DE2056605A1

DE2056605A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Simulieren von Bewegung

Info

Publication number: DE2056605A1
Application number: DE19702056605
Authority: DE
Inventors: Robert B Wayne Pa Eaves (V St A )
Original assignee: Photo Motion Corp , Pennsauken, NJ (VStA)
Priority date: 1969-11-17
Filing date: 1970-11-17
Publication date: 1971-05-27
Also published as: CA927421A; FR2069534A5; AU2220570A; JPS5010745B1; US3643361A; GB1333579A

Description

DA-6806

Beschreibung

zu der
Patentanmeldung

der Firma

Photo-Motion Corporation
7001 Westfield Avenue, Pennsauken, NEW JERSEY, USA

betreffend

Verfahren und Vorrichtung zum Simulieren von Bewegung.

( Priorität: 17.11.69, US-No. 877,298)

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schaugeräte, in denen Illusionen von Bewegung und - falls gewünscht - auch von Tiefe oder Plastizität erzeugt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulierung oder Erzeugung einer Illusion von Bewegung mit transparenten Materialien, auf denen Punktmuster aufgedruckt sind. "

Gemäß dem Stand der Technik sind viele Arten von Schaugeräten bekannt, in denen Illusionen von Bewegung und Tiefe erzeugt werden. Einige dieser Schaugeräte sind sehr raffiniert und vermitteln eine ausgezeichnete Simulation von Bewegung oder Tiefe; andere sind simpel und simulieren Bewegung oder Tiefe schlecht. Einige der Geräte nach dem Stand 'der Technik sind insofern schlecht für die Augen, als der Betrachter beim Anschauen der Geräte effektive Unbequemlichkeiten in unterschiedlichem Maße erleidet. Zu den Typen der bekannten Schaugeräte gehören solche, die mit Polarisations-V/irkungen arbeiten. Einige dieser mit Polarisation arbeitenden Geräte erfordern Spezialbrillen, während andere mindestens zur Bewegungssimulation ohne Brillen auskommen. Bei einem anderen Gerät bekannten Typs

handelt es sich unneinen Linsenapparat, bei dem eine Anordnung von Linsen verwendet wird, um eine Bewegungs- oder Tiefenwirkung zu erzeugen. Bekannt darunter sind Linsenapparate mit halbzylindri-■ sehen oder halbkugelförmigen Linsen.

Einige der Linsenapparate arbeiten mit einer Art von Moirfe-Muster, das die Erzeugung der gewünschten Illusion unterstützt. Ein derartiges Moire-Muster ist typischerweise mit der Verwendung von überlappenden Mustern der Oberflächen von Halbzylinder- oder Halbkugel-Linsenapparaten auf entgegengesetzte Flächen oder Seiten eines Blattes des Schaumaterials verbunden. Diese Linsenapparate haben jedoch erhebliche Schwächen. Beispielsweise ist die Erzeugung des Linsenmusters insbesondere dann schwierig zu erreichen, wenn man Muster auf beiden Selten eines einzelnen Blattes haben will; auf einer gegebenen Oberfläche kann nämlich nur ein Muster effektiv erzeugt werden. Außerdem ergeben die Linsenapparate oft wellige oder verschwommene Bilder und sind oft für den Betrachter unbequem anzuschauen.

Es ist ferner ein Moire-Muster für Beweguns-Illusion vorgeschlagen worden, wobei bewegbare Blätter verwendet werden, von denen jedes ein Linsen- oder Linienmuster aufweist; diese Geräte sind jedoch insofern beschränkt, daß sie auf jedem Blatt nur ein einziges Linsen- oder Linienmuster aufweisen.

Zur allgemeinen Information soll vermerkt werden, daß Moire-Muster seit vielen Jahren wohlbekannt sind. In einigen Fällen sind Moire-Muster absichtlich zur Erzeugung gewünschter Effekte geschaffen worden. Zu einer bestimmten Zeit waren Moire-bemusterte Stoffe ganz populär. Auch die oben erwähnten Linsenapparate arbeiten mit einer Art von Moire-Muster. In anderen Fällen, beispielsweise beim Halbton- oder Illustrationsdruck, werden Moire-Muster jedoch unabsichtlich erzeugt und müssen beseitigt oder vermieden werden.

Erfindungsgemäß werden sehr wirksame Illusionen von Bewegung und Tiefe durch Verwendung von gedruckten, d.h. im wesentlichen flachen zweidimensionalen Punktmustern erzeugt, die in mehreren unterschiedlichen Frequenzen und Winkelbeziehungen übereinandergelegt oder in Wechselwirkung gebracht werden, um gemeinsam Moire-Muster von

109822/1328 '

hellen und dunklen Bereichen zu erzeugen. Die Punktmuster sind auf transparenten Blättern, Folien oder Filmen ausgebildet, wobei zur Bildung dieser Muster Verfahren angewandt werden können, wie sie in der Drucktechnik und im grafischen Gewerbe üblich sind." Bewegungsillusionen werden durch die Verwendung zweier Folien mit Punktmustern erzielt. Die eine Folie, die als Bezugs- oder Aktivator-Folie bezeichnet werden mag, weist Punktmuster mit konstanter Frequenz, d.h. mit einer ausgewählten Anzahl von Punkten pro Längeneinheit auf. Eine zweite Folie, die als Kunst- oder Schaufolie bezeichnet werden mag, weist Punktmuster mit mehreren verschiedenen Frequenzen auf, wobei verschiedene Abschnitte der Folie in Winkelbeziehungen zueinander stehen. Erfindungsgemäß wird die Aktivator-Folie relativ zu der Kunstfolie bewegt, wobei von der Aktivator-Folie ausgesandtes oder reflektiertes Licht durch die Kunstfolie geschickt wird. Die einzelnen Punktmusterfrequenzen auf der Kunstfolie sind von der einzigen Frequenz des Punktmusters auf der Aktivator-Folie verschieden, wodurch Moire-Muster von helleren und dunkleren Bereichen erzeugt werden, wenn die beiden Folien ohne Relativbewegung überlappt werden. Bewegung der Aktivator-Folie gegenüber der Kunstfolie bewirkt Veränderungen der Lage der hellen und dunklen Bereiche des Moire-Musters, wobei sich durch geeignete Auswahl der relativen Frequenzen und Winkelbeziehungen der Punktmuster Bewegungsillusionen sehr wirksam erzeugen lassen.

Durch die Moire-Muster-Technik kann auch Tiefenwirkung erzeugt werden, wobei ausgewählte Abschnitte der Vorder- und Rückfläche der Kunstfolie mit Punktmustern leicht voneinander abweichender Frequenzen bedruckt werden, wobei die Frequenzen der Punktmuster an den zusammenwirkenden Abschnitten der Kunstfolie und der Aktivator-Folie erheblich unterschiedlich sind. Auf diese Weise läßt sich eine außerordentlich wirksame Tiefenillusion insbesondere dann erzeugen, wenn die Kunstfolie eine gewisse endliche Dicke in der Größenordnung von 0,75 mm oder darüber hat.

Die erfindungsgemäß verwendeten Punktmuster können gemäß üblichen Drucktechniken, beispielsweise Lithografie, Siebdruck, Fotogelierdruck, auf transparente Folien aufgedruckt werden, so daß also

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eine besonders einfache Methode zur Herstellung der erforderlichen Mehrfach-Punktmuster zur Verfügung steht. Außerdem lassen sich durch derartige normale Druckverfahren von einem bestimmten Bild zahlreiche Kopien erzeugen. Die Techniken zur Bewegungs- und Tiefensimulation können ferner gemeinsam oder getrennt oder in Verbindung mit weiteren Techniken angewandt werden.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Simulieren von Bewegung vor, bei dem ein Punktmuster mit mehreren verschiedenen Punktfrequenzen auf einer ersten tranparenten Folie gebildet, ein Punktmuster mit gleichmäßiger Form auf einer zweiten Folie aufgetragen wird, die beiden Folien mit den aufgedruckten Punktmustern übereinandergelegt werden und die zweite Folie relativ zu der ersten Folie bewegt wird, um eine Bewegungdllusion auf der ersten transparenten Folie durch Bewegung von Moire-Mustern zu erzeugen, die auf der Wechselwirkung der Punktmuster auf den beiden übereinander befindlichen Folien resultieren.

