DE2321524A1 - Verfahren zur stereoskopischen darstellung von raumbildern - Google Patents

Description

• Verfahren zur stereoskopischen Darstellung von Raumbildern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur stereoskowischen Darstellung von Raumbildern, wobei das Raumbild aus zwei Einzelbildern besteht, die dem rechten und dem linken Auge des Beobachters getrennt zur Beobachtung angeboten werden.
• Für die Darstellung dreidimensionaler Szenen bedient man sich der Pseudostereoskopie: Dem linken und dem rechten Auge werden jeweils eine zweidimensionale Projektion der Szene angeboten, bei der für die beiden Bilder der Ort des abbildenden Systems normalerweise um den Augenabstand unterschiedlich ist. Da es unmöglich ist, beide ProJektionen zur Deckung zu bringen, können die Augen nur Jeweils einen gemeinsamen Punkt fixieren. Aus der sich dabei ergebenden Parallaxe der beiden Augen resultiert der Eindruck für die räumliche Tiefe des fixierten Punktes.
• Die beiden Projektionen müssen den beiden Augen getrennt angeboten werden. Dies gelingt am einfachsten mechanisch durch Verwendung von zwei getrennten Beobach-tungs-flächvn und völlig getrennten Lichtwegen. Bei gemeinsamer Beobachtungsfläche werden für die Trennung der beiden Bildkanäle entweder Polarisationszustände oder Farbzustände in-bekannter Weise in Kombination einer die Zustände diskrininierenien Brille verwendet.
• Die bekannten Verfahren bieten nun die beiden Teilbilder eines Raumbildes den beiden Augen gleichzeitig an, da man bisher der Meinung war, daß die Beobachtung der beiden Einzelbilder gleicnzeitig erfolgen muß. Daraus resultiert ein sehr hoher Aufwand, der verhindert hat, daP sich stereoskopische Verfahren bis heute bei Film oder Fernsehen durchsetzten. Es müssen nämlich zwei huLnahmeontiken verwendet werden, sowie eine zweifache Bandbreite bei der Aufzeichnung und Übertragung der Kanäle, zwei Optiken bei der Wiedergabe bzw. zwei Fernsehröhren bei stereoskopischer Fernsehdarstellung. Außerdem ist ein derartiges Verfahren gegenüber dem normalen Fernsehverfahren wegen der parallelen Übertragung von zwei Einzelkanälen erheblich benachteiligt.
• Es wurde nun gefunden, daß die bisher angenommene Voraussetzung der Gleichzeitigkeit der beiden visuellen Eindrücke falsch ist.
• Da der Vergleich der beiden den Augen getrennt angebotenen Einzelbilder nicht an den optischen-Stimuli auf den beiden Netzhäuten ansetzt, sondern an einem elektrischen Reizpunkt im tieferliegenden gehirnoptischen System, wird selbst bei einem erheblichen Zeitunterschied zwischen den beiden getrennt angebotenen Einzelbildern noch ein Raumbild gesenen.
• Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur stereoskopischen Darstellung von Raumbildern der eingangs genannten Art anzugeben, das zu einer außerordentlichen Vereinfachung der technischen Anordnungen und damit zu einem praxisgerechten Einsatz mit einkanaligen Systemen und Geräten des Films und Fernsehens geeignet.ls.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die beiden Einzelbilder zeitlich nacheinander aufgezeichnet werden, die Übertragung vom Aufzeichnungsort zum Beobachtungsort zeitlich nacheinander über nur einen Ubertragungskanal erfolgt und daß sie den Augen des Beobachters ebenfalls zeitlich nacheinander zur Beobachtung angeboten werden.
• Die beiden Einzelbilder werden dabei entweder als Ganzes oder teilweise sequentiell aufgezeichnet und anschließend~ent.--der als Ganzes oder teilweise sequentiell vom Aufzeichnungscrt zin Beobachtungsort übertragen.
• Am Beobachtungsort werden die beiden EinzelbiIder vorzugsweise auf derselben Fläche den Augen zur Beobachtung angeboten.
