DE19537389A1 - Projektions-Hintergrunddarstellung für Schießtrainingsanlagen - Google Patents

Description

Es sind Realbild-Schießtrainingseinrichtungen bekannt, bei denen das Bild einer in einem Nebenraum live dargestellten Übungssituation in den Schießraum übertragen und dort mittels eines Videoprojektors großflächig auf einer Schießbildwand darge­ stellt wird. Die Rolle des Störers übernimmt bei derartigen Realbildanlagen in der Re­ gel der Ausbilder, der im Nebenraum vor einer Videokamera agiert, während er gleichzeitig die Reaktion des Schützen im Schießraum über einen Monitor beobach­ ten kann. Bei den bekannten Anlagen werden Umgebung und Hintergrund der im Nebenraum agierenden Person, in der Regel des Störers, durch Kulissen und Deko­ rationen dargestellt. Das im Schießraum empfangene Situationsbild wirkt daher in der Regel improvisiert und wenig realistisch. Die starre Dekoration ermöglicht darüber hinaus keinen schnellen und beliebigen Wechsel der Umgebungsdarstellung. Die Ak­ zeptanz und Effektivität derartiger Schießtrainingseinrichtungen wird jedoch zu einem wesentlichen Teil auch durch eine realitätsnahe und überzeugende Situationsdarstel­ lung bestimmt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher ein Verfahren sowie die techni­ schen Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Umgebungs- und Hinter­ grundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild-Schießtrainingsanlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Realisierung eingesetzten techni­ schen Mittel sollen es ermöglichen, unter Benutzung von Dia- und Video- Projektionseinrichtungen statische und bewegte Umgebungs- sowie Hintergrunddar­ stellungen durchzuführen.

Eine Projektionseinrichtung zur Umgebungs- und Hintergrunddarstellung ist in Fig. 1 an einem Beispiel dargestellt. Ein Videoprojektor 1 projiziert über einen teildurchlässi­ gen Spiegel 2 eine Hintergrunddarstellung auf eine hochreflektierende und gerichtet zurückstrahlende Projektionsfläche 3. Mittels einer Videokamera 4, die auf die opti­ sche Achse 5 des erfindungsgemäßen Umgebungs- und Hintergrunddarstellungssy­ stems ausgerichtet ist, wird die in der Projektionsflächenebene 3 dargestellte Abbil­ dung aufgenommen. Das Kamerabild wird auf der Zielwand-Projektionsfläche im in der Regel benachbarten Schießraum per Videoprojektion dargestellt.

Agiert nun vor der hoch reflektierenden Projektionsfläche 3 im Situationsdarstellungs­ raum ein "Störer" 6, so wird dieser von Kamera 4 gemeinsam mit der projizierten Um­ gebungs- und Hintergrunddarstellung aufgenommen und das Gesamtbild von real agierendem Störer 6 und Umgebungs- sowie Hintergrunddarstellung in den Schieß­ raum übertragen und dort mittels einer Videoprojektion auf der Zielbildfläche darge­ stellt. Die dort sichtbare Zieldarstellung kann vom auszubildenden Schützen mit einer echten Waffe oder einer Laserwaffe beschossen werden. Die Trefferauswertung so­ wie der Übungsablauf erfolgen dann in der nach dem Stand der Technik bekannten Weise, wobei eine Kombination der erfindungsgemäßen Umgebungs- und Hinter­ grundprojektionseinrichtung mit bekannten Trefferdarstellungsbildwandanlagen sowie elektronischen Treffererkennungssystemen und interaktiven Übungseinrichtungen möglich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Realbild-Zieldarstellungseinrichtung mit Projektionsdar­ stellung des Umgebungs- und Hintergrundbildes wird die Darstellung der vor der hochreflektierenden Projektionsfläche 3 agierenden Person 6 ähnlich wie bei den bekannten Colour-Key-Bilddarstellungsverfahren in das Umgebungs- bzw. Hinter­ grundbild eingeblendet bzw. "eingestanzt". Dies wird dadurch möglich, daß der Vi­ deoprojektor 4 auf eine in Relation zur Beleuchtungslichtstärke der vor der Bildwand agierenden Person 6 geringere Bildhelligkeit eingestellt ist. Die Oberfläche der agie­ renden Person 6 emittiert infolge ihres geringen Reflexionsvermögens nur einen so kleinen Anteil der ohnehin geringen Lichtleistung von Videoprojektor 1, daß die auf den Körperbereich der Person 6 auftreffenden Projektionsstrahlen für die Aufnahme­ kamera 1 nicht sichtbar sind. In den von der Person 6 nicht abgedeckten Bildwandbe­ reichen wird dagegen die schwache Strahlung von Projektor 1 durch das hohe Reflexionsvermögen und die starke Richtwirkung von Projektionsfläche 3 so verstärkt, daß Kamera 1 in diesen Bereichen eine helle und kontrastreiche Umgebungs- bzw. Hintergrunddarstellung aufnimmt.

Kamera 1, wie in Fig. 2 dargestellt, sendet somit das Bild des Störers 6 mit der zuge­ hörigen durch Projektion erzielten Umgebungs- und Hintergrunddarstellung zum Pro­ jektor des in der Regel benachbarten Schießraums 7. Die erfindungsgemäße Anlage erzielt damit ein ähnliches Ergebnis, wie es mit einer elektronischen Bildmischung nach dem Colour-Key-Verfahren möglich ist.

Bei den erfindungsgemäßen Anlagen kann Videoprojektor 1 auch durch einen Diapro­ jektor oder eine andere Projektionseinrichtung ersetzt werden.

