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Bei jedem eine Bewegung bzw. eine belebte Szene darstellenden Bild
bewegen sich die Vordergrundobjekte normalerweise rascher als die Hintergrundobjekte.
Wenn eine Verschiebung der in den Augen erzeugten Bildpaare proportional zur Bildgeschwindigkeit
auf dem Schirm stattfindet, wird eine dreidimensionale Betrachtungswirkung erhalten.
Dies führt zu einem echten stereoskopischen Sehen. Eine fortlaufende Bewegung der
Vordergrundobjekte mit Bezug auf eine geringe oder keine Bewegung im Hintergrund
scheint die besten Ergebnisse zu liefern. Ein dreidimensionales Sehen wird jedoch
nicht erzielt, wenn die Bilder im Gesichtsfeld feststehend sind.
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Es ist bereits bekannt, ein Dämmerungssehen oder Nachtsehen dadurch
zu erzielen, daß über beiden Augen eine rote Brille getragen wird. Dies wird oft
zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Auges für Beobachter und Piloten beim Nachtbetrieb
angewendet. Bisher wurde ein relativ grober 3-D-Effekt durch die Verwendung eines
Neutralfilters von etwa 10% über dem einen Auge und keines Filters über dem anderen
Auge erreicht, um unter bestimmten Belebungsbedingungen Raumsichtwirkungen zu erzeugen.
Das 1011/o-Neutralfilter verringerte die relative Helligkeit für das eine Auge unter
diejenige, bei welchem ein Zapfensehen stattfindet, wodurch ein Stäbehensehen in
dem einen Auge erhalten wird und ein Gemisch von Stäbchen- und Zapfensehen in dem
anderen, so daß sich verschwommene Bilder ergeben. Ein 10°/oiges Neutralfilter über
dem einen Auge, kein Filter über dem anderen führt zu einer übermäßigen Augenermüdung
infolge des großen Unterschiedes in der Bildhelligkeit, welche die Augen des Beobachters
erreicht.
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Erfindungsgemäß wird eine übermäßige Ermüdung der Augen dadurch vermieden,
daß ein erstes S-Filter für Dämmerungssehen, das einen kleinen Anteil blauen Lichtes
im Bereich 400 bis 475 nm und einen größeren Anteil roten Lichtes über 500 nm durchläßt,
in Kombination mit einem Neutralfilter, dessen Durchlässigkeit etwa 75% beträgt,
für das eine Auge, und ein zweites P-Filter für Tagessehen, welch letzteres Bandpaßeigenschaften
mit einem Scheitelwert von 50 bis 85% bei etwa 560 nm und bei einem Scheitelwert
von 70% eine Breite zwischen 480 und 730 nm hat, für das andere Auge vorgesehen
ist.
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Eine besondere Wirksamkeit besteht bei der Betrachtung von belebten
Aufnahmen, wie sie normalerweise von sportlichen Ereignissen erhalten werden, wie
Basketball, Bahnrennen, Motorradrennen sowie Balett-Tanz, Wildwest-Außenaufnahmen
u. dgl.
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Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen P- und S-Filter reichen sogar
geringfügige Bewegungen von Personen auf dem Schirm aus, um eine dreidimensionale
Wirkung zu erzeugen. Stärker belebte Szenen scheinen tatsächlich lebendig zu werden,
und .die Wirkung ist die der Betrachtung einer wirklichen Szene in der Tiefe durch
ein Fenster, welches durch den Rahmen des Fernsehbildschirmes oder der Kinoleinwand
gebildet wird, wenn der Abstand vom Schirm groß ist. Bei ausreichender Nähe zum
Schirm, wenn eine Weitwinkelbetrachtung besteht, hat der Betrachter das Empfinden,
daß er tatsächlich an einer Szene in der Tiefe teilnimmt.
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Weitere Merkmale der Erfindung enthalten die Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. In dieser zeigt
F i g. 1 die Tages- und die Dämmerungsempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges,
F i g. 2 die relative Menge des Strahlungsflusses, die zur Anregung der Stäbchen
und Zapfen des menschlichen Auges erforderlich ist, F i g. 3 die Werte der F i g.
