DE2348700C3 - Verfahren und Vorrichtungen zur Einstellung einer Stereoaufnahmeeinrichtung bei der Herstellung eines Stereorasterbildes - Google Patents

Description

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15. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert von X, in innerhalb des durch 2cW(N-\) bestimmten Bereichs gehalten wird, wobei czwischen etwa 1,0 und etwa 5,0 liegt

16. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch

13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Skala (160, η 16?, 164, 166) eine Reihe von Kerben (202, 204, 206, 208, 210,214,216) enthält, sowie eine Klinkenanordnung (172), die auf dem Schlitten (118) gelagert ist und wahlweise mit den Kerben (202, 204, 206, 208 210, 214, 216) jeder Skala (160, 162, 164, 166) in -»o Eingriff pebracht werden kann.

■|7. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch

16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Skala (160, 162, 164, 166) eine ungerade Anzahl von Kerben (202, 204,206,208,210,214,216) enthält, und daß die « Einrichtung zur schrittweisen Bewegung Bezugseinrichtunj-en (186 bis 1%) zur Kinnzeichnung der mittleren Kerbe jeder Skala (160, 162, 164, 166) enthüll.

18. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch ίο

17. dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Kerben in Längsrichtung der Halteeinnchtung (114) zur Aufnahme sämtlicher Skalen (160, 162, 164, 166) innerhalb einer minimalen Länge gestaffelt angeordnet sind. 'S¹;

19. Kamerahiilterungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenanordnung (172) eine Spitze (182) aufweist, die in einer Bewegungsrichtung des Schlittens (118) aus den Kerben (202, 204, 206, 208, bo 210, 214, 216) hera i beweglich und in der anderen Bewegungsrichtung des Schlittens (118) nicht aus den Kerben (202, 204, 206,208, 210,214, 216) heraus beweglich ist.

20. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch

14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand T zwischen den äußersten Kerben jeder Skala (160, 162, 164,166) aus vorgegebenen Werten von Xt , R, X₁., Ri

ub

b - α

21. Kamerahalterungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch eint am Schlitten (118) vorgesehene Hand-Antriebseinrichtung (116) zur Bewegung des Schlittens (118) längs der Halteeinnchtung (114).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf Vorrichtungen zur Einstellung einer Stereoaufnahmeeinrichtung bei der Herstellung eines Stereorasterbildes, der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1,10 bzw. 12 beschriebenen Art.

Nach einem bekannten Verfahren (US-PS 7 65 980) zur Herstellung von Stereoskopbildc;.. einer gegebenen Szene wird die Szene einige Male von verschiedenen Aufnahmepunkten oder unter verschiedenen Winkeln gegenüber den Elementen oder Objekten in der Szene fotografiert. Die aufeinanderfolgenden Aufnahmepunkte habe.; normalerweise die gleiche vertikale Höhe und liegen horizontal längs einer geraden Linie oder eines Kreisbogens in gleichen Abständen zueinander.

Es ist weiterhin bekannt, eine Szene einige Male von einem einzigen Aufnahmep.'nkt aus zu fotografieren und die Szene für jedes aufeinanderfolgende Bild gegenüber der Aufnahmestellung zu verschieben oder zu verdrehen. Beide Techniken sind einander vollständig analog, da die relative Stellung von Kamera und Szene in identischer Weise variiert wird.

Es sind hauptsächlich zwei Verfahren bekannt, nach denen die fotografischen Aufnahmen für ein Stereorasterbild auf einem Film oder einer Platte hinter einem Linsenraster aufeinandergelegt werden, nämlich das sogenannte direkte und das sogenannte indirekte Verfahren.

