diesen perspektivischen Mittelpunkt des Bildes eines Geländes oder eines Objektbereiches abzuändern oder in einer durch den ursprünglichen Blickpunkt verlaufenden Ebene innerhalb weiter Grenzen zu verschieben. Diese Ebene kann mit Bezug auf eine photographische Aufnahme z. B. die Ebene sein, in der sich der Film der Kamera zu befinden scheint, wenn man ihn von der Mitte des Kameraobjektivs aus betrachtet. Der ursprüngliche Blickpunkt, der zu einer solchen photographischen Aufnahme gehört, ist der in der Ebene gelegene Punkt, von dem aus die Photographie aufgenommen wurde. Die Erfindung eignet sich aber auch zur Änderung der Perspektive anderer, nicht photographisch aufgenommener Bilder. Der Begriff des »ursprünglichen Blickpunktes« gilt also auch für Handzeichnungen, Entwürfe u. dgl. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den willkürlich gewählten ursprünglichen Blickpunkt gegenüber den dargestellten Objekten so zu verlagern, daß sich neue Bilder ergeben, welche die Objekte von einem anderen Punkt aus gesehen darstellen. Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren und auf Einrichtungen für Systeme zum Herstellen von Bildern mit dem Zweck, die hergestellten Bilder so zu verändern, daß sie eine andere Perspektive haben, als sie sich sonst ergeben würde.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß, um Bilder zu schaffen, deren perspektivischer Blickpunkt sich innerhalb einer Ebene ändert, Einrichtungen zur Aufnahme eines fixierten, ein ursprüngliches Objekt darstellenden Energiemusters vorgesehen sind, wobei das Objekt so aufgenommen wird, wie es bei Betrachtung von einem Bezugsblickpunkt aussehen würde, und die Einrichtungen derart betätigt werden können, daß sich die Anordnung der Energie in einer Weise ändert, durch die ein resultierendes Bild geschaffen wird, welches das Objekt so zeigt, wie es bei Betrachtung von einem anderen Blickpunkt aussehen würde, der gegenüber dem ersterwähnten Blickpunkt verschoben ist.
Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 a einen Grundriß einer geometrischen Figur, die aus einem Quadrat und einem eingeschriebenen Kreis besteht, F i g. 1 b einen Aufriß, der geometrisch das Bild wiedergibt, in dem F i g. 1 a, von verschieden hoch gelegenen Blickpunkten aus betrachtet, erscheinen würde. F i g. 2 ein geometrisches Schema, das links einen Aufriß der geometrischen Figur in bestimmter Höhe und rechts fünf verschiedene seitliche Ansichten zeigt, F i g. 3 a und 3 b schematische geometrische Dar-Stellungen, welche zeigen, wie man eine einzige primitive Umwandlung und eine gleichförmige Maßstabänderung oder sphärische Vergrößerung benutzen kann, um die Perspektive zu ändern, F i g. 4 schaubildlich ein Bodengerät zum Anlernen von Flugschülern mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Projektionsapparat, F i g. 5a schaubildlich ein Projektionsgerät mit der Einrichtung nach der Erfindung zum Verändern des Blickpunktes des projizierten Bildes, wobei die Horizontlinie oder die Linie der unendlich weit entfernten Punkte des ursprünglichen Bildes mit derjenigen der abgeänderten Bilder in Deckung verbleibt, F i g. 5b ein Ausführungsbeispiel für das optische Bildverzerrungsgerät in perspektivischer Darstellung und teilweise im Schnitt, wobei es sich um eine besondere Ausführungsform des in der Beschreibung als Bauart VII gezeigten Gerätes handelt, das durch eine Steuereinrichtung der in F i g. 27 dargestellten Bauart bestätigt werden kann, F i g. 6 schematisch in teilweiser Darstellung ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein mit Schlüsselmerkmalen versehener Kinofilm zur Verwendung gelangt, um in wirklichkeitsgetreuer Weise die Projektion zu bewirken, F i g. 7a und 7b optische Strahlendiagramme, welche die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels eines veränderlichen Kraftanamorphosers wiedergeben, F i g. 8 a und 8 b geometrische Schemata zur Erläuterung der Art und Weise, in der ein drehbarer Keil oder ein Prisma verwendet werden kann, um das Bild »abzuscheren«, F i g. 9 schaubildlich einen Kinobildwerfer mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Zubehör zur Verzerrung des Bildes, F i g. 10 ein elektrisches Schaltschema, welches erkennen läßt, wie die Geräte gemäß F i g. 9 oder 25 b an das elektrische Rechengerät eines üblichen Bodengerätes zum Anlernen von Flugschülern angeschlossen werden können, F i g. 11 eine graphische Darstellung verschiedener Funktionen, welche erkennen lassen, wie sich das Bild für die Zwecke der Erfindung dadurch verzerren läßt, daß eine einzige primitive Umwandlung und eine sphärische Vergrößerung erfolgt, F i g. 12 ein elektrisches Schauschema einer Ausführungsform des Steuergerätes, das zum Betrieb des in F i g. 13 gezeigten Apparates verwendbar ist, F i g. 13 eine schaubildliche Darstellung eines optischen Systems nach der Erfindung, bei welchem eine sphärische Vergrößerung und eine primitive Umwandlung erfolgen, um die Perspektive des Bildes zu ändern, F i g. 14a bis 14f geometrische Darstellungen, an Hand derer die Wirkungen aufeinanderfolgender. primitiver Umwandlungen und Maßstabveränderungen für die Änderung der Perspektive der Bilder erläutert werden, F i g. 15 ein geometrisches Schema zur Erläuterung der Wirkung zweier primitiver Umwandlungen und einer Maßstabänderung zur Wandlung der Perspektive des Bildes, F i g. 16 eine graphische Darstellung verschiedener Funktionen zur Erläuterung der Wirkungsweise des nachstehend als Bauart 1 bezeichneten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei welchem zwei primitive Umwandlungen von fester Stärke und unabhängiger Winkeleinstellung zur Änderung der Perspektive der Bilder verwendet werden, F i g. 17 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten, in der nachstehenden Beschreibung als Bauart I bezeichneten optischen Systems mit zwei unabhängig drehbaren anamorphosen Linsen und einer sphärischen Linse von veränderlicher effektiver Brennweite, wobei die Steuerung automatisch erfolgen kann, z. B. durch das in F i g. 22a gezeigte Steuergerät, F i g. 18 eine schaubildliche Darstellung eines nachstehend als Bauart II bezeichneten optischen Systems, bei welchem eine Maßstabänderung in Verbindung mit zwei primitiven Umwandlungen veränderlicher Stärke erfolgt, die in unveränderlichen Winkeln gegenüber dem ursprünglichen Bild angeordnet sind, und wobei für dieses System das in F i g. 22 b gezeigte Steuergerät verwendet werden kann, F i g. 19 schaubildlich ein optisches System nach der Erfindung, bei welchem eine Änderung des Maßstabes und eine primitive, drehbare Umwandlung von fester Stärke sowie eine nicht drehbare primitive Umwandlung veränderlicher Stärke verwendet werden, um die Perspektive des Bildes zu ändern (hierbei handelt es sich um ein als Bauart 1I bezeichnetes System, zu dessen selbsttätiger Steuerung das in F i g. 22c gezeigte Gerät verwendet werden kann), F i g. 20b bis 20e schaubildliche Schnittdarstellungen verschiedener optischer Systeme nach der Erfindung, die in der Beschreibung als Bauarten X, IX, VIII, VII und XI bezeichnet sind und die mit Hilfe des Steuergerätes der in den F i g. 24a bis 24e dargestellten Art selbsttätig gesteuert werden können, F i g. 21 ein elektrisches Schaltschema eines beispielsweisen Rechengerätes, mit dessen Hilfe Eingangssteuergrößen, die den gewünschten Blickpunktverschiebungen entsprechen, in Spannungen umgewandelt werden, mit deren Hilfe die in den F i g. 22a bis 22e gezeigten Steuergeräte betrieben werden, F i g. 22a bis 22e die schematischen Schaltbilder elektrischer Steuergeräte, welche die von Geräten gemäß F i g. 21 eingehenden, den Blickpunktverschiebungen entsprechenden Spannungen aufnehmen und dazu dienen, Geräte nach Art der F i g. 17 bis 19 oder ähnliche Geräte zu steuern, bei denen eine veränderliche sphärische Verstärkung mit verschiedenen Kombinationen primitiver Umwandlungen erfolgt, um die Perspektive der Bilder zu ändern, F i g. 23 ein elektrisches Schaltschema einer beispielsweisen Recheneinrichtung, welche den gewünschten Blickpunktverschiebungen entsprechende Eingangsgrößen aufnimmt und Ausgangsspannungen für den selbsttätigen Betrieb der in F i g. 24a bis 24e gezeigten Steuergeräte liefert, F i g. 24a bis 24e elektrische Schaltbilder für Ausführungsmöglichkeiten der Steuergeräte, die selbsttätig die in den F i g. 20a bis 20e gezeigten optischen Systeme steuern können, F i g. 25 a ein Schema zur Veranschaulichung eines Leuchtflecks auf der Fläche einer Kathodenstrahlenröhre zur Erläuterung der Möglichkeit, die Erfindung ebensogut auf elektrischem wie auf optischem Wege durchzuführen, F i g. 25b ein Schaltbild eines Apparates zum Abtasten und Wiedergeben eines Bildes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, um die Perspektive des Bildes zu ändern, wobei dieses Gerät in Verbindung mit demjenigen der F i g. 10 verwendet werden kann, um beispielsweise einem Flugschüler eine Vogelschau des Geländes darzubieten, F i g. 26 ein elektrisches Schaltbild für einen Apparat zum Abtasten, Verzerren und Wiedergeben des Bildes unter Verwendung mehrerer primitiver Umwandlungen zur Änderung der Perspektive des Bildes, F i g. 27 ein elektrisches Schaltbild einer beispielsweisen Ausführungsform des Rechengerätes zum selbsttätigen Betrieb der in F i g. 5b gezeigten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 28 ein elektrisches Schaltbild, um zu erläutern, wie der Apparat nach den F i g. 5a, 5 b und 27 mit einem üblichen Bodengerät zum Ausbilden von Flugschülern verbunden werden kann, um dem Flug-Schüler eine Vogelschau des Geländes darzubieten, F i g. 29 a ein geometrisches Schaubild zum Erläutern der Art der Verschiebung, die erforderlich ist, um den Horizontteil eines Bildes an seiner Stelle festzuhalten, wenn das Bild in Größe und Gestalt perspektivische Änderungen erfährt, F i g. 29b ein geometrisches Schaubild, das die Beziehungen zwischen den Verschiebungen des Blickpunktes und den einander folgenden Bildern erläutern soll, wie es bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in Betracht kommt, bei denen die Vogelschau eines Geländes, von einer bestimmten Flugbahn aus betrachtet, dem Beschauer dargeboten wird, und F i g. 30 ein elektrisches Schaltbild eines Gerätes zum Abtasten, Verzerren und zur Wiedergabe eines Bildes, das an Stelle des optischen Geräts der F i g. 5b verwendet werden kann. .
In welcher Weise sich das natürliche Bild ändern muß, um dieselbe Szene, von einem anderen Blickpunkt aus betrachtet, wiederzugeben, ist leicht aus einer Erläuterung der perspektivischen Änderung ersichtlich, die beim Betrachten einer Szene im Freien das Bild verzerrt. Daher wird die Erfindung grundsätzlich mit Bezug auf die Änderung eines Vogel-Schaubildes erläutert werden, wie es bei Bodengeräten zum Anlernen von Flugschülern dem in der Kanzel des Gerätes sitzenden Schüler dargeboten wird. Indessen sind das Verfahren und der Apparat auf Bilder ganz allgemein anwendbar.
Es sei beispielsweise angenommen, daß sich im Gelände ein Quadrat ABCD mit einem eingezeichneten Kreis J befinden möge, wie es in F i g. 1 a im Grundriß gezeigt ist. Betrachtet man nun diese Figur von irgendeinem Blickpunkt, der unmittelbar über dem Mittelpunkt der Figur gelegen ist, d. h. von einem Punkt auf einer zu der Zeichenebene senkrechten Linie, dann erscheint die Figur verzerrt. Man nimmt also ein Quadrat und einen Kreis wahr. Betrachtet man die Figur aber von irgendeinem anderen Punkt aus, d. h. nicht unmittelbar von oben, so sieht man eine Ellipse und ein Trapez statt eines Kreises und eines Quadrats. In dem in F i g. 1 b gezeigten Aufriß ist die Figur auf dem Gelände liegend zwischen den Punkten A und B wiedergegeben. Die Betrachtung dieser Figur erfolgt von den drei. Blickpunkten P1, P, und P$ aus, die sich durch ihre Höhenlage unterscheiden, aber übereinanderliegen. Der Fußpunkt der senkrechten Linie P1, P2, P3 hat den Abstand R von der Mitte der Figur. Betrachtet man die Figur vom Blickpunkt P, in der Höhe hl aus, so erscheinen dem Beobachter die Abmessungen der Figur längs der Achse Z-Z im Winkel %. Die Blicklinie POF vom Beobachter zur Mitte der Figur bildet mit der waagerechten Linie P,Pl' einen Winkel w, In entsprechender Weise erscheint dieselbe Figur unter den Winkeln ii, und 77s, wenn man sie von den Blickpunkten P2 in der Höhe h2 und P3 in der Höhe h3 betrachtet. Die Winkel, unter welchen die Figur unterhalb des Horizonts erscheint, sind dann w2 und w3. Nimmt man nun an, daß zwischen den Blickpunkten und der beobachteten Figur ein großer Schirm S eingeschaltet würde, der Bilder der Geländefigur trüge, dann würde män bei entsprechender Gestalt dieser Bilder denselben Anblick wie vorher wahrnehmen. So zeigt F i g. 1 b Bilder Il, I2 und 13, welche die richtige Lage, Größe und Gestalt erkennen lassen, die die Bilder auf dem Schirm haben müßten, um denselben Anblick wie die Geländefigur zu bieten. Nur sind in der F i g. 1 b die drei Bilder um 90° um die Lotrechte verdreht dargestellt.
Daraus folgt nun, daß, wenn man von einem ortsfesten Punkt aus einen Bildschirm betrachtet, auf dem entsprechende Bilder projiziert werden, etwa wie die Bilder Il, 1Z und 1s, also Szenen, die von verschiedener Höhe aus betrachtet sind, man dann den Eindruck empfängt, als ob man sich jeweils in den entsprechenden Höhenlagen befände. Das gilt also auch beispielsweise für den in einem ortsfesten Bodengerät befindlichen Flugschüler, dem die Vogelschau des Geländes als projiziertes Bild dargeboten wird. Wenn beispielsweise das Bild 13 auf einen Schirm im Winkel w3 abwärts, von einer waagerechten Linie gesehen, projiziert wird, die durch den ortsfesten Betrachtungspunkt gezogen ist, so daß die Projektion dem Beobachter im Winkel von % erscheint, dann wird dem Beobachter vorgetäuscht, als betrachte er tatsächlich das projizierte Bild von dem Blickpunkt P3 in der Höhe h3 aus. Wird aber das Bild I2 im Winkel w2 von der durch den Blickpunkt gezogenen waagerechten Linie aus abwärts projiziert, so daß die Projektion im Winkel 172 erscheint, dann glaubt man, das Geländebild von dem Punkt P2 in der Höhe h2 aus zu sehen.
Jede rechteckige Fläche auf dem Erdboden erscheint perspektivisch betrachtet als Trapez. Das hängt damit zusammen, daß jedes parallele Linienpaar in der Ferne zusammenzulaufen scheint, wenn man es perspektivisch betrachtet, wie beispielsweise die tatsächlich parallelen Ränder einer ebenen, in die Ferne führenden Straße, die im Horizont zusammenlaufen. In F i g. 1 b sind die Bilder Il, 1Z und 13 so gezeichnet, daß die Seiten AB und CD jedes Bildes am Horizont in den Punkten P1', P$ und P3 in der zugehörigen Höhe der betreffenden Blickpunkte zusammenlaufen. Da es sich bei der Figur ABCD tatsächlich um ein Quadrat handelt (DA = AB), ergibt die Bestimmung der Punkte, an denen die Verbindungslinien der verschiedenen Blickpunkte mit Teilen des Quadrats A B CD den Schirm S schneiden, gleichzeitig die Breite der Linien DA und CB eines jeden Bildes h, 12 und 13. Wie ersichtlich, haben die Trapeze der Bilder h, 12 und 1s obere und untere Grundseiten gleicher Breite, was bedeutet, daß das auf einen Schirm geworfene Bild eines quadratisch oder sonstwie gestalteten Gegenstandes auf dem Erdboden sich in der Breite nicht ändert, wenn zur Nachahmung einer senkrechten Verstellung des Blickpunktes auf verschiedene Höhenlagen die Größe, Gestalt und Lage des Bildes verändert wird; nur die Höhe des Bildes darf sich dabei ändern. Wie F i g. 1 b zeigt, wird die Höhe des Bildes Il in der folgenden Weise bestimmt: Der Abstand des Punktes Pl' zum oberen Rand des Bildes Il gleicht hl (-RE , wie sich aus den ähnlichen Dreiecken ergibt. Der Abstand des Punktes P1' zur unteren Begrenzung des Bildes Il entspricht hl R'' , was sich ebenfalls aus den ähnlichen Dreiecken ergibt. Die Höhe des Bildes h kann also durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden Eine entsprechende Ableitung ergibt für die Höhe des Bildes 1Z folgende Gleichung: Der Betrag, um den man die Höhe Ah eines Bildes eines Gegenstandes ändern muß, um eine Änderung in der Höhe des Betrachtungspunktes nachzuahmen, läßt sich als Differenz zwischen den Gleichungen (I) und (2) ausdrücken, also durch die folgende Gleichung: Da die Abstände R8, R1 und R2 nur dann konstant sind, wenn sich der Blickpunkt nur in der Höhe ändert und dabei der waagerecht gemessene Abstand des Blickpunktes von dem Objekt feststeht, ergibt es sieh, daß diejeni e Änderung der Höhe des projizierten Bildes, die Anderungen in der Höhe des Blickpunktes nachahmt, lediglich eine Funktion der Höhenänderung darstellt.
Wie F i g. I b ferner erkennen läßt, muß sich die Lage des Bildes eines Gegenstandes auf dem Schirm bei Verstellung der Höhe des Blickpunktes ändern, um richtig den Eindruck zu erwecken, als würde der Gegenstand von verschiedenen Höhen aus betrachtet. Das Bild Il muß im Winkel w1, von einer durch den Blickpunkt verlaufenden waagerechten Linie aus gemessen, abwärts projiziert werden. Aus den ähnlichen Dreiecken folgt also, daß die Mitte des Bildes Il auf dem Schirm S um die Strecke hl R`- unterhalb des Horizonts liegt. Entsprechende Ableitungen ergeben den Abstand der Mitte des Bildes I2 unter dem Horizont auf dem Schirm S, gemessen als h2 - RS- . Mit zunehmender Höhe des Blickpunktes muß daher der Abstand eines jeden Punktes des Bildes von der den Horizont darstellenden waagerechten Linie des Schirms um eine Strecke entfernt sein, die ihrem Abstand vom Horizont umgekehrt verhältnisgleich ist. Damit sich die Höhe des Blickpunktes zu ändern scheint, muß sich das Bild daher in der Weise ändern, daß es gegenüber der beobachteten Horizontlinie zusammengedrängt oder auseinandergezogen wird.
Um die Betrachtung vom Blickpunkt P1 aus nachzuahmen, der sich in der Höhe hl, über dem Boden befindet, auf welchem der Gegenstand gemäß F i g. 1 liegt (dessen Seite von der Linie AB in F i g. 2 gebildet wird), muß also auf den Schirm Sein Bild geworfen werden, das die Höhe k hat und die in F i g. 2 links dargestellte Lage einnimmt. In F i g. 2 ist rechts gezeigt, in welcher Weise sich die auf den Schirm S projizierten Bilder ändern müssen, um eine seitliche Verschiebung des Blickpunktes in waagerechter Richtung parallel zum Schirm bis zu fünf verschiedenen Stellen nachzuahmen. Bild I" gibt das Bild wieder, das den Eindruck erweckt, als betrachte man das auf dem Gelände befindliche Objekt aus der Höhe hl von einem Blickpunkt aus, der unmittelbar über der Mittellinie Z-Z des Objekts gelegen ist. Wie man sieht, ist das Bild 1a zur Linie Z-Z symmetrisch. Das Bild 1b erweckt den Eindruck, als betrachte man das auf dem Gelände befindliche Objekt von einem in der Höhe hl gelegenen Blickpunkt aus, der seitlich nach rechts um den Abstand d, von der Mittellinie Z-Z aus gemessen, gelegen ist. Die Bilder I" 1a und 1e geben Bilder wieder, welche den Eindruck erwecken, als betrachte man den auf dem Gelände befindlichen Gegenstand von drei Blickpunkten aus, die, von der Mittellinie Z-Z aus gemessen, um verschiedene Strecken nach links verschoben sind, aber in der gleichen Höhe liegen.
Betrachtet man die Unterschiede zwischen den Bildern 1a und 1b und nimmt man an, daß das Bild I" auf den Schirm von einem ruhenden Diapositiv aus oder von einem kinematographischen Diapositivfilm aus projiziert wird, dann erhält man bei Betrachtung der Projektion von einem ruhenden Ort aus den Eindruck, als habe man sich um den Abstand d nach rechts bewegt, wenn das projizierte Bild entsprechend verzerrt wird, so daß es von der Form Ia in die Form Ib übergeht. Jeder auf dem Horizont von der Höhe hl beobachtete Punkt bleibt dabei an der Stelle O unbeeinflußt durch die seitliche Verstellung des vermeintlichen Blickpunktes, von dem aus man das im Gelände befindliche Objekt betrachtet. Auch ist ersichtlich. daß der Abstand eines jeden Punktes des Bildes 1a bis zu einem entsprechenden Punkt auf dem Bild 1b unmittelbar der scheinbaren waagerechten Verschiebung des Blickpunktes um die Strecke d verhältnisgleich und umgekehrt proportional zum Abstand des Punktes vom Horizont ist. Eine solche Verzerrung oder Änderung des anscheinend perspektivischen Bildes, die den Eindruck erweckt, als würde das Bild von einem seitlich verstellten Blickpunkt aus betrachtet, wird als »Scher«-Verzerrung bezeichnet, da die Verzerrung analog derjenigen erfolgt, die durch Scherkräfte in einem elastischen Körper hervorgerufen werden.
Man kann also durch Verzerrungen der vorstehend mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 erläuterten Art Verschiebungen des Blickpunktes sowohl in lotrechter als auch in waagerechter seitlicher Richtung nachahmen.
F i g. 3 a zeigt ein Rechteck A B CD mit einer Höheh, Es sei nun angenommen, daß das Rechteck einen Teil eines Bildes umreißt, das eine Szene darstellt, die von einem in der Höhe hl auf der Mittellinie des Rechtecks befindlichen Blickpunkt aus betrachtet wird. Wie sich nun aus der an Hand der F i g. 1 und 2 erläuterten Ableitung ergibt, kann das in F i g. 3 a dargestellte Parallelogramm einen Teil desselben Bildes darstellen, der von der Höhe h2 aus betrachtet wird, und zwar von einem Blickpunkt, der seitlich gegenüber dem ursprünglichen, zu dem Rechteck gehörigen Blickpunkt um die Strecke d verschoben ist. Nimmt man an, daß die obere Linie des Rechtecks, also auch die obere Linie des Parallelogramms, den Horizont darstellt, also den Teil des Bildes, der in der Ferne verschwindet, so ist ersichtlich, daß das Parallelogramm der F i g. 3 a gebildet werden kann I. durch Dehnen des Rechtecks gegenüber der waagerechten Linie gemäß der Änderung der Höhe des Blickpunkts und 2. durch eine Scherverzerrung des Bildes um einen Betrag, welcher dem setilichen Abstand zwischen den Blickpunkten verhältnisgleich ist, wobei der Horizontteil des Bildes in seiner ursprünglichen Form verbleibt. In F i g. 3b ist ein Rechteck ABCD wiedergegeben. Dieses stellt ein Bild dar, das als eine Geländefläche erscheint, die von der ursprünglichen Höhe aus betrachtet wird. Ferner ist ein Parallelogramm A' B' C' D' gezeigt, das dem Parallelogramm der F i g. 3 a entspricht, dem Rechteck gegenüber jedoch um den Winkel ö gedreht worden ist. Einige der nachstehend erläuterten Geräte nach der Erfindung arbeiten nun so, daß sie ein dem Rechteck der F i g. 3 b entsprechendes Bild aufnehmen und dieses dehnen oder zusammendrängen und scherverzerren, um dadurch ein neues Bild zu liefern, das dem Parallelogramm A' B' C' D' der F i g. 3 entspricht. Dieses abgeänderte Bild kann dann im Bedarfsfall gedreht und verschoben werden, so daß der Horizontteil des Bildes, der in der Ferne verschwindet, seine ursprüngliche Lage einnimmt. Die weitere Drehung und Verschiebung ist gewöhnlich dann wünschenswert, wenn man die Erfindung benutzt, um eine sich stetig ändernde Wanderung des Blickpunktes nachzuahmen. Die Erfindung umfaßt auch Verfahren und Apparate, mit deren Hilfe ein Rechteck durch entsprechende Dehnung oder Zusammendrängung und Scherverzerrung in ein Parallelogramm umgewandelt wird, wobei die Horizontteile in sich deckender Lage gehalten werden, so daß sich weitere Drehungen oder Verschiebungen erübrigen.
Es sei nun angenommen, daß das Rechteck der F i g. 3 a ein Bild einer Fläche darstellt, das von einem ursprünglichen Blickpunkt aus betrachtet wird, etwa eine von diesem Blickpunkt aus aufgenommene photographische Aufnahme. Dabei mag die obere Kante des Rechtecks den Horizont, also eine unendlich entfernt liegende Linie des Bildes darstellen. Wird nun das ursprüngliche Bild entsprechend einer Verlagerung des Blickpunktes nach den oben aufgestellten Regeln gedehnt und scherverzerrt, so ergibt sich ein Parallelogramm von neuer Höhe und einer Neigung, wie sie etwa durch das Parallelogramm der F i g. 3 b gezeigt wird. Für die eine Verlagerung des Blickpunkts nachahmende Verzerrung lassen sich drei Beziehungen zwischen dem unverzerrten Bild (Rechteck) und dem verzerrten Bild (Parallelogramm) aufstellen: 1. das Höhenverhältnis h,: hl, 2. der Neigungswinkel a und 3. die Tatsache, daß die waagerechte Abmessung CD in F i g. 3 a konstant bleibt. Wie man optisch ein rechteckiges Bild zu einem parallelogrammförmigen Bild abändern kann, ist in der F i g. 14a gezeigt, die bis auf den Umstand der F i g. 3 a entspricht, daß der Horizontteil des ursprünglichen Bildes sich mit demjenigen des abgeänderten Bildes nicht mehr deckt. Wenn man das durch das Rechteck der F i g. 3a dargestellte ursprüngliche Bild in senkrechter Richtung dehnt und es derart scherverzerrt, daß sich das abgeänderte Bild des Parallelogramms der F i g. 3b ergibt, dann genügt ein bloßes Verschieben des abgeänderten Bildes nach oben und zur Seite, um die Horizontlinien der Bilder wieder zur Deckung zu bringen. Bei zahlreichen Anwendungsfällen der Erfindung ist es nicht nötig, die Deckung der Horizontteile der aufeinanderfolgenden Bilder aufrechtzuerhalten, wenn sich die Verschiebung des Blickpunktes ändert. Bei kinematographischen Bildsystemen, die man von einem ortsfester. Blickpunkt aus betrachtet, ist das gewöhnlich jedoch erwünscht. Wird der Horizontteil eines ursprüngliches Bildes unter Verwendung eines gleichachsigen Linsensystems längs der optischen Achse der Verzerrungsmittel projiziert, so verbleibt dabei der Bildteil auf der optischen Achse auch dann, wenn sich die Blickpunktverschiebung ändert. Denn die längs der optischen Achse eines gleichachsigen Linsensystems verlaufenden Lichtstrahlen werden nicht abgelenkt. Bei Projektionssystemen jedoch, bei denen es erwünscht ist, daß sich der Horizontteil des ursprünglichen Bildes gegenüber der optischen Achse versetzt befindet. ist eine seitliche und senkrechte Verschiebung notwendig, damit sich die Horizontteile der einander folgenden Bilder decken, wenn sich die Verschiebung des Blickpunktes ändert.
F i g. 4 veranschaulicht die allgemeine Anordnung, die bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung getroffen wird. Dabei handelt es sich um die Verwendung zur Wiedergabe eines Vogelschaubildes in Verbindung mit einem Bodengerät zum Anlernen von Flugschülern. Dieses Bodengerät enthält ein Modell einer Flugzeugkanzel mit den Steuereinrichtungen, die der Flugschüler bedienen muß. Die Wirkung der Steuerverstellungen wird durch Instrumente angezeigt, welche Nachahmungen der wirklichen Flugzeuginstrumente darstellen. Zu dem Bodengerät gehört ein nicht dargestelltes Pult für den Flaglebrer, das ebenfalls mit Nachahmungen der Flugzeuginstrumente und mit verschiedenen Steuerungen versehen sein kann, mit deren Hilfe besondere Flugbedingungen, insbesondere Flugbedingungen, die sich in einem Notfall ergeben, eingestellt werden können. Auch befindet sich an dem Pult ein Kursschreiber üblicher Bauart, der auf einer Landkarte den nachgeahmten Flug aufzeichnet. Ferner gehören zu solchen Bodengeräten mehrere Rechengeräte, die nicht näher dargestellt sind. Diese Rechengeräte lösen laufend selbsttätig die Bewegungsgleichungen für den nachgeahmten Flug und liefern elektrische Ausgangsspannungen sowie Verstellbewegungen, mit deren Hilfe die nachgeahmten Anzeigegeräte eingestellt werden. Bodengeräte, die hauptsächlich dem Zweck dienen, den Flugschüler im Blindflug zu unterrichten, haben im allgemeinen eine undurchsichtige oder durchscheinende Haube, während die in F i g. 4 gezeigte Kanzel mit einer durchsichtigen Haube 9 aus Glas oder Kunststoff versehen ist, die im wesentlichen der Haube eines Flugzeuges entspricht. Vor der Haube befindet sich ein glatter weißer Schirm S, der am besten so groß bemessen ist, daß er das Gesichtsfeld des Flugschülers beim Blick durch die Haube 9 abdeckt. Der Raum, in dem sich das Bodengerät befindet, ist nur gedämpft beleuchtet, und zwar mit einer Lichtstärke, die der bei bedecktem Himmel entspricht. Man kann auch ein Projektionsgerät anordnen, das auf die Haube 9 oder den Schirm S Wolken projiziert, um den Flug durch Wolken oder Nebel nachzuahmen. Soll der Flugschüler in Nachtlandungen unterrichtet werden, so wird die Beleuchtung entsprechend stark gedämpft, so daß die Sichtbarkeitsbedingungen denen während der Nacht entsprechen.
Dicht oberhalb des Kanzelmodells und am besten so dicht wie möglich am Blickpunkt des Flugschülers befindet sich ein Kinobildwerfer 99. Er wirft auf den Schirm S ein Bild des Geländes, so daß es der Flugschüler sieht. Der Bildwerfer 99 ist an einem kippbaren Halter angeordnet, mit dessen Hilfe er um die drei zueinander senkrechten Hauptachsen des Koordinatensystems gedreht werden kann. F i g. 4 zeigt ein Beispiel eines solchen Halters in vergrößertem Maßstab. Die Drehungen des Bildwerfers 99 gegenüber der ortsfesten Kanzel dienen dem Zweck, dem Flugschüler Bewegungen des Flugzeuges gegenüber dem Erdboden vorzutäuschen. Diese Bewegungen entsprechen daher dem Schlingern, Stampfen und Ausscheren des Flugzeuges, d. h. den Drehungen um die Längsachse, die Querachse und die Hochachse des Flugzeuges beim nachgeahmten Flug. Das Bild auf dem Schirm S.erfährt dadurch eine Drehung und eine Verlagerung. Dadurch, daß der Flugschüler diese Bilder betrachtet, empfängt er den Eindruck, als ob er in einem Flugzeug sitzt, das schlingert, stampft und seitlich ausschert. Es sind auch Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich, bei denen der Bildwerfer ortsfest angeordnet ist und die Kanzel eine Schlinger-, Stampf- und Ausscherbewegung erfährt, um den gleichen Eindruck hervorzurufen. Auch können die Drehbewegungen sowohl dem Bildwerfer als auch der Kanzel erteilt werden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sitzt der Bildwerfer 99 auf einer Platte 12, auf der ein verzahnter Sektor befestigt ist. Dieser steht im Eingriff mit einem Zahnrad 14. Die Platte 12 ist auf der Grundplatte 15 mittels eines Lagers 16 schwenkbar angeordnet, so daß eine Drehung des Zahnrades 14 den Bildwerfer 99 um die lotrechte Achse des Lagers 16 dreht und dadurch eine Ausscherbewegung des Flugzeuges vortäuscht. Das Zahnrad 14 erfährt seinen Antrieb durch einen Stellmotor M-400, bei welchem es sich um den Stellmotor handelt, der bei dem üblichen Bodengerät zum Anlernen von Flugschülern den Azimutwinkel der Flugzeuglängsachse wiedergibt. Es kann sich auch um einen zusätzlichen Stellmotor handeln, der in entsprechender Weise angeordnet ist. Die Grundplatte 15 sitzt starr auf Schwingrahmen 17 und 18, die zur Längsachse der Kanzel ausgerichtet sind und je einen bogenförmigen Teil 19 haben, dessen Krümmungsmittelpunkt ungefähr im Blickpunkt des Flugschülers gelegen ist. Die Schwingrahmen laufen auf Rollen 20, 21. Auf dem Schwingrahmen 18 ist ein Zahnsektor oder ein Segment eines Innenzahnrades 22 befestigt, welches mit einem Zahnrad 23 kämmt. Dieses wird über ein Getriebe 24 von einem Stellmotor M-300 angetrieben. Dadurch erfahren die Grundplatte 15 und der Bildwerfer 99 eine Kippbewegung um eine Querachse, die im wesentlichen durch den Blickpunkt des Flugschülers quer zur Kanzellängsachse verläuft. Die Platte 25, die das beschriebene Gerät der Kippeinrichtung trägt, wird in ähnlicher Weise durch Umlauf eines Stellmotors M-200 schräg gestellt. Die Platte 25 hat zu diesem Zweck einen Bogen 26, der auf Rollen läuft. Der Krümmungsmittelpunkt des Bogens 26 und der Krümmungsmittelpunkt des mit dem Ritzel des Motors M-200 kämmenden Zahnsegments 27 entsprechen dem Blickpunkt des Flugschülers. Durch Antrieb der Stellmotoren M-200, M-300 und M-400 kann daher der Bildwerfer 99 gekippt und gedreht werden, so daß er das Bild auf dem Schirm S in einer Weise kippt und dreht, wie es zum Nachahmen des Schlingerns, Stampfens und Ausscherens eines Flugzeuges im freien Flug der Fall ist. Das auf den Schirm S projizierte Kinobild kann aber nur für eine einzige Lage des Blickpunktes perspektivisch richtig sein. Auch soll sich die Lage des Blickpunktes am besten nicht ändern, wenn der Bildwerfer gegenüber der Kanzel gedreht wird. Durch diese Drehung des Bildwerfers gegenüber der Kanzel um durch den Blickpunkt des Flugschülers verlaufende Achsen wird erreicht, daß der perspektivisch richtige Blickpunkt stets mit den Augen des Flugschülers zusammenfällt. Auf die Einzelheiten der mechanischen Anordnung der in F i g. 4 gezeigten Kippvorrichtung kommt es für die Erfindung nicht an. Man kann ebensogut eine kardanische Anordnung verwenden, um die gegenseitige Drehbewegung des Bildwerfers und der Kanzel zu erzielen. Bei vielen Ausführungsbeispielen der Erfindung spielt die perspektivische Verzerrung, die durch Verlagerung der Achsen oder durch relative Drehung gegenüber dem Blickpunkt des Flugschülers bewirkt wird, keine Rolle. Bei manchen Ausführungen der Erfindung, z. B. bei denen mit einer Drehbewegung der Kanzel, kann es erwünscht sein, daß die Drehachsen durch den Schwerpunkt des nachgeahmten Flugzeuges verlaufen, um in wirklichkeitsgetreuer Weise die Bewegung der Kanzel des Flugzeuges nachzuahmen und dem Flugschüler die entsprechenden Empfindungen zu vermitteln. Schließlich kann die Lage der Drehachsen auch das Ergebnis irgendeines Kompromisses sein, so daß sie zwischen dem Blickpunkt des Flugschülers und dem Schwerpunkt liegen.
Wie oben erläutert wurde, erfordert eine Verlagerung des Blickpunktes in der Höhe, daß das ursprüngliche Bild senkrecht gedehnt oder zusammengedrängt wird. Erfindungsgemäß kann nun diese senkrechte Dehnung oder Zusammendrängung beispielsweise durch einen anamorphischen Adapter erreicht werden, der ein veränderliches Winkelvergrößerungsverhältnis hat. Dient die Erfindung dazu, dem Flugschüler eine Vogelschau des Geländes zu bieten, so wird von einem Objekt, das so aussieht wie das Gelände, eine Kinoaufnahme gemacht. Zu diesem Zweck kann die Kinokamera dicht am Führersitz eines wirklichen Flugzeuges angebracht und so gerichtet werden, daß sie das Gesichtsfeld des Flugzeugführers erfaßt. Diese Kamera läuft dann, während der Flugzeugführer in vorbildlicher Weise zur Landung ansetzt und diese durchführt. Da es schwierig sein mag, den jeweiligen Standort des Flugzeuges genau zu messen, kann man die Kinoaufnahme auch in der Weise durchführen, daß man die Kamera gegenüber einem Geländemodell in der gleichen Weise verstellt, in der sich das Flugzeug beim Landen dem Erdboden nähert. Wenn man nun einen in dieser Weise aufgenommenen Film einfach unmittelbar vorführt, dann liefert er lediglich das Bild, das sich dem Flugzeugführer bei einer einwandfreien Landung darbietet. Wenn man aber mit Hilfe eines anamorphischen Adapters die Szene bei der Projektion entsprechend den nachzuahmenden Abweichungen von der bestmöglichen Flugbahn dehnt oder zusammendrängt, dann kann man dadurch in wirklichkeitsgetreuer Weise dem Flugschüler auch das Bild des Geländes darbieten, das sich bei einem falschen Landemanöver ergibt. Am besten verwendet man einen anamorphischen Adapter, dessen Winkelvergrößerungsverhältnis stets größer als 1, z. B. 1 bis 2 ist. Aus diesem Grunde ist es mitunter wünschenswert, die kinematographische Aufnahme während des Landemanövers mit einer Kamera auszuführen, die mit dem anamorphischen Adapter ausgestattet ist, der dabei auf seine mittlere Lage eingestellt ist. Dann wird zwar ein verzerrtes Kinobild aufgenommen. Verwendet man aber dieselbe Adaptereinstellung bei der Projektion des Bildes, dann wird die Bildverzerrung bei der Projektion wieder vollständig rückgängig gemacht. Wenn man dann aber den anamorphischen Adapter aus seiner Mittellage in Abhängigkeit von den Abweichungen des nachzuahmenden Fluges verstellt, so wird das unverzerrte Bild in senkrechter Richtung zusammengedrängt oder gedehnt und liefert dann ein wirklichkeitsgetreues Bild des Geländes, wie es der Flugzeugführer bei einem Landemanöver sieht, bei dem er zu hoch oder zu niedrig fliegt, also von der idealen Flugbahn nach oben oder unten abweicht.
Nunmehr sei die Wirkung eines veränderlichen anamorphischen Adapters erklärt. F i g. 7a zeigt ein diesbezügliches Strahlungsdiagramm. Dort ist angenommen, daß ein Strahlenbündel von links durch einen gewöhnlichen Kinobildwerfer auf den Schirm S geworfen wird. Das Strahlenbündel bildet daher ein Bild mit der Höhe a ab, wenn es ohne Hindernis bis zum Bildschirm verläuft. Werden aber eine positive zylindrische Linse L1 und eine negative zylindrische Linse L, zwischen Strahlenquelle und Schirm S in das Strahlenbündel eingeschaltet, dann wird dieses durch die positive Linse L1 konvergiert und bildet ein virtuelles Objekt I, von der Höhe b für die negative Linse L2, die das Strahlenbündel divergiert und ein vergrößertes Bild I$ von der Höhe c auf dem Schien erzeugt. Die senkrechten Vergrößerungen Ml und M2 der Linsen L1 und L, lassen sich durch folgende Gleichungen ausdrücken Die gesamte senkrechte Systemvergrößerung Mt beläuft sich daher auf Aus den ähnlichen Dreiecken ergibt sich Hierin sind d1 und d. die Abstände der Linse L1 vom Bildschirm S und vom virtuellen Objekt 1a. Ferner ist Hierin bedeuten d3 und d4 die Abstände der Linse La vom virtuellen Objekt I2 und vom Bildschirm S.
Wendet man auf die Linsen L1 und L2 das Gesetz an, daß der Kehrwert von Objektabstand plus dem Kehrwert der Brennweite dem Kehrwert des Bildabstandes entspricht, dann ergibt sich: In diesen Formeln bedeuten f1 und f, die Brennweiten der Linsen L1 und L2.
Aus den Gleichungen (2a) und (4a) folgt: Die gesamte senkrechte Vergrößerung läßt sich durch folgende Formel ausdrücken Ist die Entfernung dl bis zum Bildschirm im Verhältnis zu do, f1 und f2 sehr groß, wie es gewöhnlich bei Bildwerfern der Fall ist, so vereinfacht sich die Gleichung (6) Im Interesse der Klarheit und Einfachheit der Erläuterung wird bei der nachstehenden Beschreibung der Erfindung der vereinfachte Begriff (3 a) verwendet. Aus diesem Begriff ergibt sich, daß sich die senkrechte Vergrößerung des Systems dadurch verändern läßt, daß man die Brennweite entweder der Linse L1 oder der Linse L2 ändert. Da die Linsen L1 oder L2 Zylinderlinsen, also keine sphärischen Linsen sind, ändert sich bei Veränderung der Brennweite einer der Linsen die Vergrößerung des Systems nur in der senkrechten Richtung, die in F i g 7a gezeigt ist; im waagerechten Sinne bleibt das vom Bildwerfer projizierte Bild aber unbeeinflußt. Es bleibt daher auch auf dem Schirm scharf eingestellt.
Um die Brennweite der Linse L1 oder der Linse L2 veränderlich zu gestalten, kann man sie als ein Linsensystem ausbilden, das aus zwei oder mehreren Einzellinsen zusammengesetzt ist, die in Achsenrichtung zueinander verstellt werden können. So zeigt F i g. 7b ein Strahlendiagramm, welches die Wirkungsweise einer positiven Mehrfachlinse L1 erläutert, die aus zwei positiven Einzellinsen La und Lb besteht. Beide sind zylindrische Linsen, die längs der optischen Achse X-X verstellbar sind. Nach der in der Optik bekannten Regel ergibt sich die Brennweite f; eines aus zwei dünnen Einzellinsen bestehenden Systems nach der Gleichung In dieser Gleichung bedeuten f" und fb die Brennweiten der Einzellinsen und da den Abstand der Linsen. Man sieht also, daß sich die Brennweite der Mehrfachlinse f1 dadurch ändern läßt, daß man d. ändert. Das führt dann zu einer Änderung des senkrechten Winkelvergrößerungsverhältnisses des Gesamtsystems. d, ist dabei der Abstand der Einzellinsen La und Lb des Systems L, Setzt man den Begriff (3 b) in die Gleichung (3a) ein, so ergibt sich für das gesamte senkrechte Vergrößerungsverhältnis des die Einzellinsen L1 und L, enthaltenden Systems folgende Gleichung Um die Wirkungsweise der Mehrfachlinse L1 besser verständlich zu machen, sei ein Strahlenbündel R verfolgt, das auf die Pfeilspitze des auf den Schirm S geworfenen Bildes 1p gerichtet sein möge. Es möge dabei ein übliches Projektionssystem zur Verwendung gelangen, das das Strahlenbündel auf die beiden zylindrischen positiven Einzellinsen La und Lb wirft. Durch die Linse La wird das Strahlenbündel auf ihren Brennpunkt ,4 konvergiert. Durch die Linse Lb wird das Strahlenbündel dann noch weiter konvergiert, so daß so ein reelles Bild 1Z gebildet wird. Die Brennweiten der zylindrischen positiven Linsen La und Lb sind mit f« und fb bezeichnet. Unter Beachtung der ähnlichen Dreiecke lassen sich folgende Gleichungen ableiten In dieser Gleichung bedeutet fbd den Abstand des Brennpunktes B der Vielfachlinse von dem Scheitelpunkt des zweiten Elements Lb. Dieser Abstand sei nachstehend als rückwärtige Brennweite bezeichnet. Der Objektsabstand d1 der Mehrfachlinse L1 wird gleich -dl, d. h. gleich dem Abstand von dem ersten Hauptpunkt (La) der Mehrfachlinse bis zum Schirm S, auf welchem das Strahlenbündel R in der waagerechten Richtung zusammengefaßt erscheint. Wendet man das bekannte Linsengesetz auf die zusammengesetzte Linse L1 an, so erhält man: In dieser Gleichung bedeutet d, den Bildabstand. Ist der Bildabstand d, bestimmt, so lassen sich die Brennweite f; der Mehrfachlinse und die rückwärtige Brennweite fbd, der Abstand BD zwischen der Linse Lb und dem Bild 1E, bestimmen. (Dieser Abstand BD kann als rückwärtiger Bildabstand bezeichnet werden.) Es ergibt sich die Gleichung BD = fbd - (fi - da) . (3 e) Setzt man den Begriff (3d) in (3e) ein, so erhält man eine Gleichung, die sich wie folgt umwandeln läßt: Setzt man den Begriff (3b) in die Gleichung (3f) an Stelle von f; ein, so erhält man Da der Abstand d, zwischen den Elementen La und Lb der Mehrfachlinse L1 zu dem Zweck einer Änderung des senkrechten Winkelvergrößerungsverhältnisses verstellt wird, können diese beiden Elemente auch gegenüber der negativen Linse La gemäß der Gleichung (3 g) verschoben werden, so daß das von der Mehrfachlinse L, gebildete Bild in axialer Richtung gegenüber der negativen Linse L2 stehenbleibt. Dadurch wird das Bild auf dem Schirm S stets scharf eingestellt gehalten, wenn sich die senkrechte Winkelvergrößerung ändert. Es ergibt sich daher, daß man durch entsprechende axiale Verschiebung zweier Zylinderlinsen des anamorphischen Adapters ein Bild mit veränderlicher senkrechter Vergrößerung projizieren kann.
Wie nun oben erläutert wurde, ist es erforderlich, dem Bild ein Scherverzerrung zu erteilen, um eine seitliche Verschiebung des Blickpunktes vorzutäuschen. Das Maß der Scherverzerrung hängt dabei von dem Maß der seitlichen Verschiebung ab. Wie weit jeder Punkt des Bildes bei dieser Verzerrung verschoben wird, richtet sich nach dem Abstand des Punktes von dem Horizont. Das Maß der Verschiebung ist in der Horizontlinie, also in einer Linie unendlich großer Entfernung, gleich Null und wächst linear auf einen Höchstwert bis zu derjenigen Stelle des Bildes, die den dem Beobachter nächstliegenden Geländepunkt darstellt.
Die F i g. 8 a und 8 b zeigen eine ebene Platte 30 aus einem durchsichtigen Stoff; z. B. Glas, der von einem Lichtstrahl R durchdrungen wird. Der Strahl tritt im Winkel 0 zur Lotrechten ein. Da die Seiten 31, 32 der Platte 30 parallel verlaufen, ist der austretende Strahl R' dem eintretenden Strahl R parallel, aber um eine Strecke da versetzt. Diese Versetzung läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken: In dieser Gleichung bezeichnet t die Dicke der Platte, 0 den Einfallwinkel des Strahles, n den Brechungskoeffizienten der Luft (der praktisch gleich Eins gesetzt werden kann), n' den Brechungskoeffizienten des Stoffes der Platte 30, ' den Brechungswinkel innerhalb der Platte.
Für kleine Einfallwinkel vereinfacht sich die Gleichung (4) zu d,1 :#t t0.
Für kleine Einfallwinkel ist also die seitliche Verschiebung des Strahles verhältnisgleich dem Produkt der Glasstärke und des Einfallwinkels 0. Nimmt man nun an, daß ein Lichtstrahl R' ein Keilprisma 107 trifft, das in F i g. 8b im Aufriß gezeigt ist und eine sich linear ändernde Stärke hat, dann ergibt sich folgendes: Trifft der Strahl R' lotrecht auf die Flanke 34 des Prismas 107 im waagerechten Sinne (parallel zur Zeichenebene), dann wird der Strahl aufwärts abgelenkt, ohne jedoch eine seitliche Ablenkung zu erfahren. Wird der Keil 107 um die senkrechte Achse 109 gedreht, so daß sich der waagerechte Einfallwinkel des Strahles R' zur Fläche 34 ändert, dann wird der austretende Strahl sowohl seitlich als auch aufwärts abgelenkt. Ein Maß für die seitliche Ablenkung oder Verschiebung bildet der Drehwinkel des Keiles von seiner mittleren Grundstellung aus gemessen, wie in Verbindung mit F i g. 8 a erläutert wurde. In ähnlicher Weise wird ein die Fläche 34 treffender Strahl R" aufwärts abgelenkt, außerdem auch seitlich abgelenkt, falls er im waagerechten Sinne schräg auf die Fläche 34 trifft, und bei Drehung des Prismas 107 um die Achse 109 seitlich verschoben. Dabei ist die Verschiebung der durch den unteren Teil des Keiles 107 verlaufenden Strahlen geringer als die Verschiebung der durch den oberen Teil des Keiles 107 dringenden Strahlen. Denn die Verschiebung ist der Stärke des Glases verhältnisgleich. Da nun der Keil 107 eine sich linear verändernde Stärke aufweist, ist es klar, daß sich die waagerechte Verschiebung der einzelnen Punkte eines Bildes, das durch den Keil 107 hindurch projiziert wird, linear von Null bis zu einem Höchstmaß ändert. Dabei verschieben sich diejenigen Punkte um Null, deren Strahlen durch die untere Kante des Prismas 107 gehen, während die Verschiebung derjenigen Punkte ein Höchstmaß erreichen, deren Strahlen das Prisma an dessen oberer Kante durchdringen. Dabei gilt es für jeden Punkt des Bildes, daß seine Verschiebung proportional dem Winkel ist, um den das Prisma 107 von seiner Mittelstellung aus gedreht worden ist. Wenn man nun ein festes Prisma 108 der gleichen Abmessungen in der Nähe des Prismas 107 anordnet, aber in umgekehrter Lage, so daß seine Dicke in der entgegengesetzten Richtung zunimmt, dann kann man dadurch die Winkelbrechung der Lichtstrahlen wieder aufheben, so daß die Strahlen aus dem Prisma 108 parallel zu der Richtung austreten, in der sie in das Prisma 107 eintreten. Seitlich werden die Strahlen jedoch entsprechend der Drehung des Prismas 107 um Beträge verschoben, die, wie bereits erläutert, sich von Null am unteren Ende des Prismas bis zu einem Höchstmaß am oberen Ende des Prismas ändern. Nunmehr ist es also verständlich, daß, wenn ein Bildwerfer ein Bild durch das Prismenaggregat hindurch projiziert, wobei der dem Horizont entsprechende Teil des Bildes durch das verjüngte Ende des Prismas hindurch verläuft, sich dabei die einzelnen Punkte des projizierten Bildes verschieben und daß sich das Maß dieser Verschiebung mit dem Abstand der Punkte vom Horizont ändert. Ferner ist es verständlich, daß man dadurch die Größe der Verschiebung ändern kann, daß man den Keil 107 in einer Weise dreht, durch welche die Einfallwinkel der Strahlen geändert werden. Man kann auf diese Weise also diejenige linear wachsende seitliche Verzerrung des Bildes (»Scherverzerrung«) erhalten, die, wie eingangs erläutert, eine seitliche Verschiebung des Blickpunktes vortäuscht, von welchem aus man das Bild zu sehen glaubt.
Da die den Horizont des Bildes darstellenden Bildpunkte keine seitliche Verschiebung erfahren dürfen, muß sich der Keil 107 bis auf eine sich auf Null belaufende Stärke an seiner unteren Kante verjüngen. Man könnte zwar ein keilförmiges Prisma 107 verwenden, das an seiner unteren Kante eine außerordentlich geringe Stärke hat, doch lassen sich solche Prismen nur mit Schwierigkeit herstellen. Daher ist es bei manchen Ausführungsformen der Erfindung erwünscht, eine ebene, um eine senkrechte Achse 39 drehbare Platte, z. B. die in F i g. 8 b übertrieben stark dargestellte Platte 38, verwenden zu können. Durch eine einfache mechanische, nicht näher dargestellte Verbindung der Welle 109 mit dem Prisma 107 kann man die Platte 38 aus einer senkrecht zur optischen Achse verlaufenden mittleren Stellung aus um die Achse 39 entgegen der Drehrichtung des Prismas 107 verschwenken. Durch eine solche Verschwenkung wird eine waagerechte Verschiebung des Strahlenganges bewirkt, die der durch das Prisma 107 erzeugten Verschiebung entgegengesetzt gerichtet ist. Wählt man dann die Dicke der Platte 38 ebenso groß wie die Dicke des Prismas 107 an seinem verjüngten Ende, dann kann bei der praktischen Ausführung der Erfindung das Prisma am verjüngten Ende eine bestimmte Dicke haben, ohne daß dadurch eine unerwünschte Verlagerung der den Horizont wiedergebenden Bildstellen bewirkt würde.
F i g. 9 zeigt nun den bereits in F i g. 4 dargestellten Bildwerfer 99 im einzelnen. Er besteht aus einem Unterteil 100, einer Filmvorratsspule 101, einer Filmaufnahmespule 102 und Filmförderspulen 103 und 104 nebst Zubehör. Der Bildwerfer entspricht hinsichtlich der meisten Einzelheiten der üblichen Ausführung. Vorzugsweise ist er jedoch mit einem umkehrbaren Filmförderantrieb versehen, so daß er vorwärts und rückwärts laufen kann. Dieser Antrieb wird dabei durch einen Geschwindigkeitsregelmotor angetrieben, der nicht näher dargestellt ist. Der Motor treibt auch die Verschlüsse oder, bei Einrichtungen mit optischem Ausgleich der Bildwanderung, die Ausgleichsprismen. Im Gehäuse 105 befindet sich die übliche Lichtquelle nebst Kondensatorsystem. Der Apparat dient dem Zweck, eine kinematographische Aufnahme eines vorbildlichen Starts oder einer vorbildlichen Landung zu projizieren. In einem starr am Bildwerfer befestigten Gehäuse 106 befinden sich die optischen Keilprismen 107 und 108, die indessen der Deutlichkeit halber übertrieben dick dargestellt sind. Sie sind optisch in Achsenrichtung gegenüber dem beschriebenen Projektionssystem ausgerichtet. Die Keile 107 und 108 verjüngen sich je geradlinig in lotrechter Richtung. Der Keil 107 sitzt auf einer Welle 109 und einem Lager 110 und ist daher begrenzt um eine lotrechte Achse drehbar, die rechtwinklig die optische Projektionsachse schneidet. Am unteren Ende der Welle 109 befindet sich ein Kegelrad 112, das mit einem weiteren Kegelrad 113 kämmt. Dessen Welle 114 wird über ein Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 115 durch einen Motor 116 angetrieben. Beim Umlauf des Motors 116 dreht sich also der Keil 107 und ändert den Einfallwinkel der vom Film herkommenden Lichtstrahlen. Der Keil 108 ist am Gehäuse 106 starr befestigt. Wie sich aus der Erläuterung der F i g. 8 ergab, wird auf diese Weise die Scherverzerrung erzielt, bei der die einzelnen Bildpunkte mit zunehmendem Abstand von der oberen Horizontlinie um wachsende Beträge verschoben werden, wobei diese Verschiebung dem Einfallwinkel des Lichtes am Keilprisma 107 entspricht. Durch Drehen dieses Keilprismas durch den Motor 116 läßt sich daher die Scherverzerrung des projizierten Bildes ändern. Ferner ist im Gehäuse 106 auf einer nicht näher gezeigten lotrechten, mit der Welle 109 in Getriebeverbindung stehenden Welle eine ebene Glasplatte entsprechend der Platte 38 der F i g. 8 b angeordnet. Sie dreht sich gegenläufig zum Keil 107 und ist so dick bemessen wie dieser an seinem verjüngten Ende. Näher am äußeren Ende des Gehäuses 106 ist in diesem die übliche Projektionslinse Lp angeordnet, die das aus den Keilprismen austretende Strahlenbündel aufnimmt und es durch ein anamorphisches Verzerrungssystem hindurch auf den Bildschirm wirft. Dieses Verzerrungssystem sei nunmehr näher erläutert.
Am Gehäuse 106 ist axial ausgerichtet zu diesem ein Tubus 120 befestigt, der zwei positive Zylinderlinsen La und Lb sowie eine negative Linse ZZ enthält. Die positiven Linsen La und Lb sind innerhalb des Tubus 120 in Achsenrichtung verschiebbar, aber gegen Drehung durch einen Keil 121 gesichert. Die axiale Verschiebung der Linsen La und Lb im Tubus 120 erfolgt durch starr an ihnen befestigte Stangen 122 und 123, die durch nicht näher gezeigte Längsschlitze des Tubus nach außen ragen und mit Schubkurvenschlitzen 124, 125 eines Nockenblockes 126 zusammenwirken. Dieser Block ist um die Achse des Tubus 120 drehbar gelagert. Er kann zu diesem Zweck an dem Tubus 120 durch einen Schwenkarm 127 befestigt sein. Dieser Arm führt also den Block 126 auf dem Tubus 120, wenn der Block um einen beschränkten Winkel um die optische Achse des Systems gedreht wird. Die linke Kante des Blockes 126 ist verzahnt und kämmt mit einem Kegelrad 130, das durch einen Motor 127 angetrieben werden kann. Geschieht das, dann dreht sich also der Block 126, so daß seine Schubkurvenschlitze 124 und 125 die Stangen 122 und 123 in Achsenrichtung verschieben und dadurch die Linsen La und Lb verstellen. Wie mit Bezug auf F i g. 7 erörtert wurde, wird durch diese Änderung des Abstandes zwischen den Linsen La und Lb die senkrechte Vergrößerung des Systems geändert. Durch entsprechende Änderung des rückwärtigen Bildabstandes von der Linse L2 wird dafür gesorgt, daß das Bild auf dem Bildschirm eingestellt bleibt. Die Vergrößerung ändert sich je nach dem Linsenabstand gemäß der oben abgeleiteten Formel (3h). Die Formel (3g) lehrt, wie man die beiden Linsen La und Lb verschieben muß, um das von diesem Linsenpaar gebildete Bild im richtigen Abstand von der Linse L2 zu halten, wenn sich der Abstand der Linsen ändert. Stellt man die Funktionen dieser Gleichungen für verschiedene Linsenabstände graphisch dar, so erhält man glatte Kurven. Daraus ergibt sich, daß die für die richtige axiale Verschiebung der Linsensysteme erforderliche Gestalt der Schubkurven 124 und 125 verhältnismäßig einfach ausfällt. Das Projektionslinsensystem wirft also das von ihm aufgenommene, in waagerechter Richtung verzerrte Bild auf den Schirm S und gibt es dort in waagerechter Richtung scharf wieder. Daß das Bild dabei auch in senkrechter Richtung scharf abgebildet wird, besorgt das anamorphische, aus den Linsen La, Lb und L2 bestehende Verzerrungssystem, das die senkrechte Vergrößerung abändert.
In F i g. 10 ist eine Rechenschaltung angegeben, die zur Steuerung des Bildwerfers verwendet werden kann und ihre Einstellung durch die Steuermittel des Schulungsgerätes erfährt. Der Flugschüler erhält auf diese Weise ein wirklichkeitsgetreues Bild des Geländes, wie es sich beim Starten und Landen einem Flugzeugführer darbietet.
Neuzeitliche Bodengeräte zum Ausbilden von Flugschülern sind gewöhnlich mit Stellmotoren ausgerüstet, die mit Geschwindigkeitszuordnung laufen, d. h. der Steuergröße entsprechende Drehzahlen haben und daher die Steuergröße über die Zeit integrieren. Diesen integrierenden Stellmotoren werden die Steuergrößen in Gestalt von Spannungen zugeführt. Diese Spannungen stellen Komponenten der nachzuahmenden, gegenüber dem Erdboden gemessenen Geschwindigkeit dar, wobei diese Komponenten zwei Richtungen zugehören, gewöhnlich der Nordrichtung und der Ostrichtung. Die Stellmotoren integrieren also die diese Komponenten darstellenden Spannungen über die Zeit und liefern daher Ausgangsgrößen, welche die Flugstrecken des nachgeahmten Fluges gegenüber einem Bezugsstandort darstellen. Die Ausgangswellen der Motoren treiben gewöhnlich eine Schreibfeder an, die auf einer Landkarte den Kurs des nachgeahmten Fluges für den Fluglehrer aufzeichnet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das sich die F i g. 10 bezieht, stellen die Motoren M-200 und M-201 solche integrierende Stellmotoren dar. Der StellmotorM-200 gibt durch seine jeweilige Winkelstellung also an, um welche geographische Breite sich das nachgeahmte Flugzeug nördlich von dem Bezugsstandort befindet. Dieser Servomotor M-200 verstellt den Arm eines Potentiometers R-200, dessen Wicklung an einer dem Netz entnommenen gleichbleibenden Spannung liegt. Daher greift der Arm eine Spannung ab, die der Zahl der Kilometer entspricht, um welche sich das nachgeahmte Flugzeug nördlich von dem Bezugsstandort befindet. Diese Spannung (D".) wird einem Addierverstärker U-200 zugeführt. In ähnlicher Weise wird durch einen Stellmotor M-201 und ein Potentiometer R-201 eine Spannung (De) abgeleitet, welche angibt, wie viele Kilometer östlich sich das nachgeahmte Flugzeug von dem Bezugsstandort befindet. Die Spannung (De) wird einem Summierverstärker U-201 zugeführt. Die Arme weiterer Potentiometer R-203 und R-204 können mittels Steuerknöpfen durch den Fluglehrer von Hand so eingestellt werden, daß sie angeben, wie groß der geographische Breiten- und Längenunterschied eines bestimmten Lufthafens von dem Bezugsstandort ist. Die Erregung der Wicklungen dieser Potentiometer R-203 und R-204 erfolgt durch das Wechselstromnetz des Rechengerätes, und zwar im entgegengesetzten Sinne wie die Erregung der Potentiometer R-200 und R-201. Auch die von den Potentiometern R-203 und R-204 abgegriffenen Spannungen werden nun den Addierverstärkern U-200 und U-201 zugeführt. Die Ausgangsspannungen dieser Verstärker stellen daher Steuergrößen dar, welche angeben, um welche geographische Breite und um welche geographische Länge entfernt sich das nachgeahmte Flugzeug bei dem vom Flugschüler nachgeahmten Flug jeweils von dem ausgewählten Flughafen befindet. Diese Differenzspannungen werden einzeln einer Läuferspule eines bekannten Induktionsauflösegerätes T-1 zugeführt. Die in der Statorspule L2 induzierte Ausgangsspannung des Gerätes T-1 wird einem Stellmotor M-203 zugeführt, dessen Welle den Läufer des Gerätes T-1 so weit dreht, bis die Spannung in der Statorspule L2 verschwindet. Dadurch wird ein Gleichgewichtszustand hergestellt, bei welchem die Winkelstellung der Ausgangswelle des Stellmotors M-203 den resultierenden Winkel darstellt, den die sich aus den Koordinatenabständen des nachgeahmten Fluges von dem Flughafen ergebende Resultierende mit der Nordrichtung bildet. Bei Erreichen des Gleichgewichtszustandes hat die in der Statorwicklung L3 induzierte Spannung einen Höchstwert. Sie ist dem resultierenden Abstand D,. verhältnisgleich, in dem sich das nachgeahmte Flugzeug von dem Lufthafen befindet. Die resultierende Abstandsspannung wird über einen Summierverstärker U-205 und einen Abgleichwiderstand R-205 einem polarisierten Relais PSR-1 zugeführt. Ein Potentiometer R-206, das durch eine konstante Spannung von entgegengesetztem Vorzeichen erregt wird, hat einen Arm, den der Fluglehrer auf die höchste Entfernung vom Flughafen einstellt, bei deren Erreichen dem Flugschüler die Vogelschau des Flugplatzes gezeigt werden soll. Der Arm des Potentiometers greift eine Spannung ab, die über einen Widerstand R-207 dem polarisierten Relais PSR-1 zugeführt wird. Erreicht das Flugzeug bei dem nachgeahmten Flug eine Entfernung, die über die am Potentiometer R-206 eingestellte Entfernung hinausgeht, so überwiegt die über den Widerstand R-205 zugeführte Spannung diejenige, die über den Widerstand R-207 angelegt ist, und sorgt dafür, daß der Kontakt a des Relais PSR-1 offen bleibt. Wird aber bei dem nachgeahmten Flug der Abstand von dem Zielhafen kleiner als die am Potentiometer R-206 eingestellte Entfernung, dann kehrt sich das Vorzeichen der resultierenden Spannung am Relais PSR-1 um und bewirkt, daß das Relais seinen Kontakt a schließt. Ein Stellmotor M-204, mit dem das Schulungsgerät in bekannter Weise versehen ist und der die jeweilige Flughöhe des nachgeahmten Fluges wiedergibt, stellt den Arm eines Potentiometers R-208 ein und greift dadurch eine Spannung ab, die der jeweiligen Flughöhe entspricht. Diese Spannung wird polarisierten Relais PSR-2 und PSR-3 zugeführt. Der Fluglehrer kann die Arme von Potentiometern R-209 und R-210 entsprechend den oberen und unteren Grenzen der zulässigen Flughöhe einstellen, die der Flugschüler bei dem nachzuahmenden Flug nicht überschreiten darf, wenn das Vogelschaubild des Zielhafens projiziert werden soll. Da die zulässige Flughöhe für einen Gleitflug von dem Abstand D,. abhängt, wird diese Spannung an die Potentiometer R-209 und R-210 angelegt, deren Wicklungen der Tangensfunktion entsprechen und deren Arme daher Ausgangsspannungen abgreifen, welche die höchste und die geringste Höhe darstellen, in der sich das nachgeahmte Flugzeug bei einem gegebenen Abstand vom Zielhafen befinden muß, damit das Vogelschaubild projiziert wird. Die vom Potentiometer R-209 abgegriffene Spannung, welche der höchstzulässigen Höhe entspricht, wird dem Relais PSR-2 zugeführt, während eine der geringstzulässigen Flughöhe entsprechende Spannung vom Arm des Potentiometers R-210 aus an das Relais PSR-3 angelegt wird. Wenn nun die Flughöhe bei dem nachgeahmten Flug zwischen den oberen und unteren Grenzen liegt, die durch die Einstellung der Potentiometer R-209 und R-210 gewählt sind, dann werden die Kontakte a beider Relais PSR-2 und PSR-3 geschlossen. Ist aber bei dem nachgeahmten Flug die Flughöhe unter die Grenze gesunken, die durch das Potentiometer R-210 ausgewählt ist, dann kehrt sich das Vorzeichen der resultierenden, an das Relais PSR-3 angelegten Spannung um, so daß dessen Kontakt a geöffnet wird. Wenn umgekehrt die Flughöhe bei dem nachgeahmten Flug bis über die durch das Potentiometer R-205 eingestellte Größe wächst, dann kehrt sich das Vorzeichen der dem Relais PSR-2 zugeführten resultierenden Spannung um, so daß sich der Kontakt a des Relais PSR-2 öffnet. Der Stromkreis zwischen den Leitungen 206 und 207 wird also nur dann geschlossen, wenn die Flughöhe bei dem nachgeahmten Flug zwischen den Grenzen bleibt, die der Fluglehrer durch Einstellen der Potentiometer R-209 und R-210 gesetzt hat.
Wie erinnerlich, gibt die Winkellage der Abtriebswelle des Stellmotors M-203 den Peilwinkel des nachgeahmten Flugzeuges gegenüber dem Flughafen wieder, d. h. den Winkel zwischen der Noidrichtung und der Linie zwischen dem Flugzeug und dem Flughafen. Eine der Antriebswellen eines Differentialgetriebes 210 ist mit der Abtriebswelle des Stellmotors M-203 verbunden. Die andere Antriebswelle dieses Differentialgetriebes wird durch den Fluglehrer gedreht, der auf diese Weise bestimmt, welche Azimutrichtung die Landebahn des nachgeahmten Flughafens hat. Die diese Richtung bestimmende Welle wird nach ihrer Einstellung durch den Fluglehrer durch eine Bremse 211 festgehalten. Mithin entspricht die Winkelstellung der Abtriebswelle 212 des Differentialgetriebes 210 dem Winkel zwischen der Peilrichtung des Flugzeuges und der Landebahn. Die Welle 212 stellt einen Nocken 213 ein, der einen Schalter S-201 schließt und öffnet und eine Erhöhung hat, die sich über einen Teil seines Umfanges erstreckt, welcher dem doppelten Betrag der höchstzulässigen Abweichung der Peilrichtung von der Richtung der Landebahn entspricht. In F i g. 10 ist der Nocken 213 in einer Lage gezeigt, die er einnimmt, wenn die Peilrichtung des Flugzeuges mit der Richtung der Landebahn zusammenfällt. Dann nämlich steht die Nockenrolle des Schalters S-201 auf der Mitte der Nockenerhöhung. Beläuft sich der Peilwinkel des Flugzeuges, wenn dieses den Flughafen anfliegt, auf einen Wert, bei welchem der Nocken 213 den Schalter S-201 nicht mehr schließt, dann unterbleibt die Projizierung des Vogelschaubildes für den Flugschüler. Bei Anlegung einer konstanten Spannung an die Klemme 200 wird also diese Spannung über den Kontakt a des Relais PSR-1 auf dem folgenden Wege weitergeleitet, sofern sich das Flugzeug beim nachgeahmten Flug dem Flughafen weit genug genähert hat: Leitung 206, Kontakt a des Relais PSR-2, Kontakt a des Relais PSR-3 und, falls die Flughöhe innerhalb der gesetzten Grenzen liegt, über Leitung 207, ferner, falls sich das Flugzeug dem Flughafen aus der richtigen Richtung nähert, über den Schalter S-201, weiter über einen für gewöhnlich geschlossenen Schalter S-202 zur Lampe 214 des Projektionsgerätes. Falls der Flugschüler die Steuerungen so betätigt, daß die zulässigen Grenzen überschritten werden, wird die Projektionslampe 214 stromlos, und es unterbleibt dann das Projizieren der Vogelschau des Flughafens auf den Schirm.
Die Spannungen, welche die Flughöhe nach oben und unten begrenzen und durch Potentiometer R-209 und R-210 abgegriffen werden, werden einem Addierverstärker U-203 zugeführt. Dieser liefert daher eine Ausgangsspannung, welche der Mitte der Höhengrenzwerte entspricht und somit die anzustrebende Flughöhe für eine bestimmte Stelle beim Anflug darstellt. Die die wahre Flughöhe angebende Spannung, die durch das Potentiometer R-208 abgeleitet wird, wird als Eingangsspannung dem Stellmotor M-M zu- geführt, dessen Motorteil mit 132 bezeichnet ist. Die die anzustrebende Flughöhe angebende, durch den Verstärker U-203 gelieferte Spannung wird an die Wicklung eines Potentiometers R-212 angelegt, dessen Arm durch den Motor 132 verstellbar ist. Die am Arm liegende Spannung des Potentiometers R-212 wird als Rückführspannung dem Stellmotor M-M zu- geführt, so daß dessen Abtriebswelle, d. h. die Welle des Motors 132, jeweils bis in eine Stellung läuft, die dem Verhältnis der Flughöhe des nachgeahmten Fluges zu der anzustrebenden Höhe entspricht. Dieses Verhältnis stellt nun einen Maßstab für die erforderliche senkrechte Winkelvergrößerung dar, und daher kann die Welle des Motors 132 mit dem Flugkurvenblock 126 verbunden werden, um die Linsen La und Lb in Achsenrichtung zu verstellen. Die die Entfernung des Flugzeuges vom Flughafen angebende, an der Wicklung L3 des Auflösegerätes T-1 liegende Spannung wird ferner an die Wicklung eines Potentiometers R-214 angelegt, dessen Wicklung der Sinusfunktion entspricht. Statt dieses der Einfachheit halber dargestellten Potentiometers kann auch ein Auflösegerät verwendet werden, dessen Läufer sich um 360° drehen läßt. Der Arm des Auflösegerätes R-214 erfährt seine Einstellung durch die Abtriebswelle 212 des Differentialgetriebes 210 in Abhängigkeit von dem Winkelunterschied zwischen dem Peilwinkel und dem Azimut der Landebahn. Die am Arm des Auflösegerätes R-214 liegende Spannung ist daher der Entfernung verhältnisgleich, um welche das Flugzeug von der verlängerten Mittellinie der Landebahn des Flughafens seitlich versetzt ist. Diese Spannung wird einem Stellmotor M-L zugeführt, dessen Motorteil mit 116 bezeichnet ist. Die Rückführspannung des Stellmotors M-L wird von einem Potentiometer R-216 abgeleitet, dessen Wicklung durch die Ausgangsspannung des Verstärkers U-203 erregt ist. Es ist dies die Spannung, welche die anzustrebende Flughöhe angibt. Der Motor 116 läuft daher jeweils in eine Winkelstellung, welche einen Maßstab für das Verhältnis darstellt, das zwischen der seitlichen Versetzung gegenüber einer idealen Gleitflugbahn und der Flughöhe besteht. Wie oben erläutert wurde, ist diese Größe für die Winkeleinstellung des Keilprismas 107 maßgeblich. Das Relais K-200 wird bei jedesmaligem Schließen des Kontaktes a des Relais PSR-1 erregt, also jedesmal, wenn das Flugzeug sich dem Flughafen bis auf einen bestimmten Abstand nähert. Wenn das geschieht, wird die den Abstand angebende Spannung über den Arbeitskontakt des Schalters S-204 an den Filmantriebs-Servomotor angelegt. Es ist dies ein gewöhnlicher Servomotor mit Stellungszuordnung. Er stellt den Filmförderantrieb auf eine Laufgeschwindigkeit ein, die der Fluggeschwindigkeit entspricht, mit der sich das Flugzeug dem Flughafen nähert. Der Förderantrieb des Films läuft an, sobald sich das Flugzeug dem Flughafen bis auf einen bestimmten Abstand genähert hat, gleichgültig, ob es dem Flugschüler gelungen ist, die Flughöhe und Flugrichtung innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen zu halten. Da der Film bei einer vorbildlichen Landung aufgenommen ist, entspricht jedes Bildchen des Films einem bestimmten Abstand vom Flughafen. Aus diesem Grunde muß der Filmantrieb mit großer Genauigkeit dann anlaufen, wenn das Flugzeug einen bestimmten Abstand vom Flughafen erreicht hat. Wenn nun der Flugschüler die Steuerungen so bedient, daß er bei dem nachgeahmten Flug in den für das Anfliegen des Flughafens vorgeschriebenen Bereich der Flughöhe und -richtung erst gelangt, nachdem der Filmantrieb angelaufen ist, dann befindet sich gerade das richtige Filmbildchen im Bildfenster, wenn die Projektionslampe eingeschaltet wird, so daß sofort ein wirklichkeitsgetreues, aus der Vogelschau gesehenes Bild des angeflogenen Flughafens projiziert wird. Ist das Landemanöver durchgeführt und der Film zum größten Teil abgelaufen, dann kann der Fluglehrer das Projektionsgerät wieder von neuem laden. Zu diesem Zweck muß er den Schalter S-204 in die »Rückstell«-Lage bringen. Dadurch wird der Servomotor, der den Filmantrieb steuert, unter die Spannung gesetzt, die von dem Potentiometer R-206 abgegriffen wird. Wie oben erwähnt, ist dies eine Spannung, die der höchsten Entfernung des Flugzeuges vom Flughafen entspricht, bei dessen Erreichen die Projektion beginnt. Durch diese Spannung wird der Film zurückgespult, bis er wieder in der ursprünglichen Betriebsbereitschaft steht. Durch den unteren Arm des Schalters S-204 wird bei Beginn des Rückspulens des Films die Projektionslampe abgeschaltet. Schließlich ist noch ein Schalter S-202 vorgesehen, der vom Fluglehrer bedient werden kann. Er verdunkelt das projizierte Bild vorübergehend, um dadurch atmosphärische Einflüsse nachzuahmen, durch welche die Sicht vorübergehend beeinträchtigt wird. Die Nachahmung solcher atmosphärischen Einflüsse ist besonders wichtig, um den Flugschüler darin zu unterrichten, wie er vom Blindflug in Sichtflug übergehen muß.
Im vorstehenden ist erläutert worden, wie ein Landemanöver nachgeahmt werden kann. Der Start läßt sich in der gleichen Weise nachahmen. Zu diesem Zweck muß man einen Film verwenden, der bei einem einwandfreien Start aufgenommen ist. Bei dem Nachahmen des Startmanövers kann man das Bild auf dem Bildschirm durch Abschalten der Projektionslampe zum Erlöschen bringen, wenn das Flugzeug bei dem nachgeahmten Start eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat.
Bei der Schaltung nach F i g. 10 handelt es sich um ein mit Wechselspannung arbeitendes elektrisches Rechensystem. Wer mit Rechengeräten dieser Art vertraut ist, weiß jedoch, daß man auch mit Gleichspannung arbeitende Systeme verwenden kann. Da bei Systemen dieser Art bekannt ist, wie man Parallel-und Reihenaddition durchführt, sind die an den Eingangsstromkreisen der Addierverstärker vorhandenen Addier- und Abgleichwiderstände sowie die Hilfsverstärker und das meiste zugehörige Gerät fortgelassen worden. Ebenso ist nicht näher dargelegt worden, daß der Filmantriebs-Servomotor mit dem nicht dargestellten üblichen Rückführpotentiometer versehen ist, das ihn in die Lage versetzt, den Film auf den jeweiligen Abstand des Flugzeuges vom Flughafen einzustellen.
Bei dem System nach F i g. 10 werden in dem Verstärker U-203 fortlaufend Spannungen addiert, die der höchstzulässigen Flughöhe und der geringstzulässigen Flughöhe entsprechen. Auf diese Weise wird eine Spannung gewonnen, die derjenigen Flughöhe entspricht, die bei abnehmendem oder zunehmendem Abstand vom Flughafen den Bestwert darstellt. Wenn die Wicklungen der Potentiometer R-209 und R-210 genau die Tangensfunktion verkörpern, dann liefert die Erregung dieser Potentiometerwicklungen mit der den Abstand des Flugzeuges vom Flughafen angebenden Spannung eine Potentiometerausgangsspannung, die linear abnimmt, wenn sich das nachgeahmte Flugzeug mit gleichbleibender Geschwindigkeit dem Flughafen nähert. Diese Spannung, also die Ausgangsspannung des Verstärkers U-203, stellt eine linear abnehmende Spannung dar, welche die optimale Flughöhe angibt. Falls zum Projizieren von Bildern des Bezugsgeländes eine Kinoaufnahme dient, die, wie oben erläutert, während eines wirklichen Fluges aufgenommen worden ist, dann kann es erwünscht sein, eine die Bezugshöhe darstellende Spannung zu liefern, die mit Annäherung des Flugzeuges an den Flughafen nichtlinear abnimmt. Denn für viele Flugzeuge ist es praktisch unmöglich, eine Gleitflugbahn von gleichbleibendem Gefälle bis zur Höhe Null einzuhalten. Vielmehr muß das Flugzeug kurz vor der Bodenberührung abgefangen werden. Daraus ergibt sich aber die Aufgabe, eine Spannung abzuleiten, welche eine Bezugsgleitflugbahn festlegt, deren Gefälle sich mit sich verringerndem Abstand vom Flughafen ändert. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum Beispiel kann eine nichtlinear wirkende Übertragung zwischen der den Abstand darstellenden Spannung am Verstärker U-205 und der den Bestwert der Flughöhe darstellenden Spannung am Verstärker U-203 vorgesehen werden. Man kann z. B. zu diesem Zweck einen nichtlinearen Widerstand, etwa den gestrichelt eingezeichneten Widerstand R-215, einschalten. Die Bezugsgleitflugbahn kann gewünschtenfalls auch im waagerechten Sinne nichtlinear gestaltet werden, obgleich das im allgemeinen nicht nötig ist, weil die meisten Flugzeuge einfach geradlinig entlang der Mitte der Landebahn herabfliegen können, während der Kinofilm aufgenommen wird.
Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung empfiehlt es sich, die beim Landemanöver anzustrebende Flughöhe, die im vorstehenden als »Bezugshöhe« bezeichnet ist, durch ein Zählwerk zu steuern, um auf diese Weise eine sehr genaue Steuerung der senkrechten Verzerrung und des Filmvorschubes zu erreichen. Eine hierzu dienende Einrichtung ist schematisch in F i g. 6 wiedergegeben. Sie kann in Verbindung mit den bereits beschriebenen Einrichtungen verwendet werden. Der Kinofilm F, mit dessen Hilfe der Flughafen beim Landemanöver aufgenommen ist, hat zwei Reihen 900 und 901 von Schlüsselzeichen 9a und 9b, die dem Zweck dienen, die Einrichtungen zur senkrechten Verzerrung des Bildes beim Durchlauf des Films durch den Bildwerfer zu steuern. Die Abfühlung der beiden Reihen 900 und 901 erfolgt durch lichtelektrische Zellen 902 und 903, welche beim Durchlauf des Films F durch den Bildwerfer elektrische Steuerimpulse einem Verstärker 904 zuführen.
Ebenso wie bei den Lichttonfilmsystemen ist auf der anderen Seite des Films F eine nicht näher dargestellte Lichtquelle angeordnet, deren Lichtstrahl auf die Kathoden der lichtelektrischen Zellen 902 und 903 fällt. Der Verstärker 904, der die Ausgangsströme der lichtelektrischen Zellen 902 und 903 formt und verstärkt, kann eine einfache Doppeltriode sein. Er liefert Stromstöße für einen Stsomstoßaähler, der durch ein Rechteck angedeutet ist. Nun sind die Schlüsselzeichen 9a und 9b in senkrechter Richtung zueinander verschoben angeordnet, wie die Zeichnung zeigt. Daher liefert die Photozelle 903 einen Stromstoß, kurz bevor die Photozelle 902 anspricht, falls der Film abwärts läuft. Läuft der Film aufwärts, dann spricht zuerst die Photozelle 9'02 an. Das System ist also umkehrbar. Die vom Verstärker 904 gelieferten Ausgangsstromstöße haben also je nach der Förderrichtung eine verschiedene gegenseitige Phase. Diese Ausgangsspannungen werden in der üblichen Weise durch den Zähler addiert. Die Anzeige des Zählers kann in eine entsprechende Spannung umgewandelt werden, und diese Spannung kann dann dazu dienen, den Servomotor 132 einzustellen. Die Spannung kann aber auch mit der vom Potentiometer R-208 (F i g. 10) abgegriffenen, die Flughöhe darstellenden Spannung verglichen werden, um die Projektionslampe 214 abzuschalten, wenn das Flugzeug den zulässigen Höhenbereich verläßt. Bei einem solchen System erübrigt sich die Notwendigkeit, die Grenzen für die Gleitflugbahn von Hand einzustellen. Doch ergibt sich nur eine begrenzte Genauigkeit. Werden die Stromstöße des Verstärkers 904 verwendet, um ein Zählwerk einzustellen, das seinerseits den Schubkurvenblock 126 verstellt, dann läßt sich die im Verlauf des Fluges erforderliche senkrechte Verzerrung des Bildes mit völliger Genauigkeit steuern. Auch der Lauf des Filmbandes läßt sich dadurch mit großer Genauigkeit steuern, daß man die den Abstand angebende Spannung des Verstärkers U-205 (F i g. 10) in einen Zählwerksimpuls umwandelt, um den Filmantrieb mittels eines Zählwerkes zu steuern. .
Bei der beschriebenen Ausgestaltung des optischen Systems erfährt das das Bild projizierende Lichtbündel zunächst die seitliche Verzerrung (»Scher«-Verzerrung) und dann erst die Verzerrung in senkrechter Richtung, weil das drehbare Keilprisma dichter am Bildfenster angeordnet ist als der anamorphische Adapter. Da das Keilprisma keine Verstellung des Strahlenbündels nach oben oder unten bewirkt, das auf die anamorphischen Elemente trifft, ist die Einstellung dieser anamorphischen optischen Elemente von derjenigen des Keilprismas unabhängig. Indessen liegt es auch durchaus im Bereich der Erfindung, die optischen Mittel, mit denen das senkrechte Winkelvergrößerungsverhältnis veränderlich ist, dichter am Bildfenster anzuordnen als das der senkrechten Verzerrung dienende Keilprisma. In diesem Falle erfordert es die durch die anamorphischen Linsen bewirkte senkrechte Verzerrung indessen, daß das Keilprisma in Abhängigket von der »verzerrten« Flughöhe betätigt wird, statt in Abhänigkeit von der anzustrebenden optimalen Flughöhe. Daher muß bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung der Stellmotor M-L, der das Übersetzungsverhältnis zwischen der seitlichen Versetzung und der Höhe bestimmt, mit einer entsprechenden Flughöhenspannung an seinem Rückführpotentiometer R-216 betrieben werden, nicht aber mit der Spannung, die der idealen Flughöhe entspricht. Das läßt sich dadurch bewerkstelligen, daß die in F i g. 10 dargestellte Erregung des Potentiometers R-216 abgeschaltet wird und dieses Potentiometer in der durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Weise an das Potentiometer R-208 angeschlossen wird. Das Keilprisma 107 soll möglichst dicht an einen Blickpunkt herangerückt werden, um optische Fehler zu vermeiden. Bei einer solchen Ausführungsform kann jenseits des anamorphischen optischen Elements dicht am Keilprisma ein reelles Zwischenbild gebildet werden. Zwar handelt es sich bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Bildwerfer zum Projizieren eines gewöhnlichen Kinofilms; jedoch kann man auch andere durchsichtige Elemente als Kinofilm verwenden, um Bilder zu bilden, die nach Art einer Vogelschau das Gelände des Flughafens wiedergeben. Schließlich brauchen die Bilder nicht notwendigerweise durch Projektion mit Hilfe durchsichtiger Elemente erzeugt zu werden, sondern man kann sie auch durch Reflexion von Modellszenen erzeugen, die dann das erforderliche Aussehen haben müssen. Wie oben erwähnt, kann es bei der Ausführung der Erfindung erwünscht sein, von einer Flugbahn eine kinematographische Aufnahme zu machen, wobei der anamorphische Apparat in eine mittlere Lage eingestellt wird und die richtige Verzerrung durch Verstellen des anamorphischen Apparates aus der Mittelstellung heraus erfolgt. Diese Verstellung muß dabei den Abweichungen des nachzuahmenden Fluges von der Bezugsflugbahn entsprechen. In entsprechnder Weise können die der seitlichen oder »Scher«-Verzerrung dienenden Mittel während der kinematographischen Aufnahme in eine willkürliche Lage oder mittlere Stellung eingestellt sein und dann je nach der seitlichen Abweichung des nachgeahmten Fluges von der vorschriftsmäßigen Flugbahn aus ihrer Mittelstellung heraus verstellt werden. In diesen Fällen enthält der Film Einzelbilder, welche die von der vorschriftsmäßigen Flugbahn gesehene Vogelschau des Geländes verzerrt wiedergeben. Wenn andere durchsichtige Elemente oder für die Wiedergabe des Bildes durch Reflexion geeignete Modelle zur Verwendung gelangen, dann können auch diese durchsichtigen Gegenstände oder Modelle verzerrt sein, wobei diese Verzerrung genau durch die optischen Verzerrungsmittel ausgeglichen werden kann, welche das Strahlenbündel in senkrechten und waagerechten Ebenen verzerren, wenn sie sich in ihrer Mittelstellung befinden.
Diejenigen Einzelheiten des Bildwerfers 99, hinsichtlich deren dieser mit den üblichen Filmvorführungsgeräten übereinstimmt, sind im einzelnen nicht näher erläutert. Es sind weder die Verschlüsse dargestellt, noch im einzelnen erklärt, Bei solchen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der ganze Landevorgang dem Flugschüler sichtbar gemacht werden soll, also auch das Auslaufen des Flugzeuges auf der Landebahn bis zum Halt, empfiehlt es sich, eines der zahlreichen verfügbaren Projektionssysteme zu verwenden, bei denen das Bildband mit gleichförmiger Geschwindigkeit läuft und ein optischer Ausgleich vorgesehen ist. Das bietet wesentliche Vorzüge gegenüber einem mit Verschlüssen arbeitenden Projektionssystem. Man erkennt das ohne weiteres, wenn man beachtet, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Bildband gefördert und der Verschluß betätigt werden muß, der Geschwindigkeit entsprechen muß, mit der sich das nachgeahmte Flugzeug dem Flughafen bzw. einem Bezugspunkt auf der Landebahn nähert. Dem entspricht es, daß der Filmantriebsmotor (F i g. 10) von einer Spannung gesteuert wird, die der jeweiligen Entfernung des nachgeahmten Flugzeuges vom Flughafen entspricht. Bei schrittweiser Bewegung des Bildbandes und entsprechend gesteuertem Verschluß erfolgt dann bei Annäherung des Flugzeuges an den Bezugspunkt der Antrieb des Bildwerfers außerordentlich langsam, entsprechend der sich verringernden Geschwindigkeit des Flugzeuges, und würde daher ein unerwünschtes Flackern des Bildes hervorrufen. Die Verwendung eines Bildwerfers mit stetiger Projektion ist auch bei denjenigen Ausführungsformen der Erfindung wünschenswert, bei denen man dem Flugschüler das Geländebild ständig darbieten will, während das nachgeahmte Flugzeug innerhalb des richtigen Höhenbereiches, der richtigen Peilrichtung und dem richtigen Abstandsbereich fliegt, selbst wenn dabei der Kurs des nachgeahmten Flugzeuges von der Richtung der Startbahn weit entfernt ist. Die in F i g. 10 gezeigte Apparatur würde nämlich selbst dann eine Projektion des Bildes herbeiführen, sofern sich das nachgeahmte Flugzeug innerhalb des durch den Fluglehrer mittels entsprechender Einstellungen gewählten Bereiches befindet, wenn das Flugzeug in einer solchen Richtung fliegt, daß es die Landebahn eher kreuzt als auf ihr landet. In diesem Fall kann die auf den Flughafen zu gerichtete Geschwindigkeitskomponente des Flugzeuges sehr gering oder sogar negativ sein. Ein Bildwerfer mit ununterbrochener Projektion würde dann den Vorzug bieten, daß ein Flimmern des Bildes vermieden wird. Zusammenfassend ist also festzustellen, daß das ursprüngliche Bild hinsichtlich seiner Perspektive dadurch abgeändert werden kann, daß auf die senkrechte Achse des Bildes Mittel zum Zusammendrängen oder Auseinanderziehen einwirken und daß unabhängig davon auf die Querachse des Bildes Mittel wirken, welche die Scherverzerrung herbeiführen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche die erforderliche senkrechte und seitliche Bildänderung herbeiführen. Bei der Ausgestaltung der optischen Apparatur nach der Erfindung empfiehlt sich indessen die Verwendung zusammenwirkender Mittel, mit deren Hilfe ein viel geringerer optischer Fehler entsteht als bei dem oben beschriebenen System mit einem drehbaren Keilprisma. Wie an Hand der F i g. 3 a erläutert wurde, ist die zur Änderung der Perspektive erforderliche Verzerrung des Bildes dieselbe Verzerrung, die aus einem Rechteck ein Parallelogramm werden läßt. Geht man bei Betrachtung der F i g. 3 b davon aus, daß das dort durch das Rechteck A B C D dargestellte Bild entlang einer optischen Achse projiziert wird, die durch den Mittelpunkt O geht, und nimmt man an, daß die Richtung X-X und die Richtung Y- Y die waagerechte Achse und die senkrechte Achse des ursprünglichen Bildes darstellen, so ergibt sich bei Einfügen eines anamoiphischen Systems in den Strahlengang, daß das rechteckige Bild längs der einen Achse stärker vergrößert wird als längs der zweiten, senkrechten Achse. Wird beispielsweise ein anamorphisches System benutzt, welches längs der Achse Y-Y eine Vergrößerungskraft größer als 1 hat und längs der Achse X-X eine Vergrößerungskraft hat, die 1 entspricht, dann vergrößert sich das Rechteck in der Höhe. Wird nun ein anamorphisches System so eingesetzt, daß seine Vergrößerungsachsen nicht der waagerechten und der senkrechten Achse des Bildes entsprechen, dann erfährt das Bild eine Scherverzerrung. Nimmt man also an, daß ein anamorphisches System in den Strahlengang so eingefügt wird, daß es auf das Bild des Rechtecks A B C D wirkt und längs der Achse MA eine Vergrößerungskraft hat, die größer als 1 ist, aber längs der senkrecht zu MA verlaufenden Achse L-L eine Vergrößerungskraft gleich 1 hat, dann ergibt sich folgendes: Die Achse MA schließt in F i g. 3 b mit der senkrechten Achse Y- Y des ursprünglichen Bildes den Winkel ß ein. Die senkrechten Abmessungen des ursprünglichen Rechtecks werden dann längs der Achse MA vergrößert, während sie längs der Achse L-L gleichbleiben. Dadurch ergibt sich ein parallelogrammförmiges Bild. Wenn in F i g. 3 b die Vergrößerungskraft des anamorphischen Systems längs der Achse MA gleich 2 ist, dann entspricht das erzeugte Bild dem großen Patallelogramm A" B" C" D". Die längs der Achse MA gemessenen Abmessungen sind doppelt so groß wie die entsprechenden Abmessungen des Rechtecks, während die längs der Achse L-L geniessenen Abmessungen dieselben sind.
Nun sei angenommen, daß das optische System eine sphärische Linse enthält, die auf das verzerrte, von dem großen Parallelogramm A"B" C"D" gebildeten Bild einwirkt. Diese sphärische Linse kann so angeordnet werden, daß sie ein reelles Bild dieses Parallelogramms auf einen Schirm oder auf eine sonstige Fläche wirft. Wählt man die Brennweite dieser Linse richtig, so kann man bei Wahl entsprechender Vergrößerung erreichen, daß das auf den Schirm geworfene Bild dem Parallelogramm A' B' C' D' der F i g. 3 b entspricht, da dieses Parallelogramm nur eine Verkleinerung des Parallelogramms A" B"C"D" darstellt. Damit nun das endgültige Bild A' B' C' D dem durch Änderung des Blickpunktes perspektivisch verzerrten ursprünglichen Bild entspricht, müssen die Horizontlinie des ursprünglichen Bildes und die Horizontlinie der abgeänderten Figur von der gleichen Größe sein. Wenn also in F i g. 3 b die Linie CD den Horizont des projizierten Bildes dargestellt, dann muß die Linie C'D' des Parallelogramms A' B' C' D' ebenso lang sein wie die Linie CD. Die Länge der Seite C" D" des Paralleiogrammbildes A"B"C"D" hängt nun aber von der Länge der Seite CD des ursprünglichen Bildes ab sowie von der Vergrößerung des anamorphischen Systems längs der Achse MA und von der Winkellage des anamorphischen Systems gegenüber dem ursprünglichen rechteckigen Bild, d. h. von der Größe des Winkels ß. Es ergibt sich daher, daß die Brennweite oder die Vergrößerung der sphärischen Linse, die erforderlich ist, um ein endgültiges Bild der richtigen Größe scharf auf den Schirm zu werfen, der in einem bestimmten Abstand angeordnet ist, eine Funktion des Winkels ß und der Vergrößerungskraft Ma des anamorphischen Systems längs der Achse MA darstellt. Wenn die sphärische Linse von einem optischen Linsensystem mit veränderlicher Brennweite gebildet wird, dann braucht man nur für die verschiedenen Werte von ß und Ma die richtige Vergrößerung zu wählen, um auf dem Bildschirm ein Bild der richtigen Größe zu erhalten.
Bei Systemen, bei denen ein ständiges Wandern des Blickpunktes durch eine perspektivische Verzerrung des Bildes vorgetäuscht werden soll, ist es, wie bereits erwähnt, erforderlich, daß die Horizontlinie des Bildes auf dem Bildschirm in Ruhe verbleibt. Da nun aber, wie F i g. 3 b zeigt, durch Einschalten des anamorphischen Systems, kombiniert mit einer Linse veränderlicher Brennweite, das Bild um den Winkel e gedreht wird, muß das optische System noch eine Einrichtung erhalten, um das Bild wieder zurückzudrehen. Bei optischen Systemen mit ziemlich kleinem Bildwinkel, wie sie bei Ausführungsformen der Erfindung in Betracht kommen, bei denen Buchstaben oder Figuren geneigt darzustellen sind, kann man die erforderliche Gegendrehung durch Verwendung eines entsprechenden Prismas erreichen (»Dove«-Prisma), wie jedem Optiker ohne weiteres verständlich sein dürfte. Bei Systemen mit einem größeren Bildwinkel ist es indessen vorzuziehen, die Rückdrehung des Bildes dadurch herbeizuführen, daß man das Objekt, d. h. das Filmbild, und das anamorphische System um den Winkel e im Gegensinn dreht. Bei manchen Systemen ist es erforderlich, das endgültige Bild nach der Seite oder nach oben oder unten zu verschieben, damit die Horizontlinie des Bildes an einer bestimmten Stelle des Schirms verbleibt, wenn sich der Blickpunkt stetig ändert. Eine solche Verschiebung ist bei jedem solchen System erforderlich, bei welchem die Horizontlinie von der optischen Achse des Systems einen mehr oder weniger großen Abstand hat. Vergleicht man die F i g. 3 a, 3 b und auch 14 a, so erkennt man, daß es nicht genügt, das Bild um den Winkel e zu drehen, sondern daß man das Parallelogramm A' B' C' D' nach links und oben verschieben muß, um zu erreichen, daß die Horizontlinie CD' dea; verzerrten Rechtecks mit der Linie CD des ursprünglichen Bildes zusammenfällt. Auch wird ersichtlich, daß, wenn die Horizontlinie des ursprünglichen Bildes durch die optische Achse O des Systems verläuft, dann bei der Verzerrung des rechteckigen Bildes durch das anamorphische System und durch das sphärische Linsensystem veränderlicher Brennweite die Horizontlinie des Bildes von der Achse des Systems nicht abgelenkt wird und sich daher eine Verschiebung des verzerrten Bildes erübrigt. Wird daher das zu projizierende Objekt so angeordnet oder so verschoben, daß der den Horizont darstellende Teil zur optischen Achse des Systems ausgerichtet ist, dann ergibt sich ohne weiteres die richtige Lage des endgültigen projizierten Bildes gegenüber dem Horizont. Wenn in der nachstehenden Beschreibung und in den Patentansprüchen von »Vergrößerung« die Rede ist, so ist damit auch eine Vergrößerungskraft gemeint, die kleiner als 1 ist, also in Wirklichkeit eine Verkleinerung bewirkt.
Es ist also ersichtlich, daß sich ein anamorphisches System und ein sphärisches Linsensystem zusammen so verwenden lassen, daß sie das Bild in einer Weise verzerren, die der perspektivischen Verzerrung bei Wanderung des Blickpunktes entspricht. Da die erforderliche Vergrößerungskraft des anamorphischen Systems und des sphärischen Linsensystems für verschiedene Verlagerungen des Blickpunktes verschieden groß ist, wird erfindungsgemäß ein anamorphisches System von veränderlicher Vergrößerungskraft und ein Linsensystem von veränderlicher Brennweite verwendet. Das Verhältnis zwischen dem unverzerrten Bild und dem endgültigen, verzerrten Bild ist unter Bezugnahme auf Wanderungen des Blickpunktes mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 bereits ausführlich erläutert worden. An Hand der F i g. 3 a und 3 b sind die geometrischen Gesetze erläutert worden, die bestimmen, in welcher Weise von dem Verhältnis zwischen dem unverzerrten und dem verzerrten Bild die Vergrößerungskraft und Richtung der optischen Elemente abhängen. Auf Grund der F i g. 3 a und 3 b läßt sich eine Reihe von Beziehungen zwischen den verzerrten und unverzerrten Bildern bestimmen, und zwar auf Grund dreier bekannter Beziehungen 1. des Verhältnisses der Höhen hl, h, des Rechtecks, 2. des Neigungswinkels ",% und 3. der Tatsache, daß die in der Ferne verschwindende Stelle des Bildes, also dessen Horizont, in beiden Figuren von derselben Linie dargestellt wird.
Durch einfache Geometrie lassen sich Gleichungen darstellen, welche die verschiedenen Bestimmungen der F i g. 3a und 3b in Abhängigkeit von der Wanderung des Blickpunktes wiedergeben. Um das optische System selbsttätig durch Eingangsgrößen steuern zu können, welche Funktionen der Wanderung des Blickpunktes darstellen, lassen sich Gleichungen aufstellen, welche die Variablen m (Vergrößerungskraft des anamorphischen Systems), Po (Vergrößerungskraft des veränderlichen sphärischen Linsensystems) und ß (Winkelneigung des anamorphischen Systems gegenüber dem Objekt) ausdrücken. Statt dessen lassen sich die Variablen auch als Funktionen der Blickpunktverlagerung ausdrücken. Wenn man nun die Gegendrehung des Bildes herbeiführen will, um die Horizontlinie auf dem Bildschirm festzuhalten, dann muß man eine Gleichung aufstellen, welche den Gegendrehwinkel Q oder eine Funktion dieses Winkels ergibt. Diese Gleichungen lassen sich graphisch in Abhängigkeit von der senkrechten und waagerechten Verlagerung des Blickpunktes auftragen. Dann ergeben sich Diagramme, wie sie in F i g. 11 gezeigt sind.
Die Gleichungen können auch gleichzeitig durch eine Reihe miteinander verbundener Stellmotoren aufgelöst werden. Wie dies im einzelnen geschieht, ist demjenigen geläufig, der mit Rechenschaltungen vertraut ist. Da das dynamische Verhalten solcher Rechenschaltungen zum gleichzeitigen Auflösen von Gleichungen indessen zahlreiche, untereinander verbundene Schleifen aufweist, ist die Auflösung gewöhnlich sehr schwierig. Es empfiehlt sich daher, die gleichzeitigen Gleichungen für die erforderlichen Steuerungsgrößen analytisch zu lösen. Aus den F i g. 3 a und 3 b lassen sich die folgenden Gleichungen ableiten Die Gleichungen (5) und (6) enthalten die erforderlichen Steuergrößen m und ß in Abhängigkeit von der Verlagerung des Blickpunktes, nämlich d, hl und h2. Die Vergrößerungskraft des sphärischen Linsensystems veränderlicher Brennweite wird mittelbar durch die Gleichung (7) ausgedrückt, und zwar in Form der Vergrößerungskraft m des anamorphischen Systems sowie in Form der Blickpunktverlagerung. Die Gleichung (7) läßt sich leichter durch eine Rechenschaltung verkörpern als die verwickelte Gleichung (8), die die Vergrößerungskraft lediglich in Abhängigkeit von der Blickpunktverlagerung angibt: Der Drehwinkel o läßt sich wie folgt ausdrücken: Zwar geben diese Gleichungen die Bezeichnungen zwischen den verschiedenen veränderlichen Größen genau wieder, und zwar in einer Form, die sich für elektrische Rechenschaltungen eignet, doch bietet es denjenigen, die mit der Technik der Rechenschaltung vertraut sind, keine Schwierigkeiten, gleichwertige mathematische Begriffe der Ausgestaltung der Recheneinrichtungen zugrunde zu legen. Bei manchen Anwendungsfällen, bei denen nur eine begrenzte Verlagerung des Blickpunktes der Perspektive genau nachzuahmen ist, lassen sich verschiedene Größen in diesen Gleichungen, die nur einen geringen Einfuß auf den in Betracht kommenden Betriebsbereich haben, völlig vernachlässigen, ohne daß dadurch ein ernster Fehler entsteht.
Die Beziehungen zwischen der Vergrößerungskraft und der Richtung der optischen Verzerrungseinrichtung einerseits und der Wanderung des Blickpunktes des perspektivischen Bildes andererseits sind in F i g. 11 graphisch wiedergegeben. Die sich aus der Gleichung (5) für m ergebende Funktion läßt sich als ein Kreis darstellen. F i g. 11 zeigt sechs graphische Darstellungen des Ausdrucks (5) in einem Koordinatensystem, in welchem die Ordinate von der senkrechten Verlagerung h und die Abszisse von der waagerechten Verlagerung d in der Ebene des Objektes gebildet wird. Man erkennt also, daß, wenn man in diesem Koordinatensystem alle Punkte verbindet, welche gleich große Vergrößerungskräfte des anamorphischen Systems darstellen, man dann Kreise verschiedener Größe erhält, deren Mittelpunkte längs der Ordinatenachse verteilt sind, für welche d = 0 ist. Es sei nun angenommen, daß in F i g. 11 die dort mit hl bezeichnete Linie die Flughöhe bezeichnet, von der aus eine Kinoaufnahme erfolgt ist. Dann geben die verschiedenen m-Kreise die anamorphische Vergrößerungskraft an, welche erforderlich ist, um durch entsprechende perspektivische Verzerrung der projizierten Bilder Änderungen in der Höhe des Blickpunktes vorzutäuschen, die den eingezeichneten Werten entsprechen. Soll beispielsweise der Blick von dem Punkt V8 aus wiedergegeben werden, dann muß die anamorphische Vergrößerungskraft m gleich k3 bemessen werden.
Die Gleichung (6) ist ebenfalls in F i g. 11 graphisch dargestellt worden, und zwar für zwölf verschiedene Werte des Winkels ß, bei dem es sich um die Verzerrungsrichtung gegenüber dem Objekt, d. h. dem Filmbild, handelt. Die zwölf verschiedenen Werte von ß sind mit k7 bis k18 bezeichnet. Man erhält Kreise, wie sie in F i g. 11 dargestellt sind. Weiter ist in F i g. 11 die Gleichung (7) graphisch dargestellt, und zwar für drei verschiedene Werte der sphärischen Vergrößerungskraft Po, welche mit k19, k.. und k81 bezeichnet sind. Man erkennt, daß, wenn man die Punkte verbindet, für welche der Winkel ß gleich groß ist, man dann Kreise verschiedener Größe erhält, deren Mittelpunkte auf der Abszissenachse verteilt sind und die sämtlich durch den Punkt V verlaufen, der die Höhe angibt, von der aus das zu projizierende Bild aufgenommen ist. Verbindet man die Punkte, für welche die sphärische VergrößerungPo gleich groß ist, so erhält man Hyperbeln, deren symmetrische Achsen mit den Koordinatenachsen zusammenfallen, deren Mittel also bei d = 0, h = 0 liegt. Schließlich ist auch die Gleichung (9) graphisch dargestellt, und zwar für neun verschiedene Werte des Gegendrehwinkels o, die mit k88 bis k8o bezeichnet sind. Die Linien, welche Punkte von gleichem Winkel o verbinden, sind gerade Linien.
Das zu projizierende Bild gibt also das Gelände von der Stelle V aus gesehen wieder. Will man nun das projizierte Bild so verzerren, daß es das Gelände vom Punkt V1 betrachtet darstellt, der unterhalb des Punktes Y und rechts von ihm gelegen ist, dann muß man die Größen m, ß und e so wählen, wie es F i g. 11 zeigt. Für die anamorphische Kraft m ergibt sich etwa die Größe k8. Für den Winkel ß, auf den das anamorphische System gegenüber dem Objekt, d. h. dem Film oder Diapositiv, eingestellt werden muß, ergeben sich k18 Grade. Der Wert der sphärischen Vergrößerung Po entspricht ungefähr der Zahl k"). Der Gegendrehwinkel Q liegt zwischen k88 und k89 Graden. Man kann also mit Hilfe graphischer Aufzeichnungen gemäß F i g. 11 für jeden gewünschten Blickpunkt ermitteln, welche Vergrößerungskräfte und Winkeleinstellungen erforderlich sind, und dann das optische System von Hand oder selbsttätig einstellen. Dabei kann das in F i g. 13 gezeigte optische System mit Skalen versehen sein, welche die Einstellung der verschiedenen optischen Elemente in die verschiedenen optischen Einstellungen erleichtern. Zu beachten ist dabei, daß die in F i g. 11 enthaltenen Eintragungen nicht vollständig sind. Um Einstellungen für Wanderungen des Blickpunktes vorzunehmen, die sich innerhalb weiter Grenzen ändern, muß die graphische Darstellung entsprechend ergänzt werden. Zu beachten ist dabei, daß die Entfernungen d und h in der Ebene des Blickpunktes gemessen sind.
In F i g. 12 ist eine elektrische Analogie-Rechenschaltung an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt, bei welchem als Steuergrößen die in den beiden Koordinatenrichtungen gemessenen Verschiebungen des Perspektivenblickpunktes eingeführt werden und in Ausgangsgrößen umgewandelt werden, die zur Einstellung der optischen Elemente des in F i g. 13 gezeigten, die Erfindung verkörpernden Systems dienen. Wer mit derartigen Rechenschaltungen vertraut ist, erkennt ohne weiteres, daß die Schaltung die Gleichungen (5a), (6a), (7a) und (9a) verkörpert. Die Koordinaten der Blickpunktverschiebung werden in die Rechenschaltung der F i g. 12 durch Einstellen von Knöpfen 501, 502 und 503 von Hand eingeführt. Diese Knöpfe stellen Potentiometer ein. Diese könnten jedoch auch selbsttätig gesteuert werden. Geräte hierfür sind in F i g. 10 und 28 gezeigt, welche für die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einem Bodengerät zum Anlernen von Flugschülern in Betracht kommen.
Das Potentiometer R-501 liegt an einer gleichbleibenden Spannung. Sein Arm wird entsprechend der Eingangsgröße hl eingestellt und greift daher eine dieser Größe entsprechende Spannung ab. Mit dieser Spannung wird ein Potentiometer R-502 erregt, dessen Arm in derselben Weise eingestellt wird und eine Spannung h18 abgreift. Diese Spannung wird über einen Summierwiderstand R-503 einem Addierverstärker U-501 zugeführt. In entsprechender Weise werden die Begriffe h88 und d8 in Gestalt von Spannungen mit Hilfe von in Reihe geschalteten Potentiometerpaaren R-504, R-505 und R-506, R-507 gebildet, und diese Spannungen werden ebenfalls dem Addierverstärker U-501 zugeführt, und zwar über Summierwiderstände R-508 und R-509. Die Summe der angelegten Spannungen, die der Verstärker U-501 mit umgekehrtem Vorzeichen liefert, dient zur Erregung eines Potentiometers R-510, dessen Arm seine Einstellung durch einen Stellmotor M-500 erfährt und daher eine Spannung abgreift, die dem zweiten Begriff der Gleichung (5a) entspricht. Diese Spannung wird über den Widerstand R-513 dem Eingangsstromkreis des Stellmotors M-500 zugeführt. Durch Potentiometer R-511 und R-512 wird eine Spannung abgeleitet, die dem Produkt h, - h2 proportional ist. Sie wird über einen Summierwiderstand R-514 der Eingangsspannung des Stellmotors M-100 zugeführt. Die h, - h2-Spannung wird ferner benutzt, um in Reihe geschaltete Potentiometer R-515 und R-516 zu errgen, deren Arme durch den Stellmotor M-500 eingestellt werden. Sie liefern eine Ausgangsspannung, die dem ersten Begriff der Gleichung (5 a) proportional ist. Der Stellmotor M-500 stellt sich jeweils fortlaufend so ein, daß die Summe der zugeführten Eingangspotentiale gleich Null ist, und löst dadurch die Gleichung (5a). Seine Welle stellt sich in eine Winkelstellung ein, deren Winkel ein Maßstab für in ist, also für die Vergrößerungskraft des veränderlichen anamorphischen Systems. Die Ausgangssteuergröße kann durch Ankupplung der Welle mittels eines Zahnrades 510 an das anamorphische System zu dessen Einstellung auf die erforderliche Vergrößerungskraft benutzt werden, wie F i g. 13 zeigt.
Da die Stellmotoren M-501, M-502 und M-503 je in analoger Weise die Gleichungen (6a), (7a) und (9a) auflösen, erübrigt sich eine nähere Beschreibung der betreffenden Schaltungen. Der Einfachheit halber ist in dem Schaltbild angenommen, daß zum Ableiten der Sinus- und Kosinusspannungen einfache Potentiometer verwendet werden. Praktisch verwendet man hierfür indessen Aggregate mit einem um 360° drehbaren Läufer. Bei solchen Rechenschaltungen benutzt man gewöhnlich Pufferverstärker, um Belastungsfehler auf ein Mindestmaß zu verringern. Diese sind in der Schaltung nicht angegeben. Als Stellmotoren verwendet man solche, wie sie für Analogie-Rechenschaltungen üblich sind. Sie können elektrisch, hydraulisch oder mechanisch wirken, und bei der Rechenschaltung kann Wechselspannung oder Gleichspannung verwendet werden. Als Summierverstärker können die bekannten Swartzel - Summierverstärkerschaltungen oder bekannte Addierserienschaltungen verwendet werden. Der Stellmotor M-501 liefert mit seiner Ausgangswelle einen Winkel von der Größe ß. Wer mit Analogie-Rechenschaltungen vertraut ist, erkennt ohne weiteres, daß der Antrieb des einstellbaren anamorphischen Systems durch eine solche Welle um den Winkel ß angetrieben werden kann, indem man ein Getriebe mit einem Untersetzungsverhältnis von 2: 1 zwischenschaltet. Jeder Stellmotor kann in der üblichen Weise zur Dämpfung von Pendelerscheinungen einen Tachometergenerator erhalten, der die Rückführung der Drehzahl entsprechend beeinflußt. Er kann auch in der üblichen Weise mit einem Untersetzungsgetriebe und mit mechanischen Grenzanschlägen versehen sein. Bekanntlich ist bei einem Stellmotor zur Lösung einer quadratischen Gleichung die Wahl der richtigen Drehrichtung des Stellantriebes erforderlich, damit der Stellmotor die richtige Wurzel der quadratischen Gleichung wählt. Wenn man z. B. einen üblichen zweiphasigen Stellmotor als Motor M-500 verwendet, dann bestimmt die Polarität der Quadratwicklung des Motors, welche Wurzel dieser auswählt. Zwar wird die Stellung des Stellmotors M-502 durch diejenige des Stellmotors M-500 bestimmt (wegen der vom Potentiometer R-526 gelieferten Spannung), doch ist das umgekehrt nicht der Fall. Das System kann daher mit den üblichen Maßnahmen ohne Schwierigkeit stabilisiert werden. Der StellmotorM-501 dreht das einstellbare anamorphische System gegenüber dem Objekt, z. B. dem Film, in die richtige Winkellage. Der Stellmotor M-502 bringt das sphärische Linsensystem in die für die erforderliche Vergrößerungskraft richtige Stellung, und der Stellmotor M-503 liefert die richtige Gegendrehung, durch welche die Horizontlinien der projizierten Bilder in Deckung gehalten werden, wenn sich die Lage des perspektivischen Blickpunktes ändert. All das ergibt sich aus F i g.6.
F i g. 13 zeigt einen Bildwerfer PR, bei dem es sich beispielsweise um einen üblichen Diapositivprojektionsapparat oder auch um ein Filmvorführgerät handeln kann, je nachdem, welchem Zweck die Erfindung dienen soll. Der Bildwerfer enthält ein sphärisches Linsensystem Z mit veränderlicher Brennweite, das zur optischen Achse ausgerichtet ist. Außerdem enthält er ein mit V bezeichnetes anamorphisches Linsensystem mit veränderlichen Vergrößerungsverhältnissen. Man kann die Stellung der beiden Elemente auch vertauschen, so daß das Strahlenbündel zunächst durch das anamorphische System beeinflußt wird. Bei dem sphärischen System mit veränderlicher Brennweite kann es sich z. B. um vier Linsen handeln, bei denen ein Paar gegenüber dem anderen in Achsenrichtung verstellbar ist (USA.-Patentschrift 2 566 485), doch lassen sich auch zahlreiche Linsensysteme mit veränderlicher Brennweite verwenden. Zwar zeigt die USA.-Patentschrift 2 566 485 das Linsensystem in Verwendung bei einer Kamera, bei der das Objekt im Unendlichen liegt, doch erkennt jeder Optiker, daß das Linsensystem ebensogut dem Zweck dienen kann, das Bild auf einem im bestimmten Abstand angeordneten Bildschirm scharf abzubilden. Das Linsensystem besteht aus zwei Linsen L2 und L,, die gegenüber den Linsen L, und L3 in Achsenrichtung verstellbar sind. Die Linsen L, und L4 sind gleitend in einem Linsentubus 601 angeordnet und tragen Stifte 602 und 603, die durch einen Längsschlitz im Tubus 601 hindurchgehen. Auf diesen sind Buchsen 604 drehbar gelagert und mit Schubkurvenschlitzen 605, 606 versehen, durch welche die Stifte 602 und 603 hindurchgehen. Die Buchse 604 hat außerdem einen Zahnkranz, der mit einem durch den Stellmotor M-502 antreibbaren Ritzel607 kämmt. Dreht sich dieser Stellmotor, so dreht sich daher auch die Buchse 604 und verschiebt die Linsen L, und L4 in Achsenrichtung gegenüber den Linsen L, und L3. Wenn man den Schubkurvenschlitzen 605 und 606 die richtige Krümmung gibt, dann kann die Änderung der Vergrößerungskraft des Linsensystems Z im Verhältnis zum Drehwinkel des Motors M-502 linear geändert werden. Der Einfachheit halber sind die Potentiometer, Tachometergeneratoren usw., die zu den in F i g. 13 gezeigten Stellmotoren gehören, nicht mit abgebildet.
Das verstellbare anamorphische Linsensystem V kann aus mehreren verschiedenen Verzerrungslinsen bestehen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht es dem in den F i g. 7a und 7b gezeigten und früher erläuterten System. Es hat also zwei positive zylindrische Linsen L" und Lb, die gegenüber einer dritten, negativen zylindrischen Linse L, in Achsenrichtungverstellbar sind. Die positiven Linsen La und Lb sitzen in Linsenhaltern 610 und 611, die verschiebbar im Tubus 612 angeordnet, aber gegen Drehung durch eine Nut 613 gesichert sind. An den Linsenhaltern 610 und 611 sitzen Stifte 614 und 615, die durch einen Längsschlitz im Tubus 612 hindurchgehen und in diesem Schlitz durch Schubkurvenschlitze 616 und 617 verschoben werden können. Diese Schlitze sind in eine Buchse 618 eingefräst, die drehbar auf dem Tubus gelagert ist. Durch Drehung der Buchse werden daher die Linsen La und Lb in Achsenrichtung gegenüber der negativen Linse L, verstellt. Wie nun F i g. 6 zeigt, befindet sich jede zylindrische Linse in einer Lage, in der ihre Verzerrungskraft derjenigen der anderen Linsen gegenüber ausgerichtet ist. Der Stellmotor M-500 treibt ein Ritze1510 an, das mit einem Zahnkranz 620 der Buchse 618 kämmt und somit die Buchse dreht. Um das anamorphische System um die optische Achse verdrehen zu können, ruht es in Lagern 621, 621 und hat einen Kegelzahnkranz 623, der mit einem Kegelritzel 622 des Stellmotors M-501 kämmt. Es ist dies der sich jeweils auf 2ß einstellende Stellmotor. Man kann natürlich auch anders konstruierte verstellbare anamorphische Systeme verwenden, z. B. das unter der Handelsbezeichnung »Hi-Lux Val« bekannte System, das von der Projektion Optics Co, Rochester, N. Y., Vereinigte Staaten, hergestellt wird, sowie die von der Radiant Manufacturing Corporation, Chicago, hergestellten und als »Super Panator« und »Ultra Panator« bezeichneten optischen Systeme.
Gewünschtenfalls kann das Gerät eingekapselt sein. Der Stellmotor M-503, der erforderlichenfalls die Gegendrehung des verzerrten Bildes bewirkt, ist in F i g. 13 nicht dargestellt. Bei Ausführungsformen der Erfindung, bei denen auf einen festen Schirm Bilder geworfen werden, kann die Gegendrehung dadurch erfolgen, daß das Objekt und das anamorphische System um die optische Achse durch den Stellmotor M-503 gedreht werden. Der Stellmotor kann aber auch ein entsprechendes Prisma drehen, das in den Strahlengang eingeschaltet ist, sofern eine solche Einschaltung durch ein entsprechend begrenztes Bildfeld ermöglicht ist. Bei Systemen, bei denen nur ein einziges Objekt oder auch mehrere Objekte verwendet werden, können diese gegenüber dem Bildwerfer gedreht werden. Handelt es sich aber um Systeme mit einer großen Anzahl von Bildern, z. B. um Filmvorführungsgeräte, dann empfiehlt es sich, das ganze Vorführungsgerät um seine optische Achse zu drehen. Anderenfalls würde sich die verwickelte Aufgabe ergeben, die Filmförderung und das Aufspulen trotz der Drehung zu ermöglichen. Bei solchen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen es erwünscht ist, die Horizontlinien der Bilder in Deckung auf dem Bildschirm zu halten, wenn sich die Lage des perspektivischen Blickpunktes ändert, bei denen aber keine feste Ausrichtung des verzerrten Bildes gegenüber dem Raum aufrechterhalten zu werden braucht, kann man den Motor M-503 mechanisch so anschließen, daß er die Fläche um die optische Achse herum dreht.
Soll der Horizont des auf den Bildschirm projizierten Bildes an Ort und Stelle auf dem Schirm verbleiben, wenn der perspektivische Blickpunkt wandert, dann muß die optische Achse des anamorphischen Linsensystems und des anderen Linsensystems auf den Horizont des Projektes gerichtet sein, oder man muß den ganzen Bildwerfer kippen, um das projizierte Bild entsprechend zu verschieben.
Wie jeder Sachverständige ohne weiteres erkennt, kann man in Verbindung mit der Erfindung zahlreiche Hilfsmittel anwenden. So kann man z. B. einen Weitwinkelzusatz üblicher Bauart dem optischen System hinzufügen, um den Feldwinkel zu vergrößern. Die Vergrößerungskraft eines solchen Zusatzes beeinflußt die projizierten Bilder in der gleichen Weise wie das sphärische Linsensystem Z. Statt ein zusätzliches Weitwinkelsystem anzuordnen, kann man natürlich den Feldwinkel durch jede Bemessung der Verstärkungskraft oder Brennweite des Systems Z erweitern. Jeder Unterschied zwischen der Brennweite des Projektionssystems und der Brennweite der Kamera beeinflußt die Größe des Bildes. Man kann daher das Verhältnis (fD ) der Kamerabrennweite zur Projektorbrennweite als Umrechnungsfaktor betrachten, wenn man bei der Ausführung des Rechengerätes den Stellmotor M-502 für den Wert Po errechnet. Ferner ist es ohne weiteres klar, daß man das Bild bereits bei der Aufnahme, d. h. wenn man das Objekt bildet, um einen bestimmten Betrag anamorphisch zusammendrängen kann, um dann das Bild bei der Projektion um den gleichen Betrag wieder zu dehnen, so, wie es beim Cinemascope-Verfahren geschieht. Zwar ist die Erfindung in Anwendung auf Kinobilder erläutert, doch läßt sie sich ebenso leicht mit Bildern durchführen, die von anderen Objekten als Kinoaufnahmen, z. B. Diapositiven, hergestellt werden, oder auch mit Bildern, die durch Reflexion entstehen. Im Sinne der Erfindung lassen sich Bilder durch zahlreiche andere Kombinationen optischer Mittel abändern, die zusätzlich zu dem in den F i g. 11 bis 13 dargestellten anamorphischen System von veränderlicher Brennweite verwendbar sind. Die perspektivische Änderung eines Bildes, für die die Umwandlung eines Rechtecks in ein Parallelogramm kennzeichnend ist, läßt sich auch in der Weise durchführen, daß primitive Umwandlungen des Rechtecks in besonderer Weise kombiniert werden. So kann man ein Parallelogramm der gewünschten Größe und Gestalt dadurch erhalten, daß man zwei primitive Umwandlungen und eine Vergrößerung oder Maßstabänderung durchführt. Ein vierter Vorgang, nämlich eine Drehung, ist nur nötig, wenn es auf die Winkelstellung des abgeänderten Bildes im Raum entscheidend ankommt.

