DE19649281A1

DE19649281A1 - Verfahren zur Erzeugung und Wiedergabe von dreidimensionalen Bildern

Info

Publication number: DE19649281A1
Application number: DE19649281A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Phys Krause
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1997-04-24

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung und Wiedergabe von dreidimensionalen Bildern, bei dem der Betrachter keine Hilfsmittel benutzt.

Nach dem Stand der Technik sind mehrere Formen der dreidimensionalen Bilddarstellung bekannt:

1. Bilddarstellung mit Holographie
- Bildaufnahme und -wiedergabe durch interferierendes monochromatisches Laserlicht
2. Bilddarstellung mit multiplanarem 3D-Realtimedisplay
- Bildwiedergabe von aufbereiteten Bildern mit Hilfe von in Magnetspulen gelagerten Drehspiegeln und Laserlicht
3. Bilddarstellung mit Shuttern
- Bildwiedergabe von zwei unterschiedlichen Bildern, die alternierend aufgeschaltet werden
4. Bilddarstellung mit Rundprismen
- Bildwiedergabe von zwei mehrmals geteilten alternierend angeordneten Bildstreifen mit direkt aufliegenden halben Zylinderlinsen
5. Bilddarstellung mit polarisiertem Licht
- Bildaufnahme und -wiedergabe mit Polarisationsfiltern und in der Polarisationsebene gedrehtem Licht
6. Bilddarstellung durch Bildverarbeitung
- Bilderzeugung und -wiedergabe durch programmierte vektorielle Bild punktverschiebung mit Computern auf planaren Wiedergabegeräten.

Diese bekannten Verfahren erzeugen physikalisch bedingt monochromatische Bilder bzw. es müssen notwendigerweise bestimmte Betrachtungswinkel ggf. -abstände eingehalten werden oder der Betrachter ist in irgend einer Form auf Hilfsmittel angewiesen.

Die Aufgabe, die erfindungsgemäß gelöst werden soll, besteht darin, dreidimensionale Bilder zu erzeugen und wiederzugeben ohne den Betrachter durch Hilfsmittel oder Vorgabe von Betrachtungsrichtungen bzw. -abstände einzuschränken.

Das erfundene, neue Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen und Verfahren den Vorteil, daß eine Bildübertragung mit den bisherigen bekannten Systemen möglich ist, farbige Bilder erzeugt und wiedergibt, sowie im Realtimeverfahren arbeitet, d. h. Fernsehübertragungen ermöglicht.

Eine Ausführung der Erfindung nach Anspruch 1 wird unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen

Fig. 1 Prinzipdarstellung

Fig. 2 Zuordnung der Bildpunkte
nachfolgend erläutert.

Zur Vereinfachung wird das Linsensystem der Kameras vor den Empfangern P nicht erläutert und als bekannt vorausgesetzt.

Der abzubildende Gegenstand G in Fig. 1 wird von zwei Kameras K1 und K2 erfaßt, die in einem Abstand Z horizontal drehbar voneinander abhängig gelagert sind; so daß deren optische Achsen O immer gleichzeitig auf den gemeinsam abzubildenden Gegenstand G in einem Punkt zusammentreffen. Die Abbildung des Gegenstandes G erfolgt auf je einem in horizontaler Richtung senkrecht zur optischen Achse sphärisch mit dem Radius R ausgebildeten fotoelektrischen Empfänger P, deren Bildpunkte elektronisch entsprechend einer Matrix mit Zeilen B und D sowie Spalten A und C abgetastet werden. Die Zeilenbreite ergibt sich aus der Höhe der Empfänger P dividiert durch die Anzahl der Zeilen B1, . . ., Bn bzw. D1, . . ., Dn mit n=1, 2, 3, 4 . . ., die Spaltenbreite ergibt sich aus dem Umfang der Empfänger P dividiert durch die Anzahl der Spalten A1, . . ., An bzw., C1, . . ., Cn; mit n=1, 2, 3, 4, . . . Die Anzahl n der Zeilen und Spalten ist für jeden Empfänger P und in dem Wiedergabegerät F gleich.

