DE2312703A1

DE2312703A1 - Verfahren zur fotografischen herstellung anamorphotischer bilder

Info

Publication number: DE2312703A1
Application number: DE2312703A
Authority: DE
Inventors: Jun Clarence A Barnes; Alan Fontaine
Original assignee: Reflectomorphics Inc
Current assignee: Reflectomorphics Inc
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-14
Publication date: 1973-09-27
Also published as: GB1392906A; FR2176426A5; CA1004069A; JPS4912813A; US3785819A

Description

Bilder

..lese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung .-./.amor phot is eher Bilder (Zerrbilder) und im besonderen ein Vorfahren zur Herstellung anamorphotischer Fotografien vermittels aes kontrollierten Zusammenwirkens von breeh- (diop-■ i'-ischen) und spiegel- (=katoptrisehen)optischen Systemen.

gibt es unter anamorphotischen Bildern auch solche, -ie so verzerrt worden sind, daß ihr Inhalt nicht zu erkennen -öt, es sei denn, man betrachtet sie mit einer geeigneten -.ntzerrvorrichtung etwa einem zylindrischen oder konischen spiegel. Frühe Methoden der Herstellung anamorphotischer bilder beanspruchten viel Zeit von Seiten des Ausführenden und eine sehr genaue Planung. In einigen Fällen wurde z. B. das verzerrte Bild mechanisch Zeile für Zaile

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.aus einem Bild mit normalen Größenverhältnissen projiziert. Bemühungen, anamorphotische Bilder mit Hilfe fotografischer Techniken zu erzeugen, ergaben Bilder geringer Übereinstimmung mit dem Original, insbesondere bei der Wiederherstellung in ihren normalen Größenverhiiltnassen Ober die Betrachtung in einem zylindrischen oder konischen Spiegel. Außerdem erforderte die Herstellung der Bilder üblicherwe.ise eine unverhältnismäßig lange Zeit, außerdem «erwies sich eine Massenfertigung als schwierig und Kostspielig. Aus' diesen und anderen Gründen waren frühere Techniken ,zur Herstellung anamorphotiseher Bilder nicht ohne weiteres für eine komerzielle Nutzung in großem Stil geeignet.

Demgegenüber, insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Übereinstimmung der zurückgewandelten Bilder anamorphοtiseher Abbildungen mit dem Ausgangsbild wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung anamorphotiseher Bilder vorgeschlagen, bei welchem ein verzerrtes Bild aus einem Bild mit normalen Größenverhältnissen gewonnen wird, gekennzeichnet durch (a) Projizieren eines getreuen fotografischen Bilds eines Gegenstands mit normalen GrößenverhSltnissen vermittels eines dioptrischen Linsensystem auf eine gekrümmte reflektierende Oberfläche, wobei die Richtung des Axialstrahls des das Bild projizierenden Lichtbündels im wesentlichen senkrecht zur Achse der gekrümmten reflektierenden Oberfläche verläuft, (b) Reflexion des Lichtbündeis von der gekrümmten Oberfläche zur Erzeugung einer anamorphotisehen Abbildung und (c) Abfotografieren der anamorphotischen Abbildung auf der ebenen Oberfläche vermittels eines dioptischen Linsensystems.

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Im Rahmen der Erfindung kann der Gegenstand (Merkmal a) au^rh auf direkte Weise projiziert werden. Welches Pro.iektionsverfahren Anwendung findet, ist eine Frage der erzielbaren bzw. erforderlichen Lichtstärke bzw. Helligkeit. Je nach Anwendungsfall kann das Merkmal c)z, B. dann, wenn div anamorphotisehe Abbildung des projizierten Gegenstands auf einer ebenen Fläche das sichtbare Endprodukt darstellt, Anwendung finden.

Die Fotografie der über dieses Verfahren gewonnenen anamorphotischen Abbildung kann ohne weiteres einfach und billig in großen Stückzahlen produziert werden.

Es erweist sich als günstig, die ebene Oberfläche im rechten Winkel zur Achse der gekrümmten Oberfläche anzuordnen. In einigen Fällen wird die ebene Oberfläche von der Seite fotografiert, auf der die anamorphotische Abbildung liest, andererseits gibt es, insbesondere, wenn man eine durchscheinende ebene Oberfläche verwendet, die Möglichkeit, die anamorphotische Abbildung auf die eine Seite der Oberfläche zu reflektieren und sie von der anderen Seite der Oberfläche her zu fotografieren. Der Vorteil aller hier geoffenbarten Ausführungsformen besteht darin, daß die anamorphotische Abbildung äußerst schnell und einfach hergestellt werden kann.