2, wenn diese mit einer linearen Skala als relative Durchlässigkeit über der Wellenlänge
für Tages- und Dämmerungssehen bei einem niedrigen Leuchtdichteniveau aufgetragen
werden, F i g. 4 die gleichen Werte mit einer linearen Skala für ein mittleres Leuchtdichteniveau
aufgetragen. Beim Dämmerungs- oder Stäbchensehen nimmt das Auge nur Schwarz und
Weiß und Graustufen wahr. Das Tages- oder Zapfensehen ergibt das Farbensehen. Bei
einer Mischung von Stäbchensehen in dem einen Auge und Zapfensehen in dem anderen
Auge sieht jedoch das erste Auge durch Stäbchensehen und nimmt keine Farbe wahr,
d. h. das gesamte Sehen ist in neutralen Tönen von Schwarz und Weiß, während das
andere Auge, das nur durch Zapfensehen sieht, Farbe über einen engen Bereich wahrnimmt.
Das eine Auge sieht Farben und das andere nur neutrale Töne. Eine geeignete Kombination
von P- und S-Filtern ergibt, wie festgestellt wurde, ein scheinbares Weiß.
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Die Bildverschiebung, die von sich bewegenden Bildern bei Verwendung
von Filterpaaren zum Induzieren von Tages- und Dämmerungssehen beobachtet wird,
läßt sich mit Hilfe der bekannten Physiologie des Auges erklären. Das Auge hat viel
mehr Zapfen als Stäbchen. Die Stäbchen sind mit einzelnen Nervenfasern verbunden.
Die Zapfen sind an der Fovea centralis der Netzhaut zahlreicher, während die Stäbchen
von der Fovea weg zur Peripherie zahlreicher werden. Die bei sich bewegenden Bildern
beim Stäbchensehen in dem einen Auge beobachtete Verschiebung kann durch die verschiedene
Verteilung der Konzentration der Stäbchen und Zapfen oder durch die verschiedenen
gegenseitigen Verbindungen der Stäbchen und Zapfen oder durch einen Unterschied
in der photochemisch-elektrischen Nervenimpuls-Ansprechzeit bedingt sein. Es ist
gegenwärtig nicht möglich, genau anzugeben, welche dieser Erklärungen oder Kombinationen
von Erklärungen die Ursache des beschriebenen Phänomens ist oder welcher andere
Grund hierfür besteht.
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Es ist ferner bekannt, daß weißes Licht aus einem Gemisch von Farben
wahrgenommen werden kann. Das Auge nimmt Weiß mit verschiedenen Gemischen von Farben
wahr.
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Das nicht gezeigte IBK-Farbtondiagramm wird zum Auftragen der Lage
der Farben hinsichtlich des prozentualen Anteils der Standardrot-, Standardgrün-und
Standardblaugemische verwendet, die zur übereinstimmung erforderlich sind.
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Das IBK-Farbtondiagramm scheint jedoch nur für Tagessehen brauchbar
zu sein, das durch eine relativ hohe Beleuchtungsstärke induziert wird. Hinsichtlich
der zur Durchführung der Erfindung erforderlichen Bedingung kommen neue Gesetze
zur Anwendung, die noch nicht völlig erforscht sind, so daß die erhaltenen Ergebnisse
auf Beobachtungen beruhen, über welche bisher noch nicht berichtet wurde.
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Das Auge ist eine elektrophotochemische Vorrichtung, die durch Integrieren
über den ganzen Farbenbereich
anspricht. Außerdem vergleicht das
Gehirn die von den beiden Augen gesehenen Bilder. Verschiebungen zwischen den entsprechenden
Teilen der beiden Bilder auf den Netzhäuten werden im Gehirn verglichen und resultieren
in der Wahrnehmung eines dreidimensionalen Bildes. Die Wechselwirkung dieser Faktoren
ist kompliziert. Die nachfolgend beschriebene Kombination von Filtern, welche ein
Tagessehen in dem einen Auge und ein Dämmerungssehen in dem anderen Auge ergibt,
produziert ein scheinbares Weiß bei ausgeglichenem Ansprechen und führt zu einem
stereoskopischen Sehen, was ein höchst ungewöhnliches und unerwartetes Ergebnis
darstellt.