beim direkten Verfahren wird in der Kamera unmittelbar vor dem Negativ ein Linsenraster angeordnet. Nach jeder Belichtung des Negativs (wenn ge ennte Bilder in unterschiedlichen relativen Stellungf ι von Kamera und Szene aufgenommen werden) oder während der Belichtung des Negativs (wenn die relativen Stellungen von Kamera und Szene während einer einmaligen Belichtung kontinuierlich geändert werden) wird der Linsenraster gegenüber dem Negativ seitlich bewegt, oder Negativ und Raster werden zusammen in der gleichen Richtung wie die Kamen bewegt (wenn ein Linsjnrasterfilm verwendet wird), uⁿd ZA'ar so, daß die aufeinanderfolgenden Aufnahmen des sogenannten Schlüsselelements der Szene in Deckung mit eimern gewählten Punkt auf dem Linsenraster liegen. Nachdem das Negativ vollständig belichtet ist, wiro es aus der Kamera entfernt und auf normale Weise J.u einem Bild, Diapositiv oder Film entwickelt. SchlieLslich wird ein weiterer Linsenraster (falls kein Linsenrasterfilm verwendet wird) in richtiger Deckung auf die Fotografie oder das Diapositiv gelegt, um das Stereorasterbild zu vollenden.

Ein Verfahren zur Herstellung von Bildern nach der direkten Methode, d h. innerhalb der Kamera, ist in der US-PS 33 80 360 beschrieben.

Beim sogenannten indirekten Verfahren zur Aufnah-

me von Bildern wird kein Linsenraster in der Kamera verwendet.

Es wird ein getrenntes Negativ in jeder unterschiedlichen Stellung von Kamera und Szene belichtet. Nach der Belichtung werden die Negative entwickelt und aufeinanderfolgend mittels eines Vergrößerungsgeräts auf fotoempfindlichen Film projiziert, auf dem ein Linsenraster liegt.

Die Negative werden so projiziert, daß die aufeinanderfolgenden schmalen Bildstreifen, die mittels des Linsenrasters auf den Film fokussiert werden, aneinander angrenzend auf dem Film liegen. Diese Technik der schrittweisen Bilderzeugung ist als »Zusammensetzen« des Stereorasterbildcs bekannt.

Darauf wird der foloempfindliche Film entwickelt. Der gleiche oder ein identischer Linsenraster wie der. der zum Zusammensetzen verwendet wurde, wird in richtiger Weise mit dem zusammengesetzten Bild in Deckung gebracht, um dem Betrachter ein stereoskopisches Bild darzubieten.

Um nach dem direkten oder indirekten Fotografierverfahren fotografische Negative zu erhalten, kann der Fotograf eine oder mehrere von vielen Variablen einstellen, auf die er einen direkten Einfluß hat. Dabf i handelt es sich um bekannte und unbekannte Variable, z. B. die gewünschte Größe des herzustellenden Stereorasterbildes, das Auflösungsvermögen und die Rasterbreite des Linsenrasters, die Anzahl und Größe der zweidimensionalen Bildnegative, die aufgenommen und zum Bestandteil des Stereorasterbildes gemacht werden sollen, den Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Aufnahmepunkten, von denen die Negative aufgenommen werden, die Brennweite der Kamera, den Abstand der Kamera zum nächsten Element der zu fotografierenden Szene, den Abstand der Kamera vom am weitesten entfernten Element der aufzunehmenden Szene und den Al stand der Kamera zu einem Element (dem Schlüsselelemenl) in der Szene, da. in der Ebene des Bildes liegen soll. Nicht nur die gegenseitige Zuordnung dieser zahlreichen Variablen ist für den Fotografen äußerst schwierig, sondern es ist bisher auch

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können, daß das fertige Stereorasterbild gleichbleibend eine hohe Qualität hat.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren zur Bestimmung, Zuordnung und Einstellung der zahlreichen Variablen anzugegeben, die sich auf die Qualität eines Stereoskoprasterbildes auswirken, und zwar derart, daß praktisch unter allen Bedingungen Stereorasterbilder von gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden können. Weiter sollen Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei gegebener richtiger Parallaxe, können die restlichen relevanten Variablen, die bei der Aufnahme und Zusammensetzung eines stereoskopischen Bildes bestimmt werden müssen, in der im folgenden beschriebenen Weise einander zugeordnet werden. Umgekehrt ist es möglich, mit den fotografischen Variablen zu beginnen und festzustellen, ob die diesen Variablen zugehörige Parallaxe in den richtigen Bereich für eine gute Bildqualität fällt Diese letztere Möglichkeit erlaubt die Einstellung der Parallaxe des stereoskopischen Bildes während der Zusammensetzung, wenn das indirekte Verfahren angewendet wird.