In Fig. 3 ist eine Variation der erfindungsgemäßen Grundausführung dargestellt, bei der zusätzlich zum Videoprojektor 1 in der gleichen Anlage ein Diaprojektor 8 vorge­ sehen ist. Spiegel 2 kann bei dieser Ausführung geschwenkt werden, um wahlweise den Videoprojektor 1 oder den Diaprojektor 8 für die Umgebungs- und Hinter­ grunddarstellung auf dem hoch reflektierenden Bildschirm 3 zu nutzen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Grundgedankens. Bei dieser Ausführung werden die Strahlengänge einer Videoprojektionseinrichtung 1 sowie einer zusätzlichen Diaprojektionseinrichtung 8 über jeweils separate Lichtteiler­ spiegel 2 und 9 in die optische Achse 5 des Gesamtsystems eingespiegelt. Bei dieser Variante ist zur Auswahl des gewünschten Hintergrundprojektors keine Spiegel­ schwenkung erforderlich. Der jeweils gewünschte Projektor oder beide gleichzeitig werden durch Ein- und Ausschalten eingeblendet bzw. wieder ausgeblendet. Auch die gleichzeitige Nutzung beider Projektionssysteme ist möglich.

Bei allen beschriebenen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Grundge­ dankens können die Positionen der benutzten Video- bzw. Diaprojektionsgeräte un­ tereinander und mit der Position der Aufnahmekamera 4 ausgetauscht werden.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Systems kann darin bestehen, die Umlenkung der Projektions- und Aufnahmestrahlen nicht in horizontaler sondern in vertikaler Richtung oder in Kombinationen der genannten Umlenkrichtungen vorzu­ nehmen.

Beim Einsatz in Schießtrainingsanlagen besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Umgebungs- und Hintergrunddarstellungseinrichtung gegenüber einem elektroni­ schen Colour-Key-Verfahren darin, daß anstelle einer komplizierten elektronischen Anlage eine robuste und einfache optische Einrichtung zum Einsatz kommt. Im Ver­ gleich zu einer entsprechenden elektronischen Einrichtung kann die erfindungsgemä­ ße Anlage auch mit geringerem Kostenaufwand hergestellt und unterhalten werden.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage gegenüber dem bekannten elektro­ nischen Colour-Key-Verfahren bestehen darin, daß die agierende Person keinerlei Beschränkungen hinsichtlich der Farbgebung von Bekleidungsteilen unterworfen ist.

Die Qualität und Präzision der Personeneinblendung in die Umgebungs- und Hinter­ grunddarstellung ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht abhängig von den Ausleuchtungsverhältnissen für die vor der Bildwand agierenden Person. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren vermeidet weiterhin sichtbare Farbeinstreuungen in den Randzonen der eingestanzten Personen oder Figuren, wie sie vom Colour-Key- Verfahren her nachteilig bekannt sind.

Die erfindungsgemäßen Umgebungs- und Hintergrunddarstellungssysteme für Real­ bild-Schießtrainingsanlagen bieten eine kostengünstige und zuverlässige Lösung für eine variationsreiche und realitätsnahe Schießtrainings-Situationsdarstellung.

Claims (5)

1. Verfahren sowie technische Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Um­ gebungs- und Hintergrundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild- Schießtrainingsanlagen, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Videoprojektor (1) über einen teildurchlässigen Spiegel (2) eine Hinter­ grunddarstellung auf eine hoch reflektierende und gerichtet zurückstrahlende Pro­ jektionsfläche (3) projiziert,
daß mittels einer Videokamera (4), die auf die optische Achse (5) des Umgebungs- und Hintergrunddarstellungssystems ausgerichtet ist, die in der Projektionsflächenebene (3) dargestellte Abbildung aufgenommen wird,
daß das Kamerabild auf der Zielwand-Projektionsfläche im Schießraum per Video­ projektion dargestellt wird.

2. Verfahren sowie technische Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Um­ gebungs- und Hintergrundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild- Schießtrainingsanlagen gemäß Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daß für die Bildwiedergabe im Schießraum ein Diaprojektor oder eine andere geeignete Projektionseinrichtung benutzt wird.

3. Verfahren sowie technische Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Um­ gebungs- und Hintergrundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild- Schießtrainingsanlagen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch besonders gekenn­ zeichnet,
daß für die Bildwiedergabe im Schießraum zusätzlich zum Videoprojektor (1) und in Kombination mit diesem ein Diaprojektor (8) installiert ist,
daß Spiegel (2) schwenkbar vor den Projektionssystemen angebracht ist, um wahl­ weise den Videoprojektor (1) oder den Diaprojektor (8) für die Umgebungs- und Hinter­ grunddarstellung auf dem hoch reflektierenden Bildschirm (3) zu nutzen.

4. Verfahren sowie technische Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Um­ gebungs- und Hintergrundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild- Schießtrainingsanlagen nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch besonders gekennzeich­ net, daß die Strahlengänge einer Videoprojektionseinrichtung (1) sowie einer zusätzlichen Diaprojektionseinrichtung (8) über jeweils separate Lichtteilerspiegel (2) und (9) in die optische Achse (5) des Gesamtsystems eingespiegelt werden.

5. Verfahren sowie technische Einrichtungen zur realitätsnahen Darstellung von Um­ gebungs- und Hintergrundsituationen in den Aufnahmeräumen für Realbild- Schießtrainingsanlagen nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch besonders gekennzeich­ net, daß die Umlenkung der Projektions- und Aufnahmestrahlen nicht in horizontaler sondern in vertikaler Richtung oder in Kombination der genannten Umlenkrichtun­ gen erfolgt.