Aufgäben, Vorteile und Merkmale der Erfindung lassen sich anhand der folgenden Beschreibung gewisser bevorzugter Ausführungsformen und der zugehörigen Zeichnungen voll verstehen. Von den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ausrüstung zur Erzeugung eines fotografischen Bildes eines anamorphotischen Abbildung gemäß dem zu einer ersten veranschaulichenden AusfÜhrurigsform. gehörigen, erfindungsgemäßen Verfahren;'

Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. i;

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Fin;, 3 eine schomntische Darstellung der Aütu

zur Frzeugung eines anamorphot!sehen -Bildes gemäß dem zu einer anderen veranschaulichenden Ausführunrs form gehörigen_verfindung^gem£ßen Verfahren;

Fig. 4 eine Grundriss ansieht eines Teiles der Ausrüstung aus Fif. 3 bei Blick van Linie k-k in ,1 ener■ Figur; und ·

Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht der Einrichtung zur Erzeugung eines ana-•morphotischen Bildes gemäß dem zu einer drittön verans chauliehenden Aus fithrungsform .,gehörigen, erfindungsgemäßen Verfahren. '

Fig. 1 und 2 zeigen ein System zur Herstellung einer anamorphot ischen Abbildung Io eines getreuen Bildes 11 des Gegenstands. Aus Gründen■'der Klarheit und Einfachheit der Darstellung sind die anamorphotischen Abbildungen in den Zeichnungen weniger verzerrt dargestellt, als 'dies normalerweise der Fall sain würde. Zur Herstellung des getreuen Bildes bildes der Gegenstand zuerst normal fotografiert und ein fotografisches Diapositiv herkömmlicher Größe hergestellt. Dieses Diapositiv kann z. B. ein Standard-35mm-Dia_> entweder in Farbe oder in Schwarzweiß, sein. Falls bewegte änamöfphotische Abbildungen erzeugt werden sollen, muß der entsprechende Film zur Erzeugung des fotoprafischen Transparents verwendet werden. *

Das fotografische Diapositiv wird in einen bei 12 schema- ,, tisch gezeigten Projektor eingesetzt. Der Projektor 12 weist ein dioptrisches Linsensystem 13 äuf> we-lc..nes so angeordnet ist, daß es ein getreues Bild des Gegenstands durch eine geeignete kleine Öffnung im Projektor auf die gekrümmte Oberfläche eines geraden zylindrischen Spiegels 15 mit einer Krümmuhgsachse 16 wirft. Die Projektion des Bildes ist in Fig. 1 schematisch durch einen Axialstrahl 17 und zwei Randstrahlen 18 und 19 dargestellt.

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Der Axialstrahl 17 des pcgizierten Bildes w5rd in einer Richtung gehalten, welche die Achse 16 des zylindrischen Spiegels 15 in rechtem Winkel trifft. Obwohl dieser Winkel etwas von genau 90° abweichen darf, führt jode wesentliche Änderung des Winkels zu unerwünschten Abweichungen, welche bei der Rückwandlung der anamorphotischen Abbildung in das wahre Bild wiedergegeben werden. Außerdem nimmt die Helligkeit der Abbildung ab, wenn der Projektor so geneigt wird, daß sich der Winkel vergrößert (im Uhrzeigersinn bei Betrachtung gem. Fig. 1), und wenn die Helligkeit zu gering wird, ist die Abbildung zu undeutlich, als daß sie noch viel praktische Anwendungsgebiete hätte. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte der Winkel zwischen dem Axialstrahl 17 und der Zylinderachse 16 nicht kleiner als ungefähr 70° und nicht größer als ungefähr 110° sein.

Der zylindrische Spiegel 15 sitzt auf einer weißen ebenen Oberfläche 2o in einem abgedunktelten Raum oder einer geeigneten Zeltanordnung, so daß-die Herstellung der anamorphotischen Abbildung nicht durch Fremdlicht störend beeinflußt wird. Es ist zu beachten, daß die Ebene'der Oberfläche 2o stets senkrecht zur Zylinderachse 16 gehalten wird. Das Licht aus dem Projektor 12, welches auf die zylindrische Oberfläche des Spiegels 15 trifft, wird katoptrisch in alle Richtungen um die Achse 17 des projizierten Bildes herum reflektiert. Ein Teil des reflektierten Lichts, dargestellt durch einen Hauptstrahl 22 und zwei Randstrahlen 23 und 2A, geht in Richtung auf die Oberfläche 2o und erzeugt dort das anamorphotisehe Bild Io,