Zunächst seien einige der im folgenden verwendeten Begriffe definiert. Bei einer typischen fotografischen Anordnung, gleichgültig, ob die fotografischen Bedingungen als Teleskopfotögrafie, Makrofotografie, Mikrofotografie, Radiografie usw. bezeichnet werden

-, können, muß eine fotografische Kamera eine Bildaufzeichnung eines Objektfeldes von mehreren Aufnahmepunkten aufnehmen. Der Begriff »Bildaufzeichnung« umfaßt ein einziges dreidimensionales (lineiformes) Negativ, wenn das direkte Stereoskopfolografie-Vef-

m fahren angewendet wird, oder mehrere zweidimensionale Negative, wenn das indirekte Verfahren angewendet wird. Unter dem »Objektfeld« wird die zu fotografierende Szene verstanden. Der Ausdruck »Objektfeld« wird statt »Szene« deshalb verwendet, da

r, beispielsweise bei der Röntgenfotografie und Mikrofotografie das Objektfeld den Gegenstand oder die Hauptsache bilden kann, beispielsweise ein einzelnes Objekt allein. Auch ist es unter bestimmten fotografischen Bedingungen, beispielsweise bei der Elektronen-Mikrofotografie und bei der Röntgenfotografie, die Bildaufnahme des Objektfeldes von einem Bildverstärkerschirm oder dergleichen aufzunehmen. Das Objektfeld ist in diesem Falle der zu prüfende Gegenstand, nicht der Verstärkerschirm, der lediglich

2·-ι das projizierte Bild des Objektfeldes zeigt.

Bei der Aufnahme einer Bildaufzeichnung des Objektfeldes befindet sich die Kamera an mehreren Aufnahnoipunkten oder in verschiedenen Stellungen gegenüber dem Objektfeld. Der Ausdruck »Aufnahmepunkt« umfaßt im folgenden auch den Fall, daß sich das Objektfeld gegenüber der Kamera bewegt oder umgekehrt. Aufeinanderfolgende Aufnahmepunkte bilden eine gerade oder kreisbogenförmige Linie. Ist beispielsweise die Kamera mit mehreren Linsen versehen und können mit ihr mehrere zweidimensionale Negative gleichzeitig aufgenommen werden, so wird die Linie der Aufnahmepunkte durch die Kamera selbst bestimmt. Wird jedoch eine Kamera mit nur einer Linse verwendet (nach dem direkten oder indirekten Verfah-

•ίο ren). um aufeinanderfolgende Bilder an mehreren Aufnahmepunkten aufzunehmen, so folgt die Bewegung rjior liompra nnrmaltTu/picp Apr I .inip der Aufnahmepunkte.

Die Linie der Aufnahmepunkte der fotografischen Anordnung liegt in einem Abstand von einem Punkt oder einer Ebene im Objektfeld, der bzw. die in der Ebene des stereoskopischen Bildes liegen soll. Diese, das Schlüsselelement des Objektfeldes enthaltende Ebene wird im folgenden als »Objektfeldebene« bezeichnet.

to Für die nachfolgende Beschreibung müssen drei Punkte oder »Elemente« im Objektfeld demiiert werden, nämlich ein »nächstes Vordergrundelement«, das das der Aufnahmepunktlinie am nächsten gelegene Vordergrundelement ist, das im fertigen Stereoraster-

S5 bild scharf erscheinen soll, das »am weitesten entfernte Hintcrgrundelement«, das das von der Aufnahmepunktlinie am weitesten entfernte Hintergrundelement ist, das im fertigen Stereorasterbild scharf erscheinen soll, und ein Element des Schlüsselgegenstandes, das sich in einer Zwischenstellung im Objektfeld befindet. Soll das Stereoras ;erbild sowohl einen Vorder- als auch einen Hintergrund haben, so enthält es eine Vordergrundebene, die parallel zur Objektfeldebene liegt und durch das Vordergrundelement hindurchgeht, sowie eine Hintergrundebene, die parallel zur Objektfeldebene liegt und durch das Hintergrundelement hindurchgeht. Soll das Stereorasterbild nur einen Vordergrund oder nur einen Hintergrund haben, so werden das Hintergrundelement

und die Hintergrundebene bzw. das Vordergrundelement und die Vordergrundebene eliminiert.