In F i g. 14b ist ein Punkt P wiedergegeben, der dem ursprünglichen Bild angehört und gegenüber dessen Achsen x-x und y-y die Koordinaten (x, y) hat. Nun sei angenommen, daß ein anamorphisches Linsensystem mit einer Vergrößerungskraft ml einwirkt und daß dabei die Vergrößerungsachse dieses Systems gegenüber der y-y-Achse um den Winkel ß1 verdreht ist. Die Koordinaten des Punktes P gegenüber den Achsen des anamorphischen Systems sind durch die Strecken d, und dl gegeben (F i g. 14b), welche sich durch folgende Gleichungen ausdrücken lassen dl = - x cos ß1 -I- y sin ß1 , (10) d$ = x sin ß1 -1- y cos ß1 . (11) Die Wirkung des anamorphischen Systems besteht darin, von dem ursprünglichen Bild eine primitive Umwandlung zu schaffen, durch welche die d2-Dimension mit ml multipliziert wird, während die dl-Dimension unverändert bleibt. Bei P' ist in F i g. 14c die Stelle gezeigt, an der sich der Punkt P des ursprünglichen Bildes nach der primitiven Umwandlung befindet. Die Koordinaten des Punktes P' mit Bezug auf das Koordinatensystem x'-x', y'-y' ist durch die Koordinaten (x', y') gegeben. Die Lage des Punktes P' gegenüber den Achsen des anamorpischen Systems ist durch die Abmessungen dl' und dä gegeben. Sie lassen sich durch folgende Gleichungen darstellen: dl' = - x' cos ß1 + y' sin ß1 , (12) dz = x' sin ß1 + y' cos ß, . (13)