In Fig. 2 ist die proportionale Zuordnung der Bildpunkte der Zeilen und Spalten beider Matrizen der Empfänger P dargestellt. Die Inhalte der Bildpunkte der Zeilen B1, . . ., Bn der Spalte A1 werden mit den Inhalten der Bildpunkte der Zeilen D1, . . ., Dn der Spalte Cn verglichen; sind beide gleich, so wird der Inhalt addiert - es entsteht die gemeinsame Spalte E1, bei Ungleichheit wird nur der Bildpunktinhalt der Zeilen B1, . . ., Bn der Spalte A1 zu E1. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Spalte Am-1 und Cm+1. Die Spalten Am und Cm mit m=n/2 bilden exakt die vertikalen Ebenen in Richtung G auf der optischen Achsen O und sind daher immer gleich, so daß diese addiert werden können; es entsteht die Spalte Em mit m=n/2.

Die Inhalte der Bildpunkte der Zeilen D1, . . ., Dn der Spalte C1 werden mit den Inhalten der Bildpunkte der Zeilen B1, . . ., Bn der Spalte An verglichen; sind beide gleich, so wird der Inhalt addiert - es entsteht die gemeinsame Spalte En, bei Ungleichheit wird nur der Bildpunktinhalt der Zeilen D1, . . ., Dn der Spalte C1 zu En. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Spalte Cm-1 und Am+1 mit m=n/2.

Ist der Abstand von G zu den Kameras K1 und K2 unendlich, so ist A1=Cn=E1, A2 = Cn-1=E2, A3=Cn-2=E3; C1=An=En, C2=An-1=En-1, . . . usw.

Die so zugeordneten Bildpunkte der Zeilen in den Spalten E1, . . ., Em-1, Em, Em+1, . . ., En bilden ein gemeinsames vollständiges Bild mit einer Tiefeninformation.

Dieses aus den Spalten E1, . . ., En unmittelbar bei den Kameras zusammengesetzte Bild kann nun in herkömmlicher Weise übertragen und auf einem Bildwiedergabegerät betrachtet werden. Der Bildschirm des Wiedergabegerätes ist ebenfalls in horizontaler Richtung sphärisch mit einem ganzzahligen Vielfachen g vom Radius R der Empfänger ausgebildet.

Dadurch ist es möglich, Bilder mit einer Tiefeninformation darzustellen bei denen der Betrachter kein Hilfsmittel z. B. Brille o. ä. braucht und er unabhängig von Betrachtungswinkel oder -richtung ist.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung und Wiedergabe von dreidimensionalen Bildern bestehend aus

- zwei im Abstand Z voneinander abhängigen drehbaren Kameras mit sphärisch ausgebildeten Bildempfängern
- einer proportionalen Zuordnung der Bildpunkte der Bildempfänger
- einem Wiedergabegerät mit sphärisch ausgebildetem Bildschirm dadurch gekennzeichnet, daß die Inhalte der Bildpunkte der sphärisch ausgebildeten Bildempfänger beider Kameras proportional zugeordnet bzw. verglichen werden und anschließend auf einem Bildwiedergabegerät mit sphärisch ausgebildetem Bildschirm dargestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildempfänger der Kameras mit einem Radius sphärisch ausgebildet sind und die Oberfläche der Empfänger in Zeilen und Spalten eingeteilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinhalte der Zeilen in den Spalten beider Bildempfänger A1, . . ., An und C1, . . ., Cn proportional zugeordnet sowie miteinander verglichen und nur bei Gleichheit addiert werden, woraus die Bildinhalte der Zeilen in den Spalten E1, . . ., En entstehen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinhalte der Zeilen in den Spalten E1, . . . En auf einem Wiedergabegerät mit einem sphärisch dem ganzzahligen Vielfachen des Radius R ausgebildeten Bildschirm dargestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder mit sphärischen LCD-Segmenten oder anderen optischen Materialien aufgenommen und mit einer sphärisch ausgebildeten Kathodenstrahlröhre, einem LCD-, Plasma-, Elektronenluminiszenz- oder anderen Bildschirm wiedergegeben werden.