Selbstverständlich kann das Bild außer dem »nächsten Vordergrundelement« und dem »am weitesten entfernten Hintergründelement« andere Vordergrund- und Hintergrur.dlemente enthalten. Gemäß der Erfindung erscheinen solche Vorder- Und Hintergründelemenlf,, die näher am Schiüsselgegenstand liegen als die entsprechenden »nächsten« und »weitesten« Elemente scharf, Während dahinter- bzw. davörliegende Elemente unscharf werden. Für künstlerische oder anr'ere Zwecke kann es jedoch unter manchen Umständen wünschenswert sein, derartige verschwommene Bilder zu erhalten. Ein Beispiel hierfür ist der Fall, in dem sich ein vergleichsweise kleiner oder unwichtiger Gegenstand vor den am meisten interessierenden Vordergrundelementen oder hinter den am meisten interessierenden Hintergrundelementen befindet. In diesem Fall ist die Qualität (.Schärfe) Her Rüder der wichtigen Vorder- oder Hintergrundelemente von besonderer Wichtigkeit und nicht die der unwichtigen Vorder- und Hintergrundelemente, obwohl sich dieses Element in einem größeren Absland vom Schlüsselelement befindet. Im folgenden ist daher das »nächste Vordergrundelement« in diesem Beispiel das hauptsächliche Vordergrundelement, das am nächsten zur Aufnahmepunktlinie liegt, und das »am weitesten entfernte Hintergrundelement« das Haupt-Hintergrundelement, das von der Aufnahmepunktlinie am weitesten entfernt ist.

Schließlich sei der Begriff »Hauptachse des Objektfelde¹"'! definiert. Diese Achse ist eine durch das Zentrum des Objektfeldes senkrecht zur Objektfeldebene gezogene Linie. Sie verläuft üblicherweise auch durch den mittleren Aufnahmepunkt. Da die Objektfeldebene parallel zur Vordergrund- und Hintergrundebene liegt, verläuft die Hauptachse auch senkrecht zu diesen beiden Ebenen. In manchen Fällen, jedoch nicht notwendig, verläuft die Hauptachse durch eines oder mehrere der nächsten Vordergrundelemente, das Schlüsselelement und das am weitesten entfernte Hintergrundelement.

Wie oben erwähnt, muß die Bildaufzeichnung für ein stereoskopisches Bild an mehreren Äufnahmepunkten aufgenommen werden. Bei einem stereoskopischen Bild ergibt bei Verwendung eines Linsenrasters jede getrennte Ansicht von jedem getrennten Aufnahmepunkt ein getrenntes lineiformes Bild unterhalb jeder Linse des fertigen Bildes. Daher ist innerhalb der Auflösungsgrenzen des Linsenrasters die Qualität des Stereorasterbildes um so höher, je größer die Anzahl der von verschiedenen Aufnahmepunkten aufgenommenen Bilder ist.

Bei Anwendung des direkten Verfahrens können nicht sämtliche aufgenommenen zweidimensionalen !Negative zur Zusammensetzung des fertigen Bildes verwendet werden. Erfindungsgemäß kann die Parallaxe im endgültigen oder fertigen stereoskopischen Bild dadurch gesteuert werden, daß die Anzahl der beim Zusammensetzen verwendeten Negative begrenzt wird.

Somit braucht beim indirekten Verfahren die Anzahl der Aufnahmepunkte, an denen die zweidimensionalen Negative aufgenommen werden, nicht gleich der zur Zusammensetzung des stereoskopischen Bildes verwendeten Anzahl von Negativen zu sein. Jedoch werden für die Obereinstimmung zwischen dem direkten und indirekten Verfahren die Aufnahmepunkte, an denen im fertigen stereoskopischen Bild nicht verwendete Negative aufgenommen wurden, ignoriert Demzufolge ist die Anzahl N der Aufnahmepunkte auf die Anzahl derjenigen Aufnahmepunkte begrenzt, an denen eine Bildaufzeichnung erfolgt, die im stereoskopischen Bild verwendet wird.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 9.

Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und zwar eine Kamera und eine ίο Kamerahalterungsariordnung sind Gegenstand der Patentansprüche 10 bzw. 12.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind Gegenstand der Patentansprüche 11 bzw. 13 bis 21.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. IA die schematische Darstellung von drei Objektfeldelementen-Stellungen und drei unterschiedlichen fotografischen Aufnahmeniiniiten 7iir fotngrafisehen Belichtung eines Objektfeldes,

F i g. 1B eine F i g. 1A ähnliche schematische Darstellung dreier Objektfeldelementen-Stellungen und von fünf unterschiedlichen fotografischen Aufnahmepunkten zur fotografischen Belichtung eines Objektfeldes,
F i g. 2 die schematische Ansicht von drei Objektfeldelementen eines fotografischen Aufnahmepunktes und eines vergrößerten Stereorasterbildes,

F i g. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Auswirkung von drei Parallaxenwerten in einem Stereorasterbild mit fünf Bildausschnitten,

Fig.4 eine schematische Darstellung der Auswirkung der optimalen Parallaxe bei einem Stereorasterbild,

F i g. 5 eine schematische Darstellung der Auswirkung einer größeren als der optimalen Parallaxe in einem Stereorasterbild,

Fig. 6 die schematische Darstellung einer fotografischen Anordnung bei der Aufnahme eines Stereorasterbildes,

F i g. 7 die schematische Darstellung eines bei der Aufnahme eines Stereorasterbildes verwendeten optischen Systems,

F i g. 6 die Wiedergabe eines fertigen Siereorasterbiides,

Ί5 Fig.9 die Wiedergabe (bezogen auf Fig.8) einer Technik zur Anordnung der Bildebenen im Bildbereich des fertigen Stereorasterbildes,

Fig. 10 die schematische Draufsicht auf eine zu fotografierende Szene,

F i g. 11 eine schematische Draufsicht (in Zusammenhang mit Fig. 10) mit der Darstellung einer besonderen Fongrafiertechnik,

Fig. 12 die Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer" Kamera,
F i g. 13 die Draufsicht der Kamera der F i g. 12,

Fig. 14 die Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kamerahai terungsanordnung,

Fig. 15 die Rückansicht der Kamerahalterung der Fig. 14,

Fig. 16 die Draufsicht der Kamerahalterung der F ig. 14,

Fig. 17 einen Querschnitt durch die Kamerahalterung gemäß F i g. 14,

Fig. 18A und 18B den Aufbau und die Anordnung der Skala bei einer Ausführungsform der Kamerahalterung gemäß F i g, 14,

Fig. 19Aund 19Bden Aufbau und die Anordnung der Skala bei einer zweiten Ausführungsform der Kamera-

halterung gemäß F i g. 14,

Fig.20 eine schematische Darstellung der Art und Weise, wie die Kamerahalterung der Fig. 14 als Halterung für zu fotografierende Objekte gebraucht werden kann,

Fig.21 eine schematische Darstellung der Art und Weise, wie ditJ Kamera gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel längs eines Kreisbogens bewegt werden kann un.d

F i g. 22 eine schematische Darstellung der Art und Weise, wie die zu fotografierenden Objekte auf einem Drehtisch gemäß einer weiteren Ausführungsform gedreht werden können.

Die Qualität eines Stereorasterbildes steht in direkter Beziehung zur Größe der Parallaxe, die, wie im folgenden im einzelnen erläutert wird, die scheinbare Verschiebung der Stellung eines Elements eines Objektfeldes infolge der relativen Stellungsänderung der Elemente und/oder der Stelle, von der aus das

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Eicniciii betrachtet wird, ist. Wenn daher der Paraüaxc- 2ü wert eines fertigen Stereorasterbildes gering ist, ist die Abbildung des zu fotografierenden Objekts oder der Objekte im Bild flach. 1st dagegen der Parallaxewert groß, so erscheint das fotografierte Objekt bzw. Objekte verschwommen und unscharf, da die verschiedenen Teile der Abbildung einander überlagern und stören.

Zwar aus etwas unterschiedlichen Gründen, haben Parallaxeänderungen beim menschlichen Sehen im wesentlichen die gleiche Auswirkung. Wird ein entfernles Objekt betrachtet und ist die Parallaxe gering, so fehlt die Tiefe und Trennung, d. h. der sogenannte dreidimensionale Effekt. Befindet sich das betrachtete Objekt sehr nahe an den Augen und ist der Wert der Parallaxe groß, so ist es schwier g, ein festes Bild des is Objekts zu sehen.