Die Erfindung vermittelt ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Bewegungsillusion, die folgende Elemente umfaßt: Eine erste Folie mit einem Punktmuster auf einer ihrer Oberflächen, das gleichmäßig ist und eine bestimmte Frequenz von Punkten pro Längeneinheit aufweist; eine zweite transparente Folie mit Bereichen von unterschiedlichen Punktmustern auf mindestens einer ihrer Oberflächen zur Formung eines Schaubildes, wobei mindestens einige der Punktmuster andere Punktmusterfrequenzen als die anderen Punktmuster aufweisen und mindestens einige Punktmuster eine andere Frequenz haben als das Punktmuster auf der ersten Folie; eine Halteeinrichtung, die die zweite transparente Folie mindestens teilweise über der ersten Folie zur Bildung von Moire-Mustern hält; sowie eine Einrichtung zur Bewegung der ersten Folie relativ zu der zweiten Folie zur Erzeugung einer Illusion des Schaubildes auf der zweiten Folie.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Folie mit Punktmustern, die 10 9822/1328

zur besseren Darstellung vergrößert gezeigt sind;

Fig. 2 eine Darstellung zweier übereinander angeordneter Folien mit Punktmustern, wobei ein Moire-Muster erzeugt wird;

Fig. 3 eine transparente Folie, bei der erfindungsgemäß auf der Vorderseite und auf der Rückseite Punktmuster angebracht sind;

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Schaubild;

Fig. 5 eine Veranschaulichung des erfindungsgeraäßen Verfahrens zum Bewegen der Aktivator- oder Bezugsfolie;

Fig. 6 eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Apparates zum Bewegen der Aktivator-Folie;

Fig. 7 eine schematische Widergabe eines auf einer Kunstfolie ange- j ordneten Kreises, der erfindungsgemäß zur Bewegungsillusion in Segmente unterschiedlicher Punktmuster-Frequenzen unterteilt ist;

Fig. 8 eine andere Anordnung des Kreises nach Fig. 7 für verstärkte. Bewegungsillusion; und

Fig. 9 eine zerlegte Darstellung der gegenseitigen Anordnung der Aktivator-Folie und der Kunstfolie in einem typischen erfindungsgemäßen Schauapparat zur Erzeugung einer Bewegungsillusion.

In Fig. 1 ist eine transparente Kunstsoffolie 10 gezeigt, auf deren einer Oberfläche undurchsichtige Punkte 12 aufgedruckt sind. Die Folie 10 kann aus Triazetat, klarem steifen Vinyl oder irgendeinem " sonstigen klaren Material bestehen, und die undurchsichtigen Punkte 12 sind, wie oben erwähnt, gemäß üblicher Drucktechniken aufgedruckt. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Punkte im wesentlichen in Reihen mit gleichen Abständen voneinander angeordnet. Die Punkte oder Punktreihen können daher in zutreffender oder richtiger Weise dadurch charakterisiert werden, daß man von den Frequenzen der Punkte, d.h. der Anzahl von Punkten pro Längeneinheit in der jeweils gewählten Richtung, spricht. In Fig. 1 ist zwar nur ein Teil der Folie mit aufgedruckten Punkten gezeigt; selbstverständlich ist die gesamte Folie mit Punkten bedeckt, während die teilweise Darstellung der Fig. 1 nur der erleichterten Darstellung dient. Es ist ferner festzustellen, daß bei der Folie 10 zwei aufeinander senkrechte Achsen 14 und 16 gezeigt sind, ( nur um eine Orientierung und Über-

109822/1328

einkunft zu schaffen) wobei die Punkte in den Reihen als unter 45° gegenüber diesen Achsen geneigt oder in Fluchtung mit diesen Achsen betrachtet werden können. Die Übereinkunft bezüglich der kennzeichnung der Richtung dieser Punkte ist willkürlich, solange die gleiche Übereinkunft für sämtliche Folien in einem Schausystem angewandt wird; für die Bedürfnisse der vorliegenden Beschreibung wird eine Übereinkunft angenommen, nach der die Punktreihen als unter 45°gegenüber den Achsen 14 und 16 geneigt betrachtet werden. Es soll ferner verstanden werden, daß die in Fig. 1 gezeigten Punktmuster aus Gründen der Darstellung vergrößert sind; in Wirklichkeit sind die einzelnen lichtundurchlässigen Punkte 12 sehr klein, nämlich in der Größenordnung von 0,2 mm. Außerdem können die Punkte quadratisch oder auch anders als rund geformt sein.

In Fig. 2 ist eine Darstellung eines Moire-Musters aus abwechselnden hellen und dunklen Bereichen 18 und 20 wiedergegeben, das aus der Überlappung zweier transparenter Folien 10 (a) und 1O(b) resultiert, von denen auf jeder wie bei der Folie nach Fig. 1 Punktmuster aufgedruckt sind.

Die Punktfrequenzen sind für die beiden Folien 10(a) und 10(b) jeweils leicht unterschiedlich, und die Punkte können in unterschiedliehen axialen Orientierungen angeordnet sein. Beispielsweise kann die Folie iO(a) eine Punktfreuqenz von 60 Punktlinien pro Zoll (23,6 Linien pro cm) und die Folie 10(b) eine Punktfrequenz von 62 Punktlinien pro Zoll (24,4 Linien pro cm) haben. Wie oben erwähnt, sind die einzelnen Punkte mit einer Dimension von 0,2mm so klein, daß sie in Wirklichkeit nicht einzeln zu sehen sind. Werden die beiden transparenten Raster 10(a) und 10(b) jedoch übereinander angeordnet, so ergibt die Wechselwirkung der beiden Punktmuster an einigen Stellen eine Überlappung der mit undurchsichtigen Punkten versehenen Bereiche und an anderen Stellen eine Fluchtung der Punktbereiche, so daß ein zusammengesetztes Muster aus hellen Bereichen 18 und aus dunklen Bereichen 20 entsteht, das als Moire-Muster bekannt ist. Erfindungsgemäß wird die eine Folie, die ein I'unktmuster mit,konstanter Frequenz aufweist und als Aktivator-Folie bezeichnet relativ zu

1 09822/ 1 328

der anderen stationären transparenten Folie bewegt. Die stationäre Folie weist mehrere Punktmuster mit unterschiedlichen Frequenzen oder unterschielichen Winkellagen der Punkte gegenüber der Aktivstor-Folie auf, d.h. sie hat Punktmuster mit zwei oder mehr Frequenzen, von denen jede von der Frequenz der Aktivator-Folie verschieden ist. Diese stationäre Folie wird als Kunstfolie bezeichnet. Die Bewegung der Aktivator-Folie relativ zu der Kunstfolie erzeugt, wie weiter unten im einzlnen erläutert wird, eine sehr wirksame Illusion einer Bewegung auf der Oberfläche der Kunstfolie. Natürlich bedeutet der Ausdruck "stationär¹¹, daß sich die Kunstfolie nicht relativ zu der Aktivator-Folie bewegt; dagegen könnten sich beide gemeinsam, etwa in einem gemeinsamen Grundgestell, bewegen*

In Fig. 5 ist eine Aktivator-Folie 22 gezeigt, auf der ein Punktmuster angeordnet ist. Die Aktivator-Folie 22 ist in allen wichtigen Aspekten der Folie 10 ähnlich, die anhand von Fig. 1 beschrieben wurde; d.h. sie ist transparent und auf einer gesamten Oberfläche mit einem Muster aus undurchsichten Punkten mit konstanter Punktzahl pro Längeneinheit versehen (wenn auch zur leichteren Darstellung das Punktmuster nur auf einem Teil der Oberfläche gezeigt ist); die Folie hat etwa eine Dicke von 0,025 bis 1mm. Die in Fig. 5 gezeigte Folie trägt jedoch eine eigene Bezugsziffer , da sie erfindungsgemäß als getrennt identifizierbare Aktivator-Folie dient, die mit einer als Kunstfolie bekannten weiteren Folie zusammenwirkt. Die Aktivator-Folie 22 ist mit einer Punktfrequenz von 60 Punkten pro Zoll bedruckt, wobei die Zeilen unter 45° gegenüber der Achse 14 geneigt sind. Die Aktivator-Folie 22 kann etwa in einem transparenten Rahmen 24 montiert sein, und ein Aufbau ist so gestaltet, daß die Folie längs einer ihrer Achsen, etwa der Achse 14, bewegt werden kann. Zu diesem Zweck hängt an dem Rahmen 24 ein Nockenstößel 26, der an einer Nockenscheibe mit zwei Vorsprüngen läuft. Drehung der Nockenscheibe 28 im Uhrzeigersinn ergibt eine oszillierende Auf- und Abwärtsbewegung der Folie 22 längs der Achse 14, wobei die Folie natürlich in irgendeinem geeigneten Aufbau montiert ist, so daß sie frei oszillieren kann. Die Kontur der Hockenscheibe erzeugt eine gesteuerte Aufwärtsbewegung, die in einer schnelleren Rückkehrbewegung nach

10 9822/1328

unten endet, worauf ein erneuter Aufwärts-Hub beginnt.