Es folgt, daß die Größen d in folgender Beziehung

stehen

d,' = d, , (14)

d2' _ inl (12. (15)

Setzt man nun die Begriffe (10) bis (13) in die

Gleichungen (14) und (15) ein, so erhält man:

- x 'cos ß1 + y' sin ß, = - x cos ß1 + y sin ß1 , (16)

x'sinßl +y'cosßl = in, xsinßl -@ in, ycosßl . (17)

Löst man die Gleichungen (16) und (17) nach x'

und y' auf, so erhält man:

x' (ml sin2ßl -1-- cos2ßl) x + (in,- 1) (sin ß1 cos ß1) Y,

(18)

y' _ (ml - 1) sin ß, cos ßl) x + (sin2ßl -` ml cos2ßl) Y.

(19)

Die Gleichungen (18) und (19) geben also die

Koordinaten des umgewandelten Punktes P' mit

Bezug auf das ursprüngliche Koordinatensystem an.

Der Einfachheit halber kann man die Gleichungen (18)

und (19) auch in der nachstehenden Weise schreiben,

wenn man x' und y' als x1 und y1 schreibt und unter-

stellt, daß die primitive Umwandlung von der ur-

sprünglichen .x1 y,-Ebene in eine zweite x2y2-Ebene

erfolgt:

x2 = a1 x1 + 6l y1 , (20)

Y2 = h -Cl + k1 y1 - (21)

Darin ist

a1 = ml sing ß, + COS2 ß, ,

bi = j1 = (in, - 1) sin ß, cos ß, ,

k1 = sing ß, + ml COS2 ß, .

Wenn nun ein weiteres anamorphisches System vor-

gesehen ist, um eine zweite primitive Umwandlung

(von der x2y2-Ebene in die x2y3-Ebene) durchzuführen,

dann haben die Umwandlungsgleichungen wiederum

die gleiche Form wie für die erste Umwandlung. Wenn

das anamorphische System für die zweite Umwandlung

eine Vergrößerungskraft m2 hat und in einem Winkel ß2

wirkt, bezogen auf die Achse des ursprünglichen

Bildes, dann lassen sich die Umwandlungsgleichungen

wie folgt ausdrücken:

x. = a2 x2 + 62Y2 , (22)

Y3 = j2 x2 + k2 y2. (23)

Darin ist

a2 = in, sing ß2 + COS2 ß2 ,

b2 = j2 = (m2 - 1) sin ß2 cos ß2 ,

k2 = SIn2 A -t tn2 COS2 ß2 .

Faßt man die Gleichungen (20) bis (23) zusammen,

so erhält man

x, = a2 (a1 x + b1 y1) + 62 (j1 x1 + klyl),

Y3 = j2 (a1 x1 + 6l y1) + k2 (il XI + k1 y1).

Das läßt sich wie folgt vereinfachen:

x. = ao x1 -- 6o y1 , (24)

Y3 = jo x1 + koyl. (25)

Darin bedeutet

a. = a1 a2 + 62h

6o = a2 6l + 62 k1,

ja = a1 j2 +J, k2

ko = 61j2 -- k1 k2.

Nunmehr sei eine Umwandlung von der x,y3 Ebene

in die x4y4 Ebene betrachtet, wobei die Achsen der

x,y4-Ebene um den Winkel n gegenüber den xsY3

Achsen gedreht werden, wie in F i g. 14d gezeigt:

x4 = x3 cos n + y3 sin n , (26)

Y4 = -x. sin 1) + y3 cos n . (27)

Setzt man nun die Begriffe (24) und (25) in die Glei-

chungen (26) und (27) ein, so erhält man:

x4 = A .x1 _@ BYl , (28)

x4 = J x1 + K y1 . (29)

Darin bedeutet

A = (a1 a2 + 6l b2) cos @@ + (a1 b2 + b1 k2) sin n,

B = (a2 b1 - b2 k1) cos @@ - (6l b2 - k1 k2) sin n,

J = (a1 a2 - 6l b2) sin n - (a1 62 - b1 k2) cos n,

K = (a2 b1 - b2 k1) sin n - (6l b2 - k1 k2) cos o.

Wird eine Vergrößerung eingeschaltet, um die Figur

mit dem Faktor Po in allen Richtungen abzuändern,

so hat der Punkt in der x,y5 Ebene folgende Koordi-

naten

x5 = Po x4,

Y5 = Po Y4

Setzt man das in die Gleichungen (28) und (29) ein,

so erhält man

.x s

= A x1 - 8Y1, (30)

Po

Y' = J x1 - KYl. (31)

Po

Die Begriffe (30) und (31) geben also mit den natür-

lichen Koordinaten an, wie groß die Koordinaten

eines Punktes nach zwei primitiven Umwandlungen

sind, nämlich einer Drehung und einer Vergrößerung.

Die Gesamtumwandlung, die erforderlich ist, um das

natürliche, rechteckige Bild in ein trapezförmiges Bild

umzuwandeln, wird durch einen Vergleich der F i g.

14e und 14f ersichtlich. Diese Figuren zeigen, daß

ein Punkt in beiden Figuren gleich große x-Koordi-

naten hat, wenn sich die y-Koordinaten auf Null be-

laufen. Das bedeutet also, wenn

Y1 = Y, = 0, dann ist x1 = x,.

Setzt man diese Begriffe in die Gleichung (30) ein,

so erhält man

J = 0. (33) Aus einer Prüfung der F i g. 14e und 14f wird also ersichtlich, daß die y-Koordinate eines jeden Punktes, dessen x-Koordinate sich 'in dem ursprünglichen rechteckigen Bild der F i g. 14e und 14f auf Null beläuft, gleich ist und daß die y-Koordinate eines Punktes, dessen x-Koordinate sich auf in F i g. 14f beläuft, die Größe von hat. Setzt man diese Begriffe in die Gleichung (30) und (31) ein, so ergibt sich: Formt man die Gleichungen (32) bis (35) um und setzt man die gewonnenen Begriffe für A, B, J und K ein, so ergeben sich vier Gleichungen, welche die Beziehungen zwischen dem ursprünglichen Bild und dem endgültigen Bild zum Ausdruck bringen 0 = -(a1 a2 + b1 b2) sin n + (a1 b2 + b1 k2) cos o, (37) worin a1 = 111, sing ß1 + coS2 ß1 , b1 = (111l - 1) sin ß1 cos ß1 , k1 = sing ß, + ml cos' ß1 , a2 = m2 sin2 ß2 + CBS2 ß2 , b2 = (m2 - 1) sin ß2 cos ß2 , k2 = sing ß2 -f- n12 C0S2 ß2 Es ergibt sich also, daß die Gleichungen (36) bis (39) die Beziehungen zwischen einem unverzerrten rechteckigen Bild und einem perspektivisch abgeänderten Bild (Parallelogramm) mit den Begriffen zweier primitiver Umwandlungen wiedergeben, etwa mit den Begriffen zweier anamorphischer Vergrößerungen, einer Maßstabänderung (sphärischen Vergrößerung) und einer Drehung. Diese Gleichungen lassen sich gleichzeitig in verschiedener Weise lösen. Man kann die Funktionen graphisch auftragen, so daß man aus den Kurven die Werte der verschiedenen Größen bei verschiedenen perspektivischen Blickpunkten ablesen kann. Wie weiter unten erläutert werden wird, verwendet jedes der grundsätzlichen Systeme nach der Erfindung drei abhängige Variable. Wenn zusätzliche, abhängige Variable zur Verwendung gelangen, ergeben sich weitere Einschränkungen für das System.

Aus den obigen Gleichungen (10) und (11) ist zu ersehen, daß eine Umwandlung von der xlyl-Ebene in die x2y2-Ebene durch die Gleichungen wiedergegeben wird: x2 = a1 x1 + blyl, Y2 = j1 x1 + k1 y1 .
Diese Gleichungen haben die Determinante Eine zweite Umwandlung von der x2-y2-Ebene in die x,-y,-Ebene läßt sich durch die Gleichungen darstellen x3 - a2 x2 + b2 Y2 Ys = .12 x2 + k2 Y2 Diese Gleichungen haben die Determinante Die Determinante der Gleichungen, die eine Umwandlung von der x,-y,-Ebene in die x3-ys-Ebene darstellen, ist das Produkt der einzelnen Determinanten, also Die Gleichungen dieser Umwandlungen lauten x3 = (a1 a2 + b2 il) x1 + (a2 b1 + b2 k1) Y1 Y3 T (a1.12 +J, k2) x1 + (b1 j2 + k1 k2) Y1 Wenn nun n Umwandlungen vorgenommen werden, bei denen das ursprüngliche Bild in der x,-yl-Ebene in ein endgültiges Bild in der x.-y.-Ebene übergeht, dann ist die Determinante der Gleichungen die endgültige Umwandlung das Produkt der Determinante der einzelnen Gleichungssätze, also -1 = -In * An-, # Jn_2 ... A3 * A2 , 41 oder Das Produkt der einzelnen Determinanten sei: Wird nun das endgültige Bild der n-ten Umwandlung um den Winkel n im Uhrzeigersinn gedreht, dann ergibt sich aus den Gleichungen (36) bis (39), daß die folgenden vier allgemeinen Gleichungen die Umwandlung eines Rechtecks in ein Parallelogramm angeben, d. h. die Umwandlung eines ursprünglichen Bildes in ein Bild mit angeändertem perspektivischem Blickpunkt: 0 = -ao sing -j- j, cos g, Hierin gibt Po die Vergrößerung des sphärischen optischen Systems an. Weiter gilt: a1 = ml sing ß1 + cos2 ß, , bi = il = (ml - 1) sin ß1 cos ß1 . k1 = sinn ß, + cosz f)1 a., = i772 slnI ß2 T- cos 2 ß2 , b2 =J, = (m2 - 1) sin ß2 cos ß2 , k2 = sinn ß2 m2 COS2 ß2 ; a" = m," sing ß" + cos 2 ßn , b" = .%" = (m" - 1) sin ß" cos ß" , k" = sln1 ßn + mat cos' ß,x .
Darin ist ml die Vergrößerungskraft der ersten primitiven Umwandlung, m" die Vergrößerungskraft der n-ten primitiven Umwandlung, ß1 der im Uhrzeigersinn gemessene Drehwinkel zwischen der Bezugslotrechten des ursprünglichen Bildes und der Vergrößerungsrichtung der ersten primitiven Umwandlung und ß" der im Uhrzeigersinn gemessene Drehwinkel zwischen der Bezugslotrechten des ursprünglichen Bildes und der Vergrößerungsrichtung der n-ten primitiven Umwandlung.
Der Einfachheit halber sind alle anamorphischen Winkel ß mit entsprechenden Koeffizienten versehen. So gleicht der Winkel ß2 der Größe (ß-0), wenn er auf bestimmte Gleichungen bezogen wird. Da die axiale Drehung o des resultierenden Bildes eher eine Nebenwirkung darstellt als eine zweckbestimmte Maßnahme zur Änderung der Perspektive des Bildes und da diese axiale Drehung bei manchen Ausführungsformen der Erfindung unwichtig sein kann, ist es mitunter erwünscht, Gleichungen zu verwenden, in denen der Begriff n nicht vorkommt. Die vier oben gegebenen Gleichungen können gleichzeitig so aufgelöst werden, daß O ausfällt und sich die folgenden drei Gleichungen ergeben: 6o hl = a, d - l, hz k. hl = a. h2 + Jo d, Diese haben dieselbe Determinante wie oben, nämlich Aus den obigen allgemeinen Gleichungen ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf eine einfache oder doppelte primitive Umwandlung, wie sie im einzelnen erläutert wurde, beschränkt ist, sondern sich auch auf Systeme erstreckt, bei denen mehr als zwei Umwandlungen erfolgen. Durch Hinzufügen hintereinandergeschalteter anamorphischer Systeme, deren Vergrößerungskraft und Winkelrichtung nach den allgemeinen oben angegebenen Gleichungen verstellbar ist, kann man beliebige Ausführungsformen der Erfindung entwickeln. Indem man die gewünschten einschränkenden Bedingungen für das optische System in Gleichungen ausdrückt und diese Gleichungen gleichzeitig mit den allgemeinen Gleichungen löst, lassen sich vereinfachte Gleichungen erhalten, welche ein System liefern, das für Sonderfälle von Vorteil sein kann.
Der Begriff' Po läßt sich unter Bezugnahme auf ein Projektionssystem noch besser als das Produkt der sphärischen Winkelvergrößerung des Systems mit dem Verhältnis zwischen dem Projektionsabstand zum Blickpunktabstand definieren. Wenn z. B. die Erfindung dem Zweck dient, die Perspektive eines Kinobildes zu ändern, dann läßt sich Po durch folgende Gleichung ausdrücken: In dieser bedeutet fc die Brennweite der Kameralinse, mit der das Filmbild ursprünglich aufgenommen ist, gegebenenfalls einschließlich des Weitwinkelvorsatzes, fp, die wirksame Brennweite des Projektionslinsensystems einschließlich eines etwaigen Weitwinkelvorsatzes, jedoch ausschließlich aller Wirkungen, welche durch das anamorphische System hervorgerufen werden, dL den Projektionsabstand, de den Blickabstand. Zwar gibt F i g. 1 b eine Anordnung wieder, bei welcher das Projektionssystem mit dem Blickpunkt zusammenfällt. Doch kann die Erfindung praktisch auch in einer Weise durchgeführt werden, bei welcher das Projektionsgerät versetzt zum Blickpunkt angeordnet ist, sofern eine Brennweiteneinstellung entsprechend der obigen Gleichung vorgesehen ist.
Die Abänderung der Perspektive eines Bildes durch die Vornahme zweier primitiver Umwandlungen und einer sphärischen Vergrößerung, gegebenenfalls auch einer Drehung, läßt sich mit Bezug auf das geometrische Diagramm der F i g. 15 noch besser verstehen. In der Mitte des Koordinatensystems X-X und Y-Y befindet sich ein großes Rechteck ABCD in stark ausgezonenen Linien, bei welchem es sich um das ursprüngliche Bild handelt. Wird es gleichförmig durch ein Vergrößerungssystem umgewandelt, dessen Vergrößerungskraft kleiner als I ist, so ergibt sich eine Verkleinerung dieses Rechtecks zu A' B' C' D'. Das große rechteckige Bild läßt sich beispielsweise mit Hilfe einer gewöhnlichen sphärischen Linse in das kleinere Rechteck umwandeln. Nun sei angenommen, daß das kleine Rechteck durch ein erstes anamorphisches, optisches System eine primitive Umwandlung erfährt. Dieses System mag mit seiner Vergrößerungsachse zur Y- Y-Achse im Winkel ß eingestellt sein, also längs der ml-Achse. Beläuft sich die Vergrößerungskraft dieses Systems auf ml, so werden alle längs der Achse ml verlaufenden Abmessungen des kleinen Rechtecks A' B' C' D' mit dem Faktor ml vergrößert, und alle senkrecht dazu verlaufenden Abmessungen längs der ml'-Achse bleiben gleich groß. Das Ergebnis ist das Parallelogramm A"B"C"D". Die Linie A"D" bildet mit der m,-Achse den Winkel y". Nun sei angenommen, daß eine zweite primitive Umwandlung erfolgt, etwa mit Hilfe eines zweiten anamorphischen Systems, dessen Vergrößerungskraft m2 beträgt und dessen Vergrößerungsachse im Winkel 0 zu derjenigen des ersten anamorphischen Systems versetzt ist. Dann werden alle zu der m2-Achse parallelen Abmessungen des Parallelogramms A" B" C" D" mit dem Faktor m2 vergrößert, und alle parallel zur Achse m2' verlaufenden Abmessungen bleiben unverändert. Es ergibt sich dadurch das endgültige Bild in Gestalt eines großen Parallelogramms A"' B"' C"' D'. Eine auf der Seite C"' D"' senkrechte Linie bildet mit der m2-Achse den Winkel 8a. Die Seite A"'D"' bildet mit der m2-Achse den Winkel bb. Wenn nun der Betrag der sphärischen Vergrößerung und die Kräfte und Winkelrichtungen der anamorphischen Systeme richtig gewählt sind, dann kann erreicht werden, daß die Linie A`D"' des endgültigen Bildes ebenso groß ist wie die Strecke AD des ursprünglichen Bildes. Auch ist durch die Umwandlung des ursprünglichen Bildes ABCD in das endgültige Bild A"'B"'C"'D"' eine Drehung der Linie AD um den Winkel @ eingetreten. F i g. 15 zeigt, daß, wenn man das ursprüngliche Bild im Uhrzeigersinn um P drehen würde, bevor die Vergrößerung und primitiven Umwandlungen erfolgen, dann die Linie A"' D"' parallel zur Linie A D des ursprünglichen Bildes verlaufen würde. Auch ersieht man aus F i g. 15, daß die Reihenfolge der einzelnen Umwandlungen keine Rolle spielt. Würde man das ursprüngliche Bild ABCD nicht verkleinern, bevor die beiden Verzerrungen durchgeführt werden, dann würden die beiden Parallelogramme immer noch die gleichen Längenverhältnisse und Winkel aufweisen, nur würden sie wesentlich größer sein. Würde die Verkleinerung nach der ersten oder der zweiten Verzerrung durchgeführt werden, dann würde dennoch das schließlich erreichte Parallelogramm mit dem in F i g. 15 dargestellten übereinstimmen. Es kommt also nicht darauf an, an welcher Stelle im System die Vergrößerung oder Verkleinerung durchgeführt wird.
Nimmt man an, daß die Linien AD und A"'D"' der F i g. 15 gleich lang sind, so kann man die folgenden neuen geometrischen Gleichungen aufstellen tang ß = m1 tang 8a , (41) tang yb = ml tang ß , (43) x = bb - a., (48) = ab -I- (90° - O) - ß . (49) F i g. 16 zeigt graphisch die Werte von ß, O und Po, die anzuwenden sind, um eine gewünschte Verschiebung des Blickpunktes bei einem System zu erzielen, wie es in der Figur gezeigt ist, bei welchem zwei drehbare anamorphische Systeme mit unveränderlicher Vergrößerungskraft von je 2,0 zur Verwendung gelangen. Auf der Abszisse sind in F i g. 16 die seitlichen Verschiebungen des perspektivischen Blickpunktes und längs der Ordinatenachse die senkrechten Verschiebungen aufgetragen, und zwar gemessen in der Ebene des ursprünglichen Blickpunktes. Wenn die Gleichungen (36) bis (39) oder (41) bis (49) nach ß, 0, Po und 0 aufgelöst werden, wobei ml und m2 gleich 2 sind, dann ergeben sich Gleichungen, die in F i g. 16 graphisch aufgetragen sind, wobei hl, also die Höhe des ursprünglichen Bildes, mit 5 angenommen ist.
Es sei nun angenommen, daß das Bild eine Szene darstellt, die von einem 500 Einheiten hoch gelegenen ursprünglichen Blickpunkt betrachtet ist, und daß die Aufgabe entsteht, dasjenige Bild dieser Szene zu schaffen, das sich ergibt, wenn man diesen Blickpunkt bis auf eine Höhe von annähernd 300 Längeneinheiten senkt und ihn seitlich verschiebt. Das bedeutet mit Bezug auf F i g. 16, die Perspektive des Bildes, das im Punkt P1 aufgenommen ist, so zu ändern, daß sich der Blick vom Punkt P2 aus ergibt. F i g. 16 zeigt nun, daß das erste anamorphische System der Projektionsoptik auf den Winkel ß gleich 30° und das zweite anamorphische System auf den Winkel (9 gleich 60° eingestellt werden muß. Ferner ist ersichtlich, daß die sphärische Vergrößerung sich auf 0,395 und der Gegendrehwinkel sich auf e gleich 10,5° belaufen muß, damit die Horizontlinie des abgeänderten Bildes mit der des ursprünglichen Bildes parallel bleibt. Zwar zeigt F i g. 16 nur einen beschränkten Bereich der Funktionen. Die graphische Darstellung läßt sich jedoch so ergänzen, daß sie erkennen läßt, wie sich die Größen ändern, wenn der Blickpunkt weiter verschoben wird. Bei einem System, wie es in F i g. 16 gezeigt ist, ist es nicht erforderlich, daß die Vergrößerungskraft des anamorphischen Systems sich auf 2 beläuft. Auch brauchen die Vergrößerungskräfte der beiden Systeme nicht gleich zu sein. Nur darf sich die Vergrößerungskraft nicht auf 1 belaufen, weil das bedeuten würde, daß gar keine Verzerrung stattfindet. Die Vergrößerungskraft kann auch ein positiver-oder negativer Bruch sein. In der ganzen Erfindung bedeuten die Begriffe »Vergrößerung« und » Vergrößerungskraft« auch negative Vergrößerungsverhältnisse. Im Hinblick auf die vorstehenden Erklärungen bietet es für denjenigen, der die optischen Gesetze kennt, keine Schwierigkeiten, andere Vergrößerungsverhältnisse des anamorphischen Systems zu wählen und zugehörige Diagramme gemäß F i g. 16 zu entwickeln, um die Einstellung des Gerätes von Hand für jede gewünschte perspektivische Verschiebung durchzuführen.

Bei einer Optik, die zwei anamorphische Systeme und ein sphärisches Vergrößerungssystem enthält, gibt es insgesamt fünf Einstellmöglichkeiten, durch welche die folgenden Größen verändert werden können: die sphärische Vergrößerung Po des Systems, Vergrößerungskraft und Richtungswinkel des ersten anamorphischen Systems ml und ß und Vergrößerungskraft und Winkel des zweiten anamorphischen Systems m2 und 0. Bei jeder erfindungsgemäß ausgestalteten Optik, bei der zwei primitive Umwandlungen und eine Maßstabänderung erfolgen, können drei der erforderlichen Verstellungen von Fall zu Fall vorgenommen werden, während zwei Einstellungen konstant bleiben. Es können auch mehr als drei Einstellungen veränderlich gemacht werden, und das System für jede die Zahl 3 überschreitende Veränderliche einer zusätzlichen Einschränkung unterworfen werden. Die verschiedenen Systeme nach der Erfindung mit zwei primitiven Umwandlungen und einer Maßstabänderung lassen sich daher in die folgenden grundsätzlichen Bauarten unterteilen:

Bau- ( Veränderliche Konstante

art

I Po, ß, O ml, m2

11 Po, ml, m2 @, O

111 Po, ml, O ß, m2

IV Po, ß, m2 ml, 0

V Po, ml, ß m"0

V I Po, m2, O ml, ß

VII ß, ml, m2 Po, O

VIII O, ml, m2 Po, ß

IX ß, O, m2 Po, ml

X ß, 0, ml Po, m2

X1 ß, 0, ml, m2 Po + eine Einschränkung

XII ß, 0, ml, m2, Po zwei Einschränkungen

Jedes der oben aufgeführten grundsätzlichen Systeme läßt sich im Rahmen der Erfindung in den verschiedensten Weisen ändern. In jedem der obigen Systeme können z. B. eine oder mehrere Größen, die als Konstante aufgeführt sind, veränderlich gemacht werden, wenn jeder die Zahl 3 überschreitenden Veränderlichen eine willkürliche Einschränkung auferlegt wird. Zum Beispiel läßt sich die Bauart I dadurch ändern, daß ml veränderlich gemacht wird und daß dem System eine weitere Einschränkung auferlegt wird, z. B. (ß = 0) oder (o = 0) oder (ml = m2) oder (ß + 0 = konstant). Die Auferlegung einer besonderen Einschränkung kann bei manchen Ausführungsformen der Erfindung wichtige Vorteile bieten. Die Bedingung ß = 0 bedeutet nämlich, daß die beiden anamorphischen Systeme mittels eines geeigneten Getriebes durch denselben Stellmotor auf ihre Winkellage einstellbar sind. Die Einschränkung (ß + 0 = konstant) bedeutet, daß das zweite anamorphische System in seiner Lage gegenüber dem Projektionsgerät und dem Objekt stehenbleibt, wenn die Blickpunktverstellung erfolgt. Die Bedingung (P = 0) bedeutet, daß die Verdrehung nicht mehr nötig ist, um den Horizont bei den übereinander auf den Schirm projizierten Bildern in Deckung zu halten. Da die grundsätzlichen Beziehungen des Systems durch die Gleichungen genau definiert sind, kann der Sachverständige daraus für jede gewünschte Beschränkung des Systems die erforderlichen Formeln ableiten. Denn es ist dann nur noch nötig, die zusätzliche physikalische Größe als Variable in die grundsätzlichen Gleichungen einzuführen und diese mit diesen Gleichungen, welche die Einschränkung ausdrücken, aufzulösen.

