DE2255269A1

DE2255269A1 - Steigerung der raumwirkung von bildhaften darstellungen

Info

Publication number: DE2255269A1
Application number: DE2255269A
Authority: DE
Inventors: Jun John Lawrence Henkes
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-11-15
Filing date: 1972-11-11
Publication date: 1973-05-24
Also published as: FR2161634A5; GB1354207A; US3701581A

Description

Steigerung der Raumwirkung von bildhaften Darstellungen

Die Erfindung bezieht sich auf 'Verfahren und Vorriciitungen, um bildhafte Darstellungen, wie z.B. photographische Drucke, projizierte Filmbilder, Fernsehbilder etc., mit dem Realismus wieder-* zugeben, den ein Betrachter während der Beobachtung; der Originalszene wahrnimmt.

Bildhafte Darstellungen sind meistens zweidimensionale Sinnestäuschungen von dreidimensionalen Räumen, wobei die Einbildung der Tiefe durch Perspektive und andere besondere Tiefenwirkungsvorrichtungen erhalten wird. Eine der Schwierigkeiten bei der Betrachtung einer zweidimensionalenDarstellung in einer sie umschließenden dreidimensionalen Umgebung besteht darin, daß alle Objekte innerhalb der Szene oder des Bildes der Darstellung an

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der Ebene der Darstellung "lokalisiert" zu sein scheinen. Diese Erscheinung oder Sinnestäuschung wird weiter durch den abrupten übergang zwischen der Darstellungsoberfläche und der sie einschließenden dreidimensionalen Umgebung verstärkt. Beispielsweise weisen Fernsehempfänger einen Rahmen um die Bildröhre herum auf. Dieser Rahmen betont und lokalisiert die Bildfläche. In ähnlicher Weise leidet auch ein photographisch projiziertes Bild auf einem Bildschirm unter der Lokalisierung der Bildfläche aufgrund dieser abrupten Änderung zwischen der Betrachtungsoberfläche und der sie einschließenden Umgebung. Die Existenz einer dreidimensionalen Umgebung macht es demzufolge äußerst schwierig und im allgemeinen unmöglich, von einem zweidimensionalen Bild eine dreidimensionale Einbildung zu empfinden, selbst wenn das Bild plastische oder räumliche Merkmale enthält. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, daß die Bildfäche durch ihre Assoziation mit ihrem Rahmen in der dreidimensionalen Umgebung angeordnet ist. Selbst wenn die Darstellung bzw. das Bild plastisch« oder räumliche Merkmale enthalten kann, werden diese folglich nicht so empfunden, wie sie im Originalbild waren.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bildinformation in einer Darstellung von ihrer, unmittelbaren Umgebung zu delokalisieren.

Weiterhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die in der Vorstellung des Betrachters die Lage des Übergangsbereiches zwischen der Bildinformation und ihrer sie einschließenden Umgebung verundeut—licht und/oder unklar macht*

Weiterhin soll der Rand des Rahmens dekonzentriert werden, so daß eine Assoziation des Rahmens und einer zweidimensionalen Darstellung praktisch unmöglich ist.

Schließlich soll der Betrachter die räumliche Information von einem zweidimensionalen Bild mit dem Realismus des Origi ialbild empfinden und aufnehmen können.

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Diese und andere ,.Aufgaben werden, kurz gesagt» gemäß einem.Aus- · führungsbeispiel der Erfindung dadurch gelöst, daß ein stereographischer Rahmen geschaffen wird, der Sie bildhafte Darstellung umgibt und den Rand der Darstellung von der sie einschließenden Umgebung loslöst, indem der Rand des Rahmens dekonzentriert oder defokussiert wird. Genauer gesagt wurde gefunden, daß durch Schaffung eines schlecht begrenzten Randes zwischen der bildhaften Darstellung und der sie einschließenden dreidimensionalen Umgebung ein Betrachter die plastische oder räumliche Information mit dem Realismus der Originalszene wahrnimmt.