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Die anamorphotischa Abbildung Io auf dor ebenen Oberfläche 2o wird mit einer Kamera 25 fotografiert. Die Kamera sitzt oberhalb und seitlich des zylindrischen Spiegels 15, so daß das Gesichtsfeld der Kamera, schematisch angedeutet durch den Äxialstrahl 27 und zv;ei Randstrahlen 2S und 29, das Gebiet in unmittelbarer Höhe des Schnittes zwischen der Oberfläche 2o und der gekrümmten Oberfläche des Spiegels,auf die Oberfläche 2o erfaßt. Um die Möglichkeit unerwünschter Abweichungen im Bild weiter herabzusetzen, wird der Axialstrahl 27 der Kamera parallel zur Zylinderachse 16 gehalten. Hier und in den Ansprüchen soll der Betriff "parallel" sowohl Achsen, welche zusammenfallen, als auch Achsen, welche räumlich getrennt parallel zueinander verlaufen, bezeichnen.

Der Film aus Kamera 25 wird in üblicher Weise entwickelt, und aus den fotografischen Negativen stellt man positive anamorphotisehe Abzüge bzw. Vergrößerungen her. Es versteht sich, daß diese Abzüge bzw. Vergrößerungen schnell und billig in Massen mit Hilfe herkömmlicher fotografischer Techniken produziert werden können, so daß sich praktisch jede beliebige Stückzahl anamorphotis eher Bilder herstellen läßt.

Wird ein zylindrischer Spiegel in der richtigen Stellung bezüglich eines anamorphotisehen Bildes angeordnet, und blickt man auf den Spiegel aus einer Richtung senkrecht zur Zylinderachse, so nimmt das Bild wieder seine wahren GrößenverhSltnisse an. Der Betrachtungsspiegel wird auf dem Bild in derselben relativen Orientierung wie der Spiegel 15 C Fig. 2) bezüglich der ebenen"Oberfläche 2o angeordnet. Bringt man den Betrachtungsspiegel auf der Oberfläche einer zylindrischen Säule eines Gebäudes oder eines anderen achitektonischen Gebildes an, so legt man das anamorphot is ehe Bild auf den Boden im Anschluß an die Säule, und vorbeigehende Leute sehen das rückgewandelte wahre Bild auf der zylindrischen Oberfläche.

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Die anamorphotipchen Bilder lassen sich ebenso auf vielen anderen Gebieten, wie der Publizistik, der Feklarne, der Ileimausstattung, bei Anzeigevorrichtunren, Einlegearbeiten, Mosaiken, Spielen, Spielzeur, Grußkarten, etc. verwenden.

Man kann die Bilder z. B. auch auf Gebrauchsp-erenständen wie Cocktailtabletts anbringen und sie über die zylindrische reflektierende Oberfläche eines Bechers, eines Cocktailshakers oder eines ähnlichen Gerenstandes auf dein Tablett betrachten.

In einem typischen Beispiel des Verfahrens gem. der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 hat der zylindrische Spiegel 15 einen Radius von 2,5*1 cm (l,o inch), der Abstand zwischen der reflektierenden Oberfläche und der Brennebene des ^ Projektors 12 beträgt 25,¹J cm (lo,o inch.).Der Projektor 12 ist so angeordnet, daß der Axialstrahl 17 die reflektierende Oberfläche 5,o8 cm (2,ο inch) oberhalb der ebenen Oberfläche 2o trifft, und die Brennebene der Kamera 25 liegt ^5,72 cm (I8,o inch) oberhalb der ebenen Oberfläche 2o. Der Horizontalabstand zwischen der Zylinderachse 1β und dem Axialstrahl 27 aus der Kamera beträgt Io,l6 cm (k_t ο inch). Diese Entfernungen sollen selbstverständlich nur ein Beispiel geben und hängen von Faktoren wie verwendeter Filmtyp, Blendenöffnung und Verschlußzeit der Kamera und des Projektors der gewünschten Größe der anamorphotischen Abbildung etc. ab.

Fig. 3 und H veranschaulichen die Ausrüstung, wie sie bei der Herstellung einer anamorphotischen Abbildung 3o gem. dem zu einer anderen bevorzugten Ausführungsform d'er Erfindung gehörigen Verfahren verwendet wird. Zu der Ausrüstung gehört ein gerader Kreiskegel 32 mit einer ausgeprägten, vergleichsweise scharfen Spitze. Diese Spitze

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sowie der übrige Teil der konischen Oberfläche besteht aus reflektierendem Material. Ein kleiner Planspiegel 3*i ist direkt über der Spitze des Kegels 32 im Abstand unter einem Winkel von 45 bezüglich der Kegelachse 35 angebracht. Der Spiegel 3¹» ist kreisförmig im Aufbau und koaxial mit dem Kegel, d. b. sein Mittelpunkt liegt auf der Kegelachse.