• Zur getrennten Beobachtung der beiden Einzelbilder wird vorteilhafterweise ein periodischer Schalter zwischen der Beobachtungsfläche und den Augen des Beobachters vorgesehen, dessen Schaltfrequenz oberhalb der Flimmergrenze liegt und der jedes Einzelbild jeweils nur einem Auge zugänglich macht.
• Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer Aufzeichnungsoptik, einem Ubertragungskanal, einer Wiedergabeoptik, sowie einem einen periodischen Schalter aufweisenden Diskriminator zur getrennten Beobachtung der beiden sequentiell erzeugten Einzelbilder durch die beiden Augen des Beobachters.
• Der periodische Schalter kann entweder mit der Aufzeichnungsoptik oder mit der Wiedergabeoptik verbunden sein und wird von diesen gesteuert.
• Der periodische Schalter ist entweder ein Polarisationsschalter, der aus wenigstens einem umschaltbaren Polarisator und aus zwei Analysatoren besteht oder er ist ein Farbschalter, der aus wenigstens einem umschaltbaren Farbfilter und aus zwei festen Farbfiltern besteht oder er ist eine Flüssigkristallzelle, die die räumliche Kohärenz des sie durchsetzenden Lichtes ändert oder aber er ist ein mechanischer Schalter.
• Besonders günstig ist es, wenn der periodische Schalter und der Diskriminator zusammen eine bauliche Einheit bilden, die die Form einer vom Beobachter zu tragenden Brille aufweist.
• Nit dem erfindungsgemäßen Verfahren, sowie der Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens ist es also möglich, die beiden zur Erzielung des stereoskopischen Effektes erforderlichen Einzelbilder sequentiell aufzuzeichnen und mit einem einzigen Übertragungskanal zum Beobachtungsort zu übertragen. Durch Aneinanderreihung von verschiedenen Bewegungsphasen eines darzustellenden Objektes wird also bei der Wiedergabe der Eindruck räumlicher, d.h. dreidimensionaler, Obåektdarstellung erzeugt.
• Bei der Wiedergabe werden die zu einem Raumbild gehörenden Einzelbilder den beiden zugeordneten Augen zeitlich nacheinander zur Beobachtung gebracht, wobei es auch möglich ist, die beiden Einzelbilder nicht nur zeitlich nacheinander sondern auch gleichzeitig aufzuzeichnen. Die Übertragung zum Beobachtungsort erfolgt in Jedem Fall zeitlich nacheinander, wobei entweder die Einzelbilder als Ganzes oder in Teile nacheinander übertragen werden, so daß zu einem gegebenen Zeitpunkt der Übertragungskanal nur Informationen über ein Einzelbild überträgt. Für die Erzeugung der beiden Einzelbilder auf der Beobachtungsfläche wird ein und dieselbe erzeugende Anordnung verwendet, was einen erheblichen Vorteil gegenüber den bekannten zweikanaligen Anordnungen darstellt.
• Der zwischen dem visuellen Apparat des Beobachters und dem Einzelbilderzeuger vorgesehene periodische Schalter sorgt dann dafür, daß jedes Einzelbild jeweils nur dem zugeordneten Auge zugänglich gemacht wird.
• Der den Schaltzustand bestimmende Teil des Schalters wird z.B.
• durch unterschiedliche Farben der Einzelbilder bei Beobachtung mit einer Farbbrille gesteuert oder durch abwechselnd auseinander senkrecht stehende Polarisationsrichtungen bei Beobachtungen mit einer Polarisationsbrille. Der den Schaltzustand bestimmende Teil des Schalters kann direkt hinter dem Aufzeichnungsmedium angeordnet sein und ist z.B. ein rotierender Polarisator oder eine Kerrzelle- oder eine Pockelszelle mit periodisch um 90° versetzter Polarisation bei Beobachtung mit einer Polarisationsbrille oder ein rotierendes Farbfilter oder ein elektrisch periodisch steuerbares Farbfilter bei Beobachtung mit einer Farbbrille.
• Der Schalter kann entweder ein Polarisationsschalter oder ein Farbschalter sein, oder z.B. eine Flüssigkristallzelle, die durch turbulente Streuung die räumliche Kohärenz des durchtretenden Lichtes verändert oder einfach ein mechanischer Schalter, wie beispielsweise rotierende oder schwingende Blenden. Am günstigsten ist es, alle Schalter miteinander räumlich zu vereinigen und ihnen die Form einer vom Beobachter zu tragenden Brille oder einer anderen ähnlichen festen Anordnung zu geben.