Weiterhin wird erfindungsgemäß der ddconzentrierte Rand des Rahmens im Abstand zu der bildhaften Darstellungsfläche angeordnet, so daß es für die Sinneswahrnehmung schwierig ist (beispielsweise durch binokulare Betrachtung oder Kopfbewegung)* öle Bildober-, fläche zu lokalisieren, d.h. den relativen Abstand des Randes des Bildes von der Bildfläche selbst zu bestimmen. Wenn dies geschieht, werden die räumlichen bzw. plastischen Relationen der Objekte von dem Sinneseindruck mit dem Realismus aufgenommen, den ein Betrachter während der Beobachtung der Originalszene wahrnimmt· Insbesondere wurde gefunden, daß durch die Anordnung des stereographischen Rahmens vor der Bildoberfläche die bildliche Information nicht von dem Rahmen begrenzt ist, sondern sich unendlich fortzusetzen scheint.

Die Erfindung wird, nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert*

Fig. 1 zeigt ein bildhafte Darstellung mit einem Rahmen, in der die Objekte aufgrund der geometrischen Relation an eiern Rahmen befestigt zu sein scheinen.

Fig. 2 zeigt eine bildhafte Darstellung mit einem Rahmen« in der die geometrischen Objekte von dam Rahmen gelöst zu sein acheinen.

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Fig. 3 zeigt eine bildhafte Darstellung mit einem Rahmen» in der die Tönungsschattierung die geometrischen Objekte und den Rahmen zu verbinden scheint.

Fig. 4 zeigt eine bildhafte Darstellung von geometrischen Objekten, in der die TönungsSchattierung die Objekte von dem Rahmen zu trennen scheint.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht von einem stereographischen Rahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ist ein Schnittbild von einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zahlreiche Rahmen mit unterschiedlichen Transparenzgraden aufweist, um die Rahmendefokussierung zu bewirken. .

Fig. 7 ist ein Draufsicht auf eine bildliche Darstellung mit einem stereographischen Rahmen, der zahlreiche Masken mit unterschiedlichen Transparenzgraden aufweist*

Figuren θ und 9 stellen typische vertikale bzw. horizontale Blickwinkel dar, wenn ein stereographischer Rahmen gemäß der , vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 1 zeigt eine typische zweidimtnsionale bildhaft« Darstellung 10 mit zahlreichen Gegenständen 11 bis 15, die von einem Rahmen I 16 umgeben sind. Bei einer Betrachtung der bildhaften Darstellung gemäß Fig. 1 scheinen die geometrischen Gegenstände in der Darstellung oder dem Bild mit dem Rahmen 16 verbunden zu sein, so daß die Szene durch die Anordnung des Rahmens begrenzt wird. Fig. 1 ist deshalb typisch für die meisten zweidimensionalen Darstellungen.

Eine natürlichere oder realistischere Szene kann erhalten werden, indem das Bild oder die Szene von dem Rahmen dissoziiert wird. Fig. 2 stellt einen derartigen Rahmen mit den darin befindlichen

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gleichen Gegenständen 11 bis 15 dar. In dieeer Darstellung sind
die Gegenstände von dem Rahmen 16 dissoziiert und erzeugen demzufolge die Illusion oder Einbildung einer mehr natürlichen oder
realistischen Szene.

Fig. 3 stellt die Verbindung der Objekte 20 bis.23 mit dem Rahmen 24 durch Tönung dar. Die Verbindung durch Tönung verbindet ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte geometrische Verbindung den
Rahmen mit den Objekten der Szene und begrenzt demzufolge dieses Bild auf .die Eingrenzung des Rahmens.

