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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Kameravorrichtung.
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Eine
automatische Steuerung einer Kamera erfolgt bekannter Weise über eine
Bewegungssteuerung durch Joystick-Konsolen und/oder das Drücken von
entsprechend gekennzeichneten GUI-(graphical user interface)-Knöpfen an
einem Computerbildschirm. Die Bewegungssteuerung und die Benutzung dieser
Knöpfe
am Computerbildschirm erfordert in der Regel ein profundes technisches
Verständnis
des zu steuerenden Geräts,
ist daher oft wenig intuitiv. Darüber hinaus lassen sich mittels
der Bewegungssteuerung über
Joystick-Konsolen
oder das Drücken von
GUI-Knöpfen
nur inkrementelle Änderungen
generieren, somit muss die Kamera und das von der Kamera erzeugte
Bild so lange verstellt werden, bis es den Vorstellungen des Bedieners
entspricht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Kameravorrichtung zu schaffen, die eine einfache und intuitive
Verstellung von Kameraparametern ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Kamerasteuerungssysteme gemäß Schutzanspruch
1 und 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist eine
Vorrichtung zur Steuerung einer Kameravorrichtung vorgesehen, welche
einen Monitor, eine Eingabevorrichtung zur Gesten-basierten Manipulation
an dem Monitor, eine Kamera zur Aufzeichnung eines Bildes, welche
das aufgezeichnete Bild an den Monitor überträgt, und eine Steuerungsvorrichtung
aufweist, welche dazu vorgesehen ist, entsprechend der Gesten-basierten Manipulation
an einem Bildpunkt oder Bildausschnitts des dargestellten Monitorbildes
Parameter der Kamera so zu steuern, dass nach Verstellung der Parameter
ein neues Gesamtbild von der Kamera aufgezeichnet wird, welches
der Gesten-basierten Manipulation des Bedieners entspricht.
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Es
ist also erfindungsgemäß eine Vorrichtung
vorgesehen, bei der an einem Anzeigebildschirm in einfacher Weise
Bildbereiche oder Bildpunkte eines Kamerabildes manipuliert, also
vergrößert, verkleinert,
verschoben werden können,
wobei nach dem Manipulationsvorgang an dem Monitor, welche über Touchscreen-Eingabe, über eine
Maus oder über
Kraftsensoren ermittelt werden können, das
Gesamtbild für
den Monitor aufzeichnende Kamera so verstellt wird, also ein Zoom,
ein Fokus, die Orientierung oder die Position der Kamera so verändert wird,
dass ein neues Gesamtbild von der Kamera aufgenommen wird, welches
der Manipulation des Bedieners an dem Monitor entspricht.
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Eine
Gesten-basierte Manipulation ist beispielsweise das Markieren eines
Bildausschnitts mittels einer Maus, wobei der Bildausschnitt beispielsweise
rechteckig sein kann und nach einer Bestätigungseingabe das Vergrößern des
Bildausschnitts auf die Gesamtgröße des Monitorbildschirms
erfolgt.
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Weiter
soll unter Gesten-basierter Manipulation beispielsweise ein Markieren
eines bevorzugten Bildpunktes und das Ziehen des Bildpunktes an
eine vorbestimmte Position des Bildschirms verstanden werden. Ferner
ist es vorstellbar, dass mittels eines Touchscreens mit Hilfe von
zwei Fingern das Bild vergrößert, verkleinert,
gedreht wird, wie dies bei der Bildverarbeitung von Bilddateien
bereits bekannt ist und bei so genannten Smartphones, wie beispielsweise
dem iPhone, eingesetzt wird.
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Weiter
kann eine Gesten-basierte Manipulation durch vorab gespeicherte
Gesten erfolgen, wobei beispielsweise durch Abfahren eines vorbestimmten
Weges (wie eines Häkchens)
auf dem Monitor vorab gespeicherte Steuerungen der Kamera erfolgen.