• Zur Synchronisierung können vom Einzelbilderzeuger Signale an die Schalterelemente übertragen werden.
• Die Frequenz der Einzelbilddarstellung wird so groß gewählt, daß sie oberhalb der Flimmergrenze dieser Art der Aufzeichnung und Wiedergabe liegt. Bei einem nicht räumlichen Empfang mit der vorliegenden Anordnung kann zur Verbesserung des Flimmerns das Signal für jedes Einzelbild zweimal hintereinander erzeugt werden.
• Die vorliegende Erfindung eignet sich sowohl für eine Aufzeichnung und Wiedergabe ähnlich den bekannten Filmverfahren, als auch für Aufzeichnung, Ubertragung und Wiedergabe ähnlich den bekannten Schwarz-Weiß- und Farb-Fernsehverfahren.
• Im ersteren Fall wird zur abwechselnden Aufzeichnung von einem Raumbild zugeordneten Einzelbildern einer Filmkamera als Zuaatzvorrichtung ein Linsensystem vorgeschaltet und bei der Wiedergabe dem Filmprojektor zur periodischen Codierung der Einzelbilder ein Linsensystem als Zusatzvorrichtung nachgeschaltet, 12 Patentansprüche

Claims (12)

1. Patentansprüche 9 Verfahren zur stereoskopischen Darstellung von Raumbildern, wobei das Raumbild aus zwei Einzelbildern besteht, die dem rechten und dem linken Auge des Betrachters zur Beobachtung angeboten werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die beiden Einzelbilder zeitlich nacheinander aufgezeichnet werden, daß die Übertragung vom Aufzeichnungsort zum Beobachtungsort zeitlich nacheinander über nur einen Ubertragungskanal erfolgt und daß sie den Augen des Beobachters ebenfalls zeitlich nacheinander zur Beobachtung angeboten werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die beiden Einzelbilder entweder als Ganzes oder teilweise sequentiell aufgezeichnet werden.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t ,daß die beiden Einzelbilder entweder als Ganzes oder teilweise sequentiell vom Aufzeichnungsort zum Beobachtungsort übertragen werden.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß beide Einzelbilder derselben Fläche am Beobachtungsort den Augen zur Beobachtung angeboten werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zur getrennten Beobachtung der beiden Einzelbilder ein periodischer Schalter zwischen der Beobachtungsfläche und den Augen des Beobachters vorgesehen ist, dessen Schaltfrequenz oberhalb der Flimmergrenze liegt und der Jedes Einzelbild jeweils nur einem Auge zugänglich macht.
6. 6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5 g e k e n n z e i c h n e t durch eine Aufzeichnungsoptik, einen Ubertragungskanal, einer Wiedergabeoptik sowie einen einen periodischen Schalter aufweisenden Diskriminator zur getrennten Beobachtung der beiden sequentiell erzeugten Einzelbilder durch die beiden Augen des Beobachters.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der periodische Schalter entweder mit der Aufzeichnungsoptik oder mit der Wiedergabeoptik verbunden ist und von diesen gesteuert wird.
8. 8. Anordnung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der periodische Schalter ein Polarisationsschalter ist, der aus wenigstens einem umschaltbaren Polarisator und aus zwei Analysatoren besteht.
9. 9. Anordnung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der periodische Schalter ein Farbschalter ist, der aus wenigstens einem umschaltbaren Farbfilter und aus zwei festen Farbfiltern besteht.
10. 10. Anordnung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der periodische Schalter eine Flüssigkristallzelle ist, die die räumliche Kohärenz des sie durchsetzenden Lichtes ändert.
11. 11. Anordnung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch g e k e n n z e i c h nse t , daß der periodische Schalter ein mechanischer Schalter ist.
12. 12. Anordnung nach Ansprüchen 6 bis 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der periodische Schalter und der Diskriminator zusammen eine bauliche Einheit bilden, die die Form einer vom 3eobachter zu tragenden Brille aufweist.