Fig. 4 stellt die Dissoziation^oder Lösung des Rahmens 24 von den Objekten 20 bis 23 in der Szene dar. In Fig. 4 ist der Betrachter bezüglich der spezifischen Relation zwischen den Objekten
in der Szene ungewiß, wogegen es in Fig* 3 für den Betrachter
den Anschein hat, daß alle Objekte in der gleichen Ebene liegen.
Demzufolge wird deutlich, daß durch Dissoziierung des Rahmens von den Objekten in der Szene die präzise Relation der Objekte innerhalb der Szene unklar ist und demzufolge eine Illusion oder Sinnestäuschung von Realismus oder plastischem Effekt erzeugt wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Lösung
oder Trennung von Rahmen und Bild dadurch erreicht, daß ein stere©graphischer Rahmen verwendet wird, der den Umfang der Darstellungsflache umgibt und Mittel aufweist, um die Bildhelligkeit mit, einem nicht-linearen Ausmaß nahe dem Rand des Bildes zu vermindern, so daß der exakte Rand der Bildfläche schlecht, abgegrenzt ist. I

Die Wirkung der Verminderung der Bildhelligkeit in einem nicht- i

linearen Grad nahe dem Rand der Darstellung besteht darin, die i

exakte Lage des Übergangsbereiches zwischen der Darstellung oder j bildlichen Information von der sie einschließenden Umgebung zu
verundeutlichen. Aufgrunddessen ist es für den Sinneseindruck

eines Betrachters äußerst schwierig, den Abstand zu der bildhaf- j

ten Darstellung zu lokalisieren und demzufolge zu bestimmen. Ira j allgemeinen wird der aufgelöste Rand weiter von der Darstellungs-j

Oberfläche beabstandet scheinen, als es*tatsächlich der Fall ^;

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ist. Infolgedessen vermag der Betrachter die räumliche Information in der Darstellung mit dem Realismus der Originalszene wahrzunehmen. Eine weitere plastische Verstärkung oder Steigerung

resultiert aus der binokularen Betrachtung des Betrachters, die es diesem gestattet, an dem defokussierten Rand des Rahmens vorbei oder über diesen hinaus zu sehen.

Ein geeigneter stereographischer Rahmen zur Durchführung der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Der stereographische Rahmen gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen im wesentlichen transparenten Film oder eine Platte, die beispielsweise aus Kunststoff oder Glas hergestellt ist, die einen äußeren Umfangsbereich mit einem nicht-linear abnehmenden Transparen zgr ad aufweist. Genauer gesagt zeigt Fig. 5 einen stereographischen Rahmen 30, der in der Nähe der äußersten Abschnitte des Umfanges im wesentlichen opak ist und dessen Transparenzgrad in nicht-linearer Weise zum Rand der Bildfläche zunimmt. Der stereographische Rahmen 30 endet deshalb ungleichförmig nahe dem Rand der Darstellungsfläche und verundeutlicht demzufolge die exakte Lage des Übergangsbereiches zwischen der bildhaften Information und der sie einschließenden Umgebung. Aufgrunddessen hat der Sinneseindruck des Betrachters Schwierigkeiten, den Abstand zu der bildhaften Darstellung zu bestimmen, und der Betrachter'nimmt daher die plastische bzw. räumliche Information mit dem Realismus des Originalbildes wahr.

Soweit es in einem zweidimensionalen Bild möglich ist, zeigt Fig.5 die Steigerung der stereoskopischen Information' in einer zweidimensionalen Darstellung durch die Verwendung eines stereographischen Rahmens, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist. Da die Bildfläche hinter dem Rahmen angeordnet ist, ist die Bildinformation nicht durch den Rand des Rahmens be grenzt und deshalb wird die räumliche Information in der Darstel lung durch den Sinneseindruck mit dem Realismus der Originalszene empfunden.

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Pig. 6 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel eines stereographischen Rahmens dar, das zahlreiche Filme oder Platten umfaßt, die leicht unterschiedliche Durchlässigkeitsgrade aufweisen und die derart zueinander ausgerichtet sindi daß der Übergangsbereich swischen der bildhaften Darstellung und der sie einschließenden Umgebung schiecht abgegrenzt ist. .

