DE19908008A1 - Arrangement for a three-dimensional display - Google Patents

Arrangement for a three-dimensional display

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Michael Wilhelm
Guenther Herzog
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Alcatel Lucent SAS
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Abstract

In CAD-Systemen oder für die Darstellung von Radarbildern in der Flugüberwachung ist eine dreidimensionale Darstellung eines Raumes auf elektronische Weise wünschenswert. Erfindungsgemäß wird einem Raumsegment (a1, a2, a3) eines darzustellenden Raumes ein zweidimensionales Bild auf einem Display (1, 2, 3) zugeordnet und eine Vielzahl von Displays (1, 2, 3) wird übereinander angeordnet, so daß mit einer Steuerschaltung (5) erreicht wird, daß die geometrische Anordnung der Bilder auf der Vielzahl der Displays (1, 2, 3) mit der geometrischen Anordnung der Raumsegmente (a1, a2, a3) übereinstimmt. Erreicht wird eine wirklichkeitsnahe dreidimensionale Darstellung ohne optische Manipulation.In CAD systems or for the display of radar images in flight surveillance, a three-dimensional display of a room in an electronic manner is desirable. According to the invention, a two-dimensional image on a display (1, 2, 3) is assigned to a room segment (a1, a2, a3) of a room to be displayed and a plurality of displays (1, 2, 3) are arranged one above the other, so that a control circuit ( 5) it is achieved that the geometric arrangement of the images on the plurality of displays (1, 2, 3) matches the geometric arrangement of the space segments (a1, a2, a3). A realistic three-dimensional representation is achieved without optical manipulation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein dreidimensionales Display zur Erzeugung eines auf elektronische Weise dargestellten dreidimensionalen Bildes. Es ist allgemein bekannt, durch bestimmte optische Verfahren aus zweidimensionalen Bildern einen dreidimensionalen Effekt zu erzielen. So werden beispielsweise verschiedenfarbige Bilder überlagert und mit einer entsprechenden Brille, deren Gläser verschiedenfarbig sind, betrachtet, um somit einen sogenannten 3D-Effekt zu erzielen. Bekannt ist auch die Holographie, mit der bei stehenden zweidimensionalen Bildern mit Hilfe von speziellen hochauflösenden Fotomaterialien und entsprechender Beleuchtung ein dreidimensionaler Eindruck für den Betrachter erzeugt wird.The invention relates to an arrangement for a three-dimensional display Generation of a three-dimensional represented electronically Picture. It is well known to use certain optical methods two-dimensional images to achieve a three-dimensional effect. So For example, different colored images are overlaid and with a corresponding glasses, the glasses of which are of different colors, considered to achieve a so-called 3D effect. The is also known Holography, with the help of standing two-dimensional images of special high-resolution photo materials and the like Lighting creates a three-dimensional impression for the viewer.

Weiterhin ist bekannt, mit Hilfe der Lichtwellenleitertechnik Videosignale unterschiedlicher Ebenen zu übertragen und sie jeweils einer flachen Lichtwellenleitervergrößerungseinheit zuzuführen, vgl. US 4 173 391. Eine Vielzahl von Lichtwellenleitervergrößerungseinheiten wird dann übereinander zu einem dreidimensionalen Gebilde angeordnet. Neben Problemen bei der Wandlung und Auflösung der übertragenen Signale und der mangelnden Transparenz der Lichtwellenleitervergrößerungseinheiten ergeben sich insbesondere Fertigungsprobleme, die durch den Justageaufwand der Lichtwellenleitervergrößerungseinheiten untereinander bedingt sind. Furthermore, video signals are known using optical fiber technology transfer different levels and each one of them flat To supply optical fiber enlargement unit, cf. US 4,173,391. A A large number of optical fiber enlargement units will then be used arranged one above the other to form a three-dimensional structure. Next Problems with the conversion and resolution of the transmitted signals and the lack of transparency of the optical fiber enlargement units In particular, there are manufacturing problems caused by the Adjustment effort between the optical fiber enlargement units are conditional.  

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine wirklichkeitsnahe dreidimensionale Darstellung in volltransparenten Ebenen ermöglicht wird.The invention is based on the object of an arrangement create a realistic three-dimensional representation in fully transparent levels.