In einem System der Bauart V würde das zweite anamorphische System eine unveränderliche Vergrößerungskraft haben und auch nicht drehverstellbar sein. Bei der Bauart VI des optischen Systems würde das erste anamorphische System gelten. Mithin würden diese anamorphischen Systeme gewissermaßen unwirksam und überflüssig sein; man könnte sie fortlassen, da sie nur eine unveränderliche anamorphische Vergrößerung liefern. Die Systeme der Bauarten V und VI stellen daher lediglich die besonderen Ausführungsformen der Erfindung dar, die in den F i g. 11 bis 13 gezeigt sind, also optische Systeme mit einem Linsenaggregat von veränderlicher Vergrößerungskraft, das nicht verzerrend wirkt, und mit einem einzigen drehverstellbaren anamorphischen Linsenaggregat einstellbarer Vergrößerungskraft. Jedes System, welches nur eine unveränderliche sphärische Vergrößerung verwendet, braucht kein sphärisches Linsenaggregat von veränderlicher Brennweite.
Mit Hilfe der oben aufgestellten Gleichungen kann jeder, der die Gesetze der Optik beherrscht, ohne Schwierigkeiten verschiedene bestimmte Systeme entwickeln, die in den verschiedensten Hinsichten Beschränkungen unterliegen. Dennoch seien nachstehend einige kennzeichnende Beschränkungen dieser Art erläutert. Daß ein anamorphisches System mit der Vergrößerungskraft 1 wirkungslos ist und daher die perspektivische Wirkung eines Bildes nicht ändern kann, ist ohne weiteres klar. In den Bauarten I, 111 und IV, welche anamorphische Aggregate von unveränderlicher Verzerrung haben, darf die Vergrößerungskraft sich daher nicht auf 1 belaufen, wenn ein Wandern des perspektivischen Blickpunktes des auf den Schirm geworfenen Bildes vorgetäuscht werden soll. Bei der Bauart 1I des optischen Systems, bei welcher die beiden anamorphischen Aggregate auf unveränderliche Winkel ß und 0 eingestellt bleiben, darf sich der unveränderliche Winkel 0 nicht auf 0°, 90° oder ein Vielfaches dieser Winkel belaufen, wenn eine Wanderung des Blickpunktes innerhalb eines Bereiches vorgetäuscht werden soll. Denn mit anamorphischen Systemen einer solchen Winkeleinstellung könnte man nur eine Verlagerung des Blickpunktes längs zweier Linien vortäuschen, die sich im ursprünglichen Blickpunkt schneiden. Wie irgendein System sich hinsichtlich der Werte der Vergrößerungskräfte und Einstellwinkel der anamorphischen Aggregate und hinsichtlich der Vergrößerungskraft Po des sphärischen Aggregats bei gegebener Blickpunktverlagerung verhält und wie weit man innerhalb der Blickpunktebene den perspektivischen Blickpunkt verlagern kann, ersieht man am besten, wenn man Diagramme nach Art der F i g. 16 entwirft.
In F i g. 17 ist schaubildlich unter Fortlassung mancher Teile ein die Erfindung verkörperndes optisches System dargestellt, bei welchem ein sphärisches Linsenaggregat mit veränderlicher Brennweite und zwei unabhängig drehverstellbare anamorphische Aggregate mit unveränderlicher Vergrößerungskraft verwendet sind. Es sei angenommen, daß dieses optische System in einen Bildwerfer eingebaut ist, mit dessen optischer Achse seine Achse X-X zusammenfällt. Das sphärische Linsenaggregat von veränderlicher Brennweite ist bei Z zu ersehen. Es besteht aus zwei negativen sphärischen Linsen L2 und L4, die gegenüber zwei positiven sphärischen Linsen L1 und L$ in Achsenrichtung verschiebbar sind (USA.-Patentschrift Nr. 2 566 485). Diese Linsen sitzen sämtlich in einem zylindrischen Tubus 5101. Die positiven Linsen L1 und L3 sitzen unverstellbar in diesem Tubus. Ihre Fassungen sind mit 5102 und 5104 bezeichnet. Die Fassungen 5103 und 5105 der negativen Linsen L$ und L4 können in Achsenrichtung innerhalb des Tubus 5101 mit Hilfe von Zapfen 5106 und 5107 verschoben werden, die in einem Längsschlitz 5108 des Tubus geführt sind und in Schubkurvenschlitze 5109 und 5110 einer drehbaren Buchse 5111 eingreifen. Zur besseren Führung der negativen Linsen bei ihrer in Achsenrichtung erfolgenden Verschiebung gegenüber den festen Linsen können weitere Längsführungen 5112 und 5113 vorgesehen sein. Die drehbare Buchse 5111 hat einen Zahnkranz 5114, der durch ein mit ihm kämmendes Ritzel 5115 um den feststehenden Tubus 5101 gedreht werden kann. Wenn das geschieht, verschieben sich die negativen Linsen den positiven gegenüber in Achsenrichtung, wodurch die Gesamtbrennweite des Aggregats Z und damit dessen Vergrößerungskraft Po verstellt wird. Aus der graphischen Darstellung der F i g. 16 ist ersichtlich, in welcher Weise der perspektivische Blickpunkt des auf den Schirm geworfenen Bildes zu wandern scheint, wenn Po verändert wird.
Ferner gehören zu dem optischen System der F i g. 17 zwei drehverstellbare anamorphische Linsenaggregate L3 und L, mit unveränderlicher Vergrößerungskraft. Das Aggregat L5 besteht aus einer positiven zylindrischen Linse Lfia, und einer negativen zylindrischen Linse L6 b, die beide in einem drehbaren Tubus 5117 befestigt sind. Das zweite anamorphische Aggregat besteht aus einer positiven zylindrischen Linse L", und einer negativen zylindrischen Linse L, b, die beide in einem drehbaren Tubus 5118 befestigt sind.
Im Bedarfsfall könnte natürlich jedes anamorphisehe Aggregat drei oder mehr zylindrische Linsen enthalten; doch empfiehlt es sich, mit möglichst wenig Linsen auszukommen, um eine möglichst hohe Lichtdurchlässigkeit zu erreichen. Die Drehverstellung des anamorphischen Systems L6 von unveränderlicher Vergrößerungskraft erfolgt durch ein Ritzel5119, das mit einem Zahnkranz 5120 des Tubus 5117 kämmt. In entsprechender Weise läßt sich das System L, durch ein Ritzel 5121 einstellen, das in einen Zahnkranz 5122 des Tubus 5118 eingreift. Die Vergrößerungskraft des Aggregats L6 ist in F i g. 16 mit m, bezeichnet und die Vergrößerungskraft des Systems ZB mit m2. Das Diagramm der F i g. 16 beruht auf der Annahme, daß diese beiden Größen sich unveränderlich auf 2,0 belaufen. Sie könnten natürlich auch einen anderen unveränderlichen Wert haben. Auch brauchen die beiden anamorphischen Systeme nicht bei allen Ausführungsformen der Erfindung dieselbe Vergrößerungskraft zu haben. Durch Drehen des Ritzels 5119 wird das anamorphische System L5 auf den Winkel ß eingestellt, während durch Drehen des Ritzels 5121 das zweite anamorphische System L6 seine Einstellung auf den Winkel 0 gegenüber der Vergrößerungsachse des ersten Systems erfährt, also gegenüber dem Raum auf den Winkel ß - 0 eingestellt wird. Dieser Winkel ist in den allgemeinen Gleichungen mit ß2 bezeichnet. Der Antrieb der Ritzel 5115, 5119 und 5121 kann bei manchen Ausführungsformen der Erfindung von Hand erfolgen, etwa mit Hilfe von Einstellknöpfen oder Kurbeln, und an Hand von Teilungen oder Skalen so gewählt werden, daß sich die gewünschten Werte von Po, ß und 0 ergeben, die man an Hand einer graphischen Darstellung auswählt, wie sie in F i g. 16 gezeigt ist, um die gewünschte Verlagerung des Blickpunktes zu erhalten. Bei einem Gerät, bei welchem eine stetige Verstellung des Blickpunktes erfolgen muß, wie es z. B. bei Schulungsgeräten für Flugschüler der Fall ist, müssen Steuergeräte angeordnet sein, welche die Größen Po, ß und 0 selbsttätig einstellen entsprechend der vorgetäuschten Wanderung des perspektivischen Blickpunktes, von dem man das projizierte Bild betrachtet.
In F i g. 18 ist schaubildlich ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgestalteten optischen Systems dargestellt, wobei wiederum einzelne Elemente im Schnitt wiedergegeben sind. Auch hierbei enthält das System .ein aus sphärischen Linsen bestehendes Aggregat Z von veränderlicher Gesamtbrennweite und zwei anamorphische Aggregate L6 und Lß, die in diesem Falle eine verstellbare Vergrößerungskraft haben, aber auf unveränderliche Winkel eingestellt sind. Das Aggregat Z kann ebenso ausgestaltet sein, wie es vorstehend mit Bezug auf F i g. 17 erläutert wurde, so daß hierfür die gleichen Bezugszahlen wie dort in F i g. 18 verwendet sind. Die beiden anamorphischen Aggregate von veränderlicher Vergrößerungskraft bestehen je aus einer unverschiebbaren, feststehenden negativen Zylinderlinse und aus zwei positiven, in Achsenrichtung verschiebbaren Zylinderlinsen, durch deren Verschiebung die Verzerrungskraft verstellt werden kann: Das Aggregat L6 besteht also aus einer negativen Zylinderlinse L6, und aus zwei axial verschiebbaren positiven Zylinder-, linsen L", und L66, die in Fassungen 5125 und 5126 sitzen und ihre Verstellung durch Stifte 5127 und 5128 erfahren, die in Schubkurvenschlitze einer drehbaren Buchse 5129 greifen. Diese kann durch ein Ritzel 5130 gedreht werden. Wie die Schnittdarstellung erkennen läßt, sind die beiden Linsen L", und L66 in derselben Richtung zylindrisch gekrümmt. Wie mit Bezug auf die F i g. 7 a und 7 b im einzelnen beschrieben und erläutert wurde, führt die axiale Verstellung der beiden positiven Zylinderlinsen gegenüber der feststehenden negativen Zylinderlinse zu einer veränderlichen anamorphischen Vergrößerungskraft. Statt der dargestellten anamorphischen Aggregate mit verstellbarer Vergrößerungskraft können jedoch auch andere handelsübliche anamorphische Systeme mit veränderlicher Verzerrung verwendet werden, z. B. die »LTltra-Panataru- und »Super-Panataru- sowie die »Hi-Lux-Val «-Bauart.
Das zweite anarnorphische Aggregat L, bedarf keiner näheren Erläuterung, da es hinsichtlich seines Aufbaues dem Aggregat L6 entspricht. Indessen ist zu beachten, daß die Verzerrungsachse des zweiten Systems gegenüber derjenigen des ersten verdreht ist. Das Dehnen und Zusammendrängen des Bildes erfolgt daher durch die beiden Aggregate in verschiedenen Richtungen. Der Winkel zwischen diesen Richtungen ist in der obigen Ableitung mit 4 bezeichnet worden. Der Winkel der Verzerrungsachse des ersten Systems gegenüber dem Raum ist der Winkel ß. Es handelt sich dabei genau genommen um den Winkel zwischen der Verzerrungsachse des ersten Aggregats und der senkrechten Achse des Bildes, auf das die beiden Aggregate wirken. Wie F i g. 18 zeigt, bleiben die Winkel ß und 0 stets unveränderlich. Die Blickpunktverstellung des prbjizierten Bildes wird also dadurch herbeigeführt, daß einerseits das Vergrößerungsverhältnis P, des sphärischen Aggregats Z und andererseits die Verzerrungskratt der beiden anamorphischen Aggregate verändert wird.
F i g. 19 zeigt schaubildlich eine weitere Ausführungsform eines optischen Systems nach der Erfindung in Schnittdarstellung. Dabei ist wiederum ein aus sphärischen Linsen bestehendes Aggregat Z mit veränderlicher Gesamtbrennweite, ein anamorphisches Aggregat L, mit veränderlicher Verzerrungskraft, das nicht drehbar ist, und ein anamorphisches Aggregat L6 mit unveränderlicher Verzerrungskraft, aber drehverstellbar, vorgesehen. Da die Bezugszahlen der einzelnen Elemente denen der F i g. 17 und 18 entsprechen, erübrigt sich eine nähere Erläuterung. Die Einstellung der Größe P" erfolgt durch Drehen eines Ritzels 5115, die Einstellung der Größe m, durch Drehen des Ritzels 5130 und die Veränderung des Winkels O durch Drehen eines Ritzels 5121.
Wie sich aus der Erörterung der F i g. 15 ergab, kann man das sphärische Vergrößerungsaggregat nach Belieben vor oder hinter den anamorphischen Systemen einschalten. So könnte es bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 19 rechts von den anamorphischen Systemen angeordnet sein. Grundsätzlich muß man bei Bildwerfern danach streben, vielteilige optische Elemente möglichst dicht an das Objekt heranzurücken, damit diese Elemente einen kleinen Durchmesser erhalten können. Dasjenige anamorphische Aggregat, das normalerweise dem zu projizierenden Film od. dgl. am nächsten gelegen ist, ist nachstehend als das erste System bezeichnet. Seine Vergrößerungskraft beläuft sich auf m,, und seine Vergrößerungsrichtung schließt mit einer Bezugslinie des Objekts den Winkel ß ein. Handelt es sich um die Projektion von Gelände, das an der Horizontlinie in der Ferne verschwindet, dann ist die Bezugslinie auf dem Objekt eine Linie. die durch den Schnitt der Blickpunktebene mit einer Ebene gebildet wird, die senkrecht zur Erde verläuft. Durchweg ist in der Beschreibung das anamorphische Aggregat, das vom Objekt weiter entfernt ist, als das zweite anamorphische Aggregat bezeichnet, das die Vergrößerungskraft m, hat und dessen Vergrößerungsachse mit derjenigen des ersten Systems den Winkel J einschließt.
Beim optischen System der Bauart VII sind ni,, in, und ß veränderlich, während O und Po konstant bleiben. Dabei wird die Verstellung des Blickpunktes also dadurch erreicht, daß bei beiden anamorphischen Aggregaten die Vergrößerungskraft verstellt wird und daß das erste anamorphische System eine Drehverstellung erfährt. Die Winkeleinstellung des zweiten anamorphischen Systems gegenüber dem ersten bleibt aber gleich, ebenso wie die Vergrößerungskraft des aus sphärischen Linsen bestehenden Aggregats. Bei . dem optischen System gemäß F i g. 5b handelt es sich um einen Sonderfall der Bauart VII. Dabei beläuft sich (9 unveränderlich auf 90°. Indessen könnte dieser Winkel auch eine andere Größe haben. So zeigt F i g. 20d einen Fall, in welchem sich O unveränderlich auf ungefähr 45' beläuft.
Bei dem optischen System der Bauart VIII sind die Größen m,, m2 und O veränderlich, aber die Größen ß und Po konstant. Das führt dazu, daß eine Drehverstellung des ersten anamorphischen Aggregats gegenüber dem Film od. dgl. fortfällt. Praktisch bedeutet das, daß nian das erste anamorphische Aggregat starr am Bildwerfergehäuse befestigen kann, wenn es sich um die Projektion eines Films oder eines Diapositivs handelt. Ein Beispiel hierfür liefert F i g. 20c.
Bei dem optischen System der Bauart X sind die Größen m,, ß und O veränderlich, aber m2 und Po gleichbleibend, was praktisch bedeutet, daß das am weitesten außen gelegene anamorphische Aggregat hinsichtlich seiner Zerrkraft nicht verstellt zu werden braucht. F i g. 20a zeigt ein solches optisches System der Bauart X. Beim System der Bauart IX sind m2, ß und O veränderlich, aber m, und Po konstant, was eine besonders einfache, praktische Ausgestaltang ermöglicht. Ein Beispiel hierfür liefert F i g. 20b.
Wie bereits oben erwähnt, sind beim System der Bauart XI die Zerrkräfte und Winkelrichtungen beider anamorphischer Systeme veränderlich. Jedoch wird eine weitere Beschränkung eingeführt. Es ist nämlich beispielsweise der Wert f1 + n eine Konstante. Infolgedessen kann dann das zweite anamorphische System, dessen Winkeleinstellung dem Begriff f3 - ( entspricht, fest gegenüber dem Film od. dgl., also fest gegenüber dem Bildwerfergehäuse angeordnet sein. Sonach können das Ritze] 7119 und sein Antrieb entfallen. Statt dessen können natürlich auch zahlreiche andere Einschränkungen eingeführt werden, deren Anzahl praktisch unendlich groß ist. Welche Beschränkungen man am besten wählt, hängt davon ab, wie verwickelt die Apparatur und ihre Steuerung werden dürfen. Gewünschtenfalls könnte die Einschränkung in der Bedingung bestehen, daß der erforderliche Gegendrehwinkel @) konstant ist. Praktisch bedeutet das, daß man die Bilder nicht zu drehen braucht, damit ihre Horizontlinien auf dem Bildschirm zusammenfallen. Wie man solche zusätzlichen einschränkenden Bedingungen bei der Steuerung berücksichtigt, wird später an Hand eines Beispiels erläutert werden.
Die F i g. 20a bis 20e zeigen also Beispiele für die mechanischen Anordnungen verschiedener optischer Systeme nach der Erfindung. Die Hilfsmittel, die dort zur Verwendung gelangen, um die Zerrkraft und die Winkelstellung der anamorphischen Aggregate zu verstellen, stellen nur eine von vielen Möglichkeiten dar. Zwar eignen sich die optischen Systeme besonders für Projektionsgeräte, doch lassen sie sich auch bei anderen Geräten anordnen und unterbringen. Zwar sind bei den dargestellten Beispielen die optischen Elemente eines jeden Systems gleichachsig im Raum angeordnet, doch ist es klar, daß Spiegel und andere Geräte eingeschaltet werden können und daß es dann nur erforderlich ist, die einzelnen Elemente in optischer Hinsicht gleichachsig anzuordnen.
F i g. 20a zeigt einen mit einem Kinofilm oder einem stillstehenden Diapositiv arbeitenden Bildwerfer PR od. dgl., der ein Bild längs der optischen Achse 0-O nach rechts projiziert, so daß es auf einem nicht näher dargestellten Schirm od. dgl. scharf abgebildet wird. Die Erfindung läßt sich z. B. zu dem Zweck verwenden, Schrift in schräger Lage wiederzugeben oder Photographien mit geänderter Perspektive zu projizieren. Alsdann tritt an die Stelle des Bildschirms eine lichtempfindliche Fläche, auf der das Bild scharf eingestellt wird. Auf dem Projektionsgerät PR ist drehbar ein Tubus 7101 angeordnet, und zwar mit Hilfe des an ihm befestigten Zahnkranzes 7102. Die Lagerung des Tubus 7101 erfolgt außerdem in Stützen 7103 und 7104. Mit dem Zahnkranz 7102 kämmt ein Ritzel7105, mit dessen Hilfe also der Tubus 7101 dreheinstellbar ist. Das Ritze] 7105 ist durch einen Stellmotor M-300 antreibbar, der dazu dient, das Aggregat auf den Winkel ß einzustellen. Im Tubus 7101 befinden sich die beiden positiven Zylinderlinsen La und L6 dieses Aggregats sowie die dazugehörige Zylinderlinse L,. Die drei Zylinderlinsen haben zueinander ausgerichtete Vergrößerungsachsen und bilden daher ein anamorphisches System mit veränderlicher Zerrkraft. Die beiden positiven Zylinderlinsen L" und Lb lassen sich je im Tubus 7101 in Achsenrichtung längs entsprechender, nicht näher dargestellter Gleitführungen verschieben, welche dabei eine Drehung der Linsen zueinander verhindern. An den Linsen La und Lb sind zu diesem Zweck Stifte 7106 und 7107 starr befestigt, die durch Längsschlitze des Tubus 7101 hindurchgehen und in Schubkurvenschlitze, z. B. 7108, hineinragen, die in einer auf dem Tubus drehbaren Buchse 7109 vorgesehen sind. Ein Stellmotor M-100 für die Größe ml ist starr am Tubus 7101 durch einen Lagerbock 7110 befestigt, und sein Ritzel 7111 kämmt mit einem Zahnkranz 7112 der Buchse 7109. Wird diese durch den Motor M-100 in Drehung versetzt, so verschieben die Schubkurvenschlitze die beiden Linsen La und Lb in Achsenrichtung der negativen Zylinderlinse L2, wodurch die Zerrkraft dieses Aggregats geändert wird. Welche Beziehungen zwischen der Verschiebung der Linsen und der Zerrkraft des betreffenden Aggregats bestehen, ist mit Bezug. auf die F i g. 7a und 7b im einzelnen erläutert.
Gleichachsig zu dem anamorphischen Aggregat La, Lb, L2 ist ein zweites anamorphisches Aggregat angeordnet, das aus einer negativen Zylinderlinse L3 und aus einer positiven Zylinderlinse L,; besteht, die in einem drehbaren Tubus 7115 befestigt sind. Dieser ist auf Stützen 7116 und 7117 gelagert und hat einen Zahnkranz 7118, mit welchem ein Ritzel 7119 kämmt, das durch einen Stellmotor M-400 auf den Winkel O einstellbar ist. Die Vergrößerungsachsen der Linsen L3 und 1.4 sind zueinander ausgerichtet. Der Abstand der Linsen und somit die Zerrkraft dieses Aggregats ist aber unveränderlich. Statt durch Stellmotoren könnten die Elemente auch von Hand eingestellt werden, wenn es sich um die Projektion stillstehender Bilder handelt. Diese Handeinstellung auf die gewünschten Vergrößerungskräfte und Winkel könnte dabei mittels Teilungen ausgeführt werden.
F i g. 20b veranschaulicht ein optisches System, bei welchem das erste anamorphische Aggregat drehbar ist, aber eine unveränderliche Vergrößerungskraft hat, während das zweite anamorphische Aggregat sowohl drehverstellbar ist, als auch eine veränderliche Vergrößerungskraft m2 hat, die durch einen Stellmotor M-200 eingestellt wird. Die Einstellung erfolgt ebenso, wie es an Hand der F i g. 20a mit Bezug auf die Einstellung des ersten anamorphischen Aggregats auf die Größe in, erläutert worden war. Ein nicht näher gezeigter Stellmotor M-300 dient zur Winkeleinstellung des ersten anamorphischen Aggregats mit Hilfe eines Ritzels 7105. Die Winkeleinstellung des zweiten Aggregats wird durch ein Ritzel 7119 bewirkt.
F i g. 20c veranschaulicht ein optisches System, bei welchem das erste anamorphische Aggregat nicht dreheinstellbar, sondern nur hinsichtlich seiner Verzerrungskraft verstellbar ist. Dabei erfolgt die Einstellung auf in, durch ein Ritzel 7111 mittels eines Stellmotors M-100 (nicht dargestellt). Der Tubus 7101 kann starr am Projektionsgehäuse sitzen. Der Motor M-400 dient zur Einstellung des Tubus 7115 auf den Winkel 0, und der Motor M-200 stellt das zweite anamorphische Aggregat ebenso auf die jeweilige Vergrößerungskraft ein, wie es mit Bezug auf F i g. 20b beschrieben wurde.
F i g. 20d zeigt ein optisches System der Bauart VII, bei welchem beide anamorphischen Aggregate in demselben Tubus 7101 a sitzen, so daß der Winkel 0 zwischen ihren Vergrößerungsachsen gleichbleibt. In F i g. 20d beläuft sich dieser Winkel 0 auf etwa 45°. Die Dreheinstellung des Tubus 7101a auf den Winkelß erfolgt mit Hilfe eines nicht dargestellten Stellmotors M-300, dessen Ritzel 7105 mit einem Zahnkranz 7102 des Tubus kämmt. Ein Stellmotor M-100 dient zur Dreheinstellung einer Buchse 7109 mittels eines Ritzels 7111, wobei die Schubkurvenschlitze der Buchse auf Stifte 7106 und 7107 der Linsenfassungen einwirken und dadurch die Linsen La und Lb gegenüber der Linse L2 verschieben. In ähnlicher Weise dient ein Motor M-200 zur Einstellung der Zerrkraft des zweiten Aggregats. Die Linsen Lad und L.,b haben dementsprechend Stifte 7122 und 7123, durch die sie gegenüber der festen negativen Zylinderlinse L4 verschiebbar sind.
Wie oben erwähnt, veranschaulicht F i g. 5b einen Sonderfall des optischen Systems der Bauart VII. Bei diesem Sonderfall stehen die beiden anamorphischen Aggregate senkrecht zueinander. Indessen können die beiden Aggregate auch in einem anderen Winkel als 90° oder ein Vielfaches davon angeordnet sein, sofern es sich nicht um 180° handelt. Denn die beiden Vergrößerungsachsen dürfen nicht zueinander ausgerichtet liegen, also den Winkel von 0° oder 180° bilden, wenn sie dem Zweck dienen sollen, eine Verlagerung des perspektivischen Blickpunktes des projizierten Bildes vorzutäuschen.
F i g. 20e veranschaulicht die Bauart XI des optischen Systems nach der Erfindung. Dabei sind alle vier Steuergrößen veränderlich, so daß eine willkürlich beschränkende Bedingung dem Einstellrechengerät auferlegt werden muß. Eine eingehende Erläuterung dieser Figur erscheint überflüssig.
Wie erinnerlich, stellt in den F i g. 14 und 15 der Winkel 0 den Winkel zwischen den Vergrößerungsachsen des ersten und zweiten anamorphischen Aggregats dar. Wird das erste Aggregat um den Winkel 0 gegenüber dem Bildwerfer verdreht, so muß. dabei der das andere Aggregat auf den Winkel 0 einstellende Stellmotor mitgeschleppt werden, damit sich 0 bei der Verstellung von ß nicht ändert (weil 0 von derml-Achse aus gemessen wird), oder man muß das zweite Aggregat mit Hilfe einer gegenüber dem Bildwerfer festen Welle um die Summe der Winkel ß und 0 drehen. Bei der in F i g. 20a gezeigten mechanischen Anordnung des Einstellwerkes müßte also das Ritzel 7119 um Beträge angetrieben werden, die der Summe von ß und 0 entsprechen. Das könnte dadurch geschehen, daß der Stellmotor M-400 entsprechend der Größe ß + 0 eingestellt wird, oder dadurch, daß das Ritzel 7119 durch ein Differentialgetriebe angetrieben wird, das zwei Eingangswellen hat, die den Winkeln ß und 0 entsprechend durch Stellmotoren M-300 und M-400 angetrieben werden. Dieselbe Erwägung gilt für die anderen Anordnungen mit Ausnahme der F i g. 20d natürlich, weil bei dem dort gezeigten System keine Verstellung von 0 nötig ist.
Die den beiden anamorphischen Aggregaten angehörigen optischen Elemente lassen sich bei manchen Ausführungsformen der Erfindung ineinanderschachteln, wenngleich das gewöhnlich die Bauart des optischen Systems verwickelter gestaltet. Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen bildet jedes anamorphische Aggregat ein Zubehör, das sich an einem üblichen Bildwerfer anbringen läßt. Jedem Optiker ist es aber ohne weiteres klar, daß sich gewöhnliche sphärische Projektionslinsen auch in dem Gehäuse des verstellbaren anamorphischen Systems unterbringen lassen statt im Bildwerfer. Bei manchen Anwendungs-. fällen der Erfindung sind Projektionslinsen nicht erforderlich. Auch lassen sich Weitwinkelvorsätze oder anamorphische Vorsätze mit fester Zerrkraft und ohne Drehverstellung zusätzlich in das optische System einfügen, um entweder den Bildwinkel zu vergrößern oder z. B. das »Cinemascopeu-Projektionsverfahren durchzuführen.
F i g. 21 zeigt eine selbsttätige elektrische Rechenschaltung, die zur Einstellung des optischen Systems der Bauart I gemäß F i g. 17 dienen kann, um bei der Betrachtung des projizierten B:Ides eine Änderung des perspektivischen Blickpunktes vorzutäuschen. F i g. 21 zeigt links Steuerknöpfe 601, 602 und 603, die über entsprechende mechanische Kupplungen Schleiferarme mehrerer Potentiometer einstellen. Der Steuerknopf 601 wird auf die in der Ebene des Objekts gemessene Flughöhe des ursprünglichen Bildes eingestellt. Wird das Objekt von einem Diapositiv oder einem Kinofilm gebildet, so muß die Einstellung des Knopfes hl der Flughöhe entsprechen, von der das Bild bzw. der Kinofilm aufgenommen ist, wobei diese Höhe in der Bildebene zu messen ist. Den Knopf 602 stellt man auf die in derselben Ebene gemessene gewünschte Höhe des Blickpunktes, also des perspektivischen Mittelpunktes, ein und den Knopf 603 auf die gewünschte seitliche Verschiebung des Blickpunktes. Die Einstellung der Potentiometer auf die Größen hl, h, und d kann statt von Hand bei vielen Anwendungsfällen der Erfindung auch selbsttätig unter Steuerung durch entsprechende Steuergrößen erfolgen.
Weiter sind in F i g. 21 links ein Steuerknopf 604 für die Größe ml und ein Steuerknopf 605 für die Größe m, dargestellt. Diese Steuerknöpfe kann man von Hand entsprechend den Verzerrungskräften des ersten und zweiten anamorphischen Aggregats einstellen, das bei dem Gerät der F i g. 17 verwendet wird. Freilich können bei der besonderen, für die Ausführungsform der F i g. 17 entwickelten Steuerschaltung statt der Potentiometer, die durch die Steuerknöpfe 604 und 605 einstellbar sind, auch feste Widerstände benutzt werden, sofern bei den optischen Geräten stets anamorphische Systeme von gegebener Zerrkraft zur Verwendung gelangen. Zweck der Apparatur der F i g. 21 ist es, elektrische Spannungen zu erzeugen, die sich mit der vorzutäuschenden Wanderung des Blickpunktes ändern und ein Stellwerk gemäß F i g. 22a einstellen, das zum optischen System der F i g. 17 gehört und dieses einstellt.
Die folgenden Gleichungen (50) bis (53) drücken die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems aus. Sie sind aus den Gleichungen (36) bis (39) Oder (41) bis (49) abgeleitet. Die Steuerschaltung der F i g. 21 und 22a stellt eine einfache, geradlinige Analogierechenschaltung dieser Gleichungen dar: Der 6)-Stellmotor der F i g. 22a löst die Gleichung (50). Eine feste Spannung von dem Netz, an welchem das Rechengerät liegt, wird an der Klemme 606 über einen Addierwiderstand R-601 einem Addierverstärker U-601 zugeführt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers wird mit Hilfe eines Potentiometers R-602 mit ml multipliziert und über einen Addierwiderstand R-603 der Eingangsseite eines Verstärkers U-601 zugeführt, so daß die Ausgangsspannung dieses Verstärkers dem Begriff verhältnisgleich wird. Diese Größe wird durch m2 dividiert. Das geschieht mit Hilfe eines Potentiometers R-604 und eines Verstärkers U-602. Es entsteht an der Leitung 607 eine Spannung, die der Größe verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird über einen Addierwiderstand R-605 der Eingangsseite des Verstärkers U-603 zugeführt. Mit Hilfe von Potentiometern R-606 und R-607 wird eine Spannung gebildet, die der Größe 'r`' verma hältnisgleich ist. Diese Spannung wird über eine Leitung 608 und einen Addierwiderstand R-608 an einen Verstärker U-603 angelegt.
Eine der Größe entsprechende Spannung wird mittels der Potentiometer R-609 und R-610 und mittels des Verstärkers U-604 abgeleitet und über eine Leitung 609 und einen Widerstand R-611 dem Verstärker U-603 zugeführt. Eine der Größe ml - m2 proportionale Spannung wird mit Hilfe von Potentiometern R-612 und R-613 abgeleitet und über eine Leitung 610 und einen Widerstand R-614 einem Verstärker U-603 zugeführt. Man sieht also, daß vier Spannungen dem Verstärker U-603 zugeführt werden. Sie setzen sich also zu einer Spannung zusammen, welche dem Nenner der rechten Seite des Begriffs (50) verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird über die Klemme 703 den in F i g. 22a dargestellten Sinusauflösern R-711 und R-712 zugeführt. Für jedes optische System, das anamorphische Aggregate von bestimmter Zerrkraft enthält, kennt man natürlich den Wert des Nenners der Gleichung (50). Man kann daher die Spannung an der Klemme 703 mit Hilfe eines einzigen Widerstandes ableiten, der an das Netz des Rechengerätes angeschlossen ist.
Spannungen, die den Größen h22, h12 und d2 verhältnisgleich sind, werden mit Hilfe von Potentiometern R-615 und R-616, R-617 und R-618 sowie R-619 und R-620 abgeleitet und dem Addierverstärkzr U-605 über Widerstände R-621, R-622 und R-623 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-605 wird mit der Größe hl - h2 mittels eines Potentiometers R-624 multipliziert und über den Rückkopplungswiderstand R-625 der Eingangsseite zugeleitet, so daß die sich ergebende Ausgangsspannung an der Leitung 611 dem Wert verhältnisgleich ist. Diese Größe wird mit den durch die Leitung 607 zugeführten Spannungen zusammengefaßt, um an der Ausgangsklemme 702 des Verstärkers U-606 eine Spannung zu bilden, die dem Nenner des Begriffs (50) verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird über einen Addierwiderstand R-709 dem Eingang des 0-Stellwinkels zugeführt und addiert sich zu einer Spannung, die von dem SinusauflöserR-712 herkommt. Der0-Stellwinkel läuft daher ständig von selbst in eine Winkellage, die den Maßstab für den Winkel 0 ergibt. Es ist dies jeweils die Lage, in der seine Spannung zu Null wird. Die -Spannung von der Leitung 607 wird mit h2 und @Il multipliziert, was mit Hilfe der Potentiometer R-625 und R-626 geschieht. Die sich ergebende Spannung wird über die Klemme 701 dem Eingang des Pö Stellwinkels der F i g. 22a zugeführt. Potentiometer R-702 und R-703 bilden eine Spannung, die dem Quadrat der Winkelstellung der Welle des Po-Stellmotors verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird zu der an der Klemme 701 geführten Spannung addiert. Der Po-Stellmotor stellt sich selbst ständig in eine Winkelstellung ein, in der seine Eingangsspannung ein Mindestmaß erreicht. Das führt dazu, daß seine Welle jeweils eine Winkelstellung einnimmt, die einen Maßstab für Po darstellt.
Da die in den F i g. 21 und 22a dargestellte Rechenschaltung unmittelbar die Gleichungen (50) bis (53) verkörpert, leitet sie also aus ihren Eingangsgrößen die Werte von fl und e fortlaufend ab, die durch die Stellmotoren dargestellt werden. Eine weitere Beschreibung der F i g. 21 dürfte sich daher erübrigen. Spannungen, die den folgenden Größen verhältnisgleich sind, werden also abgeleitet und den Klemmen 704 bis 709 und 711 zugeführt.

Klemme 1 Spannung

704 hl2 - h22 - d2

hl ha

705

h2

706 hl (ml m2 + 1)

707 hl (ml + m2)