Bei einem Stereorasterbild mit vollkommener dreidimensionaler Wirkung sollten sämtliche Elemente des fotografierten Objektfeldes völlig in der Brennebene Hegen und scharf sein. Um dieses Ideal annähernd zu 4η erreichen, muß ein Bereich der zulässigen Parallaxenwerte festgelegt werden. Zusätzlich müssen die fotoErafischen Variabler, so gesteuert werden, daß der richtige Parallaxenwert unter sämtlichen fotografischen Bedingungen erreicht wird. Derartige ßpdingungen Hegen bei der Teleskopfotografie, der Makrofotografie, der Mikrofotografie oder der Röntgenfotografie vor.

Die Erscheinung der Parallaxe ist zu beobachten, wenn man ein einziges Element eines Objektfeldes von zwei oder mehreren Betrachtungspunkten aus beobachlet oder, wenn zwei oder mehr Elemente von einem einzigen Betrachtungspunkt aus beobachtet werden. Im ersteren Fall kann die Parallaxe als scheinbare Verschiebung oder Differenz der scheinbaren Richtung eines Elements definiert werden, wie es von unterschiedlichen Betrachtungspunkten beobachtet wird, die nicht auf einer Geraden mit dem Element liegen. Im letzteren Fall ist die Parallaxe die scheinbare Verschiebung oder Differenz in der scheinbaren Richtung der verschiedenen Elemente, wie sie von einem einzigen Betrachtungspunkt gesehen werden, der nicht auf einer geraden Linie mit den Elementen liegt Diese zwei Arten der Parallaxe sind in F i g. IA gezeigt

Fig. IA zeigt in der Draufsicht drei Elementstellungen A, Kund B, eine Kamera-Objektivebene 20 und eine Brennebene 22. Ein Element des Objektfeldes in der Stellung A sei das zu fotografierende »nächste Vordergrundelement«. Dieses Element erscheint, wenn sein Bild im Stereorasterbild betrachtet wird, näher am Betrachter als die Bildebene. Ein Element in der Stellung B sei das zu fotografierende »am weitesten entfernte Hintergrundelement«. Das Bild dieses Elements erscheint im Stereorasterbild hinter der Bildebene. Ein Element in der Stellung K sei der sogenannte »Schlüsselgegenstaiid« des Objektfeldes, dessen Bild in der Ebene des Stereorasterbildes erscheint

Fig. IA zeigt drei Kameralinsen 24, 26 und 28, die längs der Kamera-Objektivebene 20 angeordnet sind. Ihre Achsen stehen senkrecht zu dieser Ebene. Diese Linsen bündeln Bilder des zu fotografierenden Objektfeldes auf einen geeigneten fotografischen Negativfilm 30,32 bzw. 34, der in der Brennebene 22 liegt.

Nach den Gesetzen der Optik werden die Objektfeldelemente in den Stellungen A. K und B durch die Linse 24 sämtlich an einem gemeinsamen Punkt 36 abgebilde'· Dieser Punkt liegt auf einer gemeinsamen Achse mit den Elementstellungen A, Kund B. Dies ist die Achse 35 «er i-iinsc 2t. L-'ic /-iCriSC 35, uic Oucn Si3 »MsüpiachsC'i des Objektfeldes definiert wurde, schneidet der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber die Elementstellungen A, ßund K. Die Punkte A. K und B brauchen jedoch nicht auf einer geraden Linie zu liegen. Allgemein kann die Hauptachse des Objektfeldes als Linie betrachtet werden, die durch das Zentrum des Feldes verläuft.

Die Objektfeldelemente in den Stellungen A, K und B werden durch die Linse 26 auf die Punkte 38,40 bzw. 42 auf dem Negativ 32 gebündetl. Da die optische Achse 44 der Linse 26 um Γι von der Hauptachse des Objektfeldes verschoben ist, sind die Punkte 38, 40 und 42 voneinander und von der optischen Achse 44 verschoben. Die Größe dieser Verschiebung ist der Parallaxenwert, der im folgenden mit ^bezeichnet wird.