In Fig. 6 ist eine alternative Anordnung der Aktivator-Folie 22 gezeigt, wobei diese die Form eines endlosen transparenten Bandes hat, auf dem ein Muster mit 60 Punkten pro Zoll aufgedruckt ist. Das Band wird über Rollen 30 angetrieben, die die Aktivator-Folie 22 in Richtung der Achse 14 in Bewegung setzen. Natürlich müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, wie sie beispielsweise in Fig. 5 und 6 gezeigt sind, um der Aktivator-Folie 22 in bestimmter Richtung eine Bewegung zu erteilen. Die Bewegung der Aktivator-Folie 22 relativ zu einer entsprechenden mit einem Punktmuster versehenen stationären Kunstfolie ergibt, wie im einzelnen beschrieben wird, die Illusion einer Bewegung an der Oberfläche der Kunstfolie, wenn diese von einem Betrachter in geeigneter Stellung beobachtet wird.

Versuche haben gezeigt, daß die Moir6-Muster, d.h. die anhand der übereinanderliegenden Folien der Fig. 2 beschriebenen abwechselnden hellen und dunklen Bereiche 18 und 20, in genauer- und steuerbarer Weise ihre Lage ändern und daher sich zu bewegen scheinen, wenn die hintere bzw. untere Folie mit den konstanten Punktmustern eines Paares von übereinandergelegten transparenten Folien relativ zu einer vorderen oder oberen Folie mit entsprechend variiertem Muster bewegt wird. Die Folien könnten auch ausgetauscht werden, so daß die vordere bzw. obere · Folie relativ zu der hinteren oder unteren bewegt wird; vorzugsweise wird jedoch die hintere Folie bewegt.

In Fig. 7 ist ein Beispiel einer Kunstfolie 32 gezeigt, die als obere bzw. über einer Aktivator-Folie 22 liegende Folie in einem Paar von übereinanderliegenden Folien dient. Die Kunstfolie 32 mag ebenso wie die Aktivator-Folie· 22 aus transparentem Kunststoff, etwa Triazetat, klarem steifen Vinyl oder sonstigem klaren Material, bestehen und mehrere aufgedruckte Punktmuster mit bestimmten Frequenzen aufweisen. Zur erfindungsgemäßen Erzeugung einer Bewegunsillusion sind auf der Kunstfolie 32 mehrere Punktmuster mit gegenüber der Folie 22 unterschiedlichen Zeilen-Punkt-Frequenzen und/oder unterschiedlichen Neigungswinkeln aufgedruckt; zur einleitenden Erläuterung und Wiedergabe der experimentellen Werte für die erfindungsgemäße Verwendung wird jedoch die Folie 32 zunächst in diesem Zusammenhang als eine Folie be-

1 0 9 H ? 2 I 1 3 2 8

handelt, die gleichmäßige Punktmuster konstanter Frequenz auf ihrer gesamten oberen Fläche aufweist.

Angenommen, eine Kunstfolie 32 wird auf eine Aktivator-Folie 22 gelegt, Licht durch die Folie 22 geschickt oder von der Folie 22 reflektiert, und die Folie 32 betrachtet, so erscheint auf der Oberfläche der Folie 32 ein Moire-Muster aus alternierenden hellen und dunklen Bereichen, wenn die Frequenzen der Punkmuster oder die Neigungswinkel der Punktzeilen auf den beiden Folien etwas verschieden sind.

Versuche haben gezeigt, daß sich die Lage der hellen und dunklen Be- \ reiche des auf der Folie 32 erscheinenden Moiro-Musters ändert, wenn die Folie 22 relativ zur Folie 32 bewegt wird. Nimmt man zur Erläuterung an, daß auf den gesamten Oberflächen der Folien 22 und 32 gleicl· mäßige Punktmuster mit leicht unterschMlichen Frequenzen aufgedruckt sind, so bewirkt eine Bewegung der Folie 22 relativ zu der Folie 32, daß sich das gesamte Moiro-Muster auf der Folie 32 entsprechend den Bewegungscharakteristiken der Folie 22, der Frequenzdifferenz zwischen den Punktraustern auf beiden Folien und der WinkelbeZiehung zwischen den Punktzeilen auf beiden Folien ändert.

In Fig. 7 ist eine Übereinkunft festgelegt, um die Beziehung zwißhen den Punktmustern auf den beiden Folien und die Lageänderung t des Moiro-Musters zu diskutieren. Die Achsen I4(a) und I6(a) entsprechen den Achsen 14 bzw. 16 der Aktivator-Folie 2.2.. In Fig. 7 sind zur Erläuterung vier Quadranten mit jeweils 9O°gezöiyt, wobei das obere Quadrantenpaar mit einem Pluszeichen (-f-) und das untere Quadrantenpaar mit einem Minuszeichen (-) bezeichnet tat, um die Richtung der Lageänderung des Moiro-Musters gegen die oboro bzw, untere Kante der B'olie 32 anzugeben. Wie oben erwähnt, ist din Bewegung des Moire-Musters eine Funktion der Parameter der Piuiktmuster-Frequenz auf der Aktivator-Folie, der Punkbrauster-Frequenz auf der Kunstfolie, der WinkeIboZiehung der Punktzeilen sowie der Richtung und Geschwindigkeit dor Bewegung der Aktivator-Folie. Ein weiteres signifikantes CharaJ-inrlstikum bzw, ein weiterer wichtiger Parameter dna Moii'6-Mustern bildet bon teilt in dor "ilchwebung" der, Moire-Muiiiünj, Judo

BAD ORJGJNAL

1 f j Π H > 11 I 3 2 8

aus einer Aktivator- und einer Kunstfolie bestehende Kombination (oder ein Teil davon) hat eine charalteristische Schv/ebung, das ist eine Wiederholung der dunklen Bereiche in Abhängigkeit von den Frequenzen der Punktmuster und der Winkelbeziehung zwischen den Punktmustern der beiden Folien. Beim Beginn der Bewegung der Aktivator-Folie besteht ein Initial-Moire-Muster, das sich in Abhängigkeit von dem Punktmuster auf der Aktivator-Folie zyklisch wiederholt. Bei einer Musterfrequenz von 60 Punkten pro Zoll auf der Aktivator-Folie tritt beispielsweise ein vollständiger Zyklus von dem ursprünglichen Moire-rMuster über einen beliebigen Übergang zu einer Wiederholung dieses ursprünglichen Musters auf, jedesmal wenn die Aktivator- ψ Folie eine Bewegung von 1/60 Zoll ausführt. Je größer die charakteristische Schwebung der miteinander wirkenden Punktmuster auf der Aktivator- und der Kunstfolie ist, desto schneller ist daher die Bewegungsillusion.

In den nachstehenden Tabellen sind experimentelle Werte für eine AktLvator-Folie mit einer Punktfrequenz von 60 Punkten pro Zoll und mehrere unterschiedliche darübergelegte KimstfolLen mit Punktxrequenzen im Dereich von 55 bis 65 Punkten pro Zoll v/i odergegeben. Diese Werte nehmen Bezug auf die In Fig. 7 gezeigte Übereinkunft, v/obeL die mLt "Grad rechts oder Links der Aktivator-Achse " bezeichnete Spalte π ich auf den Neigungswinkel der Achse \h (a) der elnzelfc nen Kunst folien relativ zu dor Vortikalachse 14 dor Akt ivatoi'-Fo lie bezieht (wenn also die jewe.Ll.lgo FoLLe 32 mit Ihrer Aolnse I4(a) anders als in vertikaler Richtung gelegt v/ird). DLe Buchstaben "Fl" und "L" geben die Richtungen rechts oder links der Achse 14 an, FMe Plus- und MLnuszeichen geben die Bewegung der. Mo Ire -Mus to rs go ge n die Ober- bzw. Unter kante der Folie 52. an, und die 5!nnl.t-m "Schv/ebungon pro ZoLl." und "ßchweburigen pro cm" geben an, wie oft die dunk Leu Bereiche eines speziellen Musters auf einer- Strecke von einem ZoLL \r/M. einem cm des Bildes auftreten, Die V/orte wurden für eine Bewegung der Aktivator-Folie 22 längs der Ach.ⁱ:e IA mit einer gesteuerten Geschwindigkeit von 1 ZoLL oder 2,Τ>Λ cm pro I ^r> Sek. ausschließlich in Aufw:irti;richturig aufgenommen, wobei, nin Nockonolemenl, etwa die nockenscheibe 2ü, verwundet vnu\!·;:,