So kann beispielsweise durch das Abfahren eines Häkchens eine
Eingabebestätigung
der vorab ausgeführten
Manipulation und der Beginn der Steuerung der Kamera ausgelöst werden.
Weiter kann beispielsweise durch ein Abfahren eines Kreises im oder
gegen Uhrzeigersinn ein Zoom oder ein Fokus der Kamera gesteuert
werden.
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Hierbei
ist es zweckmäßig, wenn
der Monitor ein Röhrenbildschirm,
ein TFT, ein LCD oder ein Computerbildschirm ist.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Monitor mit Kraftmomentsensoren ausgestattet,
um dem Benutzer die Möglichkeit
zu geben, durch Ausüben
von Kraft auf den Bildschirm, insbesondere Drücken von Randbereichen oder
Drehen des Monitors, eine Steuerungsvorrichtung der Kamera so anzusteuern,
dass durch die Art des Drückens
oder Drehens der aktuelle Bildausschnitt entsprechend verändert wird.
Hierbei ist besonders bevorzugt, wenn die Steuerungsvorrichtung
für die
Kamera so ausgestaltet ist, dass eine Manipulation des Monitors
durch Kraftauswirkung einer Verstellung der Kamera entspricht, die
die Kamera ausführen
würde, wenn
auf sie die gleiche Kraftauswirkung erfolgen würde, somit entspricht also
ein Drehen am Monitor einem Drehen der Kamera, ein Drücken am
Monitor einer Vorwärtsbewegung
der Kamera und ein Ziehen am Monitor einer Rückwärtsbewegung der Kamera.
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Weiter
ist erfindungsgemäß bevorzugt,
einen Monitor vorzusehen, welcher standardmäßig einen Touchscreen oder
ein Touch-Nachrüsterset
aufweist, welches an einem bestehenden Monitor angebracht ist, um
eine direkte Eingabe mittels Finger oder Stift an dem Monitor eine
Gesten basierte Manipulation ausführen zu können. Es ist jedoch auch vorstellbar, eine
Gesten-basierte Manipulation mittels eines Mauszeigers durchzuführen.
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Eine
Steuerung der erfindungsgemäßen Kameravorrichtung
weist die folgenden Schritte auf: Auswählen eines an einem Monitor
angezeigten Bildausschnitts oder Bildpunktes aus einem Gesamtbild, welches
von der Kameravorrichtung aufgenommen wird, durch einen Bediener;
Gesten-basiertes Manipulieren des Bildpunktes oder Bildausschnitts
an einem das Gesamtbild darstellenden Monitor; und Steuern von Kameraparametern
entsprechend der Gesten-basierten Manipulation durch einen Bediener,
so dass ein neues Gesamtbild von der Kamera nach Verstellung der
Kameraparameter aufgezeichnet und am Monitor dargestellt wird, welches
der Gesten-basierten Manipulation des Bildpunktes oder des Bildausschnitts
entspricht.
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Die
erfindungsgemäße Idee
basiert auf dem Ansatz, ”Windows/XWindows”-Computertechnologien
zur Verschiebung von Programmfenstern auf das von dem Monitor angezeigte
Gesamtbild der Kamera anzuwenden und dabei (nicht mehr nur auf einen Mauszeiger,
was grundsätzlich
ebenfalls denkbar ist) auf Touch-Sensoren/Bildschirme zurückzugreifen, wobei
die Touch-Sensoren/Bildschirme auch Multi-Touch-Sensoren/Bildschirme sein können. Über die
Nutzung eines Consumer-Touch-Displays hinaus, ist auch die Ausstattung
eines bestehenden Fernseh-Monitors über ein externes Gerät mit entsprechender
Elektronik und Sensorik (Touch-Nachrüstersets für Monitore) denkbar, was die
Akzeptanz des neuen ”Eingabegeräts” deutlich
erhöht,
da bestehende Infrastrukturen weiter benutzt werden können.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt in dem Aufrüsten von
bestehenden Monitoren mittels Kraftmessstreifen, wodurch in einfacher
Weise die direkte Eingabe mittels Finger(n) oder Stift(en) am Monitor
erfolgen kann.