Fig. 6 zeigt ein Schnittbild dieses Ausführungsbeispiels ^öer Erfindung, in dem sechs Filme oder Platten mit sich ändernden Transparenzgraden vor einer Kathodenstrahlröhre angeordnet sind, wie sie in einem Fernsehempfänger zu finden ist. Die sechs Platten sind mit den Bezugszahlen 6l bis; 66 bezeichnet, wobei die · Platten 61 und 66 im wesentlichen opak sind, während die Platten 62 bis 6-5 unterschiedliche Transparenzgrade zeigen» Das Ergebnis der Anordnung in dieser Weise erbringt einen stereograpfhisciien Rahmen, der in Pig« 7 in einer Draufsicht dargestellt, ist. Der Übergangsbereich zwischen der bildhaften Darstellung und der sie einschließenden Umgebung ist demzufolge im wesentlichen in der gleichen Art und Weise defokussiert oder aufgelöst, wie es in Fig. 5 dargestellt ist«

Die Relation zwischen dem Betrachter, der Bildfläche und denr stereographischen Rahmen ist in den Figuren 8 und 9 schematisch dargestellt. Genauer gesagt zeigt Fig. 8 einen vertikalen Querschnitt von einer Bildfläche öl mit einer vertikalen Ausdehnung "H" und einer Breitenausdehnung "W", die in Fig. 9 gezeigt ist, mit einem stereographischen Rahmen 82, der in einem Abstand ^Md" von der Bildfläche 81 angeordnet ist. Der minimale vertikale Betrachtungsabstand ist als etwa die doppelte Höhe der Bildfläche dargestellt, wodurch ein vertikaler Sichtkegel erzeugt wird, dessen Winkel am Scheitelpunkt des Kegels etwa 30° beträgt. Der minimale horizontale Betrachtungsabstand, der in Fig. 9 dargestellt ist, ist etwas kleiner als die Breite der Bildfläche 81, wodurch ein horizontaler Sichtkegel von etwa 60° erzeugt wird. Innerhalb der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Sichtkegel nimmt ein Betrachter die räumliche oder plastische Information auf dem BiId-

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- 8 -schirm mit dem Realismus der Originalszene wahr.

Weiterhin wurde erfindungsgemäß gefunden, daß die Illusion oder Sinnestäuschung der Tiefe variabel ist. Das Minimum liegt

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und sie nimmt zu bis zu einem Maximum bei

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Die Breite und Höhe, K^ bzw. M. , wie sie in den Figuren 6 und 9 dargestellt sind, sind deshalb leicht bestimmbar gemäß der gewünschten Sinnestäuschung von Tiefe und Breite und Höhe der Bildfläche. Die Figuren 8 und 9 stellen allgemein anerkannte Betrachtungszustände dar, in denen der Abstand «wischen dem Betrachter und dem Schirm etwa das 5-fache der Breite des Schirmes beträgt* Für den Fachmann ist ohne weiteres einleuchtend» daß auch andere horizontale und vertikale Sichtkegel zulässig sind und daß die Figuren 8 und 9 lediglich zur Erläuterung von annehmbaren Parametern für den erfindungsgemäßen stenographischen Rahmen dienen. Beispielsweise kann der horizontale Betrachtungekegel auf einen geeigneten Maßstab für große Änderungen in der Bildschirrabreite eingestellt (scaled) sein und der horizontale Betrachtungskegel kann vergrößert sein bei einer Verkleinerung der Betrachtungsbreite für irgendeinen gegebenen Abstand "d" zwischen der Bildfläche 8l und dem stereographischen Rahmen 82. Venn jedoch der Abstand "d" verändert wird, muß die Rahmenbreite H_n auf die Schnittpunkte des gewählten horizontalen Betrachtungskegels eingestellt werden* Ahnlich kann die Höhe M_n des stereographischen Rahmens ebenfalls in dieser Weise eingestellt sein, so daß der vertikale Betrachtungskegel bezüglich der relativen Höhe des Betrachters zentriert wird. Demzufolge gibt es einen weiten Bereich nutzbarer Dimensionen für den erfindungsgemäßen stereographischen Rahmen, die teilweise von der gewünschten Sinnestäuschung der räumlichen oder plastischen Information abhängen.