_{|()!)H? (/ l32ö} BAD ORIGINAL

55 PUNKTE/ZOLL (21,6 PUNKTE/CM)

GRAD RECHTS ODER	BEWEGUNGSRICH	L	SCHWEBUNGEN	SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	TUNG DES MOIRE	L	PRO ZOLL	PRO CM
TORACHSE	MUSTERS IN GRAD	L
0,0	+ 0,0	L	5,0	1,97 '
1,0 R	+12,0	L	5,2	2,05
1,5 R	+17,0	L	5,4	2,13
2,0 R	+20,0	L	5,5	2,17
2,5 R	+25·, 5	L	5,8	2,28
3,0 R	+29,5		6,0	2,36
4,0 R	+37,5	R	6,6	2,60
5,0 R	+43,0	R	7,2	2,84
6,0 R	+48,0	R	8,0	3,15
0,0	+ 0,0	R	5,0	1,97
1,0 L	+12,0	R	5,2	2,05
1,5 L	+17,0	R	5,3	2,09
2,0 L	+20,5	R	5,5	2,17
2,5 L	+25,5	R	5,6	2,20
3,0 L	+29,5	6,0	2,36
4,0 L	+37,5	6,6	2,60
5,0 L	+43,0	7,2	2,84
6,0 L	+48,0	8,0	3,15

57 PUNKTE/ZOLL (22,4 PUNKTE/CM)

GRAD RECHTS ODER	R	BEWEGUNGSRICH	L	SCHWEBUNGEN	8	SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	R	TUNG DES MOIRE	L	PRO ZOLL	PRO CM.
TORACHSE	R	MUSTERS IN GRAD	L
0,0	R	+ 0,0	L	2,8	1,10
0,5	R	+11,5	L	3,0	1,18
1,0	R	+19,0	L	3,2	1,26
1,5	R	+26,0	L	3 4	1,34
2,0	R	+35,0	L	3,6	1,42
2,5	R	+41,5	L	4,0	1,57
3,0	R	+45,5	L	4,4	1,73
3,5		+49,5		4,8	1,89
4,0	L	+52,5	R	5,2	2,05
5,0	L	+58,5	R	6,0	2,36
6,0	L	• +62,5	R	6,9	2,72
0,0	L	+ 0,0	R	2,8	1,10
0,5	L	+11,5	R	3,0	1,18
1,0	L	+19,0	R	3,2	1,26
1,5	L	+26,0	R	3,4	1,34
2,0	L	+35,0	R	3,6	1,42
2,5	L	+41,5	R	4,0	1,57
3,0	L	+45,5	R	4,4	1,73
3,5		+49,5	2/132	4,8	1,89
4,0	+52,5	5,2	2,05
5,0	+58,5	6,0	2,36
6,0	+62,5	6,9	2,72
	1 o q « ?

	2 PUNKTE/CM)	GRAD	2/13	SCHWEBUNGEN	28	2056605
59 PUNKTE/ZOLL (23,				PRO ZOLL
GRAD RECHTS ODER		L			SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	BEWEGUNGSRICH	L	0,8	PRO CM
TORACHSE	TUNG DES MOIRE	L	0,9
0,0	MUSTERS IN	L	1,4	0,32
0,5 R	+ 0,0	L	1,8	0,35
1,0 R	+31,0	L	2,3	0,55
1,5 R	+51,5	L	2,8	0,71
2,0 R	+63,5	L	3,3	0,91
2,5 R	+68,5	L	3,8	1,10
3,0 R	+72,0	L	4,2	1,30
3,5 R	+73,0		5,3	1,50
4,0 R	+76,5	R	8,6	1,65
5,0 R	+77,5	R	0,8	2,09
8,0 R	+78,5	R	0,9	3,39
0,0	+82,0	R	1,4	0,32
0,5 L	+ 0,0	R	1,8	0,35
1,0 L	+31,0	R	2,3	0,55
1,5 L	+51,5	R	2,8	0,71
2,0 L	+63,5	R	3,3	Oi91
2,5 L	+68,5	R	3,8	1,10
3,0 L	+72,0	R	4,2	1,30
3,5 L	+73,0		5,3	1,50
4,0 L	+76,5	BEWEGUNGSRICH	8,6	1,65
5,0 L	+77,5	TUNG DES MOIRE		2,09
8,0 L	+78,5	MUSTERS IN GRAD	SCHWEBUNGEN	3,39
60 PUNKTE/ZOLL (23,6	+82,0	0,0	PRO ZOLL
GRAD RECHTS ODER	PUNKTE/CM)	90,0 L		SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	90,0 L	O or	PRO CM
TORACHSE	90,0 L	0,4
0,0	90,0 L	1,0	0,00
0,5 R	90,0 L	1,8	0,16
1,0 R	90,0 L	2,2	0,39
1,5 R	90,0 L	2,8	0,71
2,0 R	90,0 L	3,4	0,87
2,5 R	90,0 L	3,8	1,10
3,0 R	90,0 L	4,4	1,34
3,5 R	0,0	5,6	1,50
4,0 R	90,0 R	8,0	1,73
5,0 R	90,0 R	O or	2,20
8,0 R	90,0 R	0,4	3,15
0,0	90,0 R	1,0	0,00
0,5 L	90,0 R	1,8	0,16
1,0 L	90,0 R	2,2	0,39
1,5 L	90,0 R	2,8	0,71
2,0 L	90,0 R	3,4	0,87
2,5 L	90,0 R	3,8	1,10
3,0 L	90,0 R	4,4	1,34
3,5 L	1 Ü982	5,6	1,50
4,0 L		8,0	1,73
5,0 L		2,20
8,0 L		3,15

- 13 PUNKTE /ZOLL (24,0 PUNKTE/CM)

GRAD RECHTS ODER
LINKS DER AKTIVATORACHSE

BEWEGUNGSRICHTUNG DES MOIREMUSTERS IN GRAD

SCHWEBUNGEN
PRO ZOLL

SCHWEBUNGEN PRO CM '

0,0	R	AKTIVA-	- 0,0	1,0	0,39
0,5	R		-24,0 L	1,1	0,43
1,0	R	-43,0 L	1,4	0,55
1,5	R	-55,5 L	1,9	0,75
2,0	R	-63,5 L	2,3	0,91
2,5	R	-69,0 L	2,8	1,10
3,0	R	-73,5 L	3,2	1,26
3,5	R	-75,5 L	3,7	1,46
4,0	R	-78,0 L	4,3	1,69
5,0	R	-81,0 L	5,3	2,09
8,0		-86,0 L	8,6	2,39
0,0	L	- 0,0	1,0	0,39
0,5	L	-24,0 R	1,1	0,43
1,0	L	-43,0 R	1,4	0,55
1,5	L	-55,5 R	1,9	0,75
2,0	L	-63,4 R	2,3	0,91
2,5	L	-69,0 R	2,8	1,10
3,0	L	-73,5 R	3,3	1,30
3,5	L	-75,5 R	3,7	1,46
4,0	L	-78,0 R	4,3	1,69
5,0	L	-81,0 R	5,3	2,09
8,0	63 PUNKTE/ZOLL (24	-86,0 R	8,6	3,39
	GRAD RECHTS ODER	,8 PUNKTE/CM)
LINKS DER	BEWEGUNGSRICH	SCHWEBUNGEN	SCHWEBUNGEN
TORACHSE	TUNG DES MOIRE	PRO ZOLL	PRO CM
MUSTERS IN GRAD