Diese Aufgabe wird mit der im ersten Patentanspruch beschriebenen Anordnung gelöst.This object is achieved with that described in the first claim Arrangement solved.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß einer Vielzahl von Raumsegmenten jeweils ein zweidimensionales Bild beispielsweise auf einem LCD-Display zugeordnet wird, daß die LCD-Displays übereinander zu einer Einheit angeordnet sind und daß bedarfsweise zwischen den LCD- Displays transparente Folien angeordnet sind.The essence of the invention is that a variety of Space segments each have a two-dimensional image, for example an LCD display is assigned that the LCD displays one above the other are arranged in one unit and that, if necessary, between the LCD Displays transparent films are arranged.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. In der dazugehörigen Zeichnung zeigenThe invention is illustrated below using an exemplary embodiment described. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 eine Zuordnung eines dreidimensionalen Raumes zu einer Vielzahl von zweidimensionalen Displays und Fig. 1 an assignment of a three-dimensional space to a variety of two-dimensional displays and

Fig. 2 eine Anordnung einer Steuerschaltung mit einer Vielzahl von zweidimensionalen Displays Fig. 2 shows an arrangement of a control circuit with a plurality of two-dimensional displays

Gemäß Fig. 1 wird ein dreidimensionaler Raum mit dem Volumen V = x . y . z durch n übereinander angeordnete Räume mit dem Teilvolumen ΔV = x . y . Δz, mit V = n . ΔV dargestellt. Jedem Raumsegment a1, a2, a3 ist ein Display 1, 2, 3 zugeordnet. Je nach den Anforderungen an die Auflösung kann für jedes Raumsegment a1, a2, a3 die Größe Δz gewählt werden. Derartige Raumsegmente entstehen beispielsweise bei computergestützten Konstruktionsmethoden, sogenannten CAD-(computer aided design)Systemen und können nun jeweils erfindungsgemäß einem Display 1, 2 oder 3 zugeordnet werden. Gemäß Fig. 2 besteht die Anordnung aus einer Schnittstelle 4, einer Steuerschaltung 5 und aus einer Vielzahl, hier durch drei repräsentierte, Displays 1, 2, 3. Mit der Steuerschaltung 5 werden die über die Schnittstelle 4, beispielsweise von einem CAD-System, gelieferten Signale für ein zweidimensionales Bild einer Ebene in Abhängigkeit von der Lage der Ebene im Raum einem der Lage der Ebene zugeordneten Display 1, 2, 3 zugeführt, wobei die Bilder auf den Displays 1, 2, 3 elektronisch gegeneinander justiert werden, so daß eine Verschiebung der Bildebenen untereinander ausgeschlossen ist. Gemäß Fig. 1 wird das dem ersten Raumsegment a1 zugeordnete zweidimensionale Bild auf dem ersten Display 1 dargestellt, das dem zweiten Raumsegment a2 zugeordnete zweidimensionale Bild wird auf dem zweiten Display 2 dargestellt und so fort. Die einzelnen Displays 1, 2, 3 können als LCD-Displays realisiert werden, die in den Bereichen, in denen nichts dargestellt wird, transparent sind. Die hintereinander angeordneten transparenten Displays können durch transparente Folien voneinander getrennt werden. Durch diese Anordnung wird ohne bestimmte optische Verfahren eine wirklichkeitsnahe dreidimensionale Darstellung erreicht. Die Transparenz der Anordnung erlaubt es, daß ein Betrachter durch Kopfbewegungen hinter die im Vordergrund befindlichen Gegenstände schauen kann genauso wie er es von der Realität gewöhnt ist.Referring to FIG. 1, a three-dimensional space with the volume V = x. y. z by n rooms arranged one above the other with the partial volume ΔV = x. y. Δz, with V = n. ΔV shown. A display 1 , 2 , 3 is assigned to each room segment a1, a2, a3. Depending on the resolution requirements, the size Δz can be selected for each room segment a1, a2, a3. Such space segments arise, for example, in computer-aided design methods, so-called CAD (computer-aided design) systems and can now be assigned to a display 1 , 2 or 3 according to the invention. Referring to FIG. 2, the arrangement of an interface 4, a control circuit 5 and a plurality, here represented by three, display 1, 2, 3. With the control circuit 5 , the signals supplied via the interface 4 , for example by a CAD system, for a two-dimensional image of a plane depending on the position of the plane in space are fed to a display 1 , 2 , 3 assigned to the position of the plane, whereby the images on the displays 1 , 2 , 3 are electronically adjusted against one another, so that a shift of the image planes to one another is excluded. Referring to FIG. 1 which is the first space segment shown a1 associated two-dimensional image on the first display 1, the second space segment a2 associated two-dimensional image is displayed on the second display 2 and so on. The individual displays 1 , 2 , 3 can be realized as LCD displays which are transparent in the areas in which nothing is shown. The transparent displays arranged one behind the other can be separated from one another by transparent films. With this arrangement, a realistic three-dimensional representation is achieved without specific optical methods. The transparency of the arrangement allows a viewer to look behind the objects in the foreground by moving his head, just as he is used to in reality.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann vorteilhaft in CAD-Systemen und/oder in sogenannten Virtual-reality-Applikationen eingesetzt werden. Da jede Ebene getrennt von anderen Ebenen und parallel zu anderen Ebenen bearbeitet werden kann, ergibt sich eine schnelle Bildbearbeitung und ein schneller Bildaufbau. Mit der Steuerschaltung 5 lassen sich Daten, wie sie beispielsweise bei der Flugüberwachung durch Radar anfallen, leicht in eine räumliche Darstellung umwandeln, so daß diese dreidimensionale Darstellung gegenüber den bekannten zweidimensionalen Darstellungen mit dem Radargerät erhebliche Erleichterungen bei der Auswertung bietet. Durch das geringe Gewicht der Anordnung eignet sie sich für den mobilen Einsatz. Die Anordnung ist auch robust für den mobilen Einsatz, da sie tolerant gegen den Ausfall der Anzeige einzelner Ebenen ist, ohne die Gesamtdarstellung wesentlich zu verschlechtern.The arrangement according to the invention can advantageously be used in CAD systems and / or in so-called virtual reality applications. Since each level can be processed separately from other levels and parallel to other levels, this results in fast image processing and image construction. The control circuit 5 can be used to easily convert data such as is obtained, for example, from flight monitoring by radar into a spatial representation, so that this three-dimensional representation offers considerable simplifications in the evaluation compared to the known two-dimensional representations with the radar device. The low weight of the arrangement makes it suitable for mobile use. The arrangement is also robust for mobile use, since it is tolerant of the failure of the display of individual levels without significantly deteriorating the overall display.