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F i g. 3 zeigt, daß bei niedrigen Leuchtdichtenniveaus ein reines
Tagessehen nicht möglich ist. Unterhalb der Kurve 8 findet nur ein Dämmerungssehen
statt, wie durch den Buchstaben S im schraffrierten Bereich angegeben. Oberhalb
und innerhalb der Kurve 8 erhält man eine Mischung von Tages-und Dämmerungssehen,
wie durch die Buchstaben P und S angegeben. Die Linie 9 stellt ein 10%-Neutralfilter
über dem einen Auge dar. Das nicht abgeschirmte Auge sieht jedoch eine Mischung
von Tages-und Dämmerungssehen, wie in dem Bereich innerhalb der Kurve 8 angegeben.
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Die durch dieses verhältnismäßig grobe bekannte Verfahren erzielten
Ergebnisse waren unbefriedigend, da das eine Auge ein reines Dämmerungsbild sah,
während das andere Auge verschommene Bilder aus überlagerten Tages- und Dämmerungsbildern
sah. Die extreme Lichtunsymmetrie zusammen mit verschwommenen Bildern infolge der
Mischung von Tages- und Dämmerungssehen verursacht dem Auge Beschwerden.
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F i g. 4 zeigt die P- und S-Filter bei einer mittleren Beleuchtungsstärke.
Der Bereich unterhalb der Kurve 10 zeigt die Grenzen für das Dämmerungssehen, der
durch die schraffierte Fläche S angegeben ist. Der Bereich innerhalb der Kurve 11
zeigt die Grenzen für das Tagessehen, das durch die schraffierte Fläche P angegeben
ist. Ein geeignetes erfindungsgemäßes S-Filter hat eine Kurve 10 und einen Linienabschnitt
12. Mit diesem S-Filter über dem einen Auge besteht für dieses nur Dämmerungssehen.
Ein geeignetes erfindungsgemäßes P-Filter hät als ideale Kurve die Kurve 13. Das
Filter 13 ist ein Bandfilter mit einem Scheitelwert von 50%, vorzugsweise 85%, bei
etwa 650 nm und bei 70% des Scheitelwertes erstreckt sich die Breite von etwa 480
bis etwa 730 nm. Mit diesem Filter über dem einen Auge besteht für dieses Auge fast
reines Tagessehen, da diejenigen Teile des Spektrums, welche ein Dämmerungssehen
induzieren, im wesentlichen unterdrückt sind. Ein Filter, wie das Filter 13, ist
beispielsweise mit einer Farbstoff- oder CuCl2 Polymerschicht oder mit dem bekannten
mehrlagigen Interferenzfilter erzielbar. Mit diesem Filter wird das Farbensehen
im wesentlichen beibehalten. (Ein Nanometer =10-9 m ---_ 1 nm = 1 Millimikron =
m[,).
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Die Kurve 14 ist ein Absorptionsfilter mit einem geeigneten Farbstoff
oder anderen Färbemitteln in fester Lösung in einem Polymerfilm. Ein Beispiel für
ein solches Filter ist in dem USA.-Patent 2 479 501 beschrieben, das einen Film
aus Polyvinylacetyldehyd-Kupfer(II)-chlorid enthält, mit welchem die erzielte dreidimensionale
Wirkung ausgezeichnet ist.
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An Stelle des beschriebenen Filters können innerhalb des Rahmens der
Erfindung andere Filter mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden.
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Das Dämmerungs- bzw. S-Filter mit der Kurve 10-12 in F i g. 4 kann
durch die Verwendung eines herkömmlichen photographischen Filters vom Typ 25A und
eines 25 bis 75%-Neutralfilters erzielt werden. Die zusätzliche Verwendung des Neutralfilters
12 gewährleistet die Beibehaltung des Dämmerungssehens in dem entsprechenden Auge.
Die Sichtdurchlässigkeit des Neutralfilters wird so eingestellt, daß ein geeigneter
Lichtausgleich zwischen Dämmerungssehen in dem einen Auge und Tagessehen in dem
anderen Auge erhalten wird.