0,0
0,5 R
1,0 R

1,5 R
2,0 R

2,5 R
3,0 R

3,5 R
4,0 R
5,0 R
6,0 R
7,0 R
8,0 R

0,0
0,5 L
1,0 I,
1,5 L
2,0 L
2,5 L
3,0 L

- 0,0 -11,0 L -18,5 L -26,0 L -34,0 L -41,5 L -46,5 L -51,0 L -54,5 L -62,5 L -67,0 L -71,5 L -74,5 L

- 0,0 -11,0 R -18,5 R -26,0 R -34,0 R -41,5 R -46,5 R

3,0 3,1

3,4

?'⁷ 4,0

4,4
4,7
5,3
6,2

7,1
8,1

9,3

3,0
3,1
3,2
3,4

3,7 4,0 4,4

1,18 1,22 1,26 1,34 1,46 1,57 1,73 1,85 2,09 2,44 2,80

3,19 3,66

1,18 1,22 1,26 1,34 1,46 1,57 1,73

HJ 98 2 2/1328

	BEWEGUNGSRICH	SCHWEBUNGEN	•	SCHWEBUNGEN	2056605
GRAD RECHTS ODER	TUNG DES MOIRE	PRO ZOLL	PRO ZOLL	SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	MUSTERS IN GRAD			PRO CM
TORACHSE	-51,0 R	4,7	5,0
3,5 L	-54,5 R	5,3	5,1	1,85
4,0 L	-62,5 R	6,2	5,3	2,09
5,0 L	-67,0 R	7,1	5,5	2,44
6,0 L	-71,5 R	8,1	5,8	2,80
7,0 L	-74,5 R	9,3	6,0	3,19
8,0 L	6 PUNKTE/CM)	6,6	3,66
65 PUNKTE/ZOLL (25,	BEWEGUNGSRICH-- i;<	7,4
GRAD RECHTS ODER	TUNG DES MOIRE	8,3	SCHWEBUNGEN
LINKS DER AKTIVA	MUSTERS IN GRAD	5,0	PRO CM
TORACHSE	- 0,0	5,1
0,0	-11,5 L	5,3	1,97
1,0 R	-18,5 L	5,5	2,01
1,5 R	-24,0 L	5,8	2,09
. 2,0 R	-29,5 L	6,0	2,17
2,5 R	-34,5 L	6,6	2,28
J,0 ft 4,0 R	-43,0 L	7,4	2,36
5,0 R	-49,5 L	8,3	2,60
β,O R	-56,0 L	2,92
0,0	- 0,0	3,27
1,0 L	-11,5 R	1,97
1,5 L	-18,5 R	2,01
2,0 L	-24,0 R	2,09
2,5 L	-29,5 R	2,17
3,0 L	-34,5 R	2,28
4,0 L	-43,0 R	2,36
5,0 L	-49,5 R	2,60
6,0 L	-56,0 R	2,92
		3,27

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- 15 -

Wie aus den vorstehenden Versuchswerten ersichtlich, ergibt sich aus der Bewegung der Aktivator-Folie relativ zu einer stationären Kunstfolie eine Verlagerung oder Bewegung des Moire-Musters gemäß den speziellen Parametern der verwendeten Folien. Abhängig von diesen Parametern erfolgt die Bewegung der Moire-Muster in verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und die Erfindung arbeitet mit dieser Moire-Muster bewegung, um Illusionen einer Bewegung der Muster eines Kunstwerks zu erzeugen, das selektiv auf eine Kunstfolie 32 aufgedruckt ist. Die Muster sind in unterschiedlichen Frequenzen (Punkte pro Zoll bzw. Punkte pro cm) und unter verschiedenen Neigungswinkeln auf der Kunstfolie gedruckt, um verschiedene gewünschte Bewegungsillusionen zu erzielen.

Ein typisches Beispiel mag zur Illustrierung der Art und Weise dienen, auf die sich ein spezielles gewünschtes Muster auf der Kunstfolie mit mehreren verschiedenen Punktmuster-Frequenzen und Neigungswinkeln bilden läßt, wobei die verschiedenen Freuquenzen und Neigungswinkel erforderlich sind,* um eine gewünschte Bewegungsillusion zu erzeugen. Gemäß Fig. 7 sei angenommen, daß auf der Kunstfolie 32 ein Kreis 34 sichtbar gemacht werden soll, der sich scheinbar in der durch die Pfeile angegebenen Richtung drehen soll. Man kann dann auf Werte zurückgreifen, wie sie oben wiedergegeben sind, um die Punktmuster für verschiedene Segmente des Kreises wiederzugeben und dadurch die gewünschte Bewegungsillusion zu erzielen. Diese Werte stehen natürlich zu der Punktfrequenz der Aktivator-Folie in Beziehung. Unter der weiteren Annahme, daß eine Punktfrequenz von 60 Zeilen pro Zoll für die Aktivator-Folie verwendet wird, können die oben wiedergegebenen Werte benüzt werden, um einen Kreis 34 für die gewünschten Bewegungseffekte zu erzeugen, wenn die gewünschte Schwebungszahl des Schaubildes ausgewählt worden ist. Angenommen, es soll eine Schwebungszahl von etwa 3 Schwebungen pro Zoll oder 1,18 Schwebungen pro cm erzeugt werden, so wird der Kreis 34 in Segmente 36, 38, 40, 42, 44, 46, und 50 unterteilt, wobei jedes dieser Segmente auf einer zusammengesetzten Kunstfolie mit unterschiedlichen Punktfrequenzen und Neigungswinkeln versehen wird.

1 09822/ 1 328

Berücksichtigt man, daß der ganze Kreis um seinen Mittelpunkt sich zu drehen scheint, wenn bewirkt wird, daß die einzelnen Abschnitte sich in der durch die Pfeile angegebenen Richtung zu bewegen scheinen, so ergibt sich unter Zuhilfenahme der oben wiedergegebenen Werte, daß die Illusion der Bewegung der einzelnen Abschnitte durch die Verwendung von Punktfrequenzen erzielt wird, wie sie in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben sind; in dieser Tabelle sind die Frequenzen und Neigungswinkel sowie die sich ergebende Richtung der Moire-Muster-Bewegung etwa bei den erforderlichen Schwebungen pro Längeneinheit angegeben.

ABSCHNITT	RASTER-FREQUENZ	RASTER-FREQUENZ	RASTER-Wi:
	PUNKTE/ZOLL	PUNKTE/CM	(GRAD)
36	61	24,0	2,5 L
38	63	24,8	1,0 L
40	63	24,8	1,0 R
42	61	24,0	2,5 R
44	59	23,2	2,5 R
46	57	22,4	1,0 R
48	57	22,4	1,0 L
50	59	23,2	2,5 L
MOIRE-BEWE	SCHWEBUNGEN/	SCHWEBUNGEN/CM
GUNG (GRAD)	ZOLL
-69,0 R	2,8	1,10
-18,5 R	3,2	1,26
-18,5 L	3,2	1,26
-69,0 L	2,8	1,10
+72,0 L	2,8	1,10
+19,0 L	3,2	1,26
+19,0 R	3,2	1,26
+72,0 R	2,8	1,10

Die Bedeutung der vorstehenden Tabelle läßt sich folgendermaßen zusammenfassen: Ein Kreis 34, bei dem acht Abschnitte mit den angegebenen Punktmuster-Frequenzen unter Ausrichtung mit der angegebenen WlnlcelbeZiehung relativ zu einer Vertikalachse 14 einer Aktivator-Folie aufgedruckt sind, ergibt ein zusammengesetztes Bild, in dem sich die Moir6-Muster, die aus Überlagerung der zusammen-

109822/1328

gesetzten Kunstfolie mit der Aktivator-Folie einer Frequenz von 60 Pfeilen pro Zoll (23,6 Zeilen pro cm) gebildet sind, in der durch die Pfeile angegebenen Richtungen zu bewegen scheinen, wenn die Aktivator-Folie längs ihrer Achse 14 hin- und herbewegt wird.

Die zusammengesetzte Kunstfolie 32 mit den verschiedenen Segmenten 36 bis 50 unterschiedlicher Frequenzmuster wird durch eine Folge von Schritten gebildet.