Claims (4)

1. Anordnung für eine dreidimensionale Darstellung von Räumen mit elektronischen Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl transparenter Displays (1, 2, 3) zur Darstellung zweidimensionaler Bilder in definierter Reihenfolge übereinander angeordnet sind und daß einem einzelnen Display (1, 2, 3) ein zweidimensionales Bild eines Raumsegments (a1, a2, a3) des darzustellenden Raumes zugeordnet ist.1. Arrangement for a three-dimensional representation of rooms with electronic means, characterized in that a plurality of transparent displays ( 1 , 2 , 3 ) for displaying two-dimensional images are arranged one above the other in a defined order and that a single display ( 1 , 2 , 3 ) a two-dimensional image of a space segment (a1, a2, a3) of the space to be displayed is assigned. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Steuerschaltung (5) ein Bild eines Raumsegments (a1, a2, a3) einem Display (1, 2, 3) aus der Vielzahl der Displays (1, 2, 3) so zugeordnet ist, daß die geometrische Anordnung des dem Raumsegment (a1, a2, a3) zugeordneten Bildes auf einem Display (1, 2, 3) innerhalb der Vielzahl der Displays (1, 2, 3) mit der geometrischen Anordnung eines Raumsegments (a1, a2, a3) des darzustellenden Raumes übereinstimmt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that via a control circuit ( 5 ) an image of a room segment (a1, a2, a3) a display ( 1 , 2 , 3 ) from the plurality of displays ( 1 , 2 , 3 ) so it is assigned that the geometric arrangement of the image assigned to the space segment (a1, a2, a3) on a display ( 1 , 2 , 3 ) within the plurality of displays ( 1 , 2 , 3 ) with the geometric arrangement of a space segment (a1, a2, a3) of the room to be displayed matches. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Displays (1, 2, 3) voneinander durch transparente Folien getrennt sind. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the displays ( 1 , 2 , 3 ) are separated from one another by transparent films. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Displays (1, 2, 3) dargestellten Bilder elektronisch gegeneinander justiert werden.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the images shown on the displays ( 1 , 2 , 3 ) are electronically adjusted against each other.
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