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Obwohl dieses Filter zufriedenstellend ist, ist es jedoch vorzuziehen,
daß das Dämmerungsfilter etwas Blau durchläßt und der Kurve 10 folgt. Wie
sich aus der Kurve 10-12 in F i g. 4 ergibt, kann ein Dämmerungssehen durch die
Verwendung eines Anteils an Blaulicht von 400 bis 475 nm erhalten werden, vorausgesetzt,
daß dieses blaue Licht einen kleinen Anteil der Gesamtbeleuchtung beträgt. Diese
Einstellung ergibt eine etwas stärkere Anregung für Dämmerungssehen, als durch rotes
Licht allein erreicht werden kann, und ermöglicht das leichtere Erzielen eines Ausgleichs
und eines größeren Gesamtbetrages der Beleuchtung aus beiden S- und P-Filtern. Ein
solches Rot-Blau-Neutralfilter ist in an sich bekannter Weise unter Verwendung geeigneter
Farbstoffe für die Filter leicht erhältlich. Beispiele eines Rot-Blau-Farbstoffes
sind: Sudan Red 4BA und Azosol Fast Violet ERR, die beide von der Firma General
Dye Stuffs Corp. hergestellt werden.
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Ohne das Neutralfilter kann bei Verwendung von P- und S-Filtern in
einem Betrachter eine geringfügige rötliche Färbung auftreten. Mit Hilfe der Rot-Blau-Kurve
10 in Kombination mit dem Neutralfilter 12 ist jedoch die Bildfarbe annähernd weiß.
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Um das Zapfenansprechen (photopisches Ansprechen) des einen Auges
mit dem Stäbehenansprechen (skotopisches Ansprechen) des anderen Auges auszugleichen,
muß das integrierte Produkt der »durchgelassenen Energie je Wellenlängendifferential«
mal der »Zapfenempfindlichkeit (photopische Empfindlichkeit) bei dieser Wellenlänge«
gleich dem integrierten Produkt der »durchgelassenen Energie je Wellenlängendifferential«
mal der »Stäbchenempfindlichkeit bei dieser Wellenlänge« sein, die durch die Verwendung
der Zapfensehen- und Stäbchensehenfilter erhalten wird. Auf diese Weise wird das
physiologische Verhalten des einen Auges für Tagessehen durch das physiologische
Verhalten des anderen Auges beim Dämmerungssehen ausgeglichen.
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Die in Verbindung mit F i g. 4 beschriebene Kombination von P- und
S-Filtern bei Verwendung eines P-Filters mit der Kurve 13 und 14 über
dem einen Auge und eines S-Filters mit den Kurven 10-12 über dem anderen Auge ergibt
in Zusammenwirkung eine effektive Empfindung von weißem Licht für Schwarz-Weißbilder
und Farbe bei Verwendung von farbigen Bildern. Die erwähnte Kombination ergibt ferner
einen relativ zufriedenstellenden Ausgleich zwischen dem in das rechte und in das
linke Auge eintretenden. Licht, so daß nach längerem Gebrauch nur eine geringe Ermüdung
die Folge ist.
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Das vorangehend beschriebene System wurde für Betrachtungsvorrichtungen
zum Tragen vor dem Auge des Betrachters beschrieben.
Die P- und
S-Filter können in Brillenrahmen in der üblichen Weise eingebaut werden. Es kann
vorzuziehen sein, flache Linsen zu benutzen und ein Gestell mit Gelenken zu verwenden,
welches eine Drehung um 180° ermöglicht, so daß die Linsen vom Träger von Zeit zu
Zeit umgekehrt werden können. Der 3 D Effekt wird durch dieses Umkehren beibehalten,
wodurch die Ermüdung des Trägers verringert werden kann, wenn das 3D längere Zeit
getragen wird.
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Die einzigen Szenen, die keinen 3-D-Effekt haben, sind diejenigen,
die völlig statisch sind. Es können jedoch auch ruhige Szenen dadurch dreidimensional
gemacht werden, daß die Szene bei der Bildaufnahme mit der Filmkamera oder der Fernsehkamera
im Studio panoramiert wird. Dies kann mit Hilfe einer herkömmlichen Panoramatechnik
oder durch einen stetigen kleinen Panoramaeffekt, der schwingend sein kann, geschehen,
und dieser oszillatorische Panoramaeffekt kann mittels einer Hilfseinrichtung der
Fernseh- oder Filmkamera erreicht werden. Im übrigen geschieht die übertragung und
die Projektion in der normalen Weise.