Zu allererst werden Folien mit gleichmäßiger Z eilen-Punkt-Frequenz für die verschiedenen gewünschten Frequenzen zusammengestellt. Segmente der gewünschten Form werden dann beispiels weise mit einem entsprechenden Kunst- oder Folienmesser geschnitten, wobei die Achse 14(a) der einzelnen Folien unter dem entsprechenden Winkel gegaiiber der Vertikalen geneigt ist; sodann werden die entsprechenden Segmente zu einer klaren Plastikfolie zusammengeklebt, die das zusammengesetzte Bild formt. Von diesem zusammengesetzten Bild wird eine Positivkopie, vorzugsweise ein Kontaktabzug, durch übliche Fotografie-Verfahren hergestellt, so daß man also von den einzelnen Segmenten unterschiedlicher Punktmuster-Frequenzen eine Positivkopie erhält. Angenommen, es werden lithografische Verfahren angewandt, so wird dann von dieser Positivkopie durch übliche Verfahren eine positive lithografische Offset-Platte angefertigt, die bei Bedarf gemäß bekannter Lithografie-Plattentechnik aus sehr haltbarem Material, etwa Alluminium hergestellt werden kann. Die so erzeugte lithografische Platte stellt ein zusammengesetztes Bild dar, das aus mehreren Segmenten unterschiedlicher Punkt- : frequenzen und Neigungswinkel in den einzelnen Segmenten auf-.gebaut ist. Diese lithografische Platte wird dann zum Drucken auf einer transparenten Kunststoffolie verwendet, wodurch eine Kunstfolie 32 erzeugt wird, die das gewünschte Kreismuster mit Segmenten verschiedener Punktmuster-Frequenzen aufweist. Selbstverständlich lassen sich viele identische Folien drucken, wobei die Anzahl nur durch die Lebensdauer der Druckplatte begrenzt ist. Die so bedruckte Kunstfolie kann vor einer Aktivator-Folie sichtbar gemacht werden, und die gewünschte Bewegungsillusion auf der bedruckten Oberfläche der Kunstfolie läßt sich

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dann&irch einfache Oszillationsbewegung der Aktivator-Folie erzielen.

Die derart erzeugte Bewegungsillusion kann, falls gewünscht, durch übliche Techniken verstärkt werden. Beispielsweise läßt sich die Bewegung des anhand von Fig. 7 beschriebenen Kreises durch das in Fig. 8 gezeigte Verfahren verstärken, demgemäß auf der Oberfläche der Folie 32 eine Reihe von Streifen oder Ringen 52 aufgedruckt ist. Diese Streifen führen dazu, die scheinbare Bewegung des Kreises zu glätten oder abzurunden. Selbstverständlich stellt das gemäß Fig. 8 empfohlene visuelle Hilfsmittel nur ^ eine Veranschaulichung einer möglichen Verstärkungstechnik dar; es können auch andere derartige Techniken benützt werden.

Der eigentliche Apparat, in dem die Kunstfolie 32 zur Betrachtung sichtbar gemacht wird, kann verschiedene Formen haben. Fig. 9 zeigt eine solche Ausführungsform, bei der ein Lichtkasten 5^ verwendet wird. Die Kunstfolie 32 ist in einem Schlitz in stationärer Lage an der Vorderseite des Lichtkastens 54 montiert, der in Fig. in zerlegter Darstellung gezeigt ist, während die Aktivator-Folie 22 hin- und herbewegbar in einem Schlitz montiert ist, wobei die Hin- und Herbewegung von einem Nockenstößel 26 mitgeteilt wird, der an einer von einem geeigneten Motor 56 betriebenen Nockenscheibe angreift. Eine geeignete Lichtquelle 5Ö beleuchtet die Rückseite w der transparenten Aktivator-Folie 22, und das durch die Folie 22 r fallende Licht trifft auf die Rückseite der transparenten Folie und erzeugt die oben beschriebenen Moire-Muster entsprechend der Frequenz- und WinkeIbeziehung zwischen den Punktraustern auf der Folie 32 und denen auf der Folie 22. Die Oszillatorbewegung der Aktivator-Folie 22 erzeugt dabei, wie oben beschrieben, die Be-■ wegungsillusion auf der Vorderseite der Folie 32 zur Beobachtung durch einen entsprechenden Betrachter. Andere Schauapparate können beispielsweise Rahmen vor einem hellen Licht oder auch optische Darstellungen an einem offenen Schalter oder Ladentisch umfassen.

Selbstverständlich sind das oben beschriebene Kre.Lauster und die Kreisbewegung nur zun Zwecke der Veranschaulichung genannt worden. Jede spezielle gewünschte Bewegungsillusion kann durch die oben

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beschriebene Technik des Formens, Schneidens, Zusammensetzens und Drückens der Kunstfolien-Segmente zu einer vollständigen Kunstfolie erzeugt werden; beispielsweise können eine Drehung von Rädern, Flußdiagramme, lineare oder Bogenbewegungen menschlicher Arme oder sonstige gewünschte Bewegungen simuliert werden. Die gewünschte Bewegung kann natürlich auf speziellen Sichtgeräten, etwa Reklame-Sichtgeräten, Lehrhilfsmitteln oder sonstigen Anwendungen benützt werden. Auch die gewählte Frequenz von 60 Punkten pro Zoll (23,6 Punkten pro cm) für die Aktivator-Folie und 55 bis 65 Punkten pro Zoll (21,6 bis 25,6 Punkten pro cm) für die Segmente der Kunstfolie sind natürlich nur zum Zwecke der Veranschaulichung genannt worden . Je nach Wunsch können auch andere Frequenzen angewandt werden, und die darauf bezogenen Werte können in entsprechender ähnlicher Weise erzeugt werden.

Die Erfindung ist zwar in Verbindung mit einer Transmission des Lichtes durch die Aktivator-Folie 22 beschrieben worden? sie läßt sich jedoch auch durch Reflexion von Licht von der Folie 22 her durchführen. In jedem Fall ist es von Vorzug, daß das hindurchgelassene oder reflektierte Licht einen Pegel von etwa 50% des beleuchteten Lichts hat. Außerdem sollte darauf geachtet werden, daß sich unterschiedliche und interessante Effekte erzeugen lassen, wenn man die Geschwindigkeit, mit der die Aktivator-Folie bewegt wird, ändert.

Hinsichtlich der vorliegenden Erfindung ist eine Reihe von wichtigen Faktoren zu beachten. Einer dieser Faktoren bezieht sich auf die Ausrichtung und die Frequenzbeziehungen des Punktmusters. Die Punktmuster auf der Aktivator-Folie befinden sich in sich gleichmäßig wiederholenden geraden parallelen Zeilen,und die Punkt muster innerhalb jedes Abschnitts der Kunstfolie stehen ebenfalls in sich regelmäßig wiederholenden geraden parallelen Zeilen. Zwischen den einzelnen Segmenten der Kunstfolie und der Aktivator-Folie sind zur Erzielung einer optimalen Bewegungsillusion sowohl unterschiedliche Punktmuster-Frequenzen als auch -Winkelorientierungen erforderlich.

Wie au» den oben wiedergegebenen Vierten ersichtlich, können jedoch

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einige Segmente der Kunstfolie in einem Gesamtmuster je nach dem gewünschten Bewegungseffekt entweder die gleiche Punktfrequenz oder die gleiche Winkelorientierung wie die Aktivator-Folie aufweisen. In jedem Fall müssen die Punktmuster-Frequenz und die Winkelbeziehung zwischen den Segmenten der Kunstfolie und der Aktivator-Folie zur Erzielung optimaler Effekte in Grenzen gehalten werden. Die Punktmuster-Frequenz der Kunstfolien-Segemente sollte innerhalb + 10% der Punktmuster-Frequenz derAktivator-Folie ,liegen, und die Winkelorientierung der Punktmuster-in den Kunstfolien-Segmenten (d.h. die Neigung der Achse I4(a) eines bestimmten Kunstfolien-Segmentes relativ zur Vertikälchse 14 der Aktivator-Folie) kann um + 8° variieren.

W Ein weiterer derartiger Faktor betrifft den Abstand zwischen den Folien. Während in vielen bekannten Apparaten, insbesondere solchen des Linsentyps, eine Trennung der Folien nahezu oder vollständig unzulässig ist, läßt die vorliegende Erfindung eine mäßige Trennung zu . Ein Abstand zwischen der Kunstfolie und der Aktivator-Folie bis zu 3 mm verursacht geringe oder gar keine Verzerrungsprobleme, und der Abstand zwischen einem Folienpaar kann innerhalb dieser zulässigen Grenzen an verschiedenen Stellen variieren, ohne daß eine signifikante Verzerrung auftritt. Je nach den Punktmuster-Frequenzen liegt eine Trennung bis zu 6 bis 6,5 mm innerhalb der Toleranzen .