708 d

709 /21 + %i2

hl

711 (1 -@@i2 [(1 + m12) Q122 hhh2+ d2 -2m1 Im2 + m2 /J

Die an der Klemme 705 liegende Spannung wird mit sin 2 ß multipliziert. Diesem Zweck dient der Sinusauflöser R-706. Die sich ergebende Spannung wird am Eingang des 2,B-Stellwinkels über den Widerstand R-708 zugeführt. Die an der Klemme 705 liegende Spannung wird mit cos 2 f3 multipliziert und dem Eingang des 2f-Stellmotors über einen Addierwiderstand R-707 zugeführt. Diese Spannungen sind der linken Seite der Gleichung (51) verhältnisgleich. Sie werden zur Spannung der Klemme 711 addiert, welche der rechten Seite der Gleichung (51) proportional ist. Daher stellen sich die 2ß-Stellmotoren ständig auf eine Winkellage ein, welche einen Maßstab für den Winkel 2ß ergibt. Ein Untersetzungsgetriebe 712 mit dem Übersetzungsverhältnis 2: 1 liegt zwischen der Welle des 2ß-Stellmotors und dem Ritzel5119 und bewirkt, daß dieses Ritzel dem Winkel ß entsprechend eingestellt wird.
Die Spannung an der Klemme 707 wird mit Po multipliziert. Das geschieht mit Hilfe des Potentiometers R-714. Das Ergebnis wird dann weiter mit sing O multipliziert, was mit Hilfe von Auflösern R-718 und R-719 durchgeführt wird. Die sich ergebende Spannung wird über einen Addierwiderstand R-720 dem Eingang des e-Stellmotors zugeführt. In entsprechender Weise wird die an der Klemme 706 liegende Spannung durch ein Potentiometer R-713 mit Po multipliziert. Die sich ergebende Spannung wird dann durch Auflöser R-715 und R-716 mit cos' O multipliziert und das Ergebnis über den Widerstand R-717 dem Eingang des e-Stellmotors zugeführt. Wie ersichtlich, entspricht die Summe der beiden diesem Stellmotor zugeführten Eingangsspannungen der rechten Seite der Gleichung (53) multipliziert mith, Spannungen, die der linken Seite der Gleichung (53) multipliziert mit hl verhältnisgleich sind, werden dem e-Stellmotor über die Klemme 708 und den Sinusauflöser R-723 sowie über die Klemme 709 und den Kosinusauflöser R-721 zugeführt, so daß sich der e-Stellmotor ständig von selbst in eine Winkelstellung dreht, die den Maßstab für den Winkel e liefert. Der Pö Stellmotor, der 2ß-Stellmotor und der 0-Stellmotor werden also durch mittels des Rechenaerätes der F i g. 21 eingeleitete Spannungen eingestellt, welche Funktionen der unabhängigen, veränderlichen Eingangsgrößen hl, h2 und d und der bekannten Größen m, und m2 sind. Daher ist die Einstellung keiner dieser drei Stellmotoren von derjenigen der anderen abhängig. Zwar hängen die Eingangsspannungen des 0-Stellmotors von den Stellungen der Pö und 0-Stellmotoren ab; das Umgekehrte trifft aber nicht zu. Dadurch, daß analytisch die Steuergrößen Po, ß und O als Funktionen der unabhängigen Veränderlichen abgeleitet worden sind, ist die Möglichkeit geschaffen, ein Stellmotorsystem zu entwickeln, bei welchem sich sämtliche Stellmotoren leicht stabilisieren lassen. Wer mit Analogie-Rechenschaltungen vertraut ist, erkennt ohne weiteres, daß das in F i g. 22a gezeigte Einstellwerk quadratische Gleichungen löst und daß darum die richtige Laufrichtung bei einem gegebenen Vorzeichen der Eingangsgröße zusätzlich bestimmt werden muß, damit die Stellmotoren die richtige Wurzel jeder quadratischen Gleichung wählen. Es ist also ersichtlich, daß bei einer Wanderung des perspektivischen Blickpunktes, d. h. bei einer Änderung der Eingangsgrößen h2 und d der F i g. 21, die Stellmotoren der F i g. 22a die Ritzel 5115, 5119 und 5121 ständig derart antreiben, daß das optische System der F i g. 17 die gewünschte Änderung der Perspektive des projizierten Bildes hervorruft. Ist es erwünscht, daß die den Horizont darstellenden Teile des Bildes in waagerechter Lage oder in einer anderen bestimmten Winkelstellung verbleiben, wenn sich der Blickpunkt ändert, dann muß bei Geräten nach Art der F i g. 5a die Ausgangsgröße des o-Stellmotors verwendet werden, um das Objekt und das ganze verzerrende System zu drehen oder um den Bildschirm gegenüber dem Bildwerfer zu drehen, falls es auf die Winkellage des abgeänderten Bildes im Raum nicht ankommt.
In F i g. 22b ist eine Rechenschaltung wiedergegeben, die sich für die selbsttätige Einstellung eines optischen Systems der Bauart 1I nach der Erfindung eignet. Verschiedene Spannungen, welche Funktionen der unabhängigen Einstellgroßen h,, h2 und d sind, können in der in F i g. 21 gezeigten Weise abgeleitet und an den Klemmen 704, 705, 1102, 1103 und 1104 eingeleitet werden. Da bei dem optischen System der Bauart 11 anamorphische Aggregate verwendet werden, die keiner Dreheinstellung gegenüber dem Bild oder gegenüber einander bedürfen, sind die Winkel ß und O konstant. Ihre Werte werden in die Rechenschaltung dadurch eingeführt, daß man die in F i g. 22b gezeigten Steuerknöpfe 1110 und 1111 entsprechend einstellt. Die Wellen dieser beiden Steuerknöpfe sind mit einem Übersetzungsgetriebe im Verhältnis 1 : 2 versehen, so daß sich die Winkel 2ß und 20 an den Wellen 1112 und 1113 ergeben. Potentiometer, deren Schleifkontakte entsprechend den Winkeln ß, 0, 2ß und 20 eingestellt werden, erfahren also eine Einstellung durch diese vier von Hand drehbaren Steuerwellen. Bei der Entwicklung einer Rechenschaltung zum Einstellen des optischen Systems der Baurat 11 nach der Erfindung kann man jedes dieser Potentiometer durch einen festen Widerstand ersetzen.
Der m2-Stellmotor der F i g. 22b löst die folgende Gleichung Die an der Klemme 704 zur Verfügung stehende Spannung wird mit sin 2 ß multipliziert, was mittels eines Auflösers R-1101 geschieht. Die sich ergebende Spannung wird dem Eingang des m2-Stellmotors über den Addierwiderstand R-1102 zugeführt. Die an der Klemme 705 zur Verfügung stehende Spannung wird mit Hilfe eines Potentiometers R-1103 mit cos 2 ß multipliziert, und das Ergebnis wird dem Eingang des m2-Stellmotors über den Widerstand R-1104 zugeführt. Wie ersichtlich, stellen diese drei Spannungen die rechte Seite der obigen Gleichung dar. Eine der linken Seite der Gleichung (54) entsprechende Spannung wird in bekannter Weise durch Potentiometer R-1105, R-1106 und R-1107 abgeleitet und dem Eingang des m2-Stellmotors über einen Addierwiderstand R-1108 zugeführt. Wie ersichtlich, läuft der m2-Stellmotor jeweils in eine Winkelstellung, in welcher die seinem Eingang zugeführte Steuerspannung zu Null wird. Wenn das der Fall ist, nimmt die Welle des Motors eine Winkelstellung ein, die einen Maßstab für m2 liefert, d. h. für die erforderliche Verzerrungskraft des zweiten anamorphischen Aggregats. Der m2-Stellmotor kann mechanisch so angeschlossen werden, daß er die Arme mehrerer Potentiometer einstellt und außerdem das Ritze15131 antreibt, durch welches das zweite anamorphische Aggregat eingestellt wird. Jeder Begriff der Gleichung (54) stellt entweder eine unabhängige, veränderliche Eingangsgröße d, h, oder h2 dar oder eine bekannte Größe ß oder 0. Daher hängen die der Einstellung des m2-Stellmotors dienenden Eingangs-Spannungen in keiner Weise von der Gleichgewichtslage der anderen Stellmotoren der F i g. 22b ab.
Der m,-Stellmotor der F i g. 22b löst die Gleichung (50). Eine dem Nenner der rechten Seite der Gleichung (50) entsprechende Spannung wird mittels eines Potentiometers R-1109 bis R-1115 und des Summierverstärkers U-1101 abgeleitet. Diese Spannung wird mit sing 0 multipliziert. Das geschieht mittels der Auflöser R-1116 und R-1117. Die sich ergebende Spannung wird dem Eingang des m,-Stellmotors über den Addierwiderstand R-1118 zugeführt. An diesen Eingang sind ferner Addierwiderstände R-1119 und R-1120 angeschlossen, denen Spannungen entsprechend dem Zähler der Gleichung (50) zugeführt werden. Daher dreht sich der m,- Stellmotor bis in eine Winkelstellung, die ein Maßstab für die erforderliche Vergrößerungskraft m, des ersten anamorphischen Aggregats ist. Obgleich die Eingangsspannungen des m,-Stellmotors von dem Gleichgewichtszustand des m2-Stellmotors abhängig sind, sind die m2-Eingangsspannungen unabhängig von der m,-Eingangsspannung, so daß sich die beiden Stellmotoren mit den üblichen Hilfsmitteln stabilisieren lassen. Die Welle des m,-Stellmotors ist mit den Armen mehrerer Potentiometer verbunden (vergleiche F i g. 22b) und treibt außerdem das Ritzel 3130 an, wodurch die Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats, (F i g. 18) eingestellt wird.
Der Po-Stellmotor der F i g. 22b löst die Gleichung (52). Seine Eingangsspannung wird von den Klemmen 1102 und 1103 und den Potentiometern R-1121 bis R-1124 geliefert. Die dem Po-Stellmotor zugeführten Eingangsspannungen hängen daher von dem Gleichgewichtszustand der mi und m2 Stellmotoren ab. Da aber diese beiden die Zerrkraft einstellenden Motoren nicht vom Gleichgewichtszustand des Po-Stellmotors abhängen, läßt sich dieser mit Hilfe der üblichen Mittel stabilisieren. Die Welle des Po-Stellmotors dient zur Einstellung der wirksamen Gesamtbrennweite des in F i g. 18 gezeigten Systems mit Hilfe des Ritzels 5115, wodurch die gewünschte sphärische Vergrößerung bestimmt wird. Die in F i g. 22b dargestellte Rechenschaltung eignet sich also zur Einstellung des optischen Systems der Bauart 1I, wie sie in F i g. 18 dargestellt ist. Dieses optische System liefert zwei primitive Umwandlungen und eine sphärische Vergrößerung, wie es zum Vortäuschen einer Wanderung des Blickpunktes erforderlich ist. Gewünschtenfalls kann noch ein 2-Stellmotor, der nicht näher gezeigt ist, vorgesehen und durch eine entsprechende Ergänzung der Rechenschaltung gesteuert werden, um die Gegendrehung des Bildes durchzuführen. Der o-Stellmotor läßt sich an die Eingangsklemmen in dergleichen Weise anschließen, wie es mit Bezug auf F i g. 22a erläutert wurde.
F i g. 22c veranschaulicht eine elektrische Rechenschaltung, die sich zur selbsttätigen Einstellung des optischen Systems der Bauart III nach der Erfindung eignet. Ebenso wie bei der Schaltung der F i g. 22b werden bei derjenigen der F i g. 22c als Eingangsspannungen Funktionen der unabhängigen Veränderlichen d, hl, h2 eingeführt. welche die gewünschte Verlagerung des Blickpunktes festlegen. Diese Spannungen lassen sich in der in F i g. 21 gezeigten Weise durch elektrische Analogieschaltungen ableiten. Bei der Bauart III des optischen Systems nach der Erfindung hat das erste anamorphische Aggregat eine unveränderliche Winkelstellung und das zweite anamorphische Aggregat eine unveränderliche Zerrkraft. Die Größen ß und m2 sind also konstant. Sie lassen sich mit Hilfe von Steuerknöpfen einstellen, durch welche Wellen 1201 und 1202 auf die Winkel ß und 2ß und die Welle 1203 auf den gewünschten Wert m2 der Zerrkraft des zweiten anamorphischen Aggregats eingestellt werden. Soll die Schaltung nach F i g. 22c immer nur in Verbindung mit ein und demselben optischen System zur Verwendung gelangen, dann lassen sich die beiden Wellen 1201 und 1202 durch feste Widerstände ersetzen, die dem Einstellwinkel des ersten und der Zerrkraft des zweiten anamorphischen Aggregats entsprechen. Der 0-Stellmotor der F i g. 22 c löst die Gleichung (54). Da diese Gleichung lediglich ß und m2 enthaltende Begriffe außer den beiden unabhängigen, veränderlichen Eingangsfunktionen enthält, ist der Gleichgewichtszustand des 0-Stellmotors völlig unabhängig von dem Gleichgewichtszustand jedes der anderen Motoren der F i g. 22c. Die Welle des 0-Stellmotors dient zur Einstellung der Arme mehrerer Potentiometer sowie zum Antrieb des Ritzels 5121, welches das zweite anamorphische Aggregat um die Achse des ersten dreht und dadurch auf den richtigen Winkel einstellt.
Der ml-Stellmotor löst die Gleichung (50). Seine Eingangsspannungen werden in der oben erläuterten Weise abgeleitet. Die Welle des ml-Stellmotors der F i g. 22c kann dazu benutzt werden, das Ritzel 5130 anzutreiben, welches die Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats der F i g. 19 einstellt.
Der P,-Stellmotor der F i g. 22c löst die Gleichung (52). Seine Welle wird so angetrieben, daß sie über Ritzel 5115 der F i g. 13 das sphärische Linsensystem auf die erforderliche Vergrößerungskraft Po einstellt. Ein nicht näher dargestellter e-Stellmotor kann schließlich angeschlossen werden, um das Objekt gegenüber dem Apparat der F i g. 19 zu verstellen, falls die den Horizont darstellenden Linien der einander folgenden Bilder parallel zueinander verbleiben sollen. Wie man einen solchen p-Stellmotor anschließen müßte, ist mit Bezug auf F i g. 22a bereits erläutert worden.
Die F i g. 22d zeigt schematisch eine Rechenschaltung zur selbsttätigen Einstellung eines optischen Systems der Bauart IV der Erfindung. Wie bei den Schaltungen der F i g. 22b und 22c werden dabei Eingangsspannungen verwendet, welche Funktionen der unabhängigen Veränderlichen d, hl und h2 sind. Diese Spannungen können in der in F i g. 21 gezeigten Weise mit Hilfe der üblichen Analogie-Rechenschaltungen abgeleitet werden. Da bei dem optischen System der Bauart IV das erste anamorphische Aggregat eine unveränderliche Zerrkraft und das zweite anamorphische Aggregat einen unveränderlichen Einstellwinkel gegenüber dem ersten Aggregat hat, sind die Steuerwellen 1301 und 1302 von Hand einstellbar. Diese Wellen könnten durch feste Widerstände ersetzt werden, falls die in F i g. 22d gezeigte Rechenschaltung nur für ein einziges optisches System bestimmt ist, bei welchem die Zerrkraft des ersten und die Winkeleinstellung des zweiten anamorphischen Aggregats feststehen. Der m2-Stealmotor der F i g. 22d löst die Gleichung (50). Da diese Gleichung keine von ß oder Po abhängigen Begriffe enthält, ist der m2-Stellmotor der F i g. 22d nicht von dem Gleiebgewichtszustand der ß- oder Pö Stellmotoren der F i g. 22d abhängig und läßt sich daher auf dem üblichen Wege Xa.bilisieren. Der ß-Stellmotor der F i g. 22 d löst die Gleichung (54), und der Po-Stellmotor der F i g. 22d löst die Gleichung (52). Jeder dieser beiden Stellmotoren ist in der aus F i g. 22d ersichtlichen Weise geschaltet. Wie er wirkt, bedarf wohl keiner näheren Erläuterung. Im Bedarfsfalle kann noch ein p-Stellmotor der Schaltung der F i g. 22d hinzugefügt werden.
In F i g. 22e ist eine Ausführungsform einer Rechenschaltung dargestellt, die zur Einstellung eines die Erfindung verkörpernden optischen Systems dienen kann, bei welcher zwei anamorphische Aggregate von veränderlicher Zerrkraft und ein sphärisches Vergrößerungssystem zur Verwendung gelangen und bei welcher eine willkürlich einschränkende Bedingung erfüllt ist. Diese Bedingung besteht darin, daß ml = m2 sein soll. Die Zerrkräfte der beiden anamorphischen Aggregate bleiben also jeweils einander gleich, wenn sie verstellt werden. Bei Verwendung eines solchen optischen Systems genügt ein einziger Stellmotor zum Einstellen der Zerrkraft der beiden anamorphischen Aggregate. Die Erfüllung der willkürlichen Bedingung erfordert freilich, daß von den fünf Steuergrößen eine weitere veränderlich gestaltet wird. Man kann daher die Bauart XII der F i g. 22e als eine Abart der Bauart II (ß und 0 konstant) auffassen. Die Abwandlung besteht darin, daß 0, der Winkel des zweiten anamorphischen Aggregats, veränderlich gemacht ist, um die zusätzliche Bedingung zu erfüllen. Die Bauart XII läßt sich aber auch aus der Bauart III ableiten, bei welcher ß und m2 konstant sind. Die Abwandlung besteht darin, daß m2, d. h. die Zerrkraft des zweiten anamorphischen Aggregats, zur Erfüllung der zusätzlichen Bedingung veränderlich gemacht ist. In F i g. 22 e bleibt der Winkel ß konstant, der die Winkeleinstellung des ersten anamorphischen Aggregats ausdrückt. Im vorliegenden Falle ist angenommen, daß sich dieser Winkel auf 0° beläuft. Das bedeutet also, daß die Achse der Verzerrung des ersten Aggregats stets lotrecht gegenüber dem ursprünglichen Bild verbleibt. Indessen könnte der Winkel ß auch jeden anderen Wert als Null haben. Setzt man ihn gleich Null, so vereinfachen sich die zu lösenden Gleichungen jedoch. Wird die zusätzliche Bedingung in, = m2 in die Gleichungen (41) bis (49) übernommen, wobei ß gleich Null gesetzt wird, so ergeben sich die folgenden neuen Gleichungen Beseitigt man die Brüche in den obigen Gleichungen, so ergibt sich m12 (h12 - hl h2) = - d122 ._ d2, (54) Wie ersichtlich, drückt die Gleichung (54) die erforderliche Zerrkraft des ersten und damit auch des zweiten anamorphischen Systems in Abhängigkeit von den veränderlichen Eingangsgrößen hl, h2 und d aus. Ein auf die Größe m, = m2 eingestellter Stellmotor ist in F i g. 22e durch ein Rechteck angedeutet. Dieser Stellmotor löst die Gleichung (54). Seine Ausgangswelle dient daher zur Einstellung der Zerrkraft des ersten und des zweiten anamorphischen Aggregats. Spannungen, die ein Maßstab für die unabhängigen, veränderlichen Eingangsgrößen sind, lassen sich durch eine Apparatur ableiten, wie sie in F i g. 21 gezeigt ist, und über Addierwiderstände R-1427 und R-1428 einem Addierverstärker U-1401 zuführen. Dieser liefert dann eine Ausgangsspannung, welche der in dem eingeklammerten Begriff auf der linken Seite der Gleichung (54) entspricht. Diese Größe wird mit Hilfe von Potentiometern R-1401 und R-1402 mit m12 multipliziert. Die Arme dieser Potentiometer werden durch den m,- und den m2-Stellmotor eingestellt, so daß eine der linken Seite der Gleichung (54) proportionale Eingangsspannung über einen Addierwiderstand R-1403 der Eingangsseite des Motors zugeführt wird. Mit Hilfe einer Apparatur, die derjenigen der F i g. 21 entspricht, werden unabhängige Eingangsspannungen eingeleitet, die den Begriffen h,lz2, -h,2 und -d2 proportional sind. Diese werden einem Addierverstärker U-1402 zugeführt. Dieser liefert eine Eingangsspannung, die dem Stellmotor über einen Addierwiderstand R-1404 zugeführt wird und die der rechten Seite der Gleichung (54) entspricht. Der Stellmotor für in, und rn, läuft dann, bis die Eingangsspannungen sich aufheben. Wenn das der Fall ist, ist die Welle des Motors auf einen Winkel eingestellt, welcher für den gesuchten Wert von m, und m2 einen Maßstab bildet. In F i g. 22e ist ein 0-Stellmotor gezeigt, welcher die Gleichung (55) löst. Eine Spannung, die für die Größe einen Maßstab liefert, wird in der in F i g. 21 gezeigten Weise erzeugt und über die Klemme 1104 und den Addierwiderstand R-1405 zugeführt. Spannungen, die den anderen Begriffen auf der rechten Seite der Gleichung (55) proportional sind, werden durch Potentiometer R-1411 und R-1412 abgeleitet und über Potentiometer R-1413 und R-1414 und über Summierverstärker R-1406 und R-1407 zugeführt. Eine Spannung, die der eingeklammerten Größe entspricht, wird dann vom Addierverstärker U-1407 geliefert und mit sing 0 multipliziert. Das geschieht durch Auflösepotentiometer R-1409 und R-1410, welche über den Summierwiderstand R-1408 eine der linken Seite der Gleichung (55) proportionale Eingangsspannung liefern.
Ein Po-Stellmotor ist in der dargestellten Weise angeschlossen, um die Gleichung (52) etwa in derselben Weise zu lösen. wie dies mit Bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde. Die Welle dieses Stellmotors ändert dann die sphärische Vergrößerung des optischen Systems. Die Ausgangswelle der 0-Stellmotors kann die Winkelstellung des zweiten anamorphischen Aggregats gegenüber dem ersten und dem ursprünglichen Bild verstellen. Die Ausgangswelle des ml = m,-Stellmotors ist, wie gezeigt, unmittelbar mit einem Ritze11401 verbunden, durch das die Zeakraft des ersten anamorphischen Aggregats verstellt wird, dessen Winkeleinstellung gegenüber dem ursprünglichen Bild unverändert bleibt. Da sich die Welle nicht unmittelbar verwenden läßt, um die Zerrkraft des zweiten drehbaren anamorphischen Aggregats zu verstellen, wird die gegenseitige Winkelverdrehung ƒ zwischen dem ersten und dem zweiten anamorphischen Aggregat in ein Überlagerungsgerät, etwa ein Differentialgetriebe 1403, eingeführt, so daß die Zerrkraft des zweiten anamorphischen Systems in Abhängigkeit von der Größe m$ eingestellt werden kann.
Bei keiner der in den F i g. 22a bis 22e gezeigten Rechenschaltungen sind also Stellmotoren zu mehreren in Regelkreisen zusammengeschlossen. Daher läßt sich jeder Stellmotor unabhängig von den anderen gegen Pendelerscheinungen mit Hilfe der üblichen Hilfsmittel stabilisieren. Auch zeigt jede dieser Figuren, wie man für bestimmte Gleichungen elektrische Analogieschaltungen schaffen kann, um die Größen m,, m2, ß, O und Po durch die Wellen von Stellmotoren darzustellen, wenn manche Größen unbekannt sind. Ist es erwünscht, das projizierte Bild durch Drehung zu korrigieren, so muß jede der Rechenschaltungen durch einen o-Stellmotor ergänzt werden, der nicht dargestellt ist. Da die Größen m,, 1r12, Po und 4 durch die Wellen der Stellmotoren wiedergegeben werden, ist es klar, wie man die ")-Stellmotoren angeschlossen hat, z. B. durch Lösen der Gleichung (53) in genau derselben Weise, wie es beim -)-Stellmotor der F i g. 22a geschehen war.
Wie bereits erwähnt, wird das Rechengerät zur selbsttätigen Auflösung der Gleichungen als Analogieschaltung in bekannter Weise ausgebildet. Bei jedem der dargestellten und oben beschriebenen Stellmotoren kann es sich um die üblichen Bauarten handeln, die in großem Umfang in der Luftfahrt, Schiffahrt, bei Kommandogeräten für Schußwaffen und bei Bodengeräten zum Ausbilden von Flugschülern Verwendung finden. Die Schaltung und deren Elemente lasscn sich sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrom aujbilden. Gewünschtenfalls kann man zum Auflösen der Gleichungen auch mit Zählwerken arbeitende Rechengeräte benutzen. Jeder Stellmotor kann zum Zwecke der Stabilisierung gegen Pendelerscheinungen mit einem Tachometergenerator versehen sein, der die Rückführung speist. Außerdem gehören zu ,jedem Stellmotor in der üblichen Weise ein Untersetzungsgetriebe und mechanische oder elektrische Begrenzungen sowie weitere bekannte Einzelheiten. Viele der Umkehrung des Vorzeichens und der Abpufferung dienende Verstärker sind der Klarheit der Darstellung halber fortgelassen worden. Auf löser sind der Bequemlichkeit halber als einfache Potentiometer dargestellt. Die gebräuchlichen rückgekoppelten Verstärker sind als Summiereinrichtungen wiedergegeben. Wer jedoch Analogie-Rechenschaltungen kennt, ist sich darüber klar, daß Parallel- oder Reihenaddition verwendet werden kann. Er erkennt ferner, daß die elektrischen Elemente weitgehend durch hydraulische und pneumatische Äquivalente ersetzt werden können oder auch durch Zählwerksrechengeräte.
In F i g. 23 ist eine beispielsweise Ausgestaltung eines Teils einer Rechenschaltung wiedergegeben, die für das in F i g. 20 dargestellte optische System bestimmt ist. Von Hand einstellbare Steuerknöpfe 1000, 1001 und 1002 dienen zur Einführung der unabhängigen, veränderlichen Größen, welche die gewünschte Verschiebung des perspektivischen Blickpunktes angeben. Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung treten an die Stelle dieser Steuerknöpfe selbstätig gesteuerte Stellmotoren. Die Rechenschaltung der F i g. 23 leitet nun aus den in sie eingeführten unabhängigen, veränderlichen Größen eine Reihe von Ausgangsspannungen ab, welche verschiedene Funktionen dieser Größen darstellen und von den in F i g. 23 rechts gezichneten Klemmen abgenommen werden können, um die verschiedenen in den F i g. 24a bis 24d gezeigten Steuerungen zu betätigen. Der Steuerknopf 4000 kann auf die Höhe hl des ursprünglichen Blickpunktes, in dessen Ebene gemessen, eingestellt werden. Der Steuerknopf 4001 kann auf die Höhe h2 eingestellt werden, bis zu welcher der perspektivische Blickpunkt verschoben werden soll, wobei die Messung der Höhe ha in derselben Ebene erfolgt wie diejenige der Höhe hl. An dem Steuerknopf 4002 kann man die gewünschte seitliche Verschiebung des perspektivischen Blickpunktes einstellen. Auch diese wird wiederum in derselben Ebene gemessen. Ein Potentiometer R-4001 wird vom Netz der Rechenschaltung aus mit einer gleichbleibenden Spannung erregt. Sein Gleitkontaktarm wird durch den Kopf 4000 eingestellt und greift eine Eingangsspannung ab, die der Höhe hl verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird über den Widerstand R-4004 dem Verstärker G'-4001 zugeführt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers, welche der Höhe --hl entspricht, wird der Klemme 4003 zugeführt. Außerdem wird sie einem Verstärker U-4010 zugeführt, um das umgekehrte Vorzeichen zu erhalten, und alsdann der Klemme 4004 zugeleitet. In entsprechender Weise werden durch Potentiometer F.-4005, Verstärker U-4002 und l ,m4012 Spannungen entwickelt, die den Größen -h2 und +h2 entsprechen, und den Klemmen 4008 und 4010 zugeführt.
Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-4001, die der Größe -hl entspricht, erregt ein Potentiometer R-4002, dessen Arm seine Einstellung durch den Knopf 4000 erfährt und daher eine Spannung von der Größe -h12 abgreift. Diese Spannung wird einem Addierverstärker U-4006 zugeführt und außerdem durch einen Verstärker U-4017 hinsichtlich des Vorzeichens umgekehrt und über einen Addierwiderstand R-4023 einem Addierverstärker U-4008 zugeleitet. In ähnlicher Weise wird durch ein Potentiometer R-4006 eine Spannung abgeleitet, die der Größe -h,2 entspricht, und über einen Addierwiderstand R-4035 einem Verstärker U-4006 zugeführt. Mit Hilfe von Potentiometern R-4007 und R-4008 wird eine Spannung abgeleitet, die der Größe +d2 entspricht. Durch einen Verstärker U-4007- wird das Vorzeichen dieser Spannung umgekehrt, und dann wird die Spannung über einen Widerstand R-4036 dem Verstärker U-4004 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-4006 entspricht also der Summe der verschiedenen Eingangsspannungen. Durch ein Potentiometer R-4010 wird diese Spannung mit hl modifiziert und dann durch ein weiteres Potentiometer R-4020 mit h2 modifiziert. Die so gewonnene Spannung wird zum Eingang des Verstärkers U-4006 über einen Rückkopplungswiderstand R-4037 zurückgeführt. Wer mit Analogie-Rechenschaltungen vertraut ist, ersieht, daß auf diese Weise am Verstärker U-4006 eine Ausgangsspannung erzeugt wird, welche der Modifikation der addierten Eingangsspannungen mit hl und h., dividiert durch hl - h 2, entspricht, also der Größe - . Das Vorzeichen dieser Spannung wird durch einen Verstärker U-4011 umgekehrt und der Klemme 4005 zugeführt. In ähnlicher Weise wird durch einen Verstärker U-4008 eine Auseangsspannung geliefert, die dem Begriff verhältnisgleich ist und den Klemmen 4011 und 4012 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-4001, die sich auf -hl beläuft und dem Verstärker U-4005 zugeführt wird, wird mit Hilfe eines Potentiometers R-4015 durch h2 dividiert und liefert an der Klemme 4009 eine Ausgangsspannung, die sich auf beläuft. In entsprechender Weise wird die Ausgangsspannung -h. des Verstärkers U-4002 mit Hilfe eines Verstärkers U-4004 und eines Potentiometers R-4003 durch hl dividiert und dann mit entgegengesetztem Vorzeichen den Klemmen 4015 und 4007 zugeleitet. In ähnlicher Weise werden Spannungen entsprechend den Größen abgeleitet und mit verschiedenen Vorzeichen den Klemmen 4013, 4014 und 4016 zugeführt. Jeder der in F i g. 23 gezeigten Verstärker kann ein rückgekoppelter Verstärker sein, wie er bei Analogie-Rechenschaltungen üblicherweise verwendet wird.
Die in den F i g. 24a bis 24d dargestellten Steuergeräte zur Einstellung der verschiedenen optischen Systeme nach der Erfindung haben je Einrichtungen zur Einstellung der Größe Po, d. h. der sphärischen Vergrößerung, von Hand. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, von Hand den willkürlich gewählten, gleichbleibenden Wert entweder der Zerrkraft oder der Winkelstellung eines der anamorphischen Aggregate einzustellen. Auch in diesem Falle gilt es, daß, wenn ein Steuergerät nur für ein und dasselbe optische System bestimmt ist, bei welchem eine Änderung der sphärischen Vergrößerung oder anderer von Hand einstellbarer Größen entfällt, dann die betreffenden Potentiometer oder Auflöser nicht von Hand einstellbar zu sein brauchen, sondern durch feste Widerstände ersetzt werden können. Weiter ist grundsätzlich festzustellen, daß sich für Systeme, bei denen fl und C) gleichbleiben, die Gleichungen erheblich vereinfachen, wenn die Winkel ß oder 0 sich auf 0`, 90°, 180° oder 270° belaufen. Denn dann werden viele Begriffe der Gleichungen zu 0 oder 1, so daß zur elektrischen Analogiedarstellung dieser Begriffe weniger Schaltelemente erforderlich sind. Freilich sind der Willkür bei der Wahl dieser Winkel bestimmte Grenzen gesetzt. Wenn man die Gleichungen prüft oder am besten deren graphische Darstellung überprüft, werden diese Grenzen sofort klar. Bei dem System der Bauart VII, bei welcher t7, der Einstellwinkel des zweiten anamorphischen Aggregats, konstant bleibt, darf der Wert von O nicht mit 0° oder I80° gewählt werden, weil sonst die beiden anamorphischen Aggregate das Bild in derselben Richtung verzerren würden und daher nicht in der Lage wären, die Höhe des Bildes und die Scherverzerrung unabhängig zu bestimmen, wie es erforderlich ist, wenn eine Wanderung des Blickpunktes in einem bestimmten Bereich vorgetäuscht werden soll. Entsprechendes gilt für den Winkel ß, den Einstellwinkel des ersten anamorphischen Aggregats. Auch dieser darf bei dem optischen System der Bauart VIII nicht mit 0° oder 180` gewählt werden, wenn der Blickpunkt stetig wandern soll. Bei optischen Systemen der Bauarten IX und X, bei denen m2 oder m,, d. h. die Zeakraft eines der anamorphischen Aggregate, konstant gehalten wird, darf diese Zerrkraft sich nicht auf 1 belaufen, weil dann keine Verzerrung des Bildes eintritt. Bei dem optischen System der Bauart X1, bei welchem die Zerrkräfte der beiden anamorphischen Aggregate zwar veränderlich, aber gleich groß sind, besteht das Erfordernis, daß die Größe Po nicht gleich 1 sein darf, sofern eine Verschiebung des Blickpunktes dicht am ursprünglichen Blickpunkt vorzutäuschen ist. Die Gleichungen (50) bis (53) können in Abhängigkeit von der seitlichen Verlagerung d und von der Höhe h$ des Blickpunktes graphisch aufgetragen werden und liefern dann Kurvenscharen ähnlich den F i g. 11 und 16. Dabei legt man eine bestimmte Lage des ursprünglichen Blickpunktes h, zugrunde, ferner einen bestimmten Wert für die konstant zu haltende Steuergröße. Man trägt dann verschiedene Werte der drei Veränderlichen in die Gleichungen ein. An Hand solcher graphischen Darstellungen kann man die kennzeichnenden Eigenschaften eines besonderen optischen Systems nach der Erfindung leicht verstehen.
F i g. 24a veranschaulicht nun eine elektrische Rechenschaltung, die zur Steuerung des optischen Systems der Bauart VII gemäß F i g. 20d dient. Bei diesem System sind die Zerrkräfte der beiden anamorphischen Aggregate und die Winkeleinstellung ß des ersten Aggregats gegenüber dem ursprünglichen Bild veränderlich, während die Winkelstellung O des zweiten gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat konstant ist und auch die sphärische Vergrößerung Po des Systems gleichbleibt. Den Steuerknopf 4101 stellt man auf den konstanten Wert des Winkels 4 ein. Der m2-Stellmotor, der schematisch durch ein Rechteck angedeutet ist, erhält Eingangsspannungen, die verschiedene Funktionen der unabhängigen Veränderlichen h,, h2 und d darstellen sowie Funktionen der konstanten Größen sind. Löst man die Gleichung (52) nach m, auf und setzt man das Ergebnis in die Gleichung (50) ein, so erhält man die folgende Gleichung, die durch den in,-Stellmotor gelöst wird Die dem Begriff verhältnisgleiche Spannung an der Klemme 4009 wird zweimal mit Po multipliziert. Diesem Zweck dienen Potentiometer R-4128 und R-4129. Die sich ergebende Spannung entspricht daher der Größe . Diese Spannung wird dem Eingang des m2 Stellmotors über den Addierwiderstand R-4105 zugeführt. Die dem Begriff verhältnisgleiche Spannung wird mittels eines Verstärkers U-4108 sowie mittels zweier Potentiometer R-4130 und R-4131 durch Poz dividiert und über einen Addierwiderstand R-4106 dem m2-Stellmotor zugeführt. Von der Klemme 4006 aus wird über einen Addierwiderstand R-4108 dem Eingang des m2-Stellmotors eine Spannung zugeführt, welche dem restlichen Begriff auf der rechten Seite der obigen Gleichung entspricht. Die den Begriffen entsprechenden Spannungen werden ferner unmittelbar als Eingangsgröße dem Addierverstärker U-4105 zugeführt. Die dem Begriff entsprechende Spannung wird durch m2' dividiert. Zu diesem Zweck dienen Potentiometer R-4112 und R-4113 und ein Verstärker U-4109. Die sich ergebende Spannung wird einem Verstärker U-4105 zugeführt. Die dem Begriff entsprechende Spannung wird mit m,2 multipliziert, und zwar mit Hilfe von Potentiometern R-4109 und R-4110, und dann dem Verstärker U-4105 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Addierverstärkers U-4105 ist dem eingeklammerten Begriff der obigen Gleichung verhältnisgleich. Diese Spannung wird mit sing 0 multipliziert. Diesem Zweck dienen Auflöser R-4101 und R-4102. Die sich ergebende Spannung wird dem Eingang des m,-Stellmotors über einen Addierverstärker R-4107 zugeführt. Da die dem m2-Stellmotor zugeführten Spannungen sich nur dann gegenseitig aufheben, wenn die Potentiometer R-4109, R-4110 und R-4112 und R-4113 auf eine der Größe m' entsprechende Winkellage eingestellt sind, läuft der m,-Stellmotor jeweils selbsttätig bis in diese Winkellage, so daß seine Welle fortlaufend durch ihre Winkeleinstellung den Wert m2 verkörpert, d. h. die Ausgangsgröße für die Änderung der Zerrkraft des zweiten anamorphischen Systems. Die Welle wirkt also auf das Ritzel 7121 (F i g. 20d).
Der m,-Stellmotor der F i g. 24a löst die Gleichung (52). Zu diesem Zweck wird die gemäß F i g. 23 abgeleitete, dem Begriff -h, entsprechende Spannung dem Eingang des ml-Stellmotors über die Klemme 4008 und den Addierverstärker R-4123 zugeführt. Eine der Größe hl verhältnisgleiche, an , der Klemme 4004 liegende Spannung wird mittels Potentiometer R-4132 und R-4133 mit Pol multipliziert und dann mittels eines Potentiometers R-4125 mit ml weitermultipliziert, schließlich durch ein Potentiometer R-4116 mit m2 multipliziert und alsdann dem Eingang des ml-Stellmotors über einen Addierverstärker R-4124 zugeleitet. Da die dem ml-Stetlmotor zugeführten Spannungen sich nur dann gegenseitig aufheben, wenn das Potentiometer R-4125 auf eine der Größe ml entsprechende Winkellage eingestellt ist, wirkt der m,-Stellmotor in der Weise, daß er ständig seine Welle entsprechend der Größe ml einstellt und somit zum Antrieb des Ritzels 7111 benutzt werden kann, um dadurch die Zerrkraft ml des ersten anamorphischen Aggregats laufend richtig einzustellen.
Derß-Stellmotorder F i g. 24a löst die Gleichung (51a), die ebenso wie die Gleichung (50) aus der Gleichung (53) abgeleitet werden kann und wie folgt lautet: Zu diesem Zweck werden mit dem richtigen Vorzeichen versehene, den Größen rn» und proportionale Spannungen durch Potentiometer R-4117 und R-4118 abgeleitet und im Verstärker U-4111 addiert. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-4111 wird mit sin 2 0 multipliziert. Diesem Zweck dient ein Auflöser R-4103. Es entsteht eine Spannung, die der linken Seite der Gleichung (51 a) verhältnisgleich ist und dem ß-Stellmotor über einen Addierwiderstand R-4134 zugeführt wird. Die Welle des Auflösers R-4103 wird durch den Steuerknopf 4101 und ein Übersetzungsgetriebe 4103 mit dem Übersetzungsverhältnis 1:2 jeweils auf den Winkel 2 0 eingestellt. Die der rechten Seite der Gleichung (51 a) verhältnisgleichen Spannungen werden dadurch abgeleitet, daß Spannungen, die einen Maßstab für die entsprechenden Funktionen der unabhängigen Veränderlichen darstellen, über die Klemmen 4011 und 4013 abgeleitet werden und dann eine Modifizierung mit sin 2 ß und cos 2 ß erfahren, wozu die Auflöser R-4137 und R-4138 dienen, deren Arme durch die Ausgangswelle des ß-Stellmotors über ein Getriebe 4104 mit dem Übersetzungsverhältnis 1: 2 eingestellt werden. Der ß-Stellmotor liefert eine Ausgangsgröße in Gestalt der Winkelstellung seiner Welle, die zum Einstellen des ersten anamorphischen Aggregats auf den Winkel ß gegenüber dem ursprünglichen Bild dient. Zu diesem Zweck treibt die Welle das Ritzel 7105 an. Eine elektrische Rechenschaltung für die selbsttätige Einstellung des in F i g. 20c dargestellten optischen Systems der Bauart 11 nach der Erfindung sei nunmehr mit Bezug auf F i g. 24b erläutert. Bei diesem optischen System sind die Zerrkräfte der beiden anarnorphischen Aggregate veränderlich, und es wird auch die gegenseitige Winkeleinstellung 0 dieser beiden Aggregate zueinander verstellt. Die Winkeleinstellung des ersten anamorphischen Aggregats gegenüber dem ursprünglichen Bild sowie die sphärische Vergrößerung des Systems bleiben konstant.
Auf diese sphärische Vergrößerung des optischen Systems wird ein Po-Steuerknopf 4203 von Hand eingestellt. Er stellt Potentiometer R-4201, R-4202, R-4203, R-4204, R-4205 und R-4206 ein. Ein weiterer Steuerknopf 4204, der auf den Winkel ß eingestellt wird, treibt über ein Getriebe 4201 die Wellen von Auflösern R-4231, R-4234, R-4236 und R-4237 an und stellt diese auf die Winkel 2 ß ein. Das Getriebe 4201 kann fortfallen, wenn die Teilung, mit deren Hilfe man den Knopf 4204 einstellt, mit 2 ß geeicht ist. Der ml-Stellmotor der F i g. 24b erhält Eingangsspannungen, welche einen Maßstab für Funktionen der'unabhängigen Veränderlichen hl, h2 und d und der gleichbleibenden Einstellung der Steuerknöpfe 4203 und 4204 darstellen. Dadurch wird die folgende Gleichung gelöst, die sich ergibt, wenn man gleichzeitig die Gleichungen (36) bis (39) oder (41) bis (49) auflöst. Multipliziert man beide Seiten dieser Gleichung mit (1 - m12), so erhält man: Eine Spannung, die dem ersten Begriff auf der rechten Seite der Gleichung (51 c) proportional ist, wird dadurch abgeleitet, daß die an der Klemme 4006 liegende Spannung unmittelbar über den Addierwiderstand R-4211 dem Eingang des ml-Stellmotors zugeführt wird und daß die gleiche Spannung, aber mit m12 modifiziert, durch Potentiometer R-4215 und R-4216 über den Widerstand R-4217 dem Eingang des ml-Stellmotors zugeführt wird. Der zweite Begriff auf der rechten Seite der Gleichung (51 c) wird in Gestalt einer Spannung in der Weise dargestellt, daß die an der Klemme 4009 liegende, der Größe entsprechende Spannung mit Pol modifiziert wird. Das geschieht mit Hilfe von Potentiometern R-4201 und R-4202. Die Spannung wird weiter mit m12 modifiziert, und zwar mittels der Potentiometer R-4218 und R-4219. Dadurch ergibt sich eine Spannung, die dem Eingang des ml-Stellmotors über einen Addierwiderstand R-4220 zugeführt wird. Der dritte Begriff auf der rechten Seite der Gleichung wird dadurch in Gestalt einer Spannung abgeleitet, daß die an der Klemme 4015 liegende Spannung mit Hilfe von Potentiometern R-4203 und R-4204 und mit Hilfe eines Verstärkers U-4201 durch Pol dividiert wird. Die so gewonnene Spannung wird über den Addierwiderstand R-4210 zugeleitet. Der eingeklammerte Begriff auf der linken Seite der Gleichung (51 c) wird in Gestatt einer Spannung dadurch gewonnen, daß die von der Klemme 4013 abgenommene Eingangsspannung mit sin 2 ß modifiziert wird, wozu ein Auflöser R-4234 dient. Weiter wird die Eingangsspannung von der Klemme 4012 mit cos 2 ß modifiziert, wozu ein Auflöser R-4231 dient. Die beiden so gewonnenen modifizierten Spannungen werden in einem Addierverstärker U-4203 zusammengefaßt. Die vom Verstärker U-4203 gelieferte Ausgangsspannung stellt dann die eingeklammerte Größe dar. Diese wird mit (1 - m2) multipliziert und dann dem m,-Stellmotor zugeführt, und zwar über einen Addierverstärker R-4209. Außerdem wird die Ausgangsspannung des Verstärkers U-4203 mittelbar über einen Addierverstärker R-4214 angeschlossen, nachdem sie zuvor mit m12 durch Potentiometer R-4212 und R-4213 multipliziert und hinsichtlich des Vorzeichens durch einen Verstärker U-4202 umgekehrt worden ist. Da sich die dem m,-Stellmotor zugeführten Eingangsspannungen nur dann aufheben, wenn die mit der Ausgangswelle verbundenen Potentiometerarme der Größe ml entsprechend eingestellt sind, läuft die Welle stets selbsttätig in diese Winkelstellung. Sie treibt das Ritzet 7111 der F i g. 20c an, um dadurch laufend die Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats einzustellen.
Der m,-Stellmotor der F i g. 24b löst die Gleichung (52). Zu diesem Zweck wird eine der Größe hl entsprechende Spannung von der Klemme 4004 abgenommen und mit Pol multipliziert. Diesem Zweck dienen Potentiometer R-4205 und R-4206. Dann erfolgt eine weitere Multiplikation der Spannung mit ml mittels eines Potentiometers R-4221, dann mit m$ mittels eines Potentiometers R-4222. Die sich ergebende Spannung wird über den Addierwiderstand R-4223 dem Eingang des m2-Stellmotors zugeführt. Dieser stellt sich laufend in eine Winkelstellung ein, in der sich diese Spannung und die von der Klemme 4008 abgenommene und über den Addierwiderstand R-4224 zugeführte, der Größe -h2 entsprechende Spannung aufheben. Die Einstellung des Potentiometers R-4222 erfolgt dabei durch den m2-Stellmotor, der in F i g. 20c mit M-200 bezeichnet ist. Die Ausgangswelle des Motors dient zum Einstellen der Zerrkraft des zweiten anamorphischen Aggregats auf den erforderlichen Wert über ein Ritzet 7121.
Der 0-Stellmotor der F i g. 24b löst die Gleichung (51 a). Mittels des Potentiometers R-4226 wird eine Spannung abgeleitet, die der Größe -m2 proportional ist. Diese Spannung und eine der Größe verhältnisgleiche Spannung werden im Verstärker U-4206 addiert, dann durch einen Auflöser R-4241 mit sin 0 multipliziert und über einen Addierwiderstand R-4240 dem Eingang des 0-Quellmotors zugeführt. Spannungen, die den anderen Begriffen der Gleichung (51 a) verhältnisgleich sind, werden dadurch abgeleitet, daß die Eingangsspannung der Klemme 4012 durch einen Auflöser R-4237 mit sin 2 ß modifiziert und daß die Eingangsspannung der Klemme 4013 mittels eines Auflösers R-4236 mit cos 2 ß modifiziert wird. Die modifizierten Spannungen werden über Addierwiderstände R-4238 und R-4239 dem 0-Stellmotor zugeführt, der in F i g. 20c mit M-400 bezeichnet ist. Dieser Motor stellt den Auflöser R-4241 in eine Lage, in der sich die Summe seiner Eingangsspannungen auf ein Mindestmaß beläuft. Diese Lage ist ein Maßstab für die Größe 0. Die Welle dient daher zur Einstellung des zweiten anamorphischen Aggregats des optischen Systems der F i g. 20c auf die gewünschte Winkelstellung.
Eine elektrische Rechenschaltung, die zur fortlaufenden Einstellung des optischen Systems der Bauart X (F i g. 20a) dient, ist schematisch in F i g. 24c wiedergegeben. Bei diesem optischen System bleiben die Zerrkraft m2 des zweiten anamorphischen Aggregats und das sphärische Vergrößerungsverhältnis Po konstant, während die Zerrkraft ml des ersten anamorphischen Systems und die Winkelstellungen beider Systeme durch die Rechenschaltung derart verändert werden, daß die gewünschte Wanderung des perspektivischen Blickpunktes beim Betrachten des projizierten Bildes vorgetäuscht wird. Steuerknöpfe 4307 und 4308 dienen dem Zweck, die Rechenschaltung auf die konstanten Größen einzustellen, nämlich auf die Zerrkraft des zweiten anamorphischen Systems und auf das sphärische Vergrößerungsverhältnis.
Der m,-Stellmotor der F i g. 24c löst die Gleichung (52). Zu diesem Zweck wird die an der Klemme 4004 liegende, der Größe hl proportionale Spannung mit Pol multipliziert, wozu Potentiometer R-4301 und R-4302 dienen. Dann erfolgt eine weitere Multiplikation mit ml mit Hilfe des Potentiometers R-4303. Die sich ergebende Spannung wird über einen Widerstand R-4304 dem Eingang des m,-Stellmotors zugeführt.
Eine von der Klemme 4010 abgenommene, der Größe h2 verhältnisgleiche Spannung wird durch m$ mittels eines Verstärkers U-4301 und eines Potentiometers R-4306 dividiert und über einen Addierverstärker R-4305 dem m,-Stellmotor zugeführt. Dieser, der in F i g. 20a mit M-100 bezeichnet ist, läuft jeweils in eine Winkelstellung, in welcher die Summe seiner Eingangsstellungen ein Mindestmaß hat. Infolgedessen nimmt die Welle des Motors jeweils eine Winkelstellung ein, die der erforderlichen Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats entspricht.
Der 0-Stellmotor der F i g. 24c löst die Gleichung (50). Zu diesem Zweck werden in bekannter Weise Gleichungen abgeleitet, die den Begriffen ml m2 und verhältnisgleich sind, und im Verstärker U-4302 addiert, dann mit sing 0 multipliziert, was durch Auflöser R-4335 und R-4336 geschieht, und schließlich über einen Widerstand R-4330 dem Eingang des 0-Stellmotors zugeführt. Die an der Klemme . 4005 liegende Eingangsspannung wird über einen Widerstand R-4329 und Spannungen von dem richtigen Vorzeichen, die den Größen ml m2 und verhältnisgleich sind, der Eingangsseite des 0-Stellmotors über Addierwiderstände R-4327 und R-4328 zugeführt. Der 0-Stellmotor, bei dem es sich um den Motor M-400 der F i g. 20a handeln kann, läuft dann ständig bis in eine Lage, in der die Summe der Eingangsspannungen ein Mindestmaß bildet. Daher bildet die Winkelstellung seiner Welle einen Maßstab für den Winkel 0, d. h. für den Einstellwinkel des zweiten, im Verhältnis zum ersten anamorphischen Aggregat.
Der ß-Stellmotor der F i g. 24c löst die Gleichung (51 a). Zu diesem Zweck werden durch Potentiometer R-4315 und R-4309 Spannungen abgeleitet, die den Größen -m2 und verhältnisgleich sind. Diese Spannungen werden in dem Verstärker U-4305 addiert, dann durch einen Auflöser R-4337 mit sin 2 0 multipliziert und dann über einen Addierwiderstand R-4338 als Eingangsspannung dem ß-Stellmotor zugeführt. Ferner werden Spannungen, die den anderen Begriffen der Gleichung entsprechen, dadurch abgeleitet, daß die Spannungen an den Klemmen 4011 und 4013 mit sin 2 ß und cos 2 ß multipliziert werden. Das geschieht mit Hilfe von Auflösern R-4339 und R-4340. Dann werden die Spannungen dem Eingang des ß-Stellmotors über Addierwiderstände R-4342 und R-4341 zugeführt. Der ß-Stellmotor dreht die Auflöser R-4339 und R-4340 über das Getriebe 4306 in eine solche Winkelstellung, in welcher seine Eingangsspannungen ein Mindestmaß erreichen. Wenn das der Fall ist, stellt die Winkellage der Welle des ß-Stellmotors einen Maßstab für den Winkel ß dar. Mit diesem Motor wird daher das erste anamorphische Aggregat auf den Winkel ß eingestellt. Gemäß F i g. 20a ist der 0-Stellmotor M-400 derart angeordnet, daß er den Einstellwinkel des zweiten anamorphischen Aggregats gegenüber dem Projektionsgerät oder dem ursprünglichen Bild, nicht aber gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat bestimmt. Um nun zu erreichen, daß bei einer Verstellung des Winkels ß der Winkel 0, d. h. die relative Winkelverstellung der beiden Aggregate, nicht beeinfiußt wird, kann man die Winkelgröße ß dem Winkel 0 überlagern, etwa durch ein Differentialgetriebe 4310. Wenn das geschieht, wird das Ritzel 7119 der F i g. 20a in Wirklichkeit um ein Maß verstellt, das der Größe (ß + (9) statt nur der Größe 0 entspricht.
1n F i g. 24d ist nun eine elektrische Rechenschaltung schematisch dargestellt, die beispielsweise zur fortlaufenden Einstellung des optischen Systems der Bauart IV nach der Erfindung verwendet werden kann, insbesondere des in F i g. 20b gezeigten Systems, bei welchem ml, d. h. die Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats, und Po konstant bleiben, während die Zerrkraft m2 des zweiten Aggregats und die gegenseitige Winkellage 0 der beiden Aggregate zueinander verstellt werden, um die gewünschte Wanderung des Blickpunktes beim Betrachten des projizierten Bildes vorzutäuschen.
Auf die konstanten Werte des optischen Systems, nämlich die sphärische Vergrößerung Po und die Zeakraft ml des ersten Aggregats, werden Steuerknöpfe 4401 und 4402 eingestellt. Der m2-Stellmotor der F i g. 24d löst die Gleichung (52). Die von der Klemme 1010 abgenommene, der Größe h2 entsprechende Spannung wird über einen Widerstand R-1406 dem Eingang des m2-Stellmotors zugeführt und dort durch diesen mit einer Spannung verglichen, die den Wert - hl Pol ml m2 hat. Diese Spannung wird von der Klemme 4003 über Potentiometer R-4401, R-4402, R-4403 und R-4404 abgeleitet. Der m2-Stellmotor, der in F i g. 20b mit M-200 bezeichnet ist, stellt das Potentiometer R-4403 ein und läuft daher jeweils bis in eine Winkelstellung, bei welcher seine Eingangsspannung ein Mindestmaß aufweist. Wenn das der Fall ist, befindet sich seine Welle in einer Winkelstellung, die der Größe m2 entspricht. Mit Hilfe dieser Welle wird daher das Ritzel 7121 angetrieben, welches das zweite anamorphische System auf die gewünschte Zerrkraft m2 einstellt.
Der 0-Stellmotor der F i g. 24d löst die Gleichung (50). Zu diesem Zweck werden in früher erörterter Weise Spannungen abgeleitet, die den Größen ml »i2 und verhältnisgleich sind. Diese Spannungen werden in einem Addierverstärker U-4405 addiert, dann durch Auflöser R-4433 und R-4434 mit sing O multipliziert und schließlich als Eingangsspannung über einen Addierwiderstand R-4435 dem Eingang des 0-Stellmotors zugeführt. Spannungen entsprechenden Vorzeichens, die den Begriffen in, m2 und verhältnisgleich sind, werden im Verstärker U-4407 addiert und dem Eingang des Stellmotors über einen Widerstand R-4432 zugeführt. Weiter wird dem Eingang über einen Widerstand R-4407 die an der Klemme 4006 liegende Spannung zugeführt. Das hat die Wirkung, daß der (9-Stellmotor die Auflöser R-4433 und R-4434 in eine solche Winkelstellung dreht, daß die Eingangsspannung einen Mindestwert erhält. Infolgedessen legt die Ausgangswelle, die dem Antrieb des Ritzels 7119 dient, einen Weg zurück, welcher dem Einstellwinkel 0 des zweiten anamorphischen Aggregats entspricht.
Der ß-Stellmotor der F i g. 24d löst die Gleichung (51 a). Zu diesem Zweck werden Spannungen, die den Begriffen m2 und - verhältnisgleich sind, mit entsprechenden Vorzeichen einem Verstärker U-4404 zugeführt und durch diesen addiert und dann durch einen Auflöser R-4436 mit sin 2 0 multipliziert und schließlich dem Eingang des ß-Stellmotors über einen Widerstand R-4437 zugeführt. Spannungen, die den anderen Begriffen der Gleichung (51 a) verhältnisgleich sind, werden dadurch abgeleitet, daß die an den Klemmen 4011 und 4103 liegenden Spannungen mit sin 2 ß und cos 2 ß multipliziert werden. Das geschieht durch Auflöser R-4440 und R-4438. Der ß-Stellmotor stellt die Auflöser R-4438 und R-4440 so ein, daß die Summe der der Eingangsseite zugeführten Spannungen ein Mindestmaß erreicht. Infolgedessen legt die Welle dieses Motors einen Winkelweg zurück, welcher dem Winkel ß verhältnisgleich ist, d. h. dem erforderlichen Einstellwinkel des ersten anamorphischen Aggregats. Die Welle treibt das Ritzel7105 an. Da der Stellmotor M-400 nicht selbst als Ganzes durch das ß-Ritzel 7105 in F i g. 20b verstellt wird, muß die Verstellung der das Ritzel 7119 antreibenden Welle in Wirklichkeit dem Begriff (ß -I- 0) verhältnisgleich sein, wie oben dargelegt. Aus diesem Grunde erfolgt der Antrieb des Ritzels 7119 gemeinsam durch den ß- und den 0-Stellmotor, wie in F i g. 24d angegeben.
1n F i g. 24e ist schematisch eine elektrische Analogie-Rechenschaltung wiedergegeben, die zum Einstellen des optischen Systems der Bauart XI nach der Erfindung dient. Bei dieser Bauart sind beide anamorphischen Aggregate sowohl hinsichtlich ihrer Winkellage als auch ihrer Zerrkraft verstellbar. Jedoch ist die sphärische Vergrößerung konstant, und außerdem ist bei der Steuerung eine einschränkende Bedingung zu erfüllen. Ein solches optisches System, für dessen laufende Einstellung sich die Rechenschaltung nach F i g. 24e eignet, ist z. B. in F i g. 20e gezeigt.
Der konstante Wert, nämlich die sphärische Vergrößerung Po, wird mit Hilfe eines Stellknopfes 4510 eingestellt. Die einschränkende Bedingung, die erfüllt werden muß, besteht darin, daß die Zerrkräfte ml und m2 des ersten und zweiten Aggregats jederzeit gleich sind, also ml = m2. .In F i g. 24e ist nun ein ml = mä Stellmotor gezeigt, welcher die Gleichung (52) löst. Von der Klemme 4008 wird die daran liegende, dem Wert -h2 verhältnisgleiche Spannung abgenommen und über einen Widerstand R-4506 dem Eingang des m, = m2 Stellmotors zugeführt, um dort durch eine (h,Po2m,m2)- oder eine (h,Po2m,m22)-Spannung aufgehoben zu werden, welche dadurch abgeleitet wird, daß die an der Klemme 4004 liegende, dem Wert h, verhältnisgleiche Spannung durch Potentiometer R-4501 und R-4502 mit P,2 multipliziert und dann weiter mit Hilfe von Potentiometern R-4503 und R-4504 multipliziert wird. Da m, = in, ist, lassen sich diese Begriffe bei dem System der zur Verwendung gelangenden Gleichungen vertauschen. Der ml = m2-Stellmotor bringt die Potentiometer R-4503 und R-4504 jeweils in eine solche Winkelstellung, daß die Summe der Eingangsspannungen ein Mindestmaß wird. Mithin legt die Welle des Stellmotors einen Weg zurück, welcher den Größen m, und m2 proportional ist.
Der i9-Stellmotor der F i g. 24c löst die folgende Gleichung, die man erhält, wenn man in der Gleichung (l0) m, = m2 setzt. Eine der linken Seite der Gleichung proportionale Spannung wird dadurch abgeleitet, daß dem Summierverstärker U-4508 drei Spannungen zugeführt werden und daß das Ergebnis mit sing O mit Hilfe der Auflöser R-4516 und R-4517 multipliziert wird. Die sich so ergebende Spannung wird der Eingangsseite des 0-Stellmotors über einen Addierverstärker R-4518 zugeführt. Weiter werden dieser Eingangsseite über Addierverstärker R-4519 und R4520 Spannungen zugeführt, die den Begriffen m22 und verhältnisgleich sind, sowie schließlich noch die an der Klemme 4012 liegende Spannung über einen Addierverstärker R-4531. Diese verschiedenen Spannungen entsprechen der rechten Seite der Gleichung. Der ƒ-Stellmotor dreht die auf seiner Welle sitzenden Auflöser R-4516 und R-4517 in eine solche Winkellage, daß die Summe der Eingangsspannungen ein Mindestmaß erreicht. Dabei legt die Welle einen Winkelweg zurück, der dem Winkel O verhältnisgleich ist.