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Zusammenfassend wird eine neuartige Vorrichtung vorgeschlagen, um bildhafte Darstellungen, wie z.B. photographische Drucke, projjizierte Filmbilder,Fernsehdarstellungen usw., mit dem Realismus wiederzugeben, den ein Betrachter während der Beobachtung der. Originalszene empfindet. Dies wird erfindungsgemäß durch Vier- ^ eines stereographischen Rahmens erreicht, der die bild-Darstellung umgibt und gegenüber dem Betrachter den An-

erweckt, daß er de«ι Band der ©arsiellung von ..dersie einschließenden Umgebung dissoziiert, wodurch es dem Betrachter gestattet ist, die räumliche oder plastische Information mit dem Realismus der Orighalszene wahrzunehmen*

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Claims

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Ansprüche

Vorrichtung zur Wiedergabe einer bildhaften Information von einer zweidimensionalen Darstellung mit dem Realismus, den ein Betrachter während der Beobachtung der Originalszene empfindet , gekennzeichnet durch eiHNHfc stereographischen Rahmen (30; 82), der die zweidimensional^ Darstellung umgibt und um deren Umfang herum einen Bereich mit einer abnehmenden Transparenz aufweist, wobei die äußersten Abschnitte des Rahmens im wesentlichen opak sind'·
2. Vorrichtung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet , daß der Umfang des Rahmen* einen nicht-" linear abnehmenden Transparenzgrad aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand ("d") zwischen dem Rahmen (82) und der Bildfläche (81) in dem Bereich zwischen ^ und S liegt, wobei V gleich der Breite der Darstellung ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der stereographische Rahmen zahlreiche Filme oder Platten(61-66) aufweist, die jeweils leicht unterschiedliche Transparenzgrade besitzen und zueinander derart ausgerichtet sind, daß der Übergangsbereich zwischen der Darstellung und der sie einschließenden Umgebung schlecht abgegrenzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u rc h gekennzeichnet ■ , daß der stereographische Rahmen eine im wesentlichen transparente Platte mit einem nicht-linear abnehmenden Transparenzgrad aufweist und der Abstand zwischen dem Rahmen und der Bildfläche sich linear mit der Breite der Darstellung ändert.

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ORIGINAL INSPECTED
6. Verfahren zur Steigerungder räumlichen oder plastischen Information von einer zweidimensionalen Darstellung, d ad Ur c h g e k e η "η ζ e i c h η e t »daß der Rand der xiars te llung von der sie einschließenden Umgebung dissoziiert wird, derart, daß die räumliche oder plastische Information der Darstellung von dem Sinneseindruck des Betrachters mit dem Realismus der Qriginalszene wahrgenommen wird.
7. Verfahren nacij Anspruch 6, d a d u rc h ge k e η η zeichnet ·■■, daß der Rand der Darstellung de fokussiert wird, derart, daß es für den Sinneseindruck des Betrachters

. schwierig ist, die relativeDistanz von dem'Rand der Darstellung zur Darstellungsoberfläche zu bestimmen.
8. Verfahren nach Anspruch 7* d a du rc h ge k e η η -

ζ e i c h η et , daß bei der Defokussierung des Randes der Darstellung die Helligkeit der Darstellung entlang ihrem Umfang vermindert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e. η η -

ζ e i ch he t , daß die Helligkeit in nicht-linearer Weise mit einem stereoskopigchen Rahmen vermindert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dad u r c h gek.en η "'-zeichnet , daß der Abstand zwischen dem Rahmen und der Darstellungsoberfläche zwischen etwa der 0,025- und 0,2-fachen Breite der Darstellung liegt·

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