Ein weiterer Faktor, der in gewisser Weise ebenfalls den Abstand zwischen den Folien betrifft, besteht in der Wahl der Oberflächen, auf denen die Jeweiligen Punktmuster aufgedruckt sind. Um maximale Flexibilität hinsichtlich der Abstands-Toleranzen zu erreichen, sollten die Punktmuster auf den zugewandten Flächen der beiden Folien gedruckt sein. Liegt die Aktivator-Folie in einer Schauanordnung hinter der Kunstfolie, so sollten die Punktmuster auf der Rückseite der Kunstfolie und auf der Vorderseite der Aktivator-Folie stehen. Befindet sich umgekehrt die Aktivator-Folie vor der Kunstfolie, so sollten die Punktmuster auf der Rückseite der Aktivator-Folie und auf der Vorderseite der Kunstfolie stehen.

Die Erfindung gestattet ferner zusammen mit der Bewegungsillusion die Simulation einer Tiefenillusion. Es gibt viele physiologische

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und psychologische Faktoren, die die Tiefenwahrnehmung beeinflussen. Hauptfaktoren sind darunter die Bewegung (die manchmal<aLs Bewegungspar alaxe bezeichnet wird) und die Netzbild-Verschiedenheit; diese Faktoren oder Anzeichen, nämlich die Bewegung und die Netzbild-Verschiedenheit, werden erfindungsgemäß erzielt, um Tiefenillusion hervorzurufen.

Hinsichtlich des Faktors Bewegung ist zu beachten, dai3 ein Gegenstand gewöhnlich mit Bezug auf einen in diskretem Abstand befindlichen Hintergrund gesehen wird und daß ein Betrachter gewohnt ist (d.h. durch Erfahrung gelernt hat) bei Veränderung des Blickwinkels bestimmte Bewegungen oder scheinbare Bewegungen des Hintergrundes zu erwarten. Bewegt sich der Betrachter, dessen Aufmerksamkeit auf einen Gegenstand gerichtet ist, nach rechts, so bewegt sich auch der Hintergrund nach rechts. Die gleiche Art der Hintergrundbewegung tritt auf, wenn sich der Betrachtungspunkt selbst anstelle des Betrachters bewegt. Vermittelt nun ein transparentes Bild einen Hintergrund, der sich in der gewohnten Weise hinter festen Teilen eines Bildes bewegt, so macht der Beobachter eine Tiefenwahrnehmung. Ist die Bewegungsrichtung umgekehrt, so kann der Betrachter den Eindruck bekommen, daß der Hintergrund näher ist als das feste Bild.

Bezüglich der Neztbild-Verschiedenheit ist der für die Distanz wichtigste Faktor bzw. das wichtigste Anzeichen, ein Ergebnis der Tatsache, daß wir zwei Augen haben, die etwa 6,5cm auseinanderliegen, und daß jedes Auge daher ein etwas verschiedenes Bild des gleichen Gegenstandes empfängt. Die Tatsache, daß von den Augen verschiedene Bilder empfangen werden, wird als "Netzbild-Verschiedenheit" bezeichnet. Diese beiden einzelnen Bilder werden im Gehirn derart kombiniert, daß das wahrgenommene einzige Bild eine tatsächliche Tiefenwirkung besitzt. Vermittelt nun .ein transparentes Schaubild die gewohnte Netzbild-Verschiedenheit, so nimmt der Betrachter ebenfalls eine Tiefenwirkung wahr.

Die Simulation oder Illusion der Tiefe wird erfindungsgemäß ebenso wie die Bewegungsillusion durch Verwendung von Punktmustern erzielt.

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Während die Bewegungsillusion jedoch mit zwei getrennten Folien mit Punktraustern arbeitet, von denen eine relativ zu der.< anderen bewegbar ist, wird die Tiefenillusion mit einer einzigen Folie (der Kunstfolie) erzielt, die auf den beiden entgegengesetzten parallelen Flächen mit Punktmustern versehen ist, wobei jedoch zwischen den beiden Flächen keine Bewegung erfolgt.

Selbstverständlich könnten auch zwei getrennte Folien verwendet werden; die Tiefenillusion ist jedoch zur Erzeugung mit ausschließlich der Kunstfolie besonders geeignet.

In Fig. 3 ist eine transparente Folie 60 gezeigt, auf deren Vorderseite 62 und Rückseite 64 Punktmuster aufgedruckt sind. Die Folie 60 kann aus dem gleichen Material bestehen und in der gleichen Weise bedruckt sein, wie es oben bei der für die Bewegungsillusion verwendeten Aktivator-Folie 22 oder Kunstfolie 32 beschrieben ist. Die Dicke zwischen der Vorderfläche 62 und der Rückfläche 64 muß mindestens 0,75 mm betragen, wobei eine Dicke von etwa 3,2 mm oder darüber eine besonders ausgeprägte Tiefenillusion ergibt. Bei den entgegengesetzten Seiten der gleichen Folie, den Flächen 62 und 64, handelt es sich natürlich um im wesentlichen zueinander parallele Ebenen. Die auf den Flächen 62 und 64 aufgedruckten Punktmuster sind im wesentlichen ähnlich den oben bei den Aktivator-Folien beschriebenen Punktmustern j die Punktfrequenz auf der anderen Oberfläche ist jedoch zur Erzeugung der Tiefenillusion leicht unterschiedlich. Beispielsweise kann eine Fläche mit einer Punktfrequenz von 150 Punkten pro Zoll (59 Punkten/cm) und die andere Oberfläche mit einer Frequenz von 152 Punkten pro Zoll (60 Punkten/cm) bedruckt sein.

Die Differenz in der Frequenz der Punktmuster auf den Flächen 62 und 64 ergibt ein Moir6-Muster, wie es oben erörtert wurde. Besteht zwischen den Flächen 62 und 64 ein minimaler Abstand von 0,75 mm, so sind die von einem Betrachter gesehenen linken und rechten Netzbilder gegeneinander versetzt (d.h. es besteht eine Netzbild-Verschiedenheit), und dadurch wird eine Tiefenillusion erzeugt. In gewissen Grenzen erhöht sich die Verschiebung zwi-

109822/1328 *

sehen dem rechten und.dem linken Netzhautbild mit zunehmendem Abstand zwischen den Flächen 62 und 64; weiterhin vermindert sich bei zunehmendem Abstand der beiden Flächen die Klarheit des Moirfe-Musters, wodurch die Tiefenillusion weiter verstärkt wird.

Werden zwei Ebenen derart angeordnet, daß sich das Punktmuster mit der niedrigeren Frequenz näher am Betrachter befindet (d.h. etwa auf der Oberfläche 62), so bewegt sich das Moire-Muster in derselben Richtung wie sich der Betrachter bewegt (Bewegungspar- -

alaxe), wodurch die Tiefenillusion weiter verstärkt wird. Die Bewegung des Moire-Musters ist umgekehrt, wenn das Punktmuster mit der höheren Frequenz dem Betrachter näher ist. Je . näher die Frequenzen der beiden Muster auf den Oberflächen 62 und 64 ( beieinanderliegen, umso größer sind die Neztbild-Verschiedenheit und die Bewegungsparallaxe, und umso größer ist die Tiefenillusion. Obwohl die Muster verschiedene Frequenzen haben müssen, damit die Erfindung richtig funktioniert, ist es daher von Vorzug, daß der Frequenzunterschied, d.h. die Differenz zwischen der Frequenz von Punktzeilen pro Längeneinheit an den entgegengesetzten Flächen, zwischen 1 und 15% der Frequenz des Musters auf der Vorderfläche liegt.

Bewegungsillusion und Tiefenillusion können in einem einzigen Schaubild kombiniert werden, um Bewegungs- und Tiefenillusion zu erzeugen. Fig. 4 zeigt ein derartiges kombiniertes Schaubild; selbstverständlich ist in Fig. 4 nur eine Ansicht dargestellt, " die direkt auf ein kombiniertes Schaubild sieht, und es ist nicht versucht worden, die Bewegungs- oder Tiefenillusion in Fig. 4 hervorzuheben. In Fig. 4 ist eine Folie 66 eines typischen Schaubildes gezeigt, wobei es sich bei der Folie 66 um eine Kunstfolie handelt, wie sie oben im Zusammenhang mit der Bewegungsillusion erörtert worden ist| selbstverständlich ist die Folie 66 mit einer entsprechenden Aktivator- oder Bezugsfolie zur Bewegungsillusion funktionell kombiniert. Auf der Folie 66 ■ sind ineinandergreifende Ringe 68 gezeigt, die auf der Rückseite der Kunstfolie 66 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren aus verschiedenen Punktmuster-Frequenzen geformt sind, um die Illusion

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zu erzeugen, daß sich diese Ringe in gewünschter Weise drehen, wenn die Aktivator-B'olie bewegt wird.