Ein Diaprojektor 36 ist so angeordnet, daß er das wahre Ausgangsbild auf den Spiegel 3** wirft. Das das Bild projizierende Strahlenbündel umfaßt einen Axialstrahl und zwei Randstrahlen 38 und 39» und der Projektor 36 ist bezüglich des Kegels 32 so angeordnet, daß der Axialstrahl 37 und die Kegelachse 35 einen rechten Winkel bilden. Der Spiegel 34 dreht die Projektionsrichtung um 90°, mit dem Ergebnis, daß der Axialstrahl 37 beim Auftreffen auf die Kegeloberfläche koaxial mit dem Kegel 32 verläuft. Diese Koaxialität sollte im Hinblick auf optimale Ergebnisse ziemlich genau eingehalten werden, denn selbst bei nur geringer Versetzung des Axialstrahls gegenüber der Kegelachse können unerwünschte Verzerrungen in das endgültige Bild hineingebracht werden. Die Randstrahlen 38a und 39a . erreichen die Oberfläche des Kegels in unmittelbarer Nähe seiner Basis fläche.

Die Basisfläche des Kegels 32 sitzt auf einer, weißen ebenen Oberfläche 4q. Die Oberfläche ko liegt in einer Normalebene zur Kegelachse 35 an einer Stelle, an der sie reflektiertes Licht im wesentlichen von der gesamten Kegeloberfläche empfängt, auf weiche Weise sich die anamorphotIsehe Abbildung 30 (Fig. 4) ergibt. Die Abbildung 3o ist ringförmig aufgebaut und umgibt die Basisfläche des Kegels in unmittelbarer Nähe.

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Eine Kamera 4l ist über dem Kegel 32 so angeordnet, daß der Axialstrahl 42 aus der Kamera mit'der Kegelachse 35 zusammenfällt. Die Kamera 41 nimmt die anamorphotische Abbildung 3o auf der Oberfläche 4o auf, wobei die Rückseite des Spiegels 34, welche vorzugsweise mit einer schwarzen nicht reflektierenden Schicht versehen ist, und ein Teil der KegeloberfISehe mit auf das Bild kommen. Bei der Herstellung der Abzüge bzw. Vergrößerungen von dem fotografischen Negativ erscheinen die Umrisse der Basis fläche des Kegels in der Mitte der Positive und markieren den richtigen Ort für die Anbringung des Betrachtungsspiegels. Der Betrachungsspiegel ist gleichermaßen konisch im Aufbau und sollte vorteilhafterweise die gleichen Abmessungen wie der Kegel 32 aufweisen.

In der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 sind die Kegelachse 35 der Axialstrahl 37a aus dem Spiegel 34 und der Axialsträhl 42 aus der Kamera koaxial, und die Kamera befindet sich auf derselben Seite der ebenen Oberfläche 4o, von der auch das anamorphotisehe Bild vom Kegel 32 herkommt. Bei einer anderen vorteilhaften ^Anordnung wird die Koaxialanordnung der Kegelachse, des projizierten Axialstrahls und des Axialstrahls aus der Kamera beibehalten, jedoch wird die ebene Oberfläche von der anderen Seite her fotografiert. In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise eine ebene Oberfläche 45 aus durchscheinendem Material gezeigt. Der konische Spiegel 32 ist auf der einen Seite der Oberfläche 45 angeordnet, während die Kamera 4l sich im Abstand auf der Rückseite der Oberfläche befindet. Der Projektor ist im Abstand zur Kegelspitze so angebracht, daß Projektor, Kegel und Kamera sämtlich koaxial liegen.

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Das vom Projektor 36 projizierte Bild ist in Pig. 5 durch einen Axialstrahl 47 und zwei Randstrahlen 48 und 49 angedeutet. Das Licht wird von dar gesamten konischen Oberflache des Kegels 32 reflektiert und erzeugt so eine anamorDhotische Abbildung' 5o des Bildes auf der Oberseite der durchscheinenden-Oberfläche 45. Die optische Achse der Kamera 41, dargestellt durch einen Axialstrahl 51, verläuft von der Rückbzw. Unterseite koaxial mit der Achse des Kegels 32 und dem Axialstrahl kf auf die Oberfläche 45 zu. Die Kamera 4l nimmt die anamorphotis ehe Abbildung 50 wie sie auf der Unterseite der Oberfläche 45 erscheint, auf, und der so hergestellte Film wird in konventioneller Weise entwickelt und kopiert.