Der ß-Stellmotor der F i g. 24e löst die Gleichung (51 a). Zu diesem Zweck werden Spannungen, die den Begriffen m2 und verhältnisgleich sind, mit dem richtigen Vorzeichen einem Addierverstärker U-4503 zugeführt und durch diesen addiert. Die Ausgangsspannung des Verstärkers wird durch einen Auflöser R-4523 mit sin 2 0 multipliziert und liefert eine Spannung, die dem Eingang des ß-Stellmotors über einen Widerstand R-4524 zugeführt wird und die der Größe der linken Seite der Gleichung (51 a) entspricht. Spannungen, die den auf der rechten Seite der Gleichung stehenden Gliedern verhältnisgleich sind, werden dadurch abgeleitet, daß die an den Klemmen 4011 und 4013 liegenden, den unabhängigen, veränderlichen Eingangsgrößen verhältnisgleichen Spannungen mit sin 2 ß und cos 2 ß modifiziert werden, wozu Auflöser R-4525 und R-4527 dienen. Die sich ergebenden Spannungen werden der Eingangsseite des ß-Stellmotors über Addierwiderstände R-4526 und R-4528 zugeführt. Der ß-Stellmotor stellt die Auflöser R-4525 und R-4527 jeweils in solche Winkelstellungen, daß die Eingangsspannung eine Mindestgröße erreicht. Die Welle des Stellmotors erfährt dadurch eine Verstellung, die dem erforderlichen Einstellwinkel ß des ersten anamorphischen Aggregats entspricht. Die Welle treibt daher das Ritzel 7105 der F i g. 20e an.
Der von der Welle des m,- und m2-Stellmotors zurückgelegte Winkelweg ist daher dem Maß proportional, um das die Vergrößerungskräfte der beiden anamorphischen Aggregate verstellt werden müssen. Da indessen diese Aggregate um den Winkel 0 drehbar zueinander gelagert sind, muß man entweder zwei getrennte Motoren verwenden wie in F i g. 20e (M-100 und M-200), oder gewünschtenfalls kann ein Motor verwendet werden, um das eine anamorphische Aggregat direkt zu verstellen, das andere aber über ein Überlagerungsgerät, z. B. ein Differentialgetriebe, zu verstellen, welches von dem 0-Stellmotor aus einen Antrieb um den Winkel (9 erfährt. Da der Motor M-400 (F i g. 20e) ortsfest angeordnet ist, statt von dem ersten anamorphischen System getragen zu werden, muß ein nicht näher dargestelltes Differentialgetriebe, das einen Antrieb um den Winkel ß überlagert, zwischen dem Motor M-400 und dem Ritzes 7119 eingeschaltet werden.
Erfindungsgemäß erfährt also ein bestimmtes Energiemuster, z. B. das das ursprüngliche Bild oder Objekt darstellende Lichtbündel, auf optischem Wege eine Änderung, so daß ein abgeändertes Muster von Energie entsteht, welches ein resultierendes Bild mit einem anderen perspektivischen Blickpunkt liefert, das gegenüber dem Blickpunkt des ursprünglichen Bildes verlagert ist.
In den F i g. 25a und 25b sind schematisch der Schirm einer Kathodenstrahlröhre und ein Schaltschema zur erfindungsgemäßen Steuerung dieser Röhre wiedergegeben, wobei durch diese Steuerung die Verzerrung des ursprünglichen Bildes auf elektrischem statt auf optischem Wege bewirkt wird. Wie F i g. 25b zeigt, wirft ein gewöhnlicher Kinobildwerfer ein Bild einer Bezugsflugbahn oder idealen Flugbahn auf eine gewöhnliche Fernsehkameraröhre mit dem üblichen Abtastsystem, das durch senkrechte und waagerechte Kippschwingungserzeuger gesteuert wird und ein Bildzeichen erzeugt, das in üblichen Fernsehverstärkern verstärkt und zur Beeinflussung des Kathodenstrahls der Röhre CRT verwendet wird. Die Kathodenstrahlröhre ist in der üblichen Weise mit Beschleunigeranoden und einem Hochspannungsnetz versehen, wodurch auf der Fläche der Kathodenstrahlröhre CRT ein Bild erzeugt wird. Dieses Bild wird mittels eines üblichen Projektionslinsensystems auf einen Schirm geworfen, wo es von dem Flugschüler beobachtet werden kann. Der in F i g. 25 gezeigte Apparat, mit Ausnahme des Schirms, wird in der gleichen Weise wie das in den F i g. 5 und 10 gezeigte optische Projektionssystem so gelagert, daß ihm eine Ausscherbewegung, eine Stampfbewegung und eine Schlingerbewegung erteilt werden kann. Diejenige Bildverzerrung, die durch Änderung der Höhe des Blickpunktes erforderlich wird, läßt sich dadurch bewirken, daß man die senkrechte Ablenkfrequenz bei CRT ändert. Die Änderung hängt davon ab, wie weit die vorzutäuschende Flugbahn von der Bezugsflugbahn abweicht. Durch Änderung der waagerechten Ablenkfrequenz in Abhängigkeit von der Abweichung der Flugbahn kann man das auf dem Bildschirm der Röhre CRT entstehende Bild in waagerechter Richtung verzerren, also ihm die Scherverzerrung erteilen, die für das Vortäuschen einer waagerechten Verschiebung des Blickpunktes nötig ist.
Die Zeitablenkspannung für das senkrechte Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre CRT läßt sich dadurch ableiten, daß man während einer Kippschwingung eine konstante Spannung mittels eines üblichen Gleichstromintegrators integriert. Es kann sich dabei um einen üblichen rückgekoppelten Verstärker U-300 handeln, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator C-300 eingeschaltet ist. Eine über ein Potentiometer R-301 und einen Summierverstärker U-301 angelegte Gleichspannung wird über die Zeit integriert und liefert eine geradlinig zunehmende Spannung an der Ausgangsklemme 301 des Integriergeräts. Der Kondensator C-300 wird periodisch entladen. Zu diesem Zweck ist eine besondere Schaltung vorgesehen, nämlich ein Kondensator C-301, ein Transformator T-300 und eine Triode V-300. Nach der periodischen Entladung beginnt der Integriervorgang von neuem. Auf diese Weise entsteht an der Klemme 301 eine Kippspannung. Der Integrierkondensator C-300 wird mit der senkrechten Ablenkfrequenz der Kameraröhre dadurch entladen, daß die Triode V-300 am Ende einer jeden Kameraröhrenkippschaltung leitend gemacht wird. Die plötzliche Änderung der senkrechten Kippspannung in der Kameraröhre, welche während der senkrechten Rücklaufzeit stattfindet, wird durch den Kondensator C-301 und einen Widerstand R-302 differenziert und der Primärseite des Transformators T-300 zugeleitet. Die positiv werdende Klemme der Sekundärwicklung des Transformators T-300 ist so geschaltet, daß sie das Gitter der Triode V-300 während des Rücklaufs auf einen hohen positiven Spannungswert treibt. Dadurch wird die Röhre V-300 leitend und entlädt den integrierenden Kondensator C-300 und erzeugt einen senkrechten Rücklauf auf der Projektionskathodenstrahlröhre. Die senkrechte Kippspannung an der Klemme 301 wird verstärkt und in einem üblichen Verstärker, der durch ein Rechteck wiedergegeben ist, geformt und alsdann dem senkrechten Ablenksystem der Projektionskathodenstrahlröhre CRT zugeführt. Zwar ist in der Zeichnung eine Projektionskathodenstrahlröhre gezeigt, welche ein magnetisches Ablenksystem verwendet, doch ist es für den Sachverständigen ohne weiteres klar, daß im Rahmen der Erfindung auch elektrostatische Ablenkung benutzt werden kann.
Die Geschwindigkeit, mit der die senkrechte Kippspannung an der Klemme 301 zunimmt, ist unmittelbar der Amplitude der Spannung verhältnisgleich, die dem Integrator vom Potentiometer R-301 aus zugeführt wird. Wenn nun der Arm des Potentiometers R-301 in die dargestellte Lage eingestellt ist, dann wirkt sich die senkrechte, der Röhre bei CRT zugeführte Kippspannung dahin aus, daß ein trapezförmiges Muster AB CD entsteht, wie es in F i g. 25a auf dem Schirm der Röhre CRT in dicken Linien gezeigt ist. Wird der Arm des Potentiometers R-301 abwärts verstellt, so erhält der Integrator eine geringere Eingangsspannung. Dabei verringert sich auch der Spannungsabfall der senkrechten Kippspannung. Die Zunahme der Geschwindigkeit der senkrechten Zeitablenkung bewirkt aber, daß das auf der Fläche von CRT entstehende Muster aufwärts bewegt und nach der oberen Kante des Leuchtflecks MNOP hin zusammengedrängt wird, wodurch ein Trapez entsteht, wie es bei A' B' C' D' gezeigt ist. Die Verschiebung, die jeder Bildpunkt dabei erfährt, ist dem Abstand des Bildpunktes vom oberen Rand des Leuchtflecks proportional. Wenn nun die obere Kante des Leuchtflecks den Horizont eines jeden projizierten Filmbildes darstellt, dann erfährt das auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre entstehende Bild eine gleichförmige Zusammendrängung oder Strekkung gegenüber dem Horizont durch Änderung der vom Potentiometer R-301 gelieferten Spannung.
In dieser Weise sorgt das senkrechte Ablenksystem dafür, daß eine Bildverzerrung entsteht, die der durch das verstellbare anamorphische, mit Bezug auf F i g. 7 beschriebene System erzielten Verzerrung ähnlich ist. Der Arm des Potentiometers R-301 läßt sich ebenso einstellen, wie das anamorphische System durch den Stellmotor 132 einstellbar ist, der in der mit Bezug auf F i g. 10 erläuterten Weise in eine Stellung läuft, die dem Verhältnis zwischen der vorzutäuschenden Höhe des Luftfahrzeuges und der Bezugshöhe entspricht.
Die waagerechte Zeitablenkspannung, die zum Abtasten der Kameraröhre verwendet wird, wird ferner über einen Widerstand R-303 und einen Addierverstärker U-302 einer üblichen Schaltung zugeführt, welche die waagerechte Zeitablenkspannung verstärkt und formt und Anpassungswiderstände enthält. Dann wird mit dieser Spannung das waagerechte Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre CRT betrieben. Wenn nun das nachzuahmende Flugzeug keine seitliche Verlagerung gegenüber der idealen Bezugsflugbahn erfährt, erhält der Verstärker U=302 über den Widerstand R-304 keine Spannung. Die waagerechte Zeitablenkung der Kathodenstrahlröhre wird dann auf der Fläche der Röhre CRT zentriert. Würde über den Widerstand R-304 eine konstante Spannung angelegt werden, so könnte sich das Bild auf der Fläche von CRT gleichförmig nach rechts oder links verschieben, wobei der obere und der untere Teil des Bildes sich um gleiche Beträge verschieben würden. Wird aber über den Widerstand R-304 eine Spannung zugeführt, die mit der senkrechten Zeitablenkung linear zunimmt, dann werden alle Punkte des Bildes seitlich um Beträge verschoben, die sich in Abhängigkeit vom Abstand der Bildpunkte vom oberen Rand des Bildes ändern. Das Trapez A B CD z. B. würde dadurch zu der Gestalt A" B" C" D" verzerrt werden, wobei dieses auch senkrecht etwas verschoben dargestellt ist, um es klarer hervorzuheben. Wenn die senkrechte Zeitablenkung an der oberen Kante des Leuchtflecks beginnt und wenn diese obere Kante den Horizont darstellt, dann ergibt sich die richtige Verzerrung des Bildes auf dem Schirm der Röhre CRT, also eine Verzerrung, welche in wirklichkeitsgetreuer Weise dem Betrachter des Bildes eine seitliche Verschiebung seines Blickpunktes gegenüber der idealen Bezugsbahn vortäuscht. Eine solche Spannung wird nun über den Widerstand R-304 vom Potentiometer R-305 aus geliefert. Die Wicklung des Potentiometers-R-305 wird an ihren Enden durch die senkrechten Zeitablenkspannungen im entgegengesetzten Sinne erregt. Befindet sich sein Arm in der Mittelstellung auf der Wicklung, so greift der Arm keine Spannung ab. Wird er aber aufwärts oder abwärts verstellt, so liegt an ihm eine positive oder negative Kippspannung mit der Wiederholungsfrequenz, welche der senkrechten Zeitablenkung entspricht, und mit einer Amplitude und einem Vorzeichen, das von der Stellung des Potentiometerarmes abhängt. Diese Spannung wird nun benutzt, um die seitliche Verzerrung des Bildes zu bewirken. Der Arm des Potentiometers R-305 kann durch einen Servomotor 116 in Abhängigkeit von dem Verhältnis eingestellt werden, das zwischen der seitlichen Abweichung des nachgeahmten Flugzeuges von der Bezugsflugbahn und der Höhe der Bezugsflugbahn besteht, in derselben Weise, wie der Motor 116 verwendet wurde, um den optischen Keil 107 in F i g. 10 einzustellen. Es ist also ersichtlich, daß die Mittel zum Verzerren der senkrechten und waagerechten Zeitablenkung dazu dienen, das Bezugsbahnbild zu verzerren, das die Kameraröhre aufnimmt, um ein Bild zu erzeugen, das eine von der Flugbahn des nachgeahmten Flugzeuges aus betrachtete Szene darstellt.
Bei dem elektrischen Bildverzerrungsgerät gemäß F i g. 25b wird das Filmbild gleichförmig und linear abgetastet, und die Verzerrung wird dadurch eingeführt, daß die waagerechte und senkrechte Zeitablenkung in der Bildprojektionsröhre CRT abgeändert wird. Es liegt aber im Bereich der Erfindung, die Zeitablenkung in der Bildröhre CRT mit gleichförmigen Zeitablenkspannungen durchzuführen und die erforderliche Verzerrung dadurch einzuführen, daß der Film mit der Kameraröhre ungleichförmig abgetastet wird. Das läßt sich dadurch erreichen, daß die Anschlüsse der Zeitablenkspannungen der Kameraröhre mit den Anschlüssen der Zeitablenkspannung der Bildprojektionsröhre vertauscht werden. Bei solchen vertauschten Anschlüssen werden die Bildzeichen verzerrt, die der Bildprojektionsröhre CRT von der Kameraröhre zugeführt werden, so daß ein bestimmter Abschnitt eines solchen Zeitablenkungsspiels eine bestimmte verzerrte Höhe darstellt statt der üblichen Bezugshöhe. Der Unterschied in der Arbeitsweise entspricht demjenigen, der oben mit Bezug auf die Umkehrung der optischen Teile in F i g. 9 besprochen wurde. Bei einem System mit ungleichförmigem Abtastvorgang in der Kameraröhre und gleichförmiger Abtastung in der Bildröhre muß daher das Rückführpotentiometer R-216 (F i g. 10) mit einer Spannung erregt werden, welche der vorzutäuschenden Höhe, nicht aber der Bezugshöhe entspricht.
Das oben beschriebene elektrische Ausführungsbeispiel der F i g. 25 b verwendet dasselbe Steuersystem (F i g. 10), wie es von dem optischen System der F i g. 9 mit einem Zerrprisma benutzt wird, wenn es sich darum handelt, ein Geländebild zum Ausbilden von Flugschülern zu projizieren.
Ebenso wie es im Rahmen der Erfindung liegt, das ursprüngliche Bild in unabhängiger Weise durch getrennte Mittel für die senkrechte Abänderung und die Scherverzerrung zu beeinflussen, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, hierfür elektrische Mittel zu verwenden, die zusammenwirken, wie sie in F i g. 26 z. B. gezeigt sind. Das zu ändernde Bild ist durch den Pfeil l wiedergegeben. Dieses Bild wird mit einer üblichen Fernsehkameraröhre 5900 aufgenommen, welche Ausgangsbildzeichen liefert, die in Stufen 5901 verstärkt und zur Strahlablenkung einer üblichen Kathodenstrahlröhre CRT-1 verwendet werden. Die senkrechten und waagerechten Abtastzeichen für die Kameraröhre 5900 und die Kathodenstrahlröhre CRT-1 werden durch übliche Kippschwingungsgeneratoren 5902 und 5903 geliefert. Die Kippspannung vom Generator 5902 für die senkrechte Zeitablenkung wird unmittelbar sowohl der Kameraröhre 5900 als auch der für die senkrechte Ablenkung vorgesehenen Spule der Kathodenstrahlröhre CRT-1 zugeführt. Die Kippspannung, welche der Generator 5903 für die waagerechte Zeitablenkung liefert, wird unmittelbar der Schaltung für die waagerechte Zeitablenkung der Kameraröhre 5900 zugeführt, außerdem aber über ein Potentiometer R-5901 der Wicklung 5905 für die waagerechte Zeitablenkung der Bildröhre CRT-1 zu- geleitet. Der Arm dieses Potentiometers wird durch einen mi Stellmotor eingestellt. Da die Zeitablenkungsschaltungen der Kameraröhre 5900 und der Bildröhre CRT-1 synchronisiert sind, erscheint eine Reproduktion des Bildes I auf dem Schirm der Röhre CRT-1, obgleich die waagerechte Abmessung des Bildes größer oder kleiner ausfällt, je nachdem, wie das Potentiometer R-5901 eingestellt ist. Wird die Größe der waagerechten Zeitablenkspannung verändert, die der Röhre CRT-1 zugeführt wird, während die senkrechten Zeitablenkspannungen gleich groß eingestellt bleiben, dann entsteht auf dem Schirm der Röhre CRT-1 ein Bild, das eine primitive Umformung von veränderlicher Zerrkraft längs der waagerechten Achse der Bildröhre erfahren hat. Wenn nun ein Stellmotor zum Einstellen des Potentiometers R-5901 vorgesehen ist und so wirkt, daß die Größe der waagerechten Zeitablenkspannung der Röhre CRT-1 geändert wird, so ergibt sich ein Bild von dem gleichen Aussehen, wie es bei Verwendung eines optischen anamorphischen Systems erhalten wurde. Gemäß F i g. 26 wird dem Bild eine zweite primitive Umwandlung durch die Kameraröhre 5906, die Bildröhre CRT-2 und die zugehörige Apparatur erteilt. Auch eine sphärische Vergrößerung oder Abänderung im Maßstab findet statt. Die zweite primitive Umwandlung wird dadurch herbeigeführt, daß die Amplitude der senkrechten Ablenkspannungen verändert wird, welche der Röhre CRT-2 zugeführt werden. Diesem Zweck dienen ein Potentiometer R-5902 und ein mQ-Stellmotor. Die sphärische Vergrößerung oder Maßstabänderung wird dadurch erreicht, daß die Amplituden der beiden Zeitablenkspannungen der Röhre CRT-2 im gleichen Maße geändert werden. Wie nun F i g. 26 zeigt, wird die Änderung der beiden Zeitablenkspannungen durch Potentiometer R-5903 und R-5904 bewirkt, deren Arme je nach dem gewünschten sphärischen Vergrößerungsverhältnis durch einen Po-Stellmotor eingestellt werden. Dem übermittelten Bild kann auch eine Drehung mit Hilfe des Q-Stellmotors erteilt werden, der zu diesem Zweck die Ablenkspulen der Röhre CRT-2 um die Achse des Halses der Röhre dreht. Dadurch wird das auf der Stirnfläche der Röhre CRT-2 entstehende Bild gedreht.
Das auf der Stirnfläche der Röhre CRT-2 entstehende Bild ist also aus dem ursprünglichen Bild I durch zwei primitive Umwandlungen, durch eine Maßstabänderung und durch eine Drehung hervorgegangen. Wenn man diese Abänderungen in dem ursprünglichen Bild vorsieht, kann man das sich ergebende Bild auf der Fläche CRT-2 erhalten, das dem ursprünglichen Bild I mit einer gewünschten Änderung der Perspektive entspricht. Das Bild auf der Fläche der Bildröhre CRT-2 kann mittels einer Projektionslinse gewünschtenfalls auf einen Schirm geworfen werden. Das System der F i g. 26 erfordert Stellmotoren für ml, mQ, Po und Q von der gleichen Bauart, wie sie mit Bezug auf das Gerät der F i g. 18 beschrieben ist, worin die Winkel ß und O konstant gehalten werden. Obgleich gemäß F i g. 26 die sphärische Vergrößerung dadurch erzielt ist, daß die Amplituden der waagerechten und senkrechten Zeitablenkungen der zweiten Bildröhre in gleichem Verhältnis geändert werden, ist es unerheblich, ob die erforderliche sphärische Vergrößerung vor oder nach jeder Bildumwandlung erfolgt. Die Potentiometer R-5903 und R-5904 könnten daher auch so geschaltet werden, daß gewünschtenfalls die Zeitablenkspan= nungen von CRT-1 statt von CRT-2 geändert wcrdcn. Außerdem könnte man die sphärische Vergrößerung dadurch herbeiführen, daß man die Zeitablenkspannung einer weiteren, nicht näher dargestellten Röhre ändert, welche Bildzeichen von einer weiteren, nicht näher dargestellten Kameraröhre enthält, die die Stirnfläche von CRT-2 abtastet.
Der Winkel ß in F i g. 26 ist der Winkel zwischen der senkrechten Achse des Bildes I und der Richtung der waagerechten Zeitablenkung der Kameraröhre 5900, während der Winkel 0 der Winkel zwischen der senkrechten Zeitablenkung der Kamerahöhe 5906 und derjenigen Richtung in dem Bild auf der Stirnfläche von CRT-1 ist, welche der waagerechten Zeitablenkungsrichtung der Kameraröhre 5900 entspricht. Mithin handelt es sich bei F i g. 26 um ein elektrisches System der Bauart 1I, bei welcher ml, m2, Po und gewünschtenfalls g veränderlich sind, während ß und 0 konstant bleiben. Natürlich lassen sich auch die optischen Systeme der anderen Bauarten durch gleichwertige elektrische Systeme ersetzen. Ein System der Bauart I entsteht, wenn zwei primitive Umwandlungen mit feststehender Zerrkraft, aber veränderlicher Winkelrichtung zusätzlich zu einer sphärischen Vergrößerung und gewünschtenfalls einer Drehung stattfinden. Werden an die Wicklungen einer Kathodenstrahlröhre senkrechte und waagerechte Zeitablenkspannungen von einem festen Verhältnis angelegt und unterscheidet sich dieses Verhältnis von demjenigen der Zeitablenkspannungen der Kameraröhre, welche die Bildzeichen der Kathodenstrahlröhre übermittelt, dann erfolgt eine primitive Umwandlung in dem auf die Fläche der Kathodenstrahlröhre geworfenen Bild. Gewünschtenfalls können natürlich in dieser Weise nacheinander zwei primitive Umwandlungen ausgeführt werden. Wenn nun die Stärken der Zeitablenkspannungen bei einer oder beiden Bildröhren verändert werden, während das Verhältnis zwischen den waagerechten und den senkrechten Zeitablenkspannungen konstant gehalten wird, dann ergibt sich eine Maßstabänderung oder sphärische Vergrößerung. Das kann z. B. bei einer Anordnung gemäß F i g. 26 mit Hilfe eines Po-Stellmotors durchgeführt werden. Bei der Ausgestaltung eines elektrischen Systems der Bauart 1 kann ein ß-Stellmotor vorgesehen sein, um die Kameraröhre 5900 gegenüber dem Bild 1 um die Achse zu drehen, und ein 0-Stellmotor kann zusätzlich vorgesehen sein, um die Kameraröhre 5906 entweder um den Winkel ß + 0 gegenüber dem Raum zu verdrehen, falls nicht die Bildröhre CRT-1 um den Winkel ß verdreht wird, oder um die Kameraröhre 5906 um den Winkel 0 zu verdrehen, falls die Bildröhre CRT-1 zusammen mit der Kameraröhre 5900 um den Winkel ß verdreht wird. Ist die Bildröhre CRT-1 ortsfest angeordnet, dann kann man den Stellwinkel ß + 0 für die Einstellung der Kameraröhre 5906 dadurch ableiten, daß man die durch den ß-Stellmotor und den 0-Stellmotor gelieferten Winkelwege durch ein Differentialgetriebe od. dgl. überlagert. Zwar werden bei dem dargestellten elektrischen System die aufeinanderfolgenden Kippspannungen der Kameraröhre in der Größe konstant gehalten und die Kippspannungen in der Bildröhre abgeändert, um primitive Umwandlungen oder sphärische Vergrößerungen herbeizuführen; ebensogut jedoch lassen sich die Vergrößerungen dadurch erzielen, daß entsprechende relative Amplituden zwischen der Zeitablenkung der Kamera und der Zeitablenkung der Bildröhre gewählt werden, und dieselben Vergrößerungen lassen sich dadurch herbeiführen, daß man die Zeitablenkspannungen der Kameraröhre verändert, aber die aufeinanderfolgenden Zeitablenkspannungen der Bildröhre konstant hält. Derartige Systeme erfordern indessen, daß die Zeitablenkspannungen der Kameraröhre entsprechend dem reziproken Wert geändert werden. Falls z. B. die erste primitive Umwandlung in F i g. 26 in der Weise durchzuführen ist, daß die Zeitablenkspannungen zwischen der Kameraröhre und den Ablenkspulen 5904 und 5905 vertauscht werden, dann muß der m,- Stellmotor, der das Potentiometer R-5901 steuert, tatsächlich eine Ausgangsgröße liefern, die einen Maßstab für den reziproken Wert --m darstellt. Wer mit Analogierechenschaltungen vertraut ist, weiß, wie man den ml-Stellmotor anzuschließen hat, um diese Ausgangsgröße zu liefern, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt.
Die Erfindung besteht also auch in einem Verfahren und einer Einrichtung zur Verwendung bei Systemen und Einrichtungen, bei denen das ursprüngliche Bild in ein bestimmtes Energiemuster umgewandelt wird und die ein durch einen Abtastvorgang erzeugtes elektrisches Bildzeichen liefern, wobei eine Verzerrung oder perspektivische Änderung dadurch erreicht ist, daß das Energiemuster in abgeänderter Art an einen bilderzeugenden Apparat abgegeben wird, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Kathodenstrahlröhre besteht.
Es ist zu betonen, daß die hauptsächlich durch die oben aufgestellten Gleichungen beschriebenen Systembeziehungen in einer unendlichen Zahl verschiedener Formen ausgedrückt werden können, wozu lediglich eine einfache algebraische Rechnung durchgeführt zu werden braucht, und daß sich Rechen- und Steuergeräte auf Grund der üblichen Rechenmethoden derart entwickeln lassen, daß sie diese abgeänderten Gleichungen auflösen. Es dürfte auch ohne weiteres verständlich sein, daß bei manchen Ausführungsformen bestimmte Glieder der Gleichungen innerhalb des Bereiches der Blickpunktverstellung sich nur wenig auswirken und daher fortgelassen werden können, wenn es sich um Ausführungsformen handelt, die nur für einen beschränkten Bereich der Blickpunktverstellung in Betracht kommen.
Insbesondere ist zu betonen, daß die Gleichungen (36) bis (39) in ihrer allgemeinen Form wiedergegeben sind. Das ist geschehen, um die Wirkung jedes einzelnen Begriffs der Gleichung verständlich zu machen und um die große Vielfalt der möglichen Ausführungsformen der Erfindung zu erläutern. Bei der Ausführung der einzelnen Ausführungsbeispiele bieten sich zahlreiche Vereinfachungsmöglichkeiten. Handelt es sich z. B. um die Bauart 1 der Erfindung, bei welcher ml, m2 und ß veränderlich, Po und 0 aber konstant sind, so fällt eine Reihe von Begriffen in der Gleichung aus, wenn man 0 auf 90° und Po auf 1 ° bemißt. Dann ergeben sich nämlich die folgenden, wesentlich vereinfachten Gleichungen: 2 d hl cos 2 ß -L (h.@2 ; d2 _. h12) sin 2 ß = 0 . (58) (hl -=- h2) sin @@ -- dcos ,@ . (59) 1n F i g. 27 ist eine Rechenschaltung wiedergegeben, welche die obigen Gleichungen löst und daher die Möglichkeit bietet, bei einem Schulungsgerät zum Ausbilden von Flugschülern diesen ein Bild des Geländes vorzuführen. In Blockform dargestellt und mit M-6000 bezeichnet ist ein bei Bodenschulungsgeräten üblicher Einstellmechanismus, welcher in der in F i g. 28 gezeigten Weise eingestellt wird und eine Welleneinstellung entsprechend der Höhe hl des Bezugsblickpunktes liefert, die bei Filmbilder verwendenden Systemen die jeweilige wirksame Höhe darstellt, bei welcher jedes Filmbild belichtet wurde, dividiert durch eine Konstante, nämlich den Kosinus des Projektionswinkels s, wie weiter unten mit Bezug auf F i g. 29a erläutert ist. Die Bezugshöhe hl kann als »wirksame« Höhe bezeichnet werden, bei der das Bild aufgenommen wurde, da das Bild nicht notwendigerweise wirklich bei dieser Höhe aufgenommen zu werden braucht. Bei der Herstellung von Filmen für das beschriebene Gerät kann man anamorphische, optische Systeme nach der Erfindung bereits bei der Kamera verwenden, um auf diese Weise Filme zu erzeugen, die so aussehen, als seien sie von Blickpunkten aus aufgenommen, die gegenüber der Lage der Kamera versetzt sind. Es können auch anamorphische Systeme bei einem Kopiergerät verwendet werden, um eine Änderung der scheinbaren Perspektive zwischen dem Kamerafilm und dem Bildwerferfilm einzuschalten. Als M-600.1 ist ein bei Bodenschulungsgeräten üblicher Höhenstellmotor vorgesehen, dessen Welle eine der Höhe h2 entsprechende Einstellung erfährt. h2 ist die jeweilige Höhe h des nachgeahmten Fluges, ebenfalls durch einen konstanten cos F dividiert. Die Konstante cos e läßt sich durch entsprechende Bemessung des Widerstandes berücksichtigen. Die Erfindung bewirkt, daß das Bild einer jeden in der Höhe hl aufgenommenen Filmaufnahme derart verzerrt wird, daß das projizierte Bild dem Betrachter so erscheint, als erblickte er die Szene aus der Höhe h2, bei der es sich um die Höhe des vom Flugschüler nachgeahmten Fluges handelt. Das Rechteck M-6002 deutet einen Stellmotor M-6200 für die seitliche Verschiebung des Blickpunktes an. Dieser Stellmotor wird in Abhängigkeit von der Größe eingestellt, um welche die Flugbahn beim nachgeahmten Flug von der Bezugsflugbahn abweicht. Der Motor M-6200 liefert daher fortlaufend eine Einstellung, die einen Maßstab für die seitliche Verschiebung d des Blickpunktes gegenüber der Stelle liefert, an der die Filmaufnahme erfolgte.
Von dem Netz des Rechengerätes aus wird eine konstante Spannung geliefert, mit der die Wicklung eines Potentiometers R-6010 erregt wird. Der Arm dieses Potentiometers wird durch den h,-Stellmotor M-6000 eingestellt und liefert eine der Größe hl verhältnisgleiche Spannung, mit welcher ein Potentiometer R-6020 erregt wird. Auch der Arm dieses Potentiometers wird durch den Stellmotor M-6000 eingestellt, und er liefert daher eine der Größe h12 verhältnisgleiche Spannung. Wer mit Analogie-Rechenschaltungen vertraut ist, erkennt ohne weiteres, daß an Stelle der beiden linear gewickelten Potentiometer R-6010 und R-6020 ein einziges Potentiometer gesetzt werden könnte, wenn dessen Wicklung die quadratische Funktion verkörpert. Die der Größe h12 proportionale Spannung wird vom Arm des Potentiometers R-6020 abgenommen und über einen rückgekoppelten Verstärker U-6040 und einen Widerstand R-6190 der Eingangsseite eines rückgekoppelten Addierverstärkers U-6050 zugeführt. Der Verstärker U-6040 dient lediglich zur Umkehrung des Vorzeichens der Spannung. Das Potentiometer R-6070 wird mit einer gleichbleibenden Netzspannung erregt. Sein Arm erfährt seine Einstellung durch den die Höhe des nachgeahmten Fluges angebenden Stellmotor M-6001. Er liefert daher eine der Größe h2 verhältnisgleiche Spannung. Diese wird an ein Potentiometer R-6080 angelegt, dessen Arm seine Einstellung durch einen Stellmotor M-6100 erfährt und daher eine der Größe h22 verhältnisgleiche Spannung abgreift. Diese Spannung wird über einen Widerstand R-6200 dem Eingang eines Addierverstärkers U-6050 zugeführt. In ähnlicher Weise wird eine der Größe d2 verhältnisgleiche Spannung entwickelt und dem Eingang des Verstärkers U-6050 zugeführt, und zwar über einen Addierwiderstand R-6210. Der Addierverstärker U-6050 faßt die verschiedenen Eingangsspannungen zusammen, die über die Widerstände R-6190, R-6200 und R-6210 zugeführt sind, und liefert eine Ausgangsspannung, welche dem Begriff' (h12 -f h22 -#- d2) verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird unmittelbar über einen das Vorzeichen umkehrenden Verstärker U-6130 an die Enden eines Sinus-Potentiometers R-6260 angelegt. Ein Potentiometer R-6030 wird mit einer Spannung erregt, die vom Potentiometer R-6110 geliefert wird und der seitlichen Verstellung d des Blickpunktes verhältnisgleich ist. Da der Arm des Potentiometers R-6030 durch den hl-Stellmotor M-6000 eingestellt wird, kann eine Spannung, die einen Maßstab für 2d/z, liefert, zum Erregen der Wicklung eines Kosinus-Potentiometers R-6250 verwendet werden. Wer Analogieschaltungen kennt, ersieht, daß der konstante Faktor 2 durch entsprechende Bemessung der Widerstände berücksichtigt werden kann. Der Stellmotor M-6100 stellt sich also auf den Winkel 2ß ein, indem er die Gleichung (58) löst. Der erste Begriff der Gleichung wird in Gestalt einer Spannung dem Addierverstärker U-6080 und über den Widerstand R-6360 dem Eingang des Stellmotors zugeführt. Dieser erhält eine dem zweiten Begriff entsprechende Spannung über den Widerstand R-6350. Der Stellmotor M-6100 läuft daher auf diese Weise, bis die beiden Eingangsspannungen sich gegenseitig aufheben. Hat er diese Stellung erreicht, so hat seine Welle einen Winkelweg durchlaufen, welcher der Größe 2ß verhältnisgleich ist. Der Stellmotor M-6100 treibt ein Zahnrad 6107 an und stellt dadurch die beiden anamorphischen Aggregate auf den Winkel ß ein. Der Faktor 2 wird durch das Übersetzungsverhältnis berücksichtigt.
Statt die Gleichung (58) zu lösen, wie es mit der in F i g. 27 gezeigten Rechenschaltung geschieht, kann die Einstellung der ß-Welle auch durch Lösen von Gleichungen mit Tangensfunktionen abgeleitet werden. Vorzuziehen istaberdie Verwendungder Gleichung(58), weil sich Sinus- und Kosinusfunktionen mit Hilfe der bei Analogie-Rechenschaltungen verfügbaren Auflöser leichter ableiten lassen. Bei jedem System ergeben sich jedoch zwei Lösungen. Dadurch, daß das richtige Vorzeichen bei der Erregung des ß-Stellmotors M-6100 gewählt wird, kann man die richtige Wurzel auswählen. Durch Umkehren des Vorzeichens dieser Erregung wird bewirkt, daß der Motor M-6100 den Winkel 2ß, d. h. 180°, zurücklegt, um die andere Wurzel zu wählen. Wie erinnerlich, beläuft sich ,B auf 90°.
Wie F i g. 27 zeigt, werden Spannungen, die einen Maßstab für h12, h22 und dz bilden, von Potentiometern R-6020, R-6080 und R-6120 über Widerstände R-6150, R-6160 und R-6180 zum Eingang des rückgekoppelten Verstärkers U-6030 geliefert. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-6030 dient dazu, das entsprechend einer quadratischen Funktion gewickelte Potentiometer R-6040 zu erregen, dessen Arm in Abhängigkeit von der Bezugshöhe hl durch den Stellmotor M-6000 eingestellt wird. Die von diesem Arm des Potentiometers R-6040 abgegriffene Spannung wird über einen Widerstand R-6170 dem Eingang des Verstärkers U-6030 zugeführt. Wer mit Analogieschaltungen dieser Art vertraut ist, erkennt, daß durch diesen Anschluß die Ausgangsspannung des Verstärkers U-6030 derart modifiziert wird, daß die Ausgangsspannung dem Begriff (h12 -E- h22 + d2) geteilt durch h12 verhältnisgleich ist. Diese Ausgangsspannung gleicht also dem ersten eingeklammerten Begriff in den Gleichungen (56) und (57). Sie dient zum Erregen von Potentiometern R-6310 und R-6340, die einer quadratischen Funktion entsprechend gewickelt sind. Der Arm des quadratischen Potentiometers R-6310 wird entsprechend ml eingestellt, also entsprechend der Zerrkraft des ersten anamorphischen Aggregats. Es geschieht dies durch den Stellmotor M-6300, welcher die Gleichung (56) auflöst. Infolgedessen greift der Arm des Potentiometers R-6310 eine Spannung ab, welche dem zweiten Begriff der Gleichung (56) entspricht. Diese Spannung wird dem Eingang des Stellmotors über einen Addierwiderstand R-6390 und einen Addierverstärker U-6100 zugeführt. Mit einer dem Netz der Rechenschaltung entnommenen konstanten Spannung wird die Wicklung eines Potentiometers R-6290 erregt, die einer quadratischen Funktion entspricht. Die der Größe m12 entsprechende Ausgangsspannung dient zum Erregen eines Potentiometers R-6300, dessen Wicklung ebenfalls einer quadratischen Funktion entspricht. Der Arm dieses Potentiometers liefert daher eine Spannung, die m14 verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird dem Stellmotor M-6300 über einen Addierwiderstand R-6400 und einen Verstärker U-6100 zugeführt. Um den dritten Begriff der Gleichung (56) zu bilden, wird die der Größe h22 verhältnisgleiche Spannung des Potentiometers R-6080 über den Widerstand R-6470 als eine Eingangsgröße dem Verstärker U-6150 zugeführt. Mit der Ausgangsspannung dieses Verstärkers wird das Potentiometer R-6430 erregt, welches eine quadratische Funktion aufweist und dessen Arm durch den Stellmotor M-6000 eingestellt wird. Die an diesem Arm des Potentiometers R-6430 liegende Spannung wird über einen Widerstand R-6460 einem Verstärker U-6150 zugeführt. Dieser liefert eine Ausgangsspannung, welche dem Begriff proportional ist. Diese Ausgangsspannung wird über einen Addierwiderstand R-6440 einem Verstärker U-6100 und über einen Addierwiderstand R-6450 einem Verstärker U-6110 zugeführt. Da die Stellmotoren M-6300 und M-6400 mit den Eingangsgrößen gemäß den Gleichungen (56) und (57) beliefert werden und diese Gleichungen ständig lösen, werden die Wellen entsprechend den erforderlichen Zerrkräften der anamorphischen Aggregate eingestellt. Die Stellmotoren M-6300 und M-6400 ändern die Zerrkräfte der anamorphischen Aggregate durch Axialverstellung der Linsen. Die beiden Stellmotoren M-6300 und M-6400 haben die gleiche Bauart. Nur weisen ihre um 90° phasenverschobenen Wicklungen das entgegengesetzte Vorzeichen auf. Obgleich die quadratische Gleichung vier mögliche Lösungen hat, können die Stellmotoren durch die üblichen mechanischen Begrenzungen (die nicht näher dargestellt sind) daran gehindert werden, »negative Leistungs<c-Lösungen zu suchen. Dadurch, daß die richtige Antriebsrichtung für ein gegebenes Vorzeichen der Eingangsgröße vorgesehen ist, stellen sich die Stellmotoren auf die gewünschten Wurzeln ein. Bekanntlich führt die Umkehrung der Drehrichtung eines Stellmotors für ein gegebenes Vorzeichen der Eingangsgröße dazu, daß der eine quadratische Auflösung bewirkende Stellmotor die andere Wurzel sucht.
Von dem Netz der Rechenschaltung wird eine gleichbleibende Spannung abgenommen, um die Wicklung eines Potentiometers R-6060 zu erregen, dessen Arm seine Einstellung durch den Stellmotor M-6000 erfährt und eine der Größe hl proportionale Spannung abgreift, welche über einen Widerstand R-6230 einem Verstärker U-6070 zugeführt wird. In entsprechender Weise wird durch ein Potentiometer R-6100 eine der Größe h2 verhältnisgleiche Spannung abgeleitet und über einen Widerstand R-6240 einem Verstärker U-6070 zugeführt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers wird der einen Klemme eines Sinus-Potentiometers R-6280 unmittelbar und der anderen Klemme über einen Verstärker U-6140, also mit gewendetem Vorzeichen, zugeführt. Eine Spannung, die der seitlichen Verschiebung d des Blickpunktes proportional ist und vom Potentiometer R-6110 geliefert wird, wird hinsichtlich ihres Vorzeichens durch einen Verstärker U-6120 gewendet und dann benutzt, um die Wicklung eines Kosinus-Potentiometers R-6270 zu erregen. Der Stellmotor M-6200 liefert eine Winkelstellung seiner Welle, die dem Winkel n verhältnisgleich ist. Infolgedessen erhält der Verstärker U-6090 über einen Widerstand R-6380 eine Spannung entsprechend der Größe (hl + ha) sin n und über den Widerstand R-6370 eine Spannung entsprechend der Größe d cos n. Der Stellmotor M-6200 läuft daher jeweils, bis diese beiden Eingangsgrößen gleich groß, aber von entgegengesetztem Vorzeichen sind. Wenn das der Fall ist, hat die Welle des Stellmotors M-6200 einen Weg zurückgelegt, welcher dem Winkel n verhältnisgleich ist. Mithin hat der Stellmotor die Gleichung (59) gelöst.
Die am Arm des Potentiometers R-6010 liegende, der Größe hl verhältnisgleiche Spannung wird über einen Widerstand R-6130 einem rückgekoppelten Verstärker U-6010 zugeführt. Die der Größe h2 entsprechende Spannung am Arm dieses Potentiometers R-6070 wird durch den Verstärker U-6020 in der Phase umgekehrt und dem Verstärker U-6010 über einen Widerstand R-6140 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-6010 wird entsprechend der Bezugshöhe hl durch ein Potentiometer R-6050 modifiziert und dann dem Eingang des Verstärkers U-6010 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers U-6010 ist daher dem Begriff verhältnisgleich. Diese Ausgangsspannung wird über einen Widerstand R-6500 und einen Verstärker U-6160 dem Eingang des Stellmotors M-6500 zugeführt. Die Welle dieses Stellmotors M-6500 stellt ein übliches Rückführpotentiometer R-6480 ein, wodurch die Eingangsspannung aufgehoben wird.
Eine Spannung, die der seitlichen Verschiebung d des Blickpunktes entspricht, wird vom Arm des Potentiometers R-6110 abgegriffen und über einen Widerstand R-6220 einem Verstärker U-6060 zuge- führt. Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers wird je nach der Höhe h2 des nachgeahmten Fluges mit Hilfe eines Potentiometers R-6090 modifiziert und dann in einen Verstärker U-6060 eingeführt, so daß dessen Ausgangsspannung der Größe verhältnisgleich ist. Diese Spannung wird über einen Widerstand R-6520 und einen Verstärker U-6170 dem Eingang eines Stellmotors M-6600 zugeführt. Damit sich dieser auf eine Winkelstellung einstellt, welche der Größe der Eingangsspannung entspricht, treibt er ein Potentiometer R-6490 an, dessen abgegriffene Spannung in den Eingang des Stellmotors zurückgeführt wird und die Eingangsspannung in bekannter Weise ausgleicht. Der Stellmotor M-6500 dient dazu, das verzerrte Bild in senkrechter Richtung zu verschieben, während der Stellmotor M-6600 das verzerrte Bild seitlich verschiebt, wie weiter unten mit Bezug auf F i g. 29a erläutert ist. Auf diese Weise wird das projizierte Bild auf dem Bildschirm in die richtige Lage gebracht.
Bei dem in F i g. 5b schaubildlich dargestellten, die Erfindung verkörpernden optischen Verzerrungssystem sind zwei senkrecht zueinander angeordnete anamorphische Elemente vorgesehen, die das Bild verzerren, das von einem üblichen Kinobildwerfer geliefert wird. Zur optischen Achse des Bildwerfers ausgerichtet ist als Vorsatz für die Projektionslinse Ly des Bildwerfers PR eine zylindrische Lagerbuchse 6101 vorgesehen, die bei 6102 und 6103 am Gehäuse des Bildwerfers PR angeschraubt ist. Um den Umfang der Buchse 6101 herum erstreckt sich eine Lagerwulst 6104, die in eine entsprechende Nut eines Tubus 6105 eingreift, der somit drehbar am Bildwerfer angebracht ist. Dieser Tubus kann mit einem Zahnkranz 6106 versehen sein, mit welchem ein Kegelrad 6107 kämmt. Dieses ist mit dem Motor M-6100 gekuppelt, der daher den Tubus 6105 durch Drehung um die optische Achse des Systems einstellen kann. Der Fußteil des Tubus 6105 trägt die Stellmotoren U-6300 und M-6400, die daher bei der Drehung des Tubus durch den Motor M-6100 mit dem Tubus zusammen um die Achse des optischen Systems verstellt werden. Das Ritzel 6108 des Motors M-6300 kämmt mit einem Zahnkranz 6109 einer Buchse 6110, die auf dem Tubus 6105 drehbar gelagert ist und daher durch den Motor M-6300 eine Dreheinstellung erfährt. Die Buchse 6110 ist mit zwei nichtlinearen Schubkurvenschlitzen 6111 und 6112 versehen, in welche Zapfen 6113 und 6114 eingreifen. Diese Zapfen gehen durch Längsschlitze des Tubus 6105 hindurch und können daher lediglich in der Längsrichtung des optischen Systems verschoben, nicht aber um dessen Achse verschwenkt werden. Sie sitzen starr an den Fassungen 6115 und 6116 der positiven Zylinderlinsen LA-2 und LA-1. Durch die Längsverschiebung der Stifte 6113 und 6114 werden diese Linsen daher in der Längsrichtung des optischen Systems verschoben, wobei die Fassungen 6115 und 6116 durch Gleit-Führungen 6117 und 6118 gegen Drehung gesichert geführt sind. Ferner ist fest im Tubus 6105 eine negative Zylinderlinse L-AN angeordnet. Wenn die Buchse 6110 durch den Motor M-6300 gedreht wird, dann werden dadurch die positiven ZylinderlinsenLA-1 und LA-2 gegenüber der negativen Zylinderlinse L-AN verschoben. Die Linsen LA-1, LA-2 und L-AN sind in senkrechter Richtung zylindrisch, wie die F i g. 5b erkennen läßt.
Der Motor M-6400 erteilt einer Buchse 6120 eine Drehverstellung auf dem Tubus 6105 in ähnlicher Weise, wie die Hülse 6110 durch den Motor M-6300 verdreht werden kann.
Zapfen 6123 und 6124, die durch Schubkurvenschlitze 6121 und 6122 in der Längsrichtung verschoben werden, dienen zur axialen Verstellung der zylindrischen Linsen LB-1 und LB-2 mit Bezug auf die feststehende negative Linse L-BN. Die Linsen LA-1, LA-2 und L-AN bilden ein erstes verstellbares anamorphisches Aggregat, während die Linsen LB-1, LB-2 und L-BN ein zweites anamorphisches Aggregat darstellen. Die Linsen LB-1, LB-2 und L-BN sind je in einer waagerechten Richtung zylindrisch gestaltet, wie F i g. 5 b zeigt. Die beiden anamorphischen Systeme sind also hinsichtlich der Richtung der Verzerrung um 90° zueinander versetzt. Mit Bezug auf die F i g. 7a und 7b ist bereits dargelegt worden, daß, wenn man die beiden positiven zylindrischen Linsen gegenüber der negativen in Achsenrichtung verstellt, sich dann die Zerrkraft in der einen Richtung ändert, ohne daß dadurch die scharfe Einstellung des Bildes beeinträchtigt würde. Wie nun bereits bei der Erläuterung der F i g. 27 erwähnt wurde, dient der Stellmotor M-6100 dazu, die beiden anamorphischen Aggregate um den Winkel ß zu drehen, der für eine bestimmte Änderung des perspektivischen Blickpunktes erforderlich ist. Der Motor M-6300 hingegen dient dazu, die Linsen LA-1 und LA-2 derart einzustellen, daß sich die für die gewünschte Verstellung des Blickpunktes erforderliche Zerrkraft ml des ersten anamorphischen Aggregats ergibt. Der Motor M-6400 verstellt die Linsen LB-1 und LB-2 so, daß das zweite anamorphische System die Zerrkraft m, erhält, die dem Beschauer des projizierten Bildes die gewünschte Verschiebung des perspektivischen Blickpunktes vortäuscht. Mithin bewirken die Motoren M-6100, M-6300 und M-6400 eine solche Verzerrung des vom Bildwerfer PR erzeugten Bildes, daß man dadurch beim Betrachten des projizierten Bildes den Eindruck erhält, als erblicke man es von dem gewünschten Punkt aus. Es ist aber noch außerdem notwendig, das verzerrte Bild um den Winkel i.) zu drehen, wenn man erreichen will, daß auch auf dem Bildschirm die ursprünglich waagerechten Linien des Geländes horizontal zu liegen kommen. Wenn bei der Aufnahme der Bilder die Kameraachse unter dem Horizont gelegen hat, dann ist außerdem eine Verschiebung des verzerrten Bildes in senkrechter und seitlicher Richtung nötig. Diese weiteren Korrekturen lassen sich dadurch ausführen, daß der ganze Bildwerfer, einschließlich der beiden anamorphischen Aggregate, um den Winkel n gedreht wird und daß der im Bildwerfer befindliche Film bzw. das Diapositiv eine Verschiebung in senkrechter und waagerechter Richtung gegenüber den beiden anamorphischen Aggregaten des optischen Systems erfährt. Wenn der Projektionsapparat dem Zweck dient, dem Flugschüler die Sicht auf das Gelände, insbesondere einen Flugplatz, vorzutäuschen, dann wird am besten der ganze Bildwerfer gegenüber dem Flugschüler um den Winkel e gedreht, und auch die Verschiebung des verzerrten Bildes in waagerechter und senkrechter Richtung auf dem Schirm erfolgt am besten durch eine entsprechende Drehbewegung des ganzen Bildwerfers, wie in den F i g. 5a und 29a gezeigt ist.
Ist bei der Aufnahme des kinematographischen Films die Achse der Kamera auf den Horizont gerichtet, dann ist es nur noch erforderlich, die richtigen Werte für ß, ml und m, vorzusehen, um zu erreichen, daß die mit Hilfe der Verzerrungsoptik auf den Bildschirm projizierten Bilder dem Beschauer die gewünschte Verschiebung des perspektivischen Blickpunktes vortäuschen. Wird dann das ganze optische System, einschließlich des Objektes und der Optik, um den Winkel n gedreht, so kann man dadurch erreichen, daß die Horizontlinie der auf den Schirm geworfenen Bilder waagerecht verbleibt. Allerdings bleibt das Bildfeld der Aufnahmekamera zum großen Teil unausgenutzt, wenn diese bei der Aufnahme des Films mit ihrer optischen Achse auf den Horizont gerichtet ist, sofern man nicht absichtlich einen großen Teil des Himmels mit aufzunehmen wünscht. Wenn es sich darum handelt, dem Flugschüler durch die Bildprojektion eine Sicht auf das Gelände zu bieten, dann kann man den Anblick des Himmels in sehr viel einfacherer Weise auf anderem Wege vortäuschen. Denn der Anblick des Himmels ist von allen Blickpunkten aus im allgemeinen derselbe. Da es nun beim Projizieren eines Bildes des Geländes erwünscht ist, das Bildfeld des optischen Systems weitestmöglich auszunutzen, und da man aus diesem Grunde beim Aufnehmen des Films mit der optischen Achse der Kamera tief unter den Horizont zielt, muß man bei der Projektion das Bild sowohl seitlich als auch senkrecht verschieben. Wie das geschehen kann, sei nunmehr mit Bezug auf F i g. 29a beschrieben.
Das Auge des Beobachters befindet sich bei P in einer Höhe von hl, in der dargestellten Weise schräg zur Erde gemessen. Die Fläche zwischen dem Horizont und dem auf der Erde befindlichen Punkt B bietet sich also dem Betrachter mit einer Höhe von hl dar. Wird nun auf einen Schirm S ein vom Punkt P aus aufgenommener, in der Ebene F-F befindlicher Film projiziert, wobei die Projektion die Höhe hl hat, so wird die aufgenommene Szene dem Beobachter wirklichkeitsgetreu dargeboten. Nimmt man nun an, daß bei der Aufnahme des Films und bei dessen Projektion die optischen Achsen der Kamera und des Bildwerfers auf einer Linie PB, d. h. im Winkel 8 zur Horizontalen, liegen, dann erscheint die längs der Linie PB projizierte Stelle des Bildes weder seitlich noch senkrecht verschoben. Will man nun beim Beschauer des Bildschirms den Eindruck erwecken, als ob sich die Höhe des Blickpunktes vergrößere (bis zur Höhe h2 über dem Erdboden), dann muß hierzu nicht nur die Bildprojektion bis auf die neue Höhe h,' gedehnt werden, sondern es ist auch erforderlich, daß die axiale Stelle des Bildes, die keine Ablenkung erfahren hat, in einer anderen Richtung, nämlich weiter abwärts, projiziert wird, und zwar längs der Linie PB', so daß das neue Bild auf dem Bildschirm die bei h3' in F i g. 29a dargestellte Höhe und Lage hat. Das läßt sich entweder dadurch erreichen, daß man den Film in seiner Ebene verschiebt, und zwar aufwärts, wenn der Bildwerfer das Bild umkehrt, sonst aber abwärts, oder dadurch erreichen, daß man den Bildwerfer mit Bezug auf F i g. 29a im Uhrzeigersinn verschwenkt. Aus der F i g. 29 a ergibt sich die Beziehung Die erforderliche senkrechte Verschiebung des Films in der Ebene F-F beläuft sich also etwa auf Hierbei bedeutet p die Brennweite des Linsensystems des Bildwerfers. Da bei kleinen Schwenkwinkeln der Tangens ungefähr dem Arkus gleicht, muß man den ganzen Bildwerfer um eine waagerechte, durch die Ebene der Linse verlaufende Achse um einen Winkel verschwenken, der sich ungefähr beläuft auf Da die Filmbilder mit Bezug auf die senkrechte und waagerechte Verschiebung des Blickpunktes innerhalb der Filmebene projiziert und verzerrt werden, müssen die Höhen parallel zur Filmebene F-F gemessen werden, so daß die Bezugshöhe hl eines jeden Filmbildes tatsächlich die Höhe ist, bei der das Bild aufgenommen wurde, dividiert durch den Kosinus des Projektionswinkels e. Wenn man bei der Filmaufnahme mit der optischen Achse der Kamera in einem konstanten Winkel e unter den Horizont zielt und wenn auch bei der Projektion alle Bildchen im selben Winkel zur Horizontalen projiziert werden, dann ist cos e konstant. Unabhängig von einer etwaigen Verschiebung des Blickpunktes bleibt dann die Bezugshöhe jedes Filmbildchens gleich. Man kann nun auf einem rechnerischen Wege, ähnlich wie oben angegeben, feststellen, daß bei nicht horizontaler Lage der optischen Achse der Kamera und des Bildwerfers das verzerrte Bild auch seitlich verschoben werden muß. Das kann dadurch geschehen, daß entweder der Film selbst in seiner eigenen Ebene annähernd um den Betrag seitlich verschoben wird oder daß der Bildwerfer um eine durch seine Projektionslinse verlaufende lotrechte Linie annähernd um den Winkel verschwenkt wird.
Um nun zu vermeiden, daß der Kinobildwerfer zum Zwecke der Verschiebung des Films mit einem verwickelten Verschluß und einem verwickelten Filmvorschubgetriebe versehen werden muß, empfiehlt es sich, zum Zwecke der senkrechten und seitlichen Verschiebung lieber den Bildwerfer zu verschwenken, was beispielsweise durch den in F i g. 5 a gezeigten Apparat geschehen kann. Auf diese Weise gelangt dann das verzerrte Bild in die richtige Lage auf dem Bildschirm.
In F i g. 27 ist eine elektrische Rechenschaltung gezeigt, die dem Zweck dient, mit Hilfe von Stellmotoren den Bildwerfer in der erforderlichen Weise auf oder ab und nach rechts oder links zu verschwenken. Ein Stativ 6301 trägt verschwenkbar einen Lagerbock 6302. Dieser sitzt nämlich an einem waagerechten Schwenkzapfen, der oben im Stativ6301 drehbar gelagert ist und an seinem Ende einen Kegelradzahnkranz 6303 hat. Mit diesem kämmt ein Kegelritze16304, das durch einen Stellmotor M-6200 angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Lagerbock 6302 eine Schlingerbewegung um die waagerechte Längsachse erfahren, entsprechend dem durch den Stellmotor M-6200 erteilten Antrieb. Dadurch erfährt das projizierte Bild eine Verschwenkung um die Achse des Kegelradzahnkranzes 6303. Der Stellmotor M-6200 wird so gesteuert, daß er das Bild um den Winkel o dreht und dadurch also die einander folgenden Bilder auf dem Bildschirm Strotz der Verschiebung des Blickpunktes waagerecht hält.
Der Lagerbock 6302 ist gabelförmig gestaltet, und die Enden seiner Arme tragen eine Welle 6305, auf der zwei Naben 6306 und 6307 eines Plattformhalters drehbar gelagert sind. Von diesen Naben aus erstrekken sich Arme 6308, 6309 und 6310 abwärts, welche eine Plattform 6311 tragen, der eine Stampfbewegung erteilt werden kann, d. h. eine Schwingung um die waagerechte Querachse. An dem Arm 6308 und der Nabe 6306 ist starr ein verzahnter Sektor 6312 befestigt, der mit einem Ritzel 6313 kämmt, das auf dem Arm des Lagerbockes 6302 gelagert ist und seinen Antrieb durch einen Stellmotor M-6500 erfährt. Dieser ist ebenfalls am Lagerbock 6302 gelagert, und sein Läuferritzel kämmt mit dem Ritzel 6313. Mithin verschwenkt der StellmotorM-6500 die Plattform 6311 um die quer verlaufende Achse der Naben 6306, 6307. Wie nun oben mit Bezug auf F i g. 29a erläutert wurde, dient die Stampfbewegung des Bildwerfers PR unter dem Antrieb durch den Stellmotor M-6500 dazu, das projizierte Bild auf dem Bildschirm S auf und ab zu verstellen, um dadurch eine ungewünschte senkrechte Verstellung auszugleichen, die infolge der Verzerrung des Bildes anderenfalls eintreten könnte. Der Bildwerfer PR ruht auf einer Drehscheibe 6315, die auf der Plattform 6311 gelagert ist, wie man bei 6316 deutlich erkennen kann. Diese Scheibe 6315 hat einen Zahnkranz, mit welchem ein Ritzel6318 kämmt, das durch einen Stellmotor M-6600 antreibbar ist, der von der Plattform 6311 getragen wird. Mit Hilfe dieses Stellmotors ist der Bildwerfer PR daher um eine Achse drehbar, die durch die Mitte der Drehscheibe 6315 verläuft und die Achse der Naben 6306 und 6307 rechtwinklig kreuzt. Infolgedessen läßt sich der Bildwerfer PR so verschwenken, daß sich das auf den Bildschirm S geworfene Bild nach rechts oder links verschiebt. Dadurch kann die Verschiebung aufgehoben werden, die anderenfalls infolge der Verzerrung des Bildes auftreten würde. Im übrigen entspricht der Bildwerfer PR einem üblichen Filmvorführungsgerät mit nur wenigen, weiter unten erläuterten Abänderungen.
Das Objektiv des Bildwerfers ist mit einem Vorsatzlinsensystem ausgerüstet, bei welchem es sich um das in F i g. S b gezeigte, der Bildverzerrung dienende optische System handelt. Die Schwenkachse der Naben 6306, 6307 verläuft rechteckig zu der Schwenkachse des Lagerbockes 6302 und ebenfalls rechteckig zur mehr oder weniger aufrechten Achse der Drehscheibe 6315. Alle drei Achsen können so angeordnet werden, daß sie durch die Projektionslinse des Bildwerfers PR hindurchgehen, obgleich das keinesfalls unbedingt erforderlich ist. Eine solche Anordnung empfiehlt sich jedoch, weil sich dann die Schaltung vereinfacht, mit deren Hilfe die Spannungen zum Betrieb der Stellmotoren M-6200, M-6500 und M-6600 abgeleitet werden.
In F i g. 28 ist eine elektrische Rechenschaltung gezeigt, die zur Verwendung gelangen kann, um irgendeines der früher erörterten Bildverzerrungssysteme mit einem üblichen Bodengerät zum Ausbilden von Flugschülern zu verbinden. Eine Reihe der in F i g. 28 gezeigten Elemente entsprechen den in F i g. 10 gezeigten Elementen und brauchen daher im einzelnen nicht näher beschrieben zu werden.