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Bei
der direkten, Gesten-basierten Manipulation an einem Monitor, der
ein von einer Kamera aufgenommenes Gesamtbild darstellt, erhält der Benutzer
die Möglichkeit,
durch Gesten auf dem dargestellten Bild den Bildschirmeinhalt – und damit
die Kamera selbst – zu
manipulieren, d. h. zu bewegen. Damit werden nicht nur ”links/rechts”, ”hoch/runter”, ”Zoom in/out”-Bewegungen
intuitiv eingebbar, sondern auch das Markieren (und damit Generieren)
von gewünschten
Bildausschnitten oder das ”Ziehen” von Details
an spezielle Bildpositionen innerhalb des Bildschirms wird selbst
von einem ungeschulten Benutzer einfach durchführbar.
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Im
Folgenden sollen nun Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt werden.
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So
liegt ein bevorzugter Anwendungsbereich bei der Steuerung von Kameras,
welche auf einem Roboter montiert sind, um innerhalb eines Film-
oder Fernsehstudios automatisch hinsichtlich ihrer Orientierung,
ihrer Lage, ihrer Zoomeinstellungen oder ihrer Fokuseinstellungen
manipuliert zu werden. Für die
Bedienung der Roboterkameras ist es in der Regel notwendig, dass
der Kameramann einen gewissen Sicherheitsabstand von der bewegten
Robotorkamera einhält.
Somit müssen
die Roboterkameras mittels eines Joysticks oder einer Maus, welche
mit einem Computer verbunden ist, gesteuert werden, wobei das Resultat
der Verstellung an einem Monitor angezeigt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann nun ein Regisseur oder Kameraoperator/Kameramann in Sendungsvorbereitung
oder auch wäh rend
der Sendung ”on
air” mittels
Gesten-basierter Manipulation am Monitor die robotergesteuerte Kamera
in einfacher Weise und intuitiv bedienen.
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So
kann beispielsweise bei der Aufnahme eines Nachrichtensprechers
durch eine vorbestimmte Geste die Kamerasteuerung so angesprochen
werden, dass diese automatisch einen vorbestimmten Rand zwischen
dem Kopf des Nachrichtensprechers und dem oberen Bildschirmrand,
den so geannten head room einhält.
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Weiter
kann bei einem Positionswechsel eines Moderators oder Filmdarstellers
mittels einfachen Berührens
des dargestellten Kopfes (oder anderer Körperteile) des Darstellers
auf dem Monitor und mittels Verfahrens des Fingers oder Stiftes
auf eine andere Position innerhalb des Bildschirms, beispielsweise
in die Bildschirmmitte, die Kamera so gesteuert werden, dass das
neu aufgenommene Gesamtbild den dargestellten Kopf des Darstellers
an dieser anderen Position in der Bildschirmebene darstellt, also
beispielsweise in die Bildschirmmitte rückt.
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Weitere
Anwendungsbereiche liegen bei dem Einsatz von Überwachungskameras. Typischer Weise
existieren in Wachstuben Bildschirme, welche gegebenenfalls auch
Gesamtbilder mehrerer Kameras auf einem Monitor darstellen. In diesem
Falle kann erfindungsgemäß die Parameterverstellung
von mehreren Kameras durch die selektive Gesten-basierte Manipulation innerhalb der
Anzeigebereiche der entsprechenden Kameras innerhalb des Gesamtmonitors
erfolgen. In der Regel werden für Überwachungskameras
so genannte ”Domes” eingesetzt,
in welchen schwenkbare Überwachungskameras
eingesetzt sind. Somit sind die zu steuernden Parameter bei Überwachungskameras
im Wesentlichen die Aufnahmerichtung oder Orientierung der Kamera,
die Zoomeinstellung und die Fokuseinstellung.