Die verschiedenen dargestellten Ausführungs formen der Erfindung basieren auf einer kontrollierten Wechselwirkung zwischen zwei optischen Systemen, nämlich dioptrischen und katoptrischen. Ein wahres Bild des Gegenstandes wird durch ein dioptrisches System projiziert, das Licht wird also gebrochen und so gegen den zylindrischen oder konischen Spiegel gelenkt. Hier· setzt die Katoptrik ein, das Licht wird von den verspiegelten Zylinder oder Kegel reflektiert und erzeugt so das Zerrbild auf der ebenen Oberfläche., Die anamorphotische Abbildung beschreibt einen Winkel von l8o° oder mehr um den zylindrischen Spiegel und einen Vollwinkel von 360° um den kegelförmigen Spiegel. Ein weiterer Wechselwirkungsschritt von Katoptrik und Dioptrik findet statt, wenn die Abbildung mit Hilfe des dioptrischen Systems in der Kamera fotografiert wird. Der so entstehende Film enthält eine getreue Wiedergabe des Zerrbilds und ermöglicht die Wiederherstellung des Bildes in seiner wahren Form durch einen zylindrischen oder konischen Spiegel mit gleicher Exaktheit.

309839/09.3|_{atentansprüche}

Claims

Patentansprüche

flwVerfahren zur Herstellung anamorph ο tischer Bilder, bei welchem das verzerrte Bild aus einem Bild mit normalen Größenverhiiltnissen gebildet wird, gekennzeichnet durch (a) Projizieren eines getreuen fotografischen Bildes eines Gegenstands mit normalen Größenverhältnissen vermittels eines dioptrischen Linsensystems auf eine gekrümmte reflektierende Oberfläche, wobei der Axialstrahl des das Bild projizierenden Lichtbündels im wesentlichen senkrecht zu der bzw. zu einer Achse der gekrümmten reflektierenden Oberfläche gehalten wird, (b) Reflexion des Lichtbündels von der gekrümmten Oberfläche auf eine ebene Oberfläche zur Erzeugung einer anamorphotischen Abbildung (c) Abfotoografieren der anamorphotischen Abbildung auf der ebenen Oberfläche vermittels eines dioptrischen Linsensystems.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphotische Abbildung durch Reflexion des Lichtbündels auf die 5bene Oberfläche erzeugt wird, wobei diese Oberfläche mit der Krümmungsachse einen rechten Winkel einschließt, und daß die anamorphotische Abbildung auf der ebenen Oberfläche aus einer Richtung fotografiert wird, die parallel zur Richtung der Krümmungsachse liegt.
3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die reflektierende Oberfläche eine Zylinderoberfläche ist, der Winkel zwischen der Richtung des Axialstrahles des das Bild projezierenden Lichtbündels und der Achse der. zylindrischen · ' Reflexionsoberfläche in einem Bereich von 90° ■♦ gehalten wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn^adie reflektierende Oberfläche eine konische Oberfläche mit einer ebenfalls aus reflektierendem Material bestehenden-Spitze ist, die Richtung des das Bild projezierenden Lichtbündels so geändert wird, daß sein Axialstrahl beim -Auftreffen auf die Kegeloberfläche koaxial mit der Achse der Kegeloberfläche verläuft. ' · ■
5. Verfahren, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß . das Fotografieren der durch Reflexion des Lichtbündels von der Kegeloberfläche auf die ebene Oberfläche erzeugten anamorphotischen Abbildung durch eine Kamera geschieht, deren otische Achse mit der Kegelachse zusammenfällt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphot is ehe Abbildung auf der ebenen Oberfläche von derselben Seite der ebenen-Oberfläche

* fotografiert wird, von der auch 'die fotografischen Bilder auf die reflektierende Oberfläche projiziert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anamorphotisehe Abbildung auf der ebenen

■ Oberfläche von der Seite der ebenen Oberfläche fotografiert wird, die der Seite gegenüberliegt, von welcher die-fotografischen Bilder auf die reflektierende Oberfläche projiziert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine anamorphotische Abbildung durch Reflexion auf die eine Seite einer durchscheinenden ebenen Oberfläche erzeugt wird und daß die anamorphotische Abbildung von der anderen Seite der Oberfläche her fotografiert wird.

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IiJ. März 1973/648 d

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