Bei den Stellmotoren M-6102 und M-6101 der F i g. 28 kann es sich um integrierende Stellmotoren handeln, welche den Standort des nachgeahmten Flugzeuges errechnen. Ein Stellmotor M-6101, der durch seine Winkelstellung jeweils angibt, wie weit nördlich sich das nachgeahmte Flugzeug vom Bezugsstandort befindet, stellt den Arm eines Potentiometers R-2000 ein, dessen Wicklung an das Netz des Rechengerätes angeschlossen ist und daher mit einer gleichbleibenden Spannung erregt wird. Der Arm dieses Potentiometers greift daher eine Spannung ab, die einen Maßstab dafür liefert, wie weit nördlich vom Bezugsstandort sich das nachgeahmte Flugzeug befindet. Diese Spannung wird über einen Widerstand R-2080 einem Addierverstärker U-2000 zugeführt. In ähnlicher Weise leiten ein Stellmotor M-6102 und ein Potentiometer R-2010 eine Spannung ab, die ein Maß dafür darstellt, wie weit östlich sich das nachgeahmte Flugzeug vom Bezugsstandort befindet. Diese Spannung wird über einen Addierwiderstand R-2100 einem Verstärker U-2010 zugeführt. Der Fluglehrer kann mit Hilfe von Steuerknöpfen von Hand Potentiometer R-2020 und R-2030 auf Werte einstellen, welche angeben, wie weit sich ein bestimmter Flughafen nördlich und östlich vom Bezugsstandort befindet. Diese Potentiometer werden ebenfalls vom Netz aus mit gleichbleibender Spannung erregt, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen wie die Potentiometer R-2000 und R-2010. Die von den Potentiometern R-2020 und R2030 abgegriffenen Spannungen werden über Widerstände R-2090 und R-2110 den Verstärkern U-2000 und U-2010 zugeführt. Da diese Spannungen das entgegengesetzte Vorzeichen haben wie die den Ort des nachgeahmten Flugzeuges angebenden Spannungen, geben die Ausgangsspannungen der Verstärker an, wie weit sich das Flugzeug bei dem nachgeahmten Flug nördlich und östlich vom Flughafen jeweils befindet. Diese Spannungsunterschiede werden nun einzeln einer Läuferwicklung eines üblichen Induktionsauflösers T-1 zugeführt. Die sich ergebende Spannung, welche in der Ständerwicklung I_, des Auflösers T-1 induziert wird, wird einem gewöhnlichen Stellmotor M-10.30 zugeführt. Dieser dreht seine Welle daher in eine Winkellage, bei welcher die in der Wicklung L, induzierte Spannung ein Mindestmaß erreicht. Wenn das der Fall ist, stellt diese Winkellage die Peilrichtung des nachgeahmten Flugzeuges von dem Flughafen aus dar. Dabei wird die Peilrichtung von dem Meridian oder dem Breitengrad des Flughafens bezogen. In der Gleichgewichtslage des Stellmotors erreicht die in der Ständerwicklung L; des Auflösers induzierte Spannung ein Höchstmaß. Sie ist der vektoriellen Summe der den Läuferwicklungen zugeführten Spannupgen verhältnisgleich. Ihr absoluter Wert entspricht dem Abstand des nachgeahmten Flugzeuges von dem Flughafen. Diese Spannung wird nun über einen Widerstand R-2120 dem Steuerstromkreis eines polarisierten Relais PSR-1 zugeführt. Das Potentiometer R-2040 wird mit einer konstanten Spannung von entgegengesetztem Vorzeichen erregt. Sein Arm wird durch den Fluglehrer auf denjenigen Abstand des nachgeahmten Flugzeuges vom Flughafen eingestellt, bei dessen Unterschreiten dem Flugschüler die Sicht auf den Flughafen dargeboten werden soll. Eine Spannung, die diesem Abstand verhältnisgleich ist, wird nun an das polarisierte Relais PSR-1 über einen Widerstand R-2130 angelegt. Solange der Abstand des nachgeahmten Flugzeuges vom Flughafen größer ist als der auf dem Potentiometer R-2060 eingestellte Abstand, überschreitet die über den Widerstand R-2120 an das Relais angelegte Spannung die über den Widerstand R-2130 angelegte Spannung, weshalb der Kontakt a des Relais PSR-1 offen bleibt. Sobald jedoch der Abstand des nachgeahmten Flugzeuges vom Flughafen unter den auf dem Potentiometer R-2040 eingestellten Wert sinkt, kehrt sich das Vorzeichen der am Relais PSR-1 liegenden resultierenden Spannung um und bewirkt, daß das Relais PSR-1 seinen Kontakt a schließt.
Der Stellmotor M-6001 des Lehrgerätes, der in bekannter Weise die Flughöhe wiedergibt, stellt den Arm eines Potentiometers R-2070 ein. Der Arm dieses Potentiometers greift daher eine Spannung ab, die der jeweiligen Flughöhe des nachgeahmten Flugzeuges entspricht. Diese Spannung wird zwei polarisierten Relais PSR-2 und PSR-3 über Widerstände R-2150 und R-2170 zugeführt. Der Fluglehrer kann nun Potentiometer R-2050 und R-2060 auf Werte einstellen, welche die vom Flugschüler einzuhaltende Flughöhe nach oben und unten begrenzen. Nur wenn der Flugschüler diese Bedingung erfüllt, erhält er Bodensicht. Die auf den Potentiometern R-2050 und R-2060 eingestellten oberen und unteren Grenzwerte können sich dabei aus einer üblichen Landeanlage ergeben, bei welcher das landende Flugzeug durch Funkzeichen geleitet wird und daher innerhalb des Funkstrahlbereiches verbleiben muß. Nur wenn der Flugschüler diese Bedingung erfüllt, erhält er Bodensicht. Mit der Spannung, die von der Wicklung I_;, des Auflösers T-1 geliefert wird und dem Abstand des Flugzeuges vom Flughafen entspricht, werden Potentiometer R-2050 und R-2060 erregt, deren Wicklungen die Tangensfunktion verkörpern. Daher stellen die von den Armen dieser Potentiometer abgegriffenen Ausgangsspannungen die Höhengrenzwerte dar, die der Flugschüler beim nachgeahmten Flug jeweils einhalten muß, wenn er Bodensicht erhalten soll. Am Potentiometer R-2050 wird also eine Spannung abgegriffen, die der oberen Grenze der zulässigen Flughöhe entspricht. Diese Spannung wird über einen Widerstand R-2140 dem Relais PSR-2 zugeführt. Am Potentiometer R-2060 wird eine Spannung abgegriffen, welche der unteren Grenze der zulässigen Flughöhe entspricht. Diese Spannung wird dem Relais PSR-3 zugeführt. Wenn nun der Flugschüler beim nachgeahmten Flug eine Flughöhe einhält, die innerhalb der oberen und unteren auf den Potentiometern R-2050 und R-2060 eingestellten Grenzwerte liegt, dann werden die Kontakte a der Relais PSR-2 und PSR-3 geschlossen. Sinkt die Flughöhe unter den auf dem Potentiometer R-2060 eingestellten Wert, dann ändert sich das Vorzeichen der dem Relais PSR-3 zugeführten resultierenden Spannung, so daß der Kontakt a des Relais PSR-3 geöffnet wird. Fliegt aber der Flugschüler so hoch, daß er den auf dem Potentiometer R-2050 eingestellten Wert der Flughöhe überschreitet, dann kehrt sich das Vorzeichen der dem polarisierten Relais PSR-2 zugeführten Spannung um, so daß sich der Kontakt a des Relais PSR-2 öffnet. Mithin wird durch die Kontakte PSR-1, PSR-2 und PSR-3 nur dann ein Stromkreis geschlossen, wenn der Flugschüler weder höher noch niedriger fliegt, als ihm durch die Einstellung der Potentiometer R-2050 und R-2060 vorgeschrieben ist, und wenn er außerdem den auf dem Potentiometer R-2040 eingestellten Mindestabstand vom Flughafen erreicht.
Wie erinnerlich, stellt die Winkellage der Welle des Stellmotors M-1030 den Peilwinkel des Flugzeuges vom Flughaten aus mit Bezug auf den Meridian dar. Die Welle des Stellmotors M-1030 ist nun mit einer der beiden Antriebswellen eines Differentialgetriebes 2100 verbunden. Die andere Antriebswelle dieses Differentialgetriebes wird durch den Fluglehrer je nach dem Winkel eingestellt, in welchem die Landebahn des Flughafens zur Nord-Süd-Richtung verläuft. In ihrer Einstelllage wird diese Welle durch eine Bremse 2110 festgehalten. Mithin stellt die Winkellage der Abtriebswelle des Differentialgetriebes 2100 einen Maßstab für den Winkel dar; den die vom Flughafen aus verlaufende Peilrichtung des Flugzeuges mit der Landebahn einschließt. Die Welle 2120 stellt einen Nocken 2130 ein, welcher einen Schalter S-2030 betätigt. Dieser Nocken hat längs seines Umfangs eine Erhöhung, deren Zentriwinkel sich auf das Doppelte des Höchstmaßes beläuft, um welches die Peilrichtung von der Richtung der Landebahn abweichen darf. In der Zeichnung ist dieser Nocken in .ehrer Lage -dargestellt, bei welcher diese Abweichung Null beträgt. Das bedeutet, daß sich das Flugzeug 'in der Längsrichtung der Landebahn befindet.' Die Nockenrolle des Schalters S-2030 liegt dann in der Mitte an der Nockenerhöhung an. Schließt die Peilrichtung des sich dem Flughafen nähernden Flugzeuges aber mit der Richtung der Landebahn einen so großen Winkel ein, daß der Nocken 2130 den Schalter S-2030 nicht schließt, dann erhält der Flugschüler keine Sicht des Flughafens. Dann wird also die Lampe 2140 des Bildwerfers nicht eingeschaltet: Die an der Klemme 2000 liegende konstante Spannung wird also an die Projektionslampe 2140 auf folgendem Wege und unter den folgenden Bedingungen angeschlossen: Über den Kontakt a des Relais PSR-1, wenn sich das nachgeahmte Flugzeug dem Flughafen mindestens bis auf einen bestimmten Abstand genähert hat; über die Kontakte a der Relais PSR-2 und PSR-3, wenn der Flugschüler nicht zu hoch und nicht zu niedrig fliegt; über den Schalter S-2030, wenn sich das nachgeahmte Fluzeug dem Flughafen aus einer zulässigen Richtung nähert, und weiter über den Kontakt b des Schalters S-2020 und den für gewöhnlich geschlossenen Schalter S-204 und den zur Regelung der Leuchtstärke dienenden Widerstand R-2290. Gelingt es dem Flugschüler bei dem nachgeahmten Flug nicht, die gestellten Bedingungen hinsichtlich Flughöhe, Abstand vom Flughafen und Flugrichtung zu erfüllen, so bleibt die Lampe 2140 ausgeschaltet, so daß keine Projektion des Bildes des Flughafens auf den Schirm erfolgt.
Die Bezugshöhe wird durch einen Stellmotor M-6000 angegeben, bei welchem es sich um einen bei Boden-. schulungsgeräten üblichen Stellmotor handelt, der mit der üblichen Potentiometerrückführung versehen ist und bei der in F i g. 27 gezeigten Rechenschaltung zur Verwendung gelangt. Er wird über einen Schalter S-2010 an eine Spannung gelegt, die der Bezugshöhe entspricht. Dem oberen Kontakt des Schalters S-2010 wird die die Bezugshöhe angebende Spannung, für deren Ableitung es verschiedene Möglichkeiten gibt, von denen zwei Beispiele in F i g. 28 gezeigt sind, zugeführt. Beispielsweise kann diesem Zweck ein Verstärker U-2020 dienen, dessen Wirkungsweise mit Bezug auf F i g. 29b später näher erläutert werden wird. Am unteren Kontakt des Schalters S-2010 liegt eine die Bezugshöhe angebende Spannung, die durch Abtastung von entsprechenden Markierungen des Films abgeleitet wird. Diesem Zweck dient ein üblicher Photozellenabnehmer X-1 am Bildwerfer, welcher beim Abfühlen schwarzweißer, längs der Tonspur des Films angebrachter Markierungen periodische Stromstöße liefert, welche in einem Verstärker U-2060 verstärkt werden unddazu dienen, Zählwerksantriebsspannungen mittels eines Gerätes zu erzeugen, zu welchem zwei einfache Schrittschalter K-2020 und K-2030 gehören. Durch die einander folgenden Stromstöße, die der Wicklung des Schrittschalters K-2020 bei der Annäherung des Flugzeuges an den Flughafen zugeführt werden, läuft der Wählerarm mit Bezug auf F i g. 28 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch die über einen Widerstand R-2200 einem Verstärker U-2040 zugeführte Spannung geringer wird. Gelangt der Wählerarm des Schalters K-2020 bei dem Lauf im Gegenuhrzeigersinn in seine Endstellung, dann wird der Kontakt b des Schalters S-2020 geschlossen, so daß alsdann die Ausgangsspannung des Verstärkers U-2060 der Wicklung des entsprechenden Schrittschalters K-2030 zugeführt wird. Die weiteren vom Verstärker K-2030 gelieferten Stromstöße lassen dann den Wählerarm des Schalters K-2030 im Gegenuhrzeigersinn laufen, wodurch die Spannungen herabgesetzt werden, die den Verstärker L`-2040 über einen Widerstand R-2210 erreichen. Die verwendeten Schrittschalter können viel mehr Kontaktstellungen aufweisen, als dargestellt sind, so daß sich die die Bezugshöhe angebende Spannung in sehr kleinen Stufen ändern läßt. Zu diesem Zweck können mehr als zwei Schrittschalter hintereinandergeschaltet werden. Die Höhe, bei der jedes einzelne Filmbild aufgenommen ist, kann auf dem Film ebensogut durch Schlüsselzeichen angegeben sein wie durch Ziffern, falls dies gewünscht wird, obgleich verschlüsselte Ziffern vorzuziehen sind, weil sie eine größere Genauigkeit gewährleisten. Eine analoge Verschlüsselung der Höhe könnte z. B. aus einer der Höhe proportionalen Frequenz bestehen. Mit dem Ausgang des Verstärkers 1-7-2060 würde man dann eine übliche Frequenzdetektorschaltung verbinden, welche eine der Bezugshöhe entsprechende Spannung liefert.
Die an der Wicklung L3 des Auflösers T-1 induzierte Spannung, welche dem Abstand des Flugzeuges vom Flughafen entspricht, wird über einen Abgleichwiderstand R-2310 einem Verstärker U-2020 zugeführt. Ferner wird über einen Abgleichwiderstand R-2300 dem Addierverstärker U-2020 eine Spannung zugeführt, die der beim nachgeahmten Flug jeweils erreichten Flughöhe verhältnisgleich ist. Dann stellt die Ausgangsspannung des Verstärkers U-2020 die Summe der zugeführten Zeichen dar, wie weiter unten mit Bezug auf F i g. 29b erläutert ist. Diese Summe bildet aber einen Maßstab für einen berichtigten oder modifizierten Abstand des Flugzeuges vom Flughafen. Die berichtigte, die Entfernung darstellende Ausgangsspannung wird an die Wicklung eines Tangens-Potentiometers R-2220 angelegt, das der Einfachheit wegen als einfaches Potentiometer dargestellt ist, aber in Wirklichkeit zwei um 360° drehbare Läuferwicklungen enthält. Der Arm des Potentiometers R-2220 wird durch die Abtriebswelle 2120 des Differentialgetriebes 2100 auf den Winkel eingestellt, den die Peilrichtung des sich dem Flughafen nähernden Flugzeuges mit der Richtung der Landebahn einschließt. Mithin ist die am Arm des Potentiometers R-2220 liegende Spannung dem Maß verhältnisgleich, um das der Standort des Flugzeuges von der Längsrichtung der Landebahn seitlich entfernt ist. Mit dieser Spannung wird über einen Widerstand R-2230 der den seitlichen Abstand angebende d-Stellmotor M-5002 gespeist, der mit dem üblichen Rückführpotentiometer R-2240 versehen ist und dessen Welle verschiedene mit Bezug auf F i g. 27 beschriebene Potentiometer einstellt. Sobald sich das Flugzeug auf dem nachgeahmten Flug bis auf die auf dem Potentiometer R-2040 eingestellte Entfernung dem Flughafen genähert, hat schließt sich der Kontakt a des Relais PSR-1, und dadurch wird das Relais K-2010 erregt, das seinen Kontakt a schließt und über den Kontakt a des Schalters S-2020 die vom Verstärker U-2020 gelieferte Spannung, welche die berichtigte Entfernung des Flugzeuges vom Flughafen angibt, über den Widerstand R-2270 zum Filmantriebsmotor M-5205 durchschaltet. Dieser Motor ist ein gewöhnlicher Stellmotor, der den Film daher mit derjenigen Geschwindigkeit durch den Bildwerfer laufen läßt, mit der sich das Flugzeug dem Flughafen nähert. Jedes Bildchen gibt daher den Flughafen von einem bestimmten Abstand aus aufgenommen wieder. Der Antrieb des Films beginnt also, sobald sich das Flugzeug dem Flughafen bis auf einen bestimmten Abstand genähert hat, ganz gleichgültig, ob sich das Flugzeug dann im richtigen Höhenbereich und vorgeschriebenen Richtungsbereich befindet. Dadurch wird sichergestellt, daß sich jederzeit das richtige Filmbildchen im Bildrahmen befindet, gleichgültig, wann das Flugzeug den richtigen Höhenbereich erreicht und innerhalb der für die Richtung vorgeschriebenen Grenzen einfliegt.
Nach erfolgter Landung ist der Film zum größten Teil abgelaufen. Durch Umlegen eines Schalters S-2020 in seine untere Lage kann der Fluglehrer den abgelaufenen Film wieder aufspulen. Durch die Umschaltung wird nämlich an den Filmantriebsmotor M-6205 über den Kontakt a des Schalters S-2020 eine Spannung angelegt, die einen Maßstab für den auf dem Potentiometer R-2040 eingestellten Abstand darstellt, den das Flugzeug erreichen muß, damit der Flugschüler Bodensicht erhält. Dadurch wird der Filmantrieb umgekehrt, so daß der Film wieder bis in seine ursprüngliche Lage aufgespult wird, bei welcher im Bildfenster sich diejenige Aufnahme befindet, die von dem größten Abstand aus aufgenommen worden ist. Durch den Kontakt b des Schalters S-2020 wird die Bildwerferlampe 2140 während des Rückspulens abgeschaltet. Durch den unteren Kontakt c des Schalters S-2020 wird die Spule des Schrittschalters K-2020 über einen Kontakt a an Spannung gelegt. Der Kontakt a ist ein Selbstunterbrechungskontakt des Schalters K-2020. Der Schalter dreht sich daher im Gegenuhrzeigersinn mit großer Geschwindigkeit bis in seine Endstellung, in welcher sich ein Kontakt c schließt, der den Selbstunterbrecherkontakt a kurzschließt und dadurch den Schalter K-2020 anhält. Wenn, dieser wieder in seine obere Stellung zurückkehrt, so wird dadurch die Wicklung des Schrittschalters getrennt und gestattet, daß dieser noch einen weiteren Schritt im Gegenuhrzeigersinn bis in seine Ausgangsstellung zurückläuft. In ähnlicher Weise sind der Schaler K-2030 und gegebenenfalls weitere Schrittschalter angeschlossen. Durch vorübergehendes (Offnen des Schalters S-2040 und durch Verändern der Einstellung eines Regelwiderstandes R-2290 kann der Fluglehrer vorübergehend das Bild verschwinden lassen und dadurch schlechte Sicht vortäuschen. Man kann auch bei einem vorbildlichen Start eines Flugzeuges von diesem aus das Gelände aufnehmen und dann mit Hilfe des Films dem Flugschüler die Sicht vortäuschen, die sich ihm beim Starten darbietet. Dann wird die Projektionslampe abgeschaltet, wenn der Flugschüler beim nachgeahmten Flug einen bestimmten Abstand vom Flughafen erreicht hat, so daß er dann die Bodensicht verliert.
Wenn es sich bei dem projizierten Film um eine Aufnahme des Geländes handelt, die während des Fluges auf einem Bezugskurs aufgenommen ist, dann kann es erwünscht sein, eine der Bezugsflughöhe entsprechende Spannung zu entwickeln, die sich in nichtlinearer Weise verringert, wenn sich das nachgeahmte Flugzeug dem Flughafen nähert. Bei vielen Flugzeugen ist es nämlich praktisch nicht möglich, mit einer Gleitflugbahn von gleichbleibender Neigung niederzugehen. Man muß vielmehr das Flugzeug kurz vor der Bodenberührung abfangen und zu diesem Zweck in eine mehr oder weniger waagerechte Flugbahn übergehen. Die Bahn des Flugzeuges, die dieses während der Filmaufnahme entlangfliegt, ist also nicht geradlinig. Aus diesem Grunde muß sich die die Bezugshöhe angebende Spannung in nichtlinearer Weise verringern, bezogen auf den Abstand des Flugzeuges vom Flughafen. Um das zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man kann z. B. einen nichtlinearen Widerstand od. dgl. zwischen dem Verstärker U-2020 und dem oberen Kontakt des Schalters S-2010 einschalten. Verwendet man die dargestellten Schaltmittel, um die die Bezugshöhe angebende Spannung von Schlüsselmarkierungen abzuleiten, die sich auf dem Film befinden, dann kann der Abstand dieser Markierungen längs der Tonspur wachsen. Auf diese Weise sinkt dann die die Bezugshöhe angebende Spannung längs desjenigen Abschnitts des Films immer langsamer, der beim Abfangen des Flugzeuges vor der Bodenberührung aufgenommen ist.
Das mit der Apparatur von F i g. 28 abgeleitete Zeichen, das die seitliche Entfernung anzeigt, gibt diese seitliche Entfernung mit Bezug auf eine gerade Linie wieder, die mit der Mittellinie der Landebahn zusammenfällt. Voraussetzung ist dabei, daß das Flugzeug während der Filmaufnahme entweder diese gerade Mittellinie entlangfliegt oder daß die Kamera anderenfalls mit einer Verzerrungsoptik ausgerüstet war, welche die aufgenommenen Bilder perspektivisch so verzerrt, daß sie aussehen, als seien sie beim Flug längs der Landebahnmittellinie aufgenommen. Diese Optik kann ebenso ausgestaltet sein, wie sie für den Bildwerfer beschrieben worden ist. Sollte es aus irgendwelchen Gründen nicht möglich sein, bei der Filmaufnahme diese Mittellinie entlangzufliegen oder bei der Aufnahme eines Geländemodells die Kamera der geraden Mittpinie entlangzubewegen, dann empfiehlt es sich, auf der Tonspur des Films Schlüsselzeichen anzubringen, welche das Maß der seitlichen Abweichung der Kamera von der Mittellinie während der Aufnahme angeben. Diese Schlüsselzeichen können dann mit einem ähnlichen Abfühlgerät abgetastet werden, wie es für die die Flughöhe angebenden Schlüsselzeichen des Films beschrieben worden ist. Auf diese Weise entsteht dann eine elektrische Spannung, die durch Größe und Vorzeichen die seitliche Abweichung angibt und in einem Addierverstärker, der nicht näher dargestellt ist, mit der vom Potentiometer R-2220 gelieferten Spannung (welche die Entfernung des nachgeahmten Flugzeuges von der Richtung der Landebahn angibt) vereinigt werden kann. Die sich ergebende Spannung stellt dann den d-Stellmotor M-6002 richtig ein.
Eine Änderung des Winkels ß um 180° ergibt keine Änderung des projizierten Bildes, weil die verstellbaren anamorphischen Aggregate zur optischen Achse symmetrisch ausgerichtet sind. Der für die gewünschte Verzerrung erforderliche Wert von (3 kann aber plötzlich von einem positiven auf einen negativen Wert wechseln, wenn die Bahn des nachgeahmten Fluges die Bezugsflugbahn kreuzt oder in der Nähe von dieser zwischen Punkten hindurchgeht, die in verschiedenen Quadranten eines Kreises liegen, der um die Bezugsflugbahn herumgeschlagen wird. Das erfordert unter Umständen eine sehr schnelle Verstellung des Verzerrungssystems durch den ß-Stellmotor M-6100. Da diese Erscheinung sehr deutlich wahrnehmbar sein kann, empfiehlt es sich, die Bezugsflugbahn auf eine Linie zu verlegen, die von der Flugbahn des nachgeahmten Flugzeuges normalerweise nicht gekreuzt wird. Wenn der Flugschüler beispielsweise eine Landung durchführen soll, die mehr oder weniger genau längs einer Gleitbahn verläuft, die durch ein übliches Landeleitsystem festgelegt ist, dann empfiehlt es sich, die Bezugsflugbahn so zu verlegen, daß sie sich in einem gewissen Abstand von der durch die Funkzeichen des Systems bestimmten Flugbahn entfernt befindet. Dadurch wird verhindert, daß die Flugbahn des nachgeahmten Flugzeuges etwa die Bezugsflugbahn wiederholt kreuzt.
Wie F i g. 28 schematisch zeigt, dient der Stellmotor M-6100 dazu, eine Drehverstellung beider anamorphischer Aggregate herbeizuführen. Der Stellmotor M-6300 verdreht die Buchse 6110, um die Zerrkraft des ersten anamorphischen Systems zu verstellen. Diejenige des zweiten anamorphischen Systems wird durch Drehen der Buchse 6120 seitens der Stellmotors M-6400 eingestellt, wie dies mit Bezug auf die F i g. 27 und 20 erläutert wurde. Der Stellmotor M-6200 dient gemäß F i g. 28 dazu, den ganzen Bildwerfer quer zu kippen, um die Horizontlinie der projizierten Bilder auf dem Bildschirm waagerecht zu halten. Durch den Stellmotor M-6500 wird der ganze Bildwerfer längs gekippt, um das Bild in dem erforderlichen Maße aufwärts oder abwärts zu verschieben. Der Stellmotor M-6600 schließlich dreht den ganzen Bildwerfer um seine aufrechte Achse, um das Bild im erforderlichen Maße seitlich zu verschieben.
Mit Hilfe der in den erörterten Figuren dargestellten und im vorstehenden behandelten Verzerrungssysteme kann man dem Betrachter des Bildes solche Änderungen des perspektivischen Blickpunktes vortäuschen, die innerhalb einer einzigen Ebene erfolgen, welche zu jedem ursprünglichen Bild, insbesondere zu jedem Filmbildchen gehört. Sowohl ein wirklicher Flug als auch der vom Flugschüler im Bodenlehrgerät nachgeahmte Flug erfolgt aber selten innerhalb einer einzigen Ebene. Wenn eine Reihe aufeinanderfolgender Objekte vorliegt, die ein Gelände zeigen, wie es bei Betrachtung von den verschiedenen aufeinanderfolgenden Punkten einer Bezugsflugbahn aussieht, dann kann eine wirklichkeitsgetreue Vogelschau geboten werden, sofern jeweils eins dieser Objekte in Abhängigkeit von dem von ihm dargestellten Punkt gewählt wird und wenn das Bild des ausgewählten Objekts in der richtigen Weise verzerrt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Verschiebung, die zwischen diesem Punkt und einem nachgeahmten Blickpunkt stattgefunden hat. Wenn diese Objekte nacheinander mit genau gesteuerten Verzerrungen projiziert werden, so kann man dadurch eine kinematographische Vorführung bewirken, durch welche eine Bewegung längs der ausgewählten Bahn nachgeahmt wird. Um nun das betreffende Objekt zu bestimmen, das zum Projizieren einer Szene beim Durchlauf eines bestimmten Punktes der Bahn zu benutzen ist, ist es oft erwünscht, die Verschiebung des Blickpunktes in Abhängigkeit von der Neigung der Bezugsbahn und in Abhängigkeit von dem Winkel zu betrachten, unter welchem die zu projizierenden Objekte das Gelände darstellen. Wenn nun eine Reihe aufeinanderfolgender Objekte so aussieht, als erblickte man das Gelände nacheinander von Punkten längs einer Bezugsflugbahn, dann kann man eine noch wirklichkeitsgetreuere Bodensicht dadurch erreichen, daß man je nach dem Winkel der Flugbahn, je nach dem Winkel der Aufnahmekamera und je nach dem Abstand des Blickpunktes von der Bahn jeweils das richtige Objekt, d. h. Filmbildchen, auswählt.
In F i g. 29b ist schematisch im Aufriß eine Bezugsflugbahn B-B dargestellt. Es sei angenommen, daß dies die Flugbahn eines Flugzeuges sei, durch dessen Windschutzscheibe hindurch das Gelände kinematographisch aufgenommen worden ist. Ebensogut kann man annehmen, eine Kamera würde längs der Bahn B-B verschoben, um ein Sandkastenmodell des Geländes aufzunehmen. Jedes Filmbildchen gibt dann das Gelände so wieder, wie es von einem bestimmten Punkt der Bezugsbahn B-B aus zu sehen ist. Bei diesen aufeinanderfolgenden Punkten der im Winkel aF geneigten Bezugsflugbahn befindet sich das Bildfenster der Kamera also in den Ebenen F,, F2, F3 usw. Ferner sei angenommen, daß jedes Filmbildchen bei der Aufnahme und später bei der Projektion zur Senkrechten um den Winkel e (F i g. 29a) geneigt sei. Der Klarheit halber sind die einzelnen Abstände der Ebenen F, bis F5 übertrieben groß wiedergegeben. In Wirklichkeit dürften ungefähr vierunzwanzig Aufnahmen pro Sekunde mit der längs der Bahn B-B wandernden Kamera gemacht werden, wobei sich die Geschwindigkeit der Kamera auf die Landegeschwindigkeit des Flugzeugs beläuft, d. h. auf etwa 36 m je Sekunde. Das ergibt also einen Abstand von etwa 1,5 m zwischen den Flächen F" FZ usw.
Nun sei angenommen, daß sich das nachgeahmte Flugzeug am Punkt P befinden möge. Um dem Flugschüler die richtige Bodensicht zu gewähren, brauchte in diesem Falle das Bildchen im Bildfenster F, nur unverzerrt projiziert zu werden. Eine Verzerrung ist nur nötig, wenn die Bilder so aussehen sollen, als würde das Gelände von anderen, in der Ebene F, gelegenen Punkten aus betrachtet. Durch die Verzerrung wird also ein Anblick vorgetäuscht, wie er sich ergeben würde, wenn man das Gelände nicht vom Punkt P, sondern von einem anderen Punkt der Fläche F, aus betrachten würde. Da sich der Abstand des am Standort P befindlichen nachgeahmten Flugzeuges vom Bezugspunkt C auf R beläuft, muß also der Filmantriebsmotor M-6205 (F i g. 28) das Filmbildchen F, in das Bildfenster des Projektionsgerätes bringen.
Nun sei aber angenommen, daß sich das nachgeahmte Flugzeug nicht auf der Bezugsflugbahn B-B befindet, sondern von dieser abweicht und sich beispielsweise an der Stelle P' unterhalb des Punktes P befinden möge. Wie ersichtlich, ergibt sich dann kein richtiges Geländebild, wenn man ein verzerrtes Bild des Filmbildchens F, projiziert. Man müßte vielmehr ein verzerrtes Bild des Filmbildchens F¢ projizieren. Wenn nun die Bezugsflugbahn B-B nur sehr schwach geneigt ist und sich auch der Kamerawinkel auf einen sehr kleinen Betrag beläuft, so daß die Achsen der Kamera und des Bildwerfers fast waagerecht stehen, dann liegt der Blickpunkt P' sehr dicht an der Ebene des Filmbildchens, das dem jeweiligen Abstand vom Flughafen oder der Stelle der Bodenberührung entspricht. Mit zunehmender Neigung der Flugbahn und zunehmendem Betrag des verwendeten Kamerawinkels nimmt jedoch für eine gegebene Abweichung des Punktes P' von der Bezugshöhe auch die Zahl der Bildaufnahmen zu, die zwischen der dem jeweiligen Abstand R entsprechenden Aufnahme und derjenigen Aufnahme erfolgen, in deren Ebene der Blickpunkt P' gelegen ist. Die Ungenauigkeit des projizierten Bildes ist also eine Funktion der Zahl der Aufnahmen zwischen derjenigen Aufnahme (F,), die der jeweiligen Entfernung R vom Ziel entspricht, und derjenigen Aufnahme (F5), in deren Ebene der Blickpunkt liegt. Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung ist es erwünscht, diesen Fehler zu berichtigen.
Um diese Berichtigung durchzuführen, muß die der Entfernung R entsprechende Spannung berichtigt werden, die dem Filmantriebsmotor M-2050 (F i g. 28) zugeführt wird. Durch Berichtigung dieser Spannung muß erreicht werden, daß dieser Motor das Filmbildchen F4 ins Bildfenster bringt. Denn wenn sich das Flugzeug am Punkt P befindet, d. h. im Abstand R von dem Zielpunkt C, dann darf nicht das Filmbildchen F, projiziert werden, sondern es muß vielmehr das Filmbildchen F4 zur Projektion kommen. Um die Spannung zu berichtigen, muß sie um einen Betrag verringert werden, welcher dem Abstand x der F i g. 29b entspricht. Durch diese Berichtigung wird erreicht, daß die Spannung der Größe R' entspricht. Es ergibt sich also die folgende mathematische Ableitung: R' = R - X. (65) Aus F i g. 29b folgt: X = (h, - h2) sin e . (68) Daher ist R' [I T tang e tang xr] = R + h tang e , (71) Die Gleichung (72) läßt erkennen, daß bei einer konstanten Neigung der Bezugsflugbahn von aF und bei einem gleichbleibenden Kamerawinkel, d. h. einem Neigungswinkel des Bildfensters von e, die berichtigte Spannung für den Antrieb des Filmstellmotors M-2050 erhalten wird, wenn man eine der Höhe des nachgeahmten Flugzeuges verhältnisgleiche Spannung zu einer Spannung addiert, die dem Abstand R vom Zielpunkt verhältnisgleich ist, wobei die richtigen Maßstäbe zu wählen sind. Wie F i g. 28 zeigt, wird die der Flughöhe des nachgeahmten Flugzeuges proportionale Korrekturspannung vom Gleitkontakt eines Potentiometers R-2070 abgegriffen, wobei dieser Gleitkontakt durch den Höhenstellmotor M-6001 einstellbar ist. Die abgegriffene Spannung wird einem Addierverstärker U-2020 über einen Anpassungswiderstand R-2300 zugeführt. Außerdem wird an die Eingangsseite dieses Addierverstärkers eine Spannung angelegt, die durch die Wicklung L3 des Auflösers T-1 über einen Widerstand R-2310 geliefert wird. Am Ausgang des Verstärkers U-2020 entsteht daher eine Spannung, welche dem berichtigten Zielabstand R' verhältnisgleich ist. Der Widerstand R-2310 ist so bemessen, daß er einen konstanten Anpassungsfaktor für die vom Auflöser T-1 erzeugte Spannung liefert, die der Zielentfernung entspricht. Der Widerstand R-2300 wird so bemessen, daß er einen konstanten Anpassungsfaktor für die die Höhe darstellende Spannung liefert, die vom Potentiometer R-2070 herkommt. Wie F i g. 29b zeigt, ist die Bezugshöhe hl des Filmbildchens F4 unmittelbar der berichtigten Zielabstandsspannung R', multipliziert mit einer Konstanten, proportional, was bedeutet: Durch Einschaltung entsprechender . Anpassungswiderstände zwischen dem Verstärker U-2020 und dem oberen Kontakt des Schalters S-2010 ergibt sich daher am oberen Kontakt eine Spannung, die einen Maßstab für hl liefert. Die Widerstände R-2300 und R-2310 werden zweckmäßig einstellbar gemacht, wenn die durch die Anpassungswiderstände bestimmten Faktoren verstellt werden müssen, was der Fall ist, wenn Filmaufnahmen unter Verwendung verschiedener Kamerawinkel und bei Flugbahnen B-B verschiedener Neigung zu machen sind. Befindet sich der Schaltarm des Schalters S-2010 in seiner oberen Lage, dann stellt die dem Eingang des Höhenstellmotors M-6000 gelieferte Spannung die automatisch berichtigte Spannung dar, die der Höhe des Flugzeuges bei der Aufnahme des Filmbildchens F4 entspricht. Denn die Potentiometer R-2050 und R-2060, die zum Ableiten der der Bezugshöhe entsprechenden Spannung dienen, werden durch die Ausgangsspannung des Addierverstärkers U-2020 erregt, d. h. entsprechend dem berichtigten Zielabstand. Daher wird der Filmvorschub in Abhängigkeit von derjenigen Flughöhe an getrieben, in der das nachgeahmte Flugzeug jeweils fliegt, wobei die Neigung der Flugbahn und der Kamerawinkel berücksichtigt sind. Infolgedessen gelangt jeweils das richtige Filmbildchen im richtigen Augenblick zur Projektion. Die die Verzerrung steuernde Rechenschaltung kann mit den erforderlichen Eingangsspannungen beliefert werden. Da die berichtigte Zielentfernung R' sowohl eine Funktion der tatsächlichen Zielentfernung R als auch der Höhe h ist, erfolgt der umgekehrte Vorgang, falls die Flughöhe des nachgeahmten Flugzeuges diejenige der Bezugsbahn übertrifft. Dann muß der Filmvorschub verzögert werden, was eine entsprechende Berichtigung der den Vorschubstellmotor steuernden Spannung erfordert. Durch diese Verzögerung wird erreicht, daß das jeweils in dem Bildfenster befindliche Filmbildchen diejenige Darstellung des Geländes enthält, die der Ebene, in der das Filmbild aufgenommen wurde, genau oder annähernd entspricht. Wird das Zeichen, das die Bezugshöhe der Flugbahn angibt, von auf dem Film befindlichen Schlüsselzeichen abgeleitet, statt aus dem beim nachgeahmten Flug jeweils erreichten Zielabstand errechnet zu werden - in diesem Falle ist der Schalter S-2010 auf seinen unteren Kontakt eingestellt -, dann ist es nicht nötig, die die Zielentfernung angebende Spannung für eine bestimmte Kamera und für bestimmte Winkel der Bezugsflugbahn zu berichtigen, da die Schlüsselzeichen in einem Abstand angeordnet werden können, welcher gewährleistet, daß jedes Filmbildchen in einem Augenblick projiziert wird, . welcher der richtigen Bezugshöhenspannung entspricht.
Zwar ist die Erfindung in Anwendung auf ein Bodengerät zum Ausbilden von Flugschülern erläutert worden, doch eignet sie sich ebensogut für andere Lehrgeräte, z. B. Geräte zum Ausbilden von Fahrschülern für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung ist sogar nicht einmal auf Lehrgeräte beschränkt. Sie kann überall da verwendet werden; wo es erwünscht ist, die scheinbare Perspektive eines Bildes zu -ändern, damit eine Szene so aussieht; als betrachte man sie von einem anderen Blickpunkt aus. Bestimmte besondere Wirkungen, die bei der Aufnahme von kinematographischen Filmen für Unterhaltungszwecke verwendet werden, lassen sich mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erreichen, da die erfindungsgemäße Möglichkeit einer Änderung der scheinbaren Perspektive von Bildern die Möglichkeit bietet, in wirklichkeitsgetreuer Weise Szenen so wiederzugeben, als betrachte man sie von Standpunkten aus, die von der Kamera entweder gar nicht oder nur mit Schwierigkeiten erreichbar wären. Auch ist die Erfindung mit Bezug auf Beispiele erörtert worden, bei denen ein kinematographischer Film verwendet wird. Die Erfindung eignet sich jedoch ebensogut zu dem Zweck, die scheinbare Perspektive ruhender Bilder zu ändern.
Wenn man die Winkeleinstellung 0 des zweiten anamorphischen Aggregats konstant auf 90° beläßt, so wird dadurch die elektrische Steuerung des Gerätes wesentlich vereinfacht. In F i g. 30 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem elektrische Verzerrungsmittel zur Verwendung gelangen, um eine richtige Sicht der Szene darzubieten. Der Bildwerfer PR kann dabei auf derselben Kippeinrichtung angeordnet werden, wie sie in F i g. 5a gezeigt ist, wobei das projizierte Bild auf der Linse einer gewöhnlichen Fernsehkamera 6703 scharf eingestellt wird. Diese Kamera ist in der üblichen Weise mit einer Zeitablenkeinrichtung ausgerüstet, die, durch entsprechende Spannungen beeinflußt, den Kathodenstrahl in senkrechter und waagerechter Richtung schwingen läßt. Die hierzu erforderlichen Kippspannungen werden in Kippspannungserzeugern 6700 und 6701 erzeugt. Unter der Steuerung durch diese tastet die Aufnahmekamera das vom Bildwerfer PR empfangene Bild ab und beliefert die Leitungen 6711 und 6712 in der üblichen Weise mit den Bildzeichen. Diese Bildzeichenspannungen werden dann gegebenenfalls über nicht dargestellte Verstärker an Gitter und Kathode einer üblichen, der Projektion dienenden Kathodenstrahlröhre CRT angelegt. Diese ist in der üblichen Weise mit einer Kathoden- und einer Anodenspannung gespeist - die dazu dienenden Mittel sind nicht dargestellt --, so daß ein durch die Bildzeichen modulierter Kathodenstrahl auf den Schirm der Röhre CRT fällt. Würden den Ablenkspulen L-X und L-Y der Bildröhre CRT die Zeitablenkspannungen zugeführt, die denen der Kamera 6703 zugeführten entsprechen, dann würde auf der Bildröhre das vom Bildwerfer PR projizierte Bild reproduziert werden. Indessen werden die Zeitablenkspannungen, weiche die Kameraröhre steuern, je nach der Stellung der Stellmotoren M-6300 und M-6400 modifiziert, um auf der Bildröhre CRT ein Bild entstehen zu lassen, das in der einen Richtung gedehnt und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung zusammengedrängt ist. Die Ablenkwicklungen L-X und L- Y umgeben in der üblichen Weise den Hals der Röhre CRT. Statt aber starr an ihr befestigt zu sein, sitzen sie starr an einem nichtmagnetischen Zahnkranz 6708, der aus einem geeigneten Isolierstoff bestehen kann, wie Fiber, Glimmer od. dgl. Auf diese Weise lassen sich die Wicklungen L-X und L- Y um die Achse des Kathodenstrahls in der gleichen Weise drehen, in der die Ablenkspulen bei den unter der Bezeichnung »plan position indicator radar scopea bekannten Funkmeßgeräten gedreht werden. Jede Ablenkwicklung ist mit zwei Schleifringen, z. B. 6705, versehen, an denen Bürsten, z. B. 6707, anliegen. Die Ablenkspulen L-X und IrY können an dem Zahnkranz 6708 so befestigt sein, daß ihre Ablenkachsen zueinander senkrecht liegen.
Die Größe des auf die Röhre CRT projizierten Bildes hängt von dem Bereich (Amplitude von Spitze zu Spitze gemessen) der Zeitablenkspannungen ab, die den Ablenkspulen zugeführt werden. Daher werden die Amplituden dieser Spannungen in Abhängigkeit von der Vergrößerung gesteuert, die man längs der beiden zueinander senkrechten Achsen des Bildes zu erhalten wünscht. Die Verstärker U-6703 und U-6704 stellen übliche Kippspannungsverstärker dar, wie man sie verwendet, um die gewünschte trapezförmige Wellenform der im elektromagnetischen Ablenkungssystem verwendeten Ströme zu erhalten. Wenn die Verstärker U-6703 und U-6704 keine Eingangszeichen erhalten, dann kann man den den Wicklungen L-X und L-Y zugeführten Strom so einstellen, daß der Kathodenstrahl auf die Mitte des Bildschirms der Röhre CRT gerichtet ist. Die Zeitablenkspannung für die senkrechte Ablenkung, die vom Kippspannungserzeuger 6701 erzeugt wird, wird durch entsprechende Schaltmittel U-6701, z. B. einen rückgekoppelten Verstärker, an die Wicklung eines Potentiometers R-67fli angelegt, dessen Arm durch den ml-Stellmotor M-6300 einstellbar ist. Dadurch wird einem Verstärker U-6703 eine Eingangsspannung zugeführt, welche der senkrechten Ablenkspannung der Kameraröhre, modifiziert durch die gewünschte Vergrößerung m, des Bildes, entspricht, wobei sich das Maß dieser Vergrößerung nach der Ablenkspule L-Y richtet. Der Stellmotor M-6400 und das Potentiometer R-6702 steuern die Größe des Bildes längs der durch die Spule L-X bestimmten Dimension in entsprechender Weise.
Wird nun die Kippeinrichtung 6300, die den Bildwerfer PR trägt, in Querrichtung entsprechend dem Winkel ß durch den Stellmotor M-6100 gekippt, dann werden die Bildzeichen in den Leitungen 6711 und 6712 mit Bezug auf ein Zeitablenksystem abgeleitet, dessen waagerechte und senkrechte Zeitablenkungen je parallel zu einer der Achsen der Vergrößerung ml, m$ des Bildes verlaufen. Wenn z. B. der Bildwerfer PR aus der senkrechten Lage durch den Stellmotor M-6100 um 10° quer geneigt wird (entsprechend einer Schlingerbewegung des Flugzeuges), dann würden die durch die Kamera 6703 erzeugten Bildzeichen ein Bild erzeugen, bei welchem die Richtung der senkrechten Zeitablenkung um 10° abweicht. Dadurch, daß man nun den Bildwerfer PR gegenüber der Kamera 6703 um den Winkel ß dreht, läßt sich erreichen, daß die Richtungen der senkrechten und waagerechten Zeitablenkung des durch die Bildzeichen dargestellten Bildes den zueinander senkrechten Achsen der Vergrößerung ml und m2 entsprechen. Dann läßt sich durch Änderung des Bereiches der Zeitablenkspannungen in der oben beschriebenen Weise die Größe des sich ergebenden Bildes steuern. Indessen muß man das sich ergebende Bild ständig um den Winkel &b drehen, um zu erreichen, daß parallel zum Horizont verlaufende Dinge auf dem Kathodenröhrenschirm in waagerechter Lage wiedergegeben werden. Wie F i g. 30 schematisch zeigt, läßt sich eine solche Winkeleinstellung dadurch bewirken, daß die Ablenkspulen mit Hilfe eines Kegelrades 6709 um die Achse der Röhre gedreht werden. Die Aufrichtung des Bildes kann auch dadurch bewirkt werden, daß man die ganze Kathodenstrahlröhre dreht und dabei für diese eine Bauart verwendet, bei welcher die Ablenkspulen nicht um die Achse des Kathodenstrahls drehbar sind. Wenn der ß-Stellmotor M-6100 und der 9-Stellmotor M-6200 die Antriebswellen eines gewöhnlichen Differentialgetriebes 7100 antreiben, dann steht dessen Ausgangswelle zur Verfügung, um den Zahnkranz 7090 um den Winkel Ab zu drehen. Wer die einschlägige Technik beherrscht, versteht ohne weiteres, daß- ein 3b-Stellmotor an Stelle des -Stellmotors angeordnet werden kann, um das Zahnrad 6709 anzutreiben oder um die ganze Kathodenstrahlröhre zu drehen. In diesem Falle muß der 3b-Stellmotor durch eine Spannung eingestellt werden, die durch eine Analogie-Rechenschaltung in bekannter Weise abgeleitet wird. Durch Auflösen der oben angegebenen Gleichungen ergibt sich nämlich der Winkel 6b wie folgt: Das Bild auf der Röhre CRT wird mit Hilfe einer Projektionslinse in bekannter Weise auf einenSchirmS geworfen, der nicht näher dargestellt ist. Diesen betrachtet der Flugschüler. Die in F i g. 30 gezeigten elektrischen Verzerrungsmittel können an die Stelle der beschriebenen optischen Verzerrungsmittel gesetzt werden. Man kann denselben Rechen- und Steuerapparat dazu verwenden, um beide Arten von Verzerrungsmitteln zu steuern. Zwar sind in F i g. 30 elektromagnetische Ablenkmittel dargestellt, ur_d o'jgleich es vorzuziehen ist, lieber diese als elektrostatische Mittel zu benutzen, da sich elektrostatische Ablenkmittel nur mit Schwierigkeiten drehbar ausgestalten lassen, wird jeder, der mit dem einschlägigen Fachgebiet vertraut ist, ohne weiteres die Möglichkeit erkennen, statt dessen elektrostatische Ablenkmittel zu verwenden, ohne daß dazu der Bereich der Erfindung verlassen würde. Bei solchen Systemen kann die Drehung des Bildes dadurch bewirkt werden, daß die Ablenkspannungen einem Auflöser zugeführt werden, der je nach dem Winkel (w eingestellt wird. Das kann in ähnlicher Weise geschehen, wie es manchmal zum Drehen von Objekten auf Radarschirmen geschieht.
Zwar ist ein Verzerrungssystem beschrieben worden, welches eine gleichmäßige Zeitablenkung bei der Kameraröhre und eine modifizierte Zeitablenkung bei der Projektionskathodenröhre verwendet, doch ist es klar, daß es auf die relativen Amplituden der beiden Zeitablenkungen zum Bewirken der erforderlichen Verzerrung ankommt. Daher lassen sich die Zeitablenkmittel für die Kameraröhre und diejenigen für die Kathodenstrahlröhre austauschen, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Eine derartige Anordnung macht es aber erforderlich, daß die die Amplitude der Zeitablenkung beeinflussenden Potentiometer entsprechend den reziproken Werten von rnl und inz verstellt werden. Bei der Durchführung einer solchen Ausführungsform empfiehlt es sich daher, die beiden Stellmotoren M-6300 und M-6400 derart anzuschließen, daß ihre Ausgangswellen den reziproken Werten der gewünschten Vergrößerungen entsprechend eingestellt werden. Wie zu diesem Zweck die Schaltung der F i g. 27 abzuändern ist, dürfte ohne weiteres klar sein und bedarf keiner näheren Erläuterung.
Wenn in manchen Ansprüchen von einem Bild oder einem fixierten Muster von Energie die Rede ist, das von einer Aufzeichnung einer Szene abgeleitet ist, dann wird das Wort »Bild« in seinem allgemeinsten Sinn benutzt und umfaßt sowohl ein reelles als auch ein virtuelles optisches Bild oder eine Analogieerscheinung auf anderen Gebieten, z. B. durch Wärme oder Elektrizität gebildete Bildmuster. Der Ausdruck »fixiertes Muster von Energie« umfaßt daher nicht nur Lichtmuster, sondern auch Muster von Wärme oder elektrischer Energie oder jedes Äquivalent. Der Begriff >Aufzeichnung« umfaßt jede Form aufgezeichneter Energie, also nicht nur graphische Aufzeichnungen, sondern auch photographische, magnetische und elektrische Aufzeichnungen.
Aus dem Vorstehenden ergibt es sich also, daß die eingangs klargestellten Aufgaben der Erfindung in wirksamer Weise erreicht werden. Da bei der Ausführung des Verfahrens und der verschiedenen Bauarten gewisse Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung gesprengt würde, sind die in dieser Beschreibung enthaltenen Begriffe und die Zeichnungen ausdehnend und nicht einschränkend auszulegen.
Auch versteht es sich, daß die nachfolgenden Ansprüche alle allgemeinen und besonderen Merkmale der Erfindung und alle Angaben über deren Umfang umfassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Nachahmen des perspektivischen Anblicks eines von einem ausgewählten Blickpunkt aus zu betrachtenden Bereiches, insbesondere für Fliegerschulungsgeräte, d a d u r c h gekennzeichnet,daßeinBilddes Bereiches von einem Bezugsblickpunkt aus wiedergegeben und auf eine Betrachtungsfläche projiziert wird, wobei das Bild auf dieser Betrachtungsfläche eine Verzerrung in einer Weise erfährt, die dem Abstand zwischen dem ausgewählten Blickpunkt und dem Betrachtungsblickpunkt entspricht, und daß die einzelnen Bildpunkte des Bereiches eine Parallelverschiebung um einen Betrag erfahren,. der dem Abstand des Bildpunktes von der Horizontalebene des Bereiches verhältnisgleich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je nach dem Maß, um welches der ausgewählte Blickpunkt gegenüber dem Bezugspunkt in senkrechter und waagerechter Richtung verschoben ist, die Punkte des ersten Bildes oder fixierten Energiemusters, das von der Aufzeichnung abgeleitet ist, im senkrechten Sinne und im waagerechten Sinne verschoben sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes, welches das Aussehen eines von einem bestimmten Blickpunkt aus betrachteten Geländes hat, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, ein Bild zu schaffen, welches das von einem gewählten Blickpunkt aus betrachtete Gelände wiedergibt, das Bild unter einem gewählten Winkel anamorph vergrößert und außerdem gleichmäßig vergrößert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung ein Objekt darstellt, das die Szene so wiedergibt, wie sie vom Bezugspunkt betrachtet aussieht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Objekt ein Film oder ein durchsichtiges Material verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das resultierende Bild auf eine Betrachtungsfläche projiziert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Betrachtungsfläche projizierte Bild durch eine neue Richtung der Projektionsachse verschoben wird. B. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahrensschritt im .Herstellen der Aufzeichnung der Szene besteht. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung aus einer Reihe von Photographien besteht. 10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung aus einer Reihe von Szenen besteht, von denen jede von- einem anderen Punkt der Bezugsbewegungsbahn aus aufgenommen ist, und daß die Punkte des erzeugten Bildes oder fixierten Energiemusters einer jeden Szene eine Verschiebung erfahren, die von der Verschiebung des Blickpunktes der Bezugsbewegungsbahn, von der aus die Szene aufgenommen wurde, gegenüber dem Blickpunkt abhängt, der auf einer nachgeahmten Bewegungsbahn liegt und entsprechend dem Augenblick ausgewählt wird, in welchem die Szene zu betrachten ist. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsbewegungsbahn eine Flugbahn eines Flugzeuges darstellt, während die ausgewählte Bewegungsbahn die Bahn eines Fluges darstellt, der mit Hilfe eines Bodengerätes zum Ausbilden von Flugschülern nachgeahmt wird. 12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Punkte des ersten Bildes oder fixierten Energiemusters durch eine erste und zweite primitive Umwandlung bewirkt wird. 13. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bild oder fixierte Energiemuster vergrößert wird. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bild oder fixierte Energiemuster zusätzlich um die Achse gedreht wird. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung in Abhängigkeit davon erfolgt, wie weit der ausgewählte Blickpunkt gegenüber dem Bezugspunkt verschoben ist. 16. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Punkte des ersten Bildes darin besteht, daß das erste Bild oder fixierte Energiemuster, wenn dieses aus einem Lichtmuster besteht, anamorphisch und sphärisch vergrößert wird. 17. Verfahren nach Anspruch 12 zum Vortäuschen des Aussehens eines Geländes, wie es von einem gewählten Blickpunkt aus erscheint, unter Verwendung eines Objekts, das das Aussehen dieses Geländes, von einem Bezugspunkt aus gesehen, hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild des Objekts auf einen Schirm projiziert und das Bild in einer ersten Richtung-gedehnt, in einer hierzu senkrechten zweiten Richtung aber zusammengedrängt wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Abstand, den der gewählte Blickpunkt von dem Bezugspunkt hat. 18. Verfahren nach Anspruch 12 zum Vortäuschen des Aussehens eines Geländes, wie es von einem gewählten Blickpunkt aus erscheint, unter Verwendung eines Objekts, das das Aussehen dieses Geländes, von einem Bezugspunkt aus gesehen, hat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild des Objekts auf einen Schirm projiziert und dabei eine erste Abmessung des Bildes geändert wird und daß in einer zu dieser Abmessung senkrechten Richtung eine zweite Abmessung geändert wird, wobei diese Änderungen in Abhängigkeit von dem Abstand erfolgen, den der gewählte Blickpunkt von dem Bezugspunkt hat. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Objekt gedreht wird, und zwar ebenfalls in Abhängigkeit von dem erwähnten Abstand. 20. Verfahren nach Anspruch 12 zur Umwandlung eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß die Perspektive eines Bildes geändert wird, dessen Blickpunkt durch eine Höhe hl und die seitliche Entfernung von einer Bezugslage gegeben ist, um ein resultierendes Bild zu schaffen, dessen Blickpunkt in der gleichen Ebene liegt, aber eine Höhe h2 und einen seitlichen Abstand d von der Bezugslage hat, wobei die Abmessungen h2 und d in dieser Ebene des ursprünglichen Bildes gemessen sind, und daß zu diesem Zweck eine sphärische Vergrößerung und eine n-fache primitive Umwandlung des ursprünglichen Bildes vorgenommen wird, wobei die sphärische Vergrößerung mit der Vergrößerungskraft Po, die primitiven Umwandlungen aber mit der Zerrkraft m1, m2 . . . m.-1 und mit erfolgen und die Winkellagen der primitiven Umwandlungen gegenüber der senkrechten Dimension h1 durch die Winkel ß1, ß2 . . . ßn-1 und ß. gegeben sind und dabei die folgenden Beziehungen eingehalten werden: bohl = aod -.%,h2. kohl = aah2 T.Iod, dabei ist die Determinante a. b. Jo ko das Produkt der Determinanten der n einzelnen Umwandlungen, nämlich ao bo. anbn.. an-1 bn-1 a2 b2 . a1 b1'. .to ko in kn j1-1 kn-, . . J2 k2 ;1 k1 die einzelnen Determinanten stehen in der folgenden Beziehung: a1 61 j1 k 1 worin a1 = m1 sin2 ß1 - cos, ß1, b1 = j1 = (m1 - 1) sin ß1 cos ß1, k1 = sing ß1 + m1 COS2 ß1 a2 b2 l2 k2 worin C12 = ül, sln2 ß2 - COS2 ß2 , b2 =J2 = (m2 - 1) sin ß2 Cos ß2 , k2 = sing ß2 + 1n2 cos' ß2 usw. bis an-, bn-1 in-, kn-, worin an--, = Mn-1 sln2 ln __ 1 + COS2 ßn-1 , bn-1 =Jn-1 (ntn-1 - 1) (Sin ß..-1 COS ß.-1), kn-, = sln2ßn-1 + ntn-1 COS2ßn-1 und an bn .In kn worin an = Mn sln2 ßn + COS2 ßn , bn = in = (nin - 1) sin ßn COS ßn , kn = SIn2 ßn -r iltn COS2 ß' . 21. Verfahren nach Anspruch 12 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ändern der Perspektive eines Bildes, dessen Blickpunkt durch eine Höhe hl und eine seitliche Bezugslage dargestellt ist, zwecks Erzeugung eines resultierenden Bildes, das um die Achse um den Winkel o gedreht ist und dessen Blickpunkt in derselben Ebene liegt wie der ursprüngliche Blickpunkt und eine Höhe h2 und einen seitlichen Abstand d von der Bezugslage hat (worin h2 und d in der Ebene des ursprünglichen Blickpunktes gemessen sind), die Verfahrensschritte einer sphärischen Vergrößerung und von n primitiven Umwandlungen des ursprünglichen Bildes durchgeführt werden, wobei die sphärische Vergrößerung mit einer Vergrößerungskraft Po, die primitiven Umwandlungen aber mit einer Zerrkraft ml, m2 ... mn_1 ' mit durchgeführt werden und wobei die Winkeleinstellungen gegenüber der senkrechten Abmessung hl mit ß, ß2 . . . ß. -, ß. bezeichnet sind, und zwar entsprechend den folgenden Bedingungen: worin die Determinante das Produkt der Determinanten der n einzelnen Umwandlungen wie folgt ist: und worin die einzelnen Determinanten in der folgenden Beziehung stehen: wobei a1 = ml sing ß, + C0S2 ß1 , b1 = j1 = (ml - 1) sin ß1 cos ß1 , k1 = Sing ß1 -f- ml C0S2 ß1 , wobei a2 = m2 Sin2 ß2 -i- C0S2 ß, , b2 =j2 = (m2-1) (sin ß2 CoS N , k2 = sing ß2 + m2 C0S2 ß2 usw. bis wobei an-1 = Mn-1 Sln2 ßn-1 + C0S2 ß.-1 , bn-1 =in-, = (mn-1 - 1) (Sin ßn-1 cos ßn-1) kn-1 = Sin-ßn_1 + Mn-1 Cos2ßn-1 und wobei CZn = mit Sing ß. + cos, ßn ,. b" =j. = (m" -,) Sin ß" cos ß. , kn = sing ß. -f- mit C0S2 ß, . 22. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 zur Umwandlung eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der scheinbaren Perspektive des Bildes dieses vergrößert und mehrere Male primitiven Umwandlungen unterworfen wird. 23. Verfahren nach Anspruch 13 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes nacheinander zwei primitive Umwandlungen des Bildes bewirkt werden und das umgewandelte Bild vergrößert wird. 24. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt einer Drehung des Bildes um die Achse. 25. Verfahren nach Anspruch 13 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zur-Änderung der scheinbaren Perspektive des Bildes nacheinander eine primitive Umwandlung des Bildes bewirkt, dann das Bild vergrößert und schließlich eine zweite primitive Umwandlung des umgewandelten und vergrößerten Bildes herbeigeführt wird. 26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt einer Drehung des Bildes um die Achse. 