Der Hintergrundabschnitt 70, der den gesamten Rand um die Ringe 68 herum und die Bereiche umfaßt, die von den Ringen umschlossen werden, jedoch nicht mit anderen Ringen überlappen, weist Punktrauster auf der Vorderfläche und der Rückfläche der Folie 66 auf, die leicht verschiedene Freuquenzen haben, um die anhand von Fig. 3 diskutierte Tiefenillusion zu erzeugen. Auf diese Weise scheinen sich die Ringe 68 nicht nur zu drehen, sondern auch im Raum zu hängen.

k In einem kombinierten Schaubild, wie es anhand von Fig. 4 erörtert worden ist, kommt es darauf an, daß die auf der Vorderseite und der Rückseite zur Erzeugung der Tiefenillusion verwendeten Punktmuster signifikant unterschiedliche Frequenzen von den Punktmustern aufweisen, die zur Erzeugung des Schaubildes, etwa der Ringe 68 und der mit diesen Ringen 68 zusammenarbeitenden Aktivator-Folie, dienen. Insbesondere dürfen die Punktmuster für die Abschnitte der Tiefen- und Be¹^egungsillusion keine Frequenzen haben, die gleich oder ganzzahlige Vielfache voneinander sind. Nimmt man an, daß eine Frequenz von X Punkten pro Längeneinheit für den Bewegungsillusions-Teil des Schaubildes verwendet wird, so beträgt die Frequenz für die Tiefenillusions-Teile des Schaubildes vorzugsweise NX+1/2 X Punkte pro Längeneinheit, wobei N eine ganze

ψ Zahl größer als O ist. Die Tiefenabschnitte des Schaubildes können ferner gedämpft werden, um Streu-Bewegungseffekte zu eliminieren, in dem die Rückseite der Kunstfolie 66 mit einem lichtdiffundierenden Material an solchen Bereichen beschichtet wird, an denen nur die Tiefenillusion erzeugt werden soll. Ein typisches Licht-Diffusionsmaterial besteht aus feinen Glasstäbchen, etwa einer Suspension mit 4n-Glasstäbchen, wobei die Glasstäbchen in einen Lack suspendiert sind und in einer Lackschicht auf die Rückseite der Schaufolie 66 an denjenigen Bereichen aufgetragen sind, an denen nicht die Bewegungsillusion erzeugt werden soll.

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Im Vorstehenden ist die Tiefenillsuion in Verbindung mit einer. kombinierten Anwendung beschrieben worden, bei der auch die Bewegungsillusion angewandt ist} selbstverständlich lassen sich

zusammen

auch andere Formen der Bewegungsillusion mit der hier beschriebenen Tiefenillusion verwenden. Beispielsweise könnte für die Bewegungsillusion die in der deutschen Patentanmeldung P 18 17 048.4 beschriebene Polarisationstechnik für Bewegungsillusion angewandt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Simulieren von Bewegung, dadurch gekennzeichnet daß ein Punktmuster mit mehreren unterschiedlichen Punktfrequenzen auf einer ersten transparenten Folie vorgesehen wird, ein Punktmuster gleichmäßiger Gestalt auf eine zweite Folie aufgetragen wird, die beiden Folien mit den aufgedruckten Punktmustern übereinandergelegt werden und die zweite Folie relativ zu der ersten Folie bewegt wird, um eine Bewegungsillusion auf der ersten transparenten Folie durch Bewegung von Moire-Mustern zu erzeugen, die aus der Wechselwir- * kung der Punktmuster auf den beiden übereinanderliegenden Folien resultieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der anderen Seite der ersten transparenten Folie ein zweites Punktmuster geformt wird, das zur Erzeugung einer Tiefenillusion auf der Folie gegenüber dem ersten Punktmuster eirB leicht verschiedene Frequenz auweist.
3. Verfehren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Punktmusters auf der ersten Folie mehrere Punktmuster-Segmente mit gewünschter Gestalt und bestimmter Punktmuster-Frequenz gebildet werden, wobei mindestens eini-

™ ge dieser Segmente unterschiedliche Frequenz haben, daß die Segmente auf einem Träger in einem gewünschten Schaumuster angeordnet und die Punktmuster-Segmente auf die besagte Folie aufgedruckt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge k e nn ζ eic hne t, daß die Punktmuster-Segmente zunächst auf eine Druckmatrize aufgedruckt werden und dann die Matrize zur Bildung mehrerer ähnlicher Folien benützt wird, die Segmente von aufgedruckten Punktmustern aufweisen.

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5. Vorrichtung zur Erzeugung einer Illusion von Bewegung, g ekennzeichnet durch eine erste Folie (22) mit einem Punktmuster auf einer ihrer Oberflächen, das gleichmäßig ist und eine bestimmte Frequenz von Punkten pro Längeneinheit aufweist, eine zweite transparente Folie (32) mit Bereichen verschiedener Punktmuster auf mindestens einer ein Schaubild bildenden Oberfläche, wobei mindestens einige der Punktmuster andere Punktmuster-Frequenzen als andere Muster haben und mindestens einige der Punktmuster eine andere Frequenz haben als das Punktmuster auf der ersten Folie, ferner eine Trägereinrichtung (54), die die zweite transparente Folie mindestens teilweise der ersten Folie zur Bildung von Moire-Mustern überlagert, sowie eine Ein- j richtung (28; 30) zum Bewegen der ersten Folie relativ zu der zweiten Folie zur Erzeugung einer Illusion des Schaubildes auf der zweiten Folie.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Folie (22) aus transparentem Material besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschielaicher Punktmuster der zweiten transparenten Folie (32) durch mehrere Punktmuster-Segmente (36...50) gebildet sind, wobei die Punktmuster in den einzelnen Segmenten konstante bestimm- f te Frequenz von Punkten pro Längeneinheit des Segmentes haben und mindestens einige der Segmente eine andere Punktmuster-Frequenz als andere Segmente aufweisen wobei mindestens einige der Segmente eine andere Punktmuster-Frequenz als die erste Folie haben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t, daß die erste Folie(22) eine Aktivator- oder Bezugsfolie ist, wobei das Punktmuster als gedrucktes Muster in gleichmäßigen Punktzeilen gebildet ist, und daß die zweite Folie (32) eine Kunstfolie ist, wobei die Punktmuster in

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den einzelnen Segmenten gedruckte Muster in gleichmäßigen Punktzeilen des Segmentes darstellen und jedes Segment in einer bestimmten Form als Teil des Schaubildes geformt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte auf den Folien (22, 32) durch normale Druckverfahren gebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Punktzeilen auf der ersten Folie (22) unter

einem bestimmten Winkel bezüglich einer Achse (14) der Folie ausgerichtet sind und daß die Punktzeilen in den einzelnen
Segmenten (36...50) unter bestimmten Winkeln bezüglich einer Achse (14a) der betreffenden Segmente verlaufen, wobei mindestens einige der Segmente so orientiert sind, daß ihre Achsen gegenüber der Achse der ersten Folie geneigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Achse (14a) der einzelnen Segmente (36...50) gegenüber der Achse (14) der ersten Folie (22) nicht mehr als 8° beträgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch g ekennzeichnet, daß die Frequenzen der Punktmuster auf der zweiten Folie (32) von der Frequenz des Punktrausters auf der ersten Folie (22) um nicht mehr als 10?6 der Frequenz auf der ersten Folie abweichen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch g ekennzeichnet, daß die Punktmuster auf den Folien (22, 32) auf entgegengesetzte « Seiten dieser Folien aufgedruckt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch g ekennze lehnet, daß der Abstand zwischen den Folien (22, 32) nicht mehr als 6,5mm beträgt.

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15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf Bereichen der zweiten Folie (60; 66) in Bereichen (70) die nicht die Bereiche (68) mit unterschiedlichen Punktmustern sind, auf entgegengesatzten Oberflächen (62, 64) Punktmuster zur Tiefendarstellung vorgesehen sind, die etwas verschiedene Frequenzen auf den beiden Seiten haben, wobei diese Freuqnenzen von NX + 1/2 X verschieden sind, wobei X die Frequenz des Punktmusters in einem Bereich und N eine ganze Zahl ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktmuster für die Tiefendarstellung auf den entgegengesetzten Oberflächen (62, 64) um 1 bis 15% in der Frequenz voneinander abweichen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bbis 16, ge ken nz e'.i ohne t durch eine Einrichtung (58) zum Beleuchten des überlagerten Teiles der beiden Folien (22, 32).

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