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Eine
weitere Anwendung der Erfindung kann in einer Weiterentwicklung
von Unterhaltungselektronik gesehen werden.
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So
können
beispielsweise Panoramabilder von Städten oder Naturbereichen durch
eine Vielzahl von Benutzern gesteuert werden, wobei hier die Eingabewünsche der
Vielzahl der Benutzer ausgewertet und beispielsweise mittels einer
Mehrheitsentscheidung entsprechende Kameras angesteuert werden. Darüber hinaus
sind weitere unterhaltungselektronische Anwendungen vorstellbar,
welche bei einem Fernsehen der Zukunft eingesetzt werden könnten.
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So
können
beispielsweise bei Sportveranstaltungen eine Vielzahl von Kameras,
welche ein Sportgeschehen beobachten, entweder ein festes Bild des
Sportgeschehens aufnehmen, oder selbst in Lage und Orientierung
verstellbar sein. Hier können aufgrund
der Gesamtheit der Kamerabilder der unterschiedlichen Kameras virtuell
gerechnete individuelle Kamerabilder gerechnet werden. Somit kann
aufgrund der Wünsche
der Fernsehzuschauer (beispielsweise das Verfolgen eines besonders
beliebten Fußballstars
auf dem Fußballfeld)
durchgeführt
werden, wenn sich eine entsprechende Anzahl von Fernsehzuschauern
für diese
gewünschte
Kameraführung
entscheidet.
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Die
Verwendung von Robotik-Kamerasystemen erlaubt die Synchonisierung
mehrerer (n-Stück! n >= 2) Kamerasysteme
auf ”Stützstellenbasis”. Stehen
diese Kamerasysteme in einem Fernsehstudio, so können hiermit neue Bildeffekte
generiert werden. Stehen diese Kamerasysteme ortsfremd so werden insb.
in Verbindung mit VR (virtuelle Realitäten) und AR (Augmented Realitäten) spektakuläre Effekte
und Sendeformate möglich.
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Stützstelle
bezeichnet hiermit den ”Raumpunkt” eines
Kamerachips. Die eigentliche ”Kinematik” der Robotik
ist davon losgelöst.
Auch unterschiedliche ”Robotiken” können mitunter
eine gleiche CCD-Raumpunkt-Bahn generieren.
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Ein
Steuerungssystem synchronisiert die unterschiedlichen Kamerasysteme
in der Art, dass gleiche CCD-Bahnfahrten an unterschiedliche Geräten und
eben Orten ausgelöst
werden. Dies kann zeitsynchron ”Live” oder auch
zeitversetzt erfolgen. Die ”Livesteuerung” ermöglicht dabei
sogar eine ”Joystick-/Event-basierte
(z. B. auch Personen oder Objektverfolgung)” Synchronsteuerung der Systeme
an unterschiedlichen Standorten.
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Anwendung
ist z. B. der ”virtuelle
oder augmented” Zusammenbau
einer Fernsehshow aus Elementen (Personen/Objekten) an unterschiedlichen Standorten
bei identischen Kamera fahrten. Beispiel: Talkshow in welche n-Personen
an unterschiedlichen Orten bildtechnisch zu einer Gesprächsrunde
zusammengebaut werden und dennoch Kamera-Bewegungen stattfinden.
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Bekannt
ist das typische Film ”Motion-Control”. Hier
wird ortsgleich die gleiche Bewegung mit dem identischen Gerät durchgeführt um mit
Mitteln der ”Überblendung” verschiende
Personen/Objekte/Tiere in die gleiche Filmszene zu bringen obwohl diese
zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen wurden. Der entscheidende
Unterschied liegt in der Verwendung von unterschiedlichen auch ortsfremden
Geräten
und der damit insb. auch gegebenen Livefähigkeit des Ansatzes.