27. Verfahren nach Anspruch 13 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes nacheinander die folgenden Verfahrensschritte vorgenommen werden: gleichförmiges Vergrößern des Bildes und Bewirken zweier primitiver Umwandlungen des vergrößerten Bildes. 28. Verfahren nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Verfahrensschritt des Drehens des Bildes um die Achse. 29. Verfahren nach Anspruch 1 zum Erzeugen einer visuellen Darbietung eines Geländes bei abwärts gerichteter Betrachtung von einem gewählten Blickpunkt aus, dessen Höhe und seitliche Lage willkürlich gewählt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Bildschirm längs einer auf diesem lotrecht stehenden optischen Achse ein Gegenstand projiziert wird, welcher so aussieht wie das Gelände bei abwärts gerichteter, in einem Winkel zur Waagerechten erfolgender Betrachtung von einem Bezugsblickpunkt aus, der innerhalb der Ebene des ausgewählten Blickpunktes seitlich verschoben ist, und daß dabei die scheinbare Perspektive des Bildes durch unterschiedliche Vergrößerung in verschiedenen Richtungen geändert und das Bild auf dem Schirm seitlich verschoben wird. 30. Verfahren nach Anspruch 1 zur Änderung der Perspektive eines ebenen Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten das Bild eine erste primäre Umwandlung und dann eine zweite primäre Umwandlung erfährt. 31. Verfahren nach Anspruch 30 zum Ändern der Perspektive eines ursprünglichen Bildes, das so aussieht wie ein Bereich bei Betrachtung von einem anfänglichen Blickpunkt aus, der in der anfänglichen Höhe hl gelegen ist und einen bestimmten Standort hat, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck der Erzielung eines Bildes vom Aussehen des Gebietes bei Betrachtung von einem zweiten Blickpunkt mit der Höhe h2 und einem anderen, um den Betrag d gegenüber dem Bezugsstandort verschobenen Standort zunächst eine primäre Umwandlung des ursprünglichen Bildes mit einem Vergrößerungsverhältnis ml in der Richtung eines Winkels ß gegenüber der Richtung der Höhe hl stattfindet und daß eine zweite primäre UmwandlungdesBildesmiteinem Vergrößerungsverhältnism2 in einer Richtung vom Winkel O zur Richtung der Vergrößerung der ersten Umwandlung bewirkt wird, wobei jeder Schritt im wesentlichen entsprechend den durch die folgende Gleichung gegebenen Verhältnissen durchgeführt wird: worin Po eine Konstante ist, welche die sphärische Vergrößerung des Systems angibt. 32. Verfahren nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt einer Drehung des ursprünglichen Bildes um die Achse mit einem Drehwinkel, der durch die folgende Gleichung bestimmt ist: 33. Verfahren nach Anspruch 1 zum Erzeugen einer visuellen Darbietung eines Geländes entsprechend dem Anblick, den dieses bei Betrachtung von einem gewählten Blickpunkt aus bietet, dadurch gekennzeichnet, daß die Darbietung durch Projizieren eines Bildes eines Gegenstandes erfolgt, der das Aussehen des Geländes bei Betrachtung von einem Bezugsblickpunkt hat, der in der Ebene des gewählten Blickpunktes verschoben ist und längs einer optischen Achse auf einen Bildschirm projiziert wird, und zwar unter Änderung der senkrechten Vergrößerung des Bildes je nach dem senkrechten Abstand zwischen den Blickpunkten und unter Scherverzerrung des Bildes je nach dem waagerechten Abstand zwischen den Blickpunkten und unter Verschiebung des Bildes auf dem Bildschirm je nach dem Abstand zwischen den Blickpunkten. 34_ Verfahren nach Anspruch 33 zum Erzeugen einer visuellen Darbietung eines Geländes bei abwärts gerichteter Betrachtung von einem gewählten Blickpunkt aus, der sich in einer bestimmten Höhe befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild eines Gegenstandes, der das Aussehen des Geländes bei abwärts gerichteter Betrachtung unter einem Winkel zur Waagerechten von einem in bestimmter Höhe in der Ebene des ausgewählten Blickpunktes gelegenen Bezugsblickpunkt aus hat, auf einen Bildschirm projiziert wird, und zwar längs einer optischen Achse unter dem gleichen Winkel zur Waagerechten, wobei jedoch die scheinbare Perspektive des Bildes durch Vergrößern in verschiedenen Richtungen um verschiedene Beträge geändert und das Bild auf dem Bildschirm verschoben wird. 35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschieben des Bildes auf dem Bildschirm durch neues Ausrichten des Projektionswinkels erfolgt, und zwar derart, daß das Bild auf dem Bildschirm in senkrechter Richtung verschoben wird. 36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben des Bildes auf dem Bildschirm der Projektionswinkel in senkrechter Richtung um einen Betrag geändert wird, welcher dem Höhenunterschied zwischen dem gewählten Blickpunkt und dem Bezugsblickpunkt verhältnisgleich ist. 37. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Bildes auf dem Bildschirm durch Einführen einer senkrechten, relativen Verschiebung zwischen dem Gegenstand und der optischen Achse herbeigeführt wird. 38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse in senkrechter Richtung gegenüber dem Gegenstand um einen Betrag verschoben wird, der dem Höhenunterschied zwischen dem gewählten Blickpunkt und dem Bezugsblickpunkt verhältnisgleich ist. 39. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß-die Verschiebung des Bildes auf dem Schirm durch Neuausrichtung des Projektionswinkels in seitlicher Richtung erfolgt. 40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Bildes auf dem Schirm durch Drehen des Projektionswinkels um einen Betrag bewirkt wird, der dem Verhältnis zwischen der seitlichen Verschiebung und der gewählten Höhe des Blickpunktes verhältnisgleich ist. 41. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Bildes auf dem Schirm durch Einführen einer relativen seitlichen Verschiebung zwischen dem Gegenstand und der optischen Achse bewirkt wird. 42. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Bildes auf dem Bildschirm dadurch herbeigeführt wird, daß die optische Achse gegenüber dem Gegenstand um einen Betrag seitlich verschoben wird, der dem Verhältnis zwischen der seitlichen Verschiebung des Blickpunktes und der ausgewählten Höhe des Blickpunktes verhältnisgleich ist. 43. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt einer Drehung des ursprünglichen Bildes um den Winkel (,. 44. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem das Objekt axial gedreht wird. 45. Verfahren nach Anspruch 8 zum Erzeugen einer visuellen Darstellung von Szenen, wie sie einem Beschauer erscheinen, dessen Blickpunkt eine bestimmte Bahn durchwandert, dadurch gekennzeichnet, daß von einer zweiten Bahn aus zahlreiche Bilder der Szenen aufgenommen werden, und zwar von zahlreichen, auf der zweiten Bahn gelegenen Punkten aus, und daß die Bilder projiziert und dabei in Abhängigkeit von der Abweichung der zweiten Bahn von der bestimmten ersterwähnten Bahn verzerrt werden. 46. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens für einen Bilderzeuger nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß, um Bilder zu schaffen, deren perspektivischer Blickpunkt sich innerhalb einer Ebene ändert, Einrichtungen zur Aufnahme eines fixierten, ein ursprüngliches Objekt darstellenden Energiemusters vorgesehen sind, wobei das Objekt so aufgenommen wird, wie es bei Betrachtung von einem Bezugsblickpunkt aussehen würde, und die Einrichtungen derart betätigt werden können, daß sich die Anordnung der Energie in einer Weise ändert, durch die ein resultierendes Bild geschaffen wird, welches das Objekt so zeigt, wie es bei Betrachtung von einem anderen Blickpunkt aussehen würde, der gegenüber dem ersterwähnten Blickpunkt verschoben ist. 47. Vorrichtung nach Anspruch 46 für einen Bilderzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, nach einem fixierten, ein ursprüngliches Objekt perspektivisch darstellenden Energiemuster mit einem Bezugsblickpunkt ein perspektivisch berichtigtes Bild mit verschobenem perspektivischem Blickpunkt zu reproduzieren, Einrichtungen vorgesehen sind, welche das fixierte Energiemuster einer Verzerrungseinrichtung zuführen, welche infolge entsprechender Steuerung dieses Energiemusters verzerrt, und daß ferner Bilderzeugungsmittel auf das verzerrte Energiemuster ansprechen und ein resultierendes Bild schaffen, das aussieht, als würde es von einem Blickpunkt betrachtet, der gegenüber dem Bezugsblickpunkt verschoben ist. 48. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das fixierte Energiemuster ein Muster von Lichtstrahlen darstellt und daß die Verzerrungseinrichtung aus mehreren optischen Elementen besteht, die in Abhängigkeit von der Verschiebung des Blickpunktes des resultierenden Bildes gegenüber dem Bezugsblickpunkt steuerbar sind. 49. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das fixierte Energiemuster ein durch Abtastung abgeleitetes elektrisches Zeichen umfaßt, welches das ursprüngliche Objekt in Abhängigkeit vom Abtastsystem darstellt, und daß die Bilderzeugungsmittel Einrichtungen enthalten, welche auf diese Zeichen ansprechen und ein resultierendes Bild schaffen, und weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungseinrichtung Mittel enthält, welche den relativen Vorgang zwischen dem Abtastsystem und den Bilderzeugungsmitteln in Abhängigkeit von der Größe ändern, um welche der resultierende Blickpunkt gegenüber dem Bezugsblickpunkt verschoben ist. 50. Vorrichtung nach Anspruch 48 oder 49 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem ersten Bild oder fixierten Energiemuster, das von einer Aufzeichnung einer von einem Bezugspunkt einer Bewegungsbahn aus gesehenen Szene abgeleitet ist, ein resultierendes Bild erzeugt wird, das einem Betrachter so erscheint, als erblicke er die Szene von einem anderen Blickpunkt einer gewählten Bewegungsbahn aus, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Parallelverschieben der Punkte, des ersten Bildes oder fixierten Energiemusters enthält, die von der Verschiebung zwischen dem ausgewählten Blickpunkt und dem Bezugspunkt und von dem Abstand zwischen jedem der Bildpunkte und dem Horizont abhängt. 51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß je nach dem Maß, um welches der ausgewählte Blickpunkt gegenüber dem Bezugspunkt in senkrechter und waagerechter Richtung verschoben ist, die Punkte des ersten Bildes oder fixierten Energiemusters, das von der Aufzeichnung abgeleitet ist, im senkrechten Sinne und im waagerechten Sinne verschoben werden. 52. Vorrichtung nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung aus einer Reihe von Szenen besteht, von denen jede von einem anderen Punkt der Bezugsbewegungsbahn aus aufgenommen ist, und daß die Punkte des erzeugten Bildes oder fixierten Energiemusters einer jeden Szene eine Verschiebung erfahren, die von der Verschiebung des Blickpunktes gegenüber der Bezugsbewegungsbahn abhängt, von der aus die Szene aufgenommen wurde, wobei der Blickpunkt auf einer nachgeahmten Bewegungsbahn liegt und entsprechend dem Augenblick ausgewählt wird, in dem die Szene zu betrachten ist. 53. Vorrichtung nach Anspruch 52, um einem Beobachter, z. B. einem Flugschüler, einen Geländeanblick darzubieten, welcher Szenen vortäuscht, wie sie bei der nachzuahmenden Fahrt längs eines gewählten Weges sichtbar werden, gekennzeichnet durch die Verwendung einer kinematographischen Bildfolge, die an den aufeinanderfolgenden Punkten eines Bezugsweges aufgenommen ist, und eines Filmvorführungsgerätes mit einem Filmvorschubantrieb, der durch Einrichtungen gesteuert wird, die von dem jeweils vorgetäuschten Abstand des Beobachters von einem Bezugspunkt abhängen und jeweils dasjenige Bild in das Bildfenster bringen, das in dem entsprechenden, längs des Bezugsweges gemessenen Abstand aufgenommen ist, und weiter gekennzeichnet durch Einrichtungen, um die scheinbare Perspektive des Filmbildes in Abhängigkeit von dem Maß zu ändern, in welchem der gewählte Weg von dem Bezugsweg abweicht. 54. Vorrichtung nach Anspruch 52, um einem Beobachter, z. B. einem Flugschüler, einen Geländeanblick darzubieten, welcher Szenen vortäuscht, wie sie bei der nachzuahmenden Fahrt längs eines gewählten Weges sichtbar werden, gekennzeichnet d urchdie Verwendung einer kinematographischen Bildfolge, die im Winkel zur Waagerechten an den aufeinanderfolgenden Punkten eines Bezugsweges aufgenommen ist, und eines Filmvorführungsgerätes mit einem Filmvorschubantrieb, der durch Einrichtungen gesteuert wird, welche von zwei Spannungen abhängen, nämlich von einer ersten Spannung, die durch Schaltmittel abgeleitet wird, welche von dem jeweils vorgetäuschten Abstand des Beobachters von einem Bezugspunkt abhängen, und von einer zweiten Spannung, welche von Schaltmitteln abgeleitet wird, die von der jeweiligen Höhe des Blickpunktes der nachzuahmenden Fahrt abhängen, so daß der Filmvorschubantrieb jeweils dasjenige Bild in das Bildfenster des Vorführungsgerätes bringt, das in derselben Ebene aufgenommen wurde, in welcher der Blickpunkt liegt, und weiter gekennzeichnet durch Einrichtungen, um die scheinbare Perspektive des Filmbildes in Abhängigkeit von dem Maß zu ändern, um welches der Blickpunkt gegenüber dem auf dem Bezugsweg gelegenen Aufnahmepunkt senkrecht und seitlich in der Ebene des Blickpunktes verschoben ist. 55. Vorrichtung nach Anspruch 52 zum Erzeugen einer visuellen Wiedergabe von Luftbildern, wie sie bei Betrachtung von der Bahn eines Fluges aus erscheinen, der durch Bedienen eines Schulungsgerätes für Flugschüler nachgeahmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gerät zum Projizieren eines Films enthält, dessen Bildchen die von einer Bezugsflugbahn aus aufgenommenen Szenen darstellen, und mit Einrichtungen versehen ist, um die im Gesichtsfeld des Flugschülers liegenden Bildprojektionen in Abhängigkeit davon zu verzerren, ob und wie die nachgeahmte Flugbahn von der Bezugsflugbahn abweicht. 56. Vorrichtung nach Anspruch 52 zur visuellen Wiedergabe nachgeahmter Szenen bei Betrachtung von der Bahn eines Fluges aus, der durch Bedienung eines Schulungsgerätes für Flugschüler nachgeahmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Film, dessen Bildchen durch photographische Aufnahmen von einer Bezugsflugbahn aus entstanden sind, unter Verwendung von Verzerrungsmitteln projiziert wird, nämlich von Mitteln, welche die projizierten Bilder in senkrechter Richtung unterschiedlich je nach dem Höhenverhältnis der nachgeahmten Flugbahnen zur Bezugsflugbahn vergrößern, und von Mitteln, welche den projizierten Bildern eine Scherverzerrung in Abhängigkeit von der seitlichen Abweichung des nachgeahmten Fluges von der Bezugsflugbahn zu deren Höhe erteilen. 57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Verzerrungsmittel aus einem Linsensystem bestehen, das eine unveränderliche Winkelvergrößerung in einer Ebene und eine veränderliche Winkelvergrößerung in einer dazu senkrechten Ebene hat. 58. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die an erster Stelle genannten Verzerrungsmittel Einrichtungen umfassen, welche das projizierte Bild in Fernsehimpulse umwandeln, ferner Einrichtungen, welche diese Fernsehimpulse einer Kathodenstrahlröhre mit senkrechten Ablenkmitteln zuführen, und schließlich Mittel, um die Geschwindigkeit der Zeitablenkspannung zu ändern, welche an das senkrechte Ablenksystem angelegt wird. 59. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Scherverzerrung einen im Strahlengang der Bildprojektion angeordneten optischen Keil enthalten. 60. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Scherverzerrung Mittel zum Umwandeln des projizierten Bildes in Fernsehimpulse sowie eine diese Impulse aufnehmende Kathodenstrahlröhre mit senkrechten und waagerechten Ablenksystemen enthalten sowie Mittel, um den Mittelwert der waagerechten Zeitablenkspannungen, die dem waagerechten Ablenksystem zugeführt werden, in linearer Abhängigkeit von der Amplitude der senkrechten Ablenkspannung um einen Betrag zu ändern, welcher der seitlichen Abweichung des nachgeahmten Flugzeuges von der Bezugsbahn entspricht. 61. Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsbewegungsbahn eine Flugbahn eines Flugzeuges darstellt, während die ausgewählte Bewegungsbahn die Bahn eines Fluges darstellt, der mit Hilfe eines geerdeten Bodengerätes zum Ausbilden von Flugschülern nachgeahmt wird. 62. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verzerren einen optischen Keil enthalten, welcher seiner Anordnung zufolge die von dem Objekt projizierten Bilder aufnimmt, sowie eine Linse veränderlicher senkrechter Winkelvergrößerung, wobei dieseLinse die Bilder von dem Keil empfängt. 63. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel einen optischen Keil enthalten, der die vom Objekt projizierten Bilder aufnimmt und um eine senkrechte Achse zur Änderung des Einfallwinkels des Strahlenganges verstellbar und so angeordnet ist, daß er eine Drehverstellung in Abhängigkeit von dem Verhältnis erfährt, in welchem die seitliche Abweichung der nachgeahmten Flugbahn von der Bezugsflugbahn zur Höhe der Bezugsflugbahn steht, und daß die von dem Keil austretenden Bilder durch Mittel für eine veränderliche senkrechte Winkelvergrößerung aufgenommen werden. 64. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel einen optischen Keil, der seiner Anordnung zufolge den das Objekt projizierenden Strahlengang aufnimmt, und eine Reihe von in senkrechter Richtung zylindrischer Linsen enthalten, die mit Bezug aufeinander in Achsenrichtung beweglich und mit Einrichtungen versehen sind, durch welche die Linsen in Abhängigkeit von dem Verhältnis verstellt werden, in welchem die Flughöhe des nachgeahmten Fluges zur Höhe der Bezugsbahn steht. 65. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel eine Einrichtung enthalten, welche den das Objekt projizierenden Strahlengang aufnimmt und ihm in senkrechter Richtung eine veränderliche Winkelvergrößerung erteilt, und daß der aus dieser Vergrößerungseinrichtung austretende Strahlengang von einem optischen Keil aufgenommen wird, der um eine senkrechte Achse drehbar ist und mit Antriebsmitteln verbunden ist, die ihn durch Drehung in Abhängigkeit von dem Verhältnis einstellen, in welchem die seitliche Abweichung der nachgeahmten Flugbahn von der Bezugsflugbahn zur Flughöhe des nachgeahmten Fluges steht. 66. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel einen Fernsehimpulserzeuger mit Stromkreisen zur senkrechten und waagerechten Abtastung und eine Kathodenstrahlröhre enthalten, welche mit dem Impulserzeuger verbunden ist und die Fernsehimpulse aufnimmt und senkrechte und waagerechte Ablenkstromkreise hat, die mit Zeitablenkgeschwindigkeiten betrieben werden, welche sich in Abhängigkeit davon ändern, wie die Höhe des nachgeahmten Fluges von der Höhe der Bezugsflugbahn abweicht, während die waagerechten Ablenkstromkreise mit Zeitablenkspannungen betrieben werden, die sich in Abhängigkeit davon ändern, wie der nachgeahmte Flug in seitlicher Richtung von der Bezugsflugbahn abweicht. 67. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel einen Fernsehimpulserzeuger mit Stromkreisen zur senkrechten und waagerechten Abtastung und eine Kathodenstrahlröhre enthalten, welche mit dem Impulserzeuger verbunden ist und die Fernsehimpulse aufnimmt und senkrechte und waagerechte Ablenkstromkreise hat, daß ferner Einrichtungen zum Erzeugen von senkrechten und waagerechten Zeitablenkspannungen und Einrichtungen vorgesehen sind, um die senkrechte Zeitablenkspannung in Abhängigkeit von Abweichungen der Höhe des nachgeahmten Fluges von der Höhe der Bezugsflugbahn zu ändern, wobei die geänderte senkrechte Zeitablenkspannung dem senkrechten Ablenkstromkreis zugeführt wird, und Einrichtungen vorgesehen sind, um den waagerechten Ablenkstromkreis mit Spannungen zu betreiben, die sich in Abhängigkeit von der seitlichen Abweichung der nachgeahmten Flugbahn von der Bezugsflugbahn ändern. 68. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel einen Fernsehimpulserzeuger mit Stromkreisen zur senkrechten und waagerechten Abtastung und eine Kathodenstrahlröhre enthalten, welche mit dem Impulserzeuger verbunden ist und die Fernsehimpulse aufnimmt und senkrechte und waagerechte Ablenkstromkreise hat, wobei ferner Einrichtungen zum Erzeugen senkrechter und waagerechter Zeitablenkspannungen und Einrichtungen vorgesehen sind, welche die Grenzen der Gleichstromstärke aufeinanderfolgender waagerechter Zeitablenkspannungen in Abhängigkeit von der senkrechten Zeitablenkung um einen Betrag ändern, welcher der seitlichen Abweichung der Bahn des nachgeahmten Fluges von der Bezugsflugbahn entspricht, und daß schließlich Einrichtungen vorgesehen sind, um die senkrechten Ablenkstromkreise mit Zeitablenkgeschwindigkeiten zu betreiben, die sich relativ je nach dem Verhältnis ändern, in welchem die Höhe des nachgeahmten Fluges zur Höhe der Bezugsflugbahn steht. 69. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verzerrung des Bildes erstens zwei optische Keile enthalten, deren einer ortsfest und deren anderer um eine Achse drehbar ist, die parallel zur lotrechten Achse des Bildes verläuft, und zweitens Mittel zur senkrechten Vergrößerung aufweisen. 70. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verzerrung des Bildes einen optischen Keil, der um eine zur lotrechten Achse des Bildes parallele Achse drehbar ist, ferner eine ebene Platte, die um eine zu dieser Achse parallele Achse drehbar ist, und Mittel zur veränderlichen senkrechten Vergrößerung enthalten. 71. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß bei Projektion der Bilder zur Betrachtung die Mittel zur Verschiebung der Bildpunkte aus einer ersten Einrichtung zur veränderlichen Vergrößerung der projizierten Bilder in senkrechter Richtung in Abhängigkeit vom Verhältnis der Flughöhe des nachgeahmten Fluges zur Höhe der Bezugsflugbahn und aus einer zweiten Einrichtung für die Scherverzerrung der projizierten Bilder in Abhängigkeit vom Verhältnis der seitlichen Verschiebung der nachgeahmten Flugbahn gegenüber der Bezugsflugbahn im Verhältnis zu deren Höhe bestehen. 72. Vorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß bei Projektion der Bilder zur Betrachtung die Mittel zur Verschiebung der Bildpunkte aus einer ersten Einrichtung zur veränderlichen Vergrößerung der projizierten Bilder in senkrechter Richtung in Abhängigkeit vom Verhältnis der Flughöhe des nachgeahmten Fluges zur Höhe der Bezugsflugbahn und aus einer zweiten Einrichtung für die Seherverzerrung der projizierten Bilder in Abhängigkeit vom- Verhältnis der seitlichen Verschiebung der nachten Flugbahn gegenüber der Bezugsflugbahn im Vdrhiknis zu deren Höhe bestehen. 73. Vorrichtung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung ein Linsensystem mit einem unveränderlichen Winkelververgrößerungsverhältnis in einer ersten Ebene und mit einem veränderlichen Winkelvergrößerungsverhältnis in einer zweiten Ebene enthält, die rechtwinklig zur ersten Ebene steht. 74. Vorrichtung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem mehrere zylindrische, in Achsenrichtung zueinander verschiebbare Linsen enthält, deren Verschiebung zueinander in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Höhe des nachgeahmten Fluges zur Höhe der Bezugsflugbahn erfolgt. 75. Vorrichtung nach Anspruch 72, 73 oder 74, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung für die Scherverzerrung mindestens ein verstellbares anamorphisches Linsenelement enthält, das in dem optischen Strahlengang der projizierten Bilder angeordnet ist. 76. Vorrichtung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung aus Mitteln zum Umwandeln des ersten Bildes -oder fixierten Energiemusters in ein Bildzeichen, weiter aus Mitteln zum Einleiten des Bildzeichens in eine Kathodenstrahlröhre mit senkrechten Ablenkmitteln und drittens aus Mitteln besteht, welche die Steilheit des Spannungsabfalls der Zeitablenk-Spannung ändern, die dem senkrechten Ablenksystem zugeführt wird. 77. Vorrichtung nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Mittel zum Umwandeln des ersten Bildes oder fixierten Energiemusters in ein Bildzeichen, Mittel zum Einführen dieses Bildzeichens in eine Kathodenstrahlröhre mit einem senkrechten und einem waagerechten Ablenksystem und schließlich Mittel umfaßt, welche den Mittelwert der waagerechten Zeitablenkspannungen ändern, die dem waagerechten Ablenksystem zugeführt werden, wobei die Änderung linear zur Amplitude der senkrechten Zeitablenkspannung bis zu einem Betrag erfolgt, der einen Maßstab für die seitliche Verschiebung der nachgeahmten Flugbahn gegenüber der Bezugsflugbahn darstellt. 78. Vorrichtung nach Anspruch 50, beispielsweise zum Ausbilden von Flugschülern, zur Darbietung der Bodensicht, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, den Anblick des Geländes vorzutäuschen, den es von einem gewählten Blickpunkt aus bieten würde, ein Objekt verwendet wird, welches das Aussehen des Geländes bei Betrachtung von einem Bezugspunkt aus hat, und Einrichtungen zum Projizieren des Objektes auf eine Betrachtungsfläche, z. B. Bildschirm, mit senkrecht hierzu wirkenden Verzerrungsmitteln zusammenwirken, welche so bedienbar sind, daß sie die scheinbare Perspektive des Bildes in Abhängigkeit von der Verschiebung des gewählten Blickpunktes gegenüber dem Bezugspunkt ändern. 79. Vorrichtung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel folgende Elemente enthalten: Mittel zum Abtasten des Objektes zum Erzeugen von Bildzeichen; eine Kathodenstrahlröhre, die so geschaltet ist, daß sie die Bildzeichen empfängt und einen diesen Zeichen entsprechend modulierten Kathodenstrahl erzeugt und mit Mitteln zur Ablenkung des Strahles versehen ist; eine Schaltung, welche den Ablenkmitteln Zeitablenkspannungen von sich ändernder Amplitude zuführt, und Einrichtungen, um die Ablenkmittel um den Bildzeichenstrahl axial zu drehen. 80. Vorrichtung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrungsmittel zwei anamorphische Aggregate von veränderlicher Zerrkraft sind. g1. Vorrichtung nach Anspruch 78, gekennzeichnet durch zur Verlagerung des Blickpunktes dienende optische Verzerrungsmittel, bestehend aus zwei anamorphischen Aggregaten von veränderlicher Zerrkraft, die gleichachsig zur optischen Achse eines Projektionssystems in einer Weise angeordnet werden können, bei welcher die Achse der veränderlichen Vergrößerung des einen anamorphischen Aggregats rechtwinklig zu der des anderen verläuft, und weiter bestehend aus Einrichtungen zum gleichzeitigen Ändern der Zerrkraft der anamorphischen Aggregate und aus Mitteln, um diese um die optische Achse zu drehen. 82. Vorrichtung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphischen Aggregate gegenüber dem Objekt um die Achse drehbar sind. 83. Vorrichtung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphischen Aggregate mit ihren Achsen veränderlicher Vergrößerung rechtwinklig zueinander angeordnet sind. 84. Vorrichtung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphischen Aggregate mit ihren Achsen veränderlicher Vergrößerung rechtwinklig zueinander angeordnet sind und gegenüber dem Objekt axial drehbar sind. 85. Vorrichtung nach Anspruch 50 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Objektbildes, das so aussieht wie ein von einem bestimmten, in der Höhe hl gelegenen Blickpunkt betrachtetes Gelände, mit dem Ziel der Schaffung eines Bildes, welches das Gelände von einem zweiten, in der Höhe h2 gelegenen und seitlich um d verschobenen Blickpunkt darstellt, Einrichtungen zum Projizieren eines Bildes des Objekts längs einer optischen Achse auf einer Fläche mit einem anamorphischen System mit der Vergrößerungskraftm und mit einem sphärischen Linsensystem von veränderlicher Gesamtbrennweite mit der Vergrößerungskraft Po versehen sind, wobei 86. Vorrichtung nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß das anamorphische System um die optische Achse drehbar ist. 87. Vorrichtung nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen versehen ist, um das anamorphische System axial gegenüber dem Objekt um einen aus der folgenden Gleichung sich ergebenden Winkel ß zu drehen: 88. Vorrichtung nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen versehen ist, um das Objekt axial um einen aus der folgenden Gleichung sich ergebenden Winkel o zu drehen: 89. Vorrichtung nach Anspruch 50 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive des Bildes aus folgenden Elementen besteht: Mittel zur Erzeugung von Fernsehbildimpulsen nach Maßgabe des auf sie einwirkenden Bildes mit zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Abtastmitteln; Einrichtungen zum Erzeugen von Zeitablenkspannungen zum Betrieb jedes der beiden Abtastmittel; Einrichtungen zum Einführen einer relativen Drehung zwischen dem einwirkenden Bild und den Bildimpulserzeugern; mit einer Kathodenstrahlröhre versehene Einrichtungen, die auf die Fernsehimpulse ansprechen und ein Bild erzeugen, wobei die Kathodenstrahlröhre zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Ablenkmittel aufweist, welche auf Zeitablenkspannungen ansprechen, die mit den Abtastablenkspannungen synchronisiert sind; Einrichtungen zur Änderung der relativen Amplituden zwischen den auf das eine Abtastmittel wirkenden Spannungen und den auf das eine Ablenkmittel wirkenden Spannungen und Mittel, um die relativen Amplituden der Spannungen zu ändern, welche auf die anderen Abtastmittel und auf die beiden Ablenkmittel wirken. 90. Vorrichtung nach Anspruch 50 zum Erzeugen einer visuellen Darbietung eines Geländes bei abwärts gerichteter Betrachtung von einem gewählten Blickpunkt aus, gekennzeichnet durch einen Gegenstand, der so aussieht wie das Gelände bei abwärts gerichteter Betrachtung von einem Bezugsblickpunkt aus, der in der Ebene des ausgewählten Blickpunktes versetzt liegt, weiter durch Projektionseinrichtungen, die ein Bild des Objektes abwärts längs einer optischen Achse auf einen Bildschirm werfen, und schließlich durch Einrichtungen zur Änderung der scheinbaren Perspektive des Bildes und durch Einrichtungen, um die Achse so zu richten, daß ein nicht geänderter Teil des Bildes an ein und derselben Stelle des Bildschirms verbleibt. 91. Vorrichtung nach Anspruch 50 zum Erzeugen einer visuellen Wiedergabe eines Geländes bei abwärts gerichteter Betrachtung von einem gewählten Blickpunkt aus, der in einer willkürlich gewählten Höhe gelegen ist, gekennzeichnet durch einen Gegenstand, der so aussieht wie das Gelände bei abwärts gerichteter Betrachtung unter einem Winkel zur Waagerechten von einem Bezugsblickpunkt aus, der in der Ebene des ausgewählten Blickpunktes in einer Bezugshöhe gelegen ist, weiter gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Projizieren eines Bildes des Gegenstandes längs einer optischen Achse im selben Winkel zur Waagerechten, weiter gekennzeichnet durch Einrichtungen, um die scheinbare Perspektive des Bildes dadurch abzuändern, daß dieses in verschiedenen Richtungen um verschiedene Beträge vergrößert wird, und schließlich gekennzeichnet durch Einrichtungen, um das Bild auf dem Schirm zu verschieben. 92. Vorrichtung nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verschieben des Bildes auf dem Bildschirm in einer Weise ausgestaltet sind, derzufolge sie die Projektionseinrichtungen um eine Achse derart drehen, daß das Bild auf dem Bildschirm senkrecht verschoben wird. 93. Vorrichtung nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Verschieben des Bildes auf dem Bildschirm Mittel enthalten, welche eine relative senkrechte Verschiebung zwischen dem Gegenstand und der optischen Achse bewirken. 94. Vorrichtung nach Anspruch 50 bis 52 und 61, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildpunkte verschiebende Einrichtung längs einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet zwei anamorphische optische Aggregate und ein aus sphärischen Linsen bestehendes optisches Aggregat veränderlicher Brennweite enthält, wobei die Zerrkräfte und Dreheinstellung der anamorphischen Aggregate und die Vergrößerungskraft des sphärischen Linsenaggregats die veränderlichen Steuergrößen darstellen, von denen drei durch die Steuermittel verändert werden, während gleichzeitig zwei dieser Größen konstant gehalten werden. 95. Vorrichtung nach Anspruch 50 bis 52 und 61, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildpunkte verschiebende Einrichtung, längs einer gemeinsamen optischen Achse angeordnet, zwei anamorphische optische Aggregate und ein aus sphärischen Linsen bestehendes optisches Aggregat veränderlicher Brennweite enthält, wobei die Zerrkräfte und Dreheinstellung der anamorphischen Aggregate und die Vergrößerungskraft des sphärischen Linsenaggregats die veränderlichen Steuergrößen darstellen, von denen drei durch die Steuermittel verändert werden, während gleichzeitig zwei dieser Größen konstant gehalten werden. 96. Vorrichtung nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der anamorphischen Aggregate eine feste anamorphische Zerrkraft hat und daß das eine der anamorphischen Aggregate um die optische Achse drehbar und das zweite anamorphische Aggregat gegenüber dem ersten um die Achse drehbar ist. 97. Vorrichtung nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet, daß zwar die Zerrkräfte der anamorphischen Aggregate, nicht aber ihre Winkeleinstellung mit Bezug auf die optische Achse verstellbar sind. 98. Vorrichtung nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet; daß ein erstes anamorphisches Aggregat zwar eine veränderliche Zerrkraft hat, aber einen unveränderlichen Einstellwinkel mit Bezug auf die Achse hat, während das zweite anamorphische Aggregat eine unveränderliche Zerrkraft aufweist, aber um die optische Achse dreheinstellbar gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat ist. 99. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 50 bis 52 und 61, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildpunkte verschiebende Einrichtung mindestens Mittel für eine erste primitive Umwandlung und Mittel für eine zweite primitive Umwandlung enthält. 100. Vorrichtung nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, daß magnetische Einrichtungen vorgesehen sind, die einer entsprechenden Anordnung zufolge auf das erste Bild oder fixierte Energiemuster einwirken, sofern dieses ein Lichtmuster darstellt. 101. Vorrichtung nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerrkräfte und Winkelrichtungen der Mittel für die primitive Umwandlung und die Vergrößerungskraft der Vergrößerungsmittel steuerbare Größen darstellen und daß zur Änderung mehrerer dieser Größen Steuermittet vorgesehen sind, welche auf Eingan&ssteuergrößen ansprechen, die die gewünschte Änderung der Perspektive darstellen. 102. Vorrichtung nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß die - Steuermittel drei der steuerbaren Größen je nach der gewünschten perspektivischen Änderung abändern. 103. Vorrichtung nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anzahl der veränderlichen Größen auf 3 + n beläuft, wobei n die Anzahl willkürlich einschränkender Bedingungen bedeutet, die der Steuerung auferlegt sind. 104. Vorrichtung nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel drei der genannten Größen je nach der gewünschten Änderung der Perspektive verändern. 105. Vorrichtung nach Anspruch 101 oder 104, dadurch.gekennzeichnet, daß die Steuermittel 3 + n der steuerbaren Größen verändern, wenn die Steuermittel n willkürlich einschränkenden Bedingungen unterworfen sind. 106. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eine erste Einrichtung zur gleichförmigen Vergrößerung des Bildes, eine zweite Einrichtung zum Bewirken einer ersten primitiven Umwandlung des vergrößerten Bildes und eine dritte Einrichtung enthält, welche eine zweite primitive Umwandlung des durch die zweite Einrichtung vergrößerten Bildes bewirkt. 107. Vorrichtung nach Anspruch 101. 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eine erste Einrichtung zum Bewirken einer ersten primitiven Umwandlung des Bildes, eine zweite Einrichtung zum Vergrößern des umgewandelten Bildes und eine dritte Einrichtung hat. welche das umgewandelte und vergrößerte Bild einer zweiten primitiven Umwandlung unterwirft. 108. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Einrichtung zum Bewirken einer ersten primitiven Umwandlung des Bildes, eine zweite Einrichtung zum Bewirken einer zweiten primitiven Umwandlung des Bildes und eine dritte Einrichtung zum Vergrößern des Bildes enthält. 109. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Objektbildes gleichachsig längs einer optischen Achse angeordnet zwei anamorphische Linsenaggregate und ein sphärisches Linsenaggregat veränderlicher Gesamtbrennweite enthält, wobei die Zerrkraft eines jeden anamorphischen Aggregates unveränderlich ist, das eine anamorphische Aggregat gegenüber dem Objekt um die optische Achse dreheinstellbar und das zweite anamorphische Aggregat durch Drehung um die Achse gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat einstellbar ist. 110. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Objektbildes längs einer optischen Achse angeordnet zwei anamorphische Linsenaggregate und ein sphärisches Linsenaggregat veränderlicher Gesamtbrennweite enthält, wobei die Zerrkräfte der anamorphischen Linsenaggregate veränderlich sind, aber diese beiden Aggregate eine unveränderliche Winkeleinstellung mit Bezug auf die optische Achse gegenüber dem Objekt haben, also nicht relativ zum Objekt um die optische Achse drehbar sind. 111. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Objektbildes gleichachsig längs einer optischen Achse angeordnet zwei anamorphische Linsenaggregate und ein sphärisches Linsenaggregat veränderlicher Gesamtbrennweite enthält, wobei das erste anamorphische Aggregat zwar eine veränderliche Zerrkraft hat, aber gegenüber dem Objekt um die optische Achse nicht drehbar angeordnet ist, und wobei das zweite anamorphische Aggregat eine unveränderliche Zeakraft hat, aber gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat um die optische Achse drehbar ist. 112. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung. dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Objektbildes gleichachsig längs einer optischen Achse angeordnet zwei anamorphische Linsenaggregate und ein sphärisches Linsenaggregat veränderlicher Gesamtbrennweite enthält, wobei das erste anamorphische Aggregat zwar eine unveränderliche Zerrkraft hat, aber dem Objekt gegenüber um die Achse drehbar ist, und wobei das zweite anamorphische Aggregat zwar eine veränderliche Zerrkraft hat, aber gegenüber dem ersten anamorphischen Aggregat um die optische Achse nicht drehbar ist. 113. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Umwandlung eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß die Perspektive eines Bildes geändert wird, dessen Blickpunkt durch eine Höhe fr, und die seitliche Entfernung von einer Bezugslage gegeben ist, um ein resultierendes Bild zu schaffen, dessen Blickpunkt in der gleichen Ebene liegt, aber eine Höhe h2 und einen seitlichen Abstand d von der Bezugslage hat, wobei die Abmessungen h2 und d in dieser Ebene des ursprünglichen Blickpunktes gemessen sind, und daß zu diesem Zweck Einrichtungen zur sphärischen Vergrößerung und Einrichtungen zur n-fachen primitiven Umwandlung des ursprünglichen Bildes vorgesehen sind, wobei die sphärische Vergrößerung mit der Vergrößerungskraft Po, die primitiven Umwandlungen aber mit der Zerrkraft m" m2 ... mn-, und mit erfolgen und die Winkellagen der primitiven Umwandlungen gegenüber der senkrechten Dimension hl durch die Winkel ß" ß2 ... ß", -, und ß" gegeben sind und dabei die folgenden Beziehungen eingehalten werden ho h, = aod - in h2, kohl = a. h2 -,Jod, dabei ist die Determinante ao bo 'o h o das Produkt der Determinanten der ir einzelnen Umwandlungen, nämlich die einzelnen Determinanten stehen in der folgenden Beziehung: al bi .l, k l worin a, = m, sing cos2 b, = j, = (m, - 1) sin ß, cos ß, k, = sing ß, + in, cos- ß, , a2 b2 l2 k2 worin a2 m2 sin1fl2 + cos' ß2, b2 = j2 = (m2 - 1) sin ß2 cos ß=, k2 = sing ß,. + in, cos' ß2 usw. bis worin an _, = Inn--, Sin2ß-n--1 -f- cos 2ß,i _1, bn-i =in, (nun- i - 1) (sin #n-, cos ß." i) , k" -i = sing /in _i +- Mn-, COS2 und worin an = ritt Sing ß,t -L COS2 ßn , b. =jn = (m, -- 1) Slri ßn cos ßn , k,t = sing ß" -I- mit cos2 ß, . 114. Vorrichtung nach Anspruch 101, 104 oder 105 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Perspektive eines ebenen Bildes längs einer optischen Achse zwei Systeme angeordnet sind, mit deren Hilfe eine erste und eine zweite primitive Umwandlung des Bildes erfolgt, und daß gleichachsig mit diesen Systemen ein drittes System angeordnet ist, welches eine gleichförmige Maßstabänderung des Bildes bewirkt. 115. Vorrichtung nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Systeme von anamorphischen Linsen gebildet werden, während das dritte optische System ein Aggregat aus sphärischen Linsen von veränderlicher Gesamtbrennweite dai stellt. 116. Vorrichtung nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, daß das erste System Einrichtungen, welche das ebene Bild abtasten und elektrische, das Bild darstellende Spannungen erzeugen, einen angeschlossenen, diese Spannungen empfangenden Bilderzeuger zum Erzeugen eines zweiten Bildes und eine Steuerung für die primitive Umwandlung enthält, welche die relative Arbeitsweise der Abtasteinrichtung und des Bilderzeugers in einer Weise steuert, derzufolge das zweite Bild eine primitive Umwandlung des ursprünglichen ebenen Bildes darstellt, und daß das zweite System aus einem ähnlichen Apparat besteht, welcher das zweite Bild abtastet und ein drittes Bild als primitive Umwandlung des zweiten erzeugt, und daß schließlich das dritte System aus Einrichtungen besteht, um die gegenseitige Arbeitsweise von Abtast- und Bilderzeugungsmitteln in einer Weise zu ändern, daß dadurch der Maßstab des durch den Bilderzeuger geschaffenen Bildes geändert wird. 117. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Verzerren eines Bildes eines Objekts, das das Aussehen eines von einem Bezugspunkt gesehenen Geländes hat, wobei dieser Bezugspunkt sich in einer Höhe h, befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, ein Bild zu schaffen, welches das Aussehen des Geländes bei Betrachtung von einem in der Höhe h2 gelegenen Blickpunkt hat, der seitlich um den Abstand d vom Bezugspunkt verschoben ist, zwei veränderliche anamorphische Linsenaggregate von verstellbarer Zerrkraft in einer Lage angeordnet sind, bei der die Achsen ihrer veränderlichen Vergrößerungen senkrecht aufeinander stehen, und daß Mittel zur gleichzeitigen Veränderung der Zerrkräfte vorgesehen sind, wobei das Verhältnis Mo zwischen den Zerrkräften der anamorphischen Aggregate auf einem Wert gehalten wird, der sich aus der folgenden Funktion ergibt: 118. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Verzerren eines Bildes eines Objekts, das das Aussehen eines von einem Bezugspunkt gesehenen Geländes hat, wobei dieser Bezugspunkt sich in einer. Höhe hl befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, ein Bild zu schaffen, welches das Aussehen des Geländes bei Betrachtung von einem in der Höhe h2 gelegenen Blickpunkt hat, der seitlich um den Abstand d vom Bezugspunkt verschoben ist, zwei veränderliche anamorphische Linsenaggregate von verstellbarer Zerrkraft in einer Lage angeordnet sind, bei der die Achsen ihrer veränderlichen Vergrößerungen senkrecht aufeinander stehen, und daß Mittel zur gleichzeitigen Veränderung der Zerrkräfte der anamorphischen Linsenaggregate und Mittel vorgesehen sind, um diese axial gegenüber dem Objekt von einer Bezugsstellung aus um einen Winkel von 2ß zu drehen, dessen Sinus sich beläuft auf wobei Mo das Verhältnis der Zerrkräfte der veränderlichen anamorphischen Aggregate darstellt. 119. Vorrichtung nach Anspruch 99 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu dem Zweck, die scheinbare Perspektive des Bildes eines Objekts zu ändern, welches das Aussehen eines Geländes bei Betrachtung von einem in der Höhe hl gelegenen Bezugspunkt aus hat, um ein Bild des Geländes bei Betrachtung von einem ausgewählten Blickpunkt aus zu schaffen, der in der Höhe h2 und seitlich um den Abstand d gegenüber dem Bezugspunkt verschoben in dessen Ebene liegt, folgende Einrichtungen enthält: zwei anamorphische Systeme von veränderlicher Zerrkraft, die in einer Weise angeordnet sind, derzufolge die Achsen ihrer veränderlichen Vergrößerung rechtwinklig zueinander verlaufen; Einrichtungen zum Ändern der Zerrkraft der anamorphischen Systeme in einer Weise, in der das Verhältnis Mo der Zerrkräfte den aus der., folgenden 'Gleichung sich ergebenden Wert hat: und Einrichtungen,. um die anamorphischen Systeme axial gegenüber dem Objekt um den halben Winkel 2ß zu drehen, dessen Sinus sich beläuft auf . . wobei dieser Winkel von der senkrechten Achse des Bildes des Objekts bis zur Achse der veränderlichen Vergrößerung des anamorphischen Systems mit. der geringeren Zerrkraft gemessen ist. -_ 120. Vorrichtung nach Anspruch 119, gekennzeichnet durch Einrichtungen um das Bild des Objekts gegenüber einer Bezugslage um einen Winkel zu drehen, dessen Tangente sich auf beläuft. 121. Vorrichtung nach Anspruch 99 zur Bildumwandlung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu dem Zweck, die scheinbare Perspektive des Bildes eines Objekts zu ändern, welches das Aussehen eines Geländes bei Betrachtung von einem in der Höhe hl gelegenen Bezugspunkt aus hat, um ein Bild des Geländes bei Betrachtung von einem ausgewählten Blickpunkt aus zu schaffen, der in der Höhe h, und seitlich um den Abstand d gegenüber dem Bezugspunkt verschoben in dessen Ebene liegt, folgende Einrichtungen enthält: Abtasteinrichtungen mit zwei senkrecht zueinander angeordneten Zeitablenkmitteln zum Abtasten des Objekts und zum Erzeugen entsprechender Bildzeichen; eine Kathodenstrahlröhre, die so geschaltet ist, daß sie die Bildzeichen empfängt und einen ihnen entsprechend modulierten Kathodenstrahl bildet und zwei senkrecht zueinander angeordnete Ablenkeinrichtungen aufweist; Einrichtungen, um eine relative axiale Verdrehung zwischen dem Objekt und den Abtastmitteln um einen Winkel ß herbeizuführen, der sich aus dem Ausdruck ergibt; Einrichtungen, um die relativen Ablenkamplituden. der Abtastmittel einerseits und der den Kathodenstrahl ablenkenden Einrichtungen andererseits zu ändern, wobei eine der Strahlablenkeinrichtungen mit einer Zeitablenkspannung betrieben wird, deren Größe durch einen Faktor Ma im Verhältnis zur Zeitablenkspannung des einen Zeitablenkmittels geändert ist, und wobei die zweite Strahlablenkeinrichtung mit einer Zeitablenkspannung betrieben wird, die durch den Faktor Mb gegenüber der Zeitablenkspannung geändert ist, die dem zweiten Zeitablenkmittel zugeführt wird, wobei das Verhältnis Ma zwischen Mb und Ma aus der folgenden Gleichung bestimmt wird: und Einrichtungen, um das von der Kathodenstrahlröhre erzeugte Bild um den Winkel öb zu drehen, der sich aus der folgenden Gleichung ergibt: 122. Vorrichtung nach Anspruch- 121, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur axialen Drehung des Bildes aus Einrichtungen bestehen, welche die Strahlablenkmittel der Kathodenstrahlröhre um den Strahlengang der Kathodenröhre drehen. 123. Vorrichtung nach Anspruch 121, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum axialen Drehen des Bildes aus Mitteln bestehen, welche die Kathodenstrahlröhre zusammen mit den Strahlablenkmitteln axial drehen. 124. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier längs einer optischen Achse gleichachsig zu dieser angeordneten Anamorphosenlinsensysteme, von denen mindestens das eine eine veränderliche Vergrößerungskraft hat und mindestens das andere um die Achse drehbar ist. 125. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier längs einer optischen Achse gleichachsig zu dieser angeordneter Anamorphosenlinsensysteme, deren Vergrößerungskraft unabhängig voneinander veränderlich ist und die beide um die Achse um gleiche Winkel und relativ zum Gegenstand drehbar sind. 126. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier zu einer optischen Achse gleichachsig angeordneter Anamorphosenlinsensysteme von veränderlicher Vergrößerungskraft, von denen das eine um die Achse relativ zum Gegenstand drehbar ist, während das andere gegen Drehung relativ zum Gegenstand gesichert ist. 127. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier zu einer optischen Achse gleichachsig angeordneter Anamorphosenlinsensysteme, deren eines eine veränderliche Vergrößerungskraft hat und um die optische Achse gegenüber dem Gegenstand drehbar ist, während das andere eine gleichbleibende Vergrößerungskraft hat und um die Achse gegenüber dem ersten System drehbar ist. 128. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier längs einer optischen Achse gleichachsig zu dieser angeordneter Anamorphosenlinsensysteme, deren erstes eine unveränderliche Vergrößerungskraft hat und um die Achse gegenüber dem Gegenstand drehbar ist und deren zweites eine veränderliche Vergrößerungskraft hat und gegenüber dem ersten System um die Achse drehbar ist. 129. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch zwei längs einer optischen Achse gleichachsig zu dieser, angeordnete Anamorphosenlinsensysteme von veränderlicher Vergrößerungskraft, deren jedes um die Achse drehbar ist, sowie weiter gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Steuern der Vergrößerungskräfte und der Drehung der beiden Systeme. 130. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, der so aussieht wie ein von einem bestimmten Blickpunkt von gegebener Höhe und seitlicher Lage betrachtetes Gelände, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, ein Bild zu schaffen, das so aussieht, wie das Gelände bei Betrachtung von einem zweiten Blickpunkt von anderer Höhe und anderer seitlicher Lage, zwei Einrichtungen zur anamorphischen Vergrößerung des Bildes einzeln hinsichtlich ihrer anamorphischen Vergrößerungskraft verstellbar und um ihre gemeinsame Achse drehbar sind und mit Einrichtungen zusammenwirken, welche die Vergrcßerungskraft und die Drehung steuern und in ihrer Wirkung derart beschränkt sind, daß ein Apparat mit drei Freiheitsgraden entsteht. 131. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch die längs einer optische Achse gleichachsige Anordnung zweier Anamorphosenlinsensysteme, deren Vergrößerungskraft und Winkelorientierung veränderlich sind, in Verbindung mit Einrichtungen, um drei dieser Veränderlichen zu steuern, während gleichzeitig eine der Veränderlichen auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird. 132. Gerät nach Anspruch 99 zur Änderung der scheinbaren Perspektive eines Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer optischen Achse gleichzeitig zwei Anamorphosenlinsensysteme veränderlicher Vergrößerungskraft angeordnet und zueinander unabhängig drehbar um die Achse sind und mit Steuermitteln zusammenwirken, welche die Vergrößerungskräfte und Drehwinkel der Systeme beeinflussen, während gleichzeitig der Veränderung dieser Größen eine Beschränkung auferlegt wird. 133. Vorrichtung nach Anspruch 132, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel die Vergrößerungskraft und Drehwinkel der Anamoiphosenlinsensysteme ändern und dabei das Verhältnis zwischen den Vergrößerungskräften der beiden Systeme gleichbleibend halten. 134. Vorrichtung nach Anspruch 99 zum Ändern der Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig längs einer optischen Achse sowohl eine erste Einrichtung zum Herbeiführen einer ersten primären Umwandlung des Bildes als auch eine zweite Einrichtung zum Herbeiführen einer zweiten primären Umwandlung angeordnet sind und daß eine dritte Einrichtung den Gegenstand gegenüber dem Bild um die optische Achse zu drehen vermag. 135. Vorrichtung nach Anspruch 61 mit zur Darbietung der Bodensicht, z. B. zur Ausbildung von Flugschülern, bestimmten Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gelände von einer Reihe von Blickpunkten gesehen darstellt, die im Raum zueinander verschoben sind, und daß es zu diesem Zweck aus den Bildchen eines Kinofilms besteht, deren jedes das Gelände von einem Blickpunkt gesehen wiedergibt, welcher gegenüber dem Punkt verschoben ist, von dem aus der Film aufgenommen wurde, wobei das auf dem Film photographierte Bild in der einen Richtung eine Größenveränderung in Abhängigkeit von dem Höhenunterschied zwischen dem Blickpunkt und dem Aufnahmepunkt erfahren hat und außerdem in Abhängigkeit von dem waagerechten Abstand zwischen dem Blickpunkt und dem Aufnahmepunkt scherverzerrt ist. 136. Gerät nach Anspruch 48 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum anamorphischen Vergrößern des Bildes und durch Einrichtungen zum gleichförmigen Vergrößern des Bildes. 137. Vorrichtung nach Anspruch 136 zum Ändern der scheinbaren Perspektive eines Bildes eines Gegenstandes, der so aussieht, wie ein von einem bestimmten Blickpunkt aus betrachtetes Gelände, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Zweck, ein Bild zu schaffen, welches das Gelände von einem ausgewählten Blickpunkt darstellt, Projektionseinrichtungen zum Projizieren des Bildes des Gegenstandes längs einer optischen Achse auf eine Fläche vorgesehen sind und in den Strahlengang zwischen dem Projektor und der Fläche ein anamorphisches System von veränderlicher Zerrkraft und ein Linsensystem von veränderlicher Gesamtbrennweite eingeschaltet sind. 138. Vorrichtung nach Anspruch 137, dadurch gekennzeichnet, daß das anamorphische System von veränderlicher Zerrkraft um die optische Achse drehbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 751347, 886770, 1283 676, 1292901, 1321906, 1654070, 1 680534, 1 829634, 1 840799, 1905442, 1931992, 1943172, 1950374, 2023217, 2072286, 2148 135, 2230149, 2269444, 2280206, 2346074, 2352101, 2374981, 2391430, 2428399, 2474096, 2510670, 2510080, 2534557, 2591 139, 2591752, 2661443, 2711 593, 2711594, 2720813, 2720815, 2752821, 2 784 644; britische Patentschriften Nr. 338 962, 354 843; »Vermessungstechnische Rundschau, 19. Jahrgang, Heft 12, S. 401 bis 407; Firma Klimsch u. Co., Frankfurt-M.: »Zum 40. Deutschen Geodätentag, Braunschweig 1955a, Nr. 701/50 916 FO/GM, S. 2 bis 17.