Wie in Fig. IA gezeigt, besteht eine Parallaxe X.\. Xk und X_B zwischen der optischen Achse 44 und den Bildpunkten 38, 40 und 42 der Elementstellungen A, K bzw. B. Diese Parallaxe gehört zu der oben zuerst definierten, ist also eine Verschiebung der Objektfeldabbildungen, die sich aus der Änderung der Betrachtungsachse von der Hauptachse 35 zur optischen Achse 44 ergeben.

Gemäß Fig. IA besteht eine Parallaxe zwischen den Bildpunkten 38,40 und 42 bezüglich den Punkten selbst Die Parallaxe zwischen den Punkten 38 und 40 ist mit XKA und die Parallaxe zwischen den Punkten 40 und 42 mit Xbk bezeichnet Die Parallaxe zwischen den Punkten38 und42(die gesamte Parallaxe ^a und Xbk) auf der rechten Seite der Hauptachse ist mit Xr bezeichnet.

Diese zweite Art der Parallaxe, die dann auftritt, wenn ein einzelnes Objektfeldelement schrittweise in die Stellungen A, K und B bwegt wird, oder wenn mehrere Elemente in diesen Stellungen gleichzeitig betrachtet werden, ist diejenige Parallaxe, die die Qualität eines Stereorasterbildes beeinflußt D. h., die Klarheit der Abbildung in einem stereoskopischen Bild ist von den Parallaxenwerten Xka; Xbk- und Xrabhängig.

Wie sich aus Fig. IA erg'bt, können die Parallaxenwerte Xka; Xbk- und Xr- durch Änderung einer oder mehrerer der folgenden Variablen gesteuert werden:

1. Die Abstände von den jeweiligen Elementstellungen A, Kund Bzur Kamera-Objektivebene20 (dies schließt die relativen gegenseitigen Abstände dieser Stellungen ein);

2. die Abstände von den jeweiligen optischen

Betrachtungsachsen von der Hauptachse 35 und
3. den Abstand zwischen der öbjektivebene 2Ö und der Brennebene 22, auf die die Bilder gebündet werden.

Diese letzte Variable ist eine Funktion der Brennlängen der Linsen 24, 26 und 28. Nach dem effindungsgemäOen Verfahren und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können beliebige oder sämtliche der oben definierten Variablen durch den Fotografen so gesteuert werden daß sich im Stereorasterbild die gewünschten Parallaxewerte ergeben.

Die jeweiligen Abstände des nächsten Vordergrundelements in der Stellung A, des Schlüsselelements in der Stellung K und das am weitesten entfernte Hintergrundelement in der Stellung B von der Ebene 20, auf der die Kamera angeordnet ist, ist in gewissem Maße abhängig von der Wahl des Fotografen. Normalerweise will der Fotograf das Bild eines bestimmten Schlüsselelements oder eines Schlüsselelements und eines bestimmten in den Punkten A, K und B werden jeweils auf Negativ., 65 unter jeder Linse gebündelt. Da die am weitesten links und die am weitesten rechts liegenden Linsen in symmetrischen Abständen zur Hauptachse angeordnet sind, ist die Parallaxe Xl zwischen den von der am Weitesten links liegenden Linse gebildeten Abbildungen gleich der Parallaxe Xw zwischen den durch die am weitesten rechts liegende Linse gebildeten Abbildungen. Definiert man:

X_T, = X₁

X_f

so isl

-Y,

1.2

Aus der Geometrie der in Fig. IB gezeigten Abbildung ist ersichtlich, daß die größte Parallaxe hei den am weitesten links und am weitesten rechts liegenden Punkten auftritt. Ferner ergibt sich, daß für

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Dabei muß er die Abstände kennen, in denen die verbleibenden Vordergrund- und Hintergrundelemente von der Kamera angeordnet sein sollen.

Die Abstände zwischen den optischen Betrachtungsachsen und der Hauptachse des Objektfeldes können ebenfalls vom Fotografen variiert werden. Wie in F i g. J A durch die Abstände Γι bzw. Γ? angedeutet, sind die Parallaxenwerte Xka; Xbk und Xr um so größer, je größer diese Abstände sind.

Wie ersichtlich, sind die relativen Abstände der Punkte 38,40 und 42 (optische Achs<? 44 zur Hauptachse .35 gleich Γι) beträchtlich geringer als die Abstände zwischen den Punkten 48,50 und 52 (optische Achse 46 zur Hauptachse 35 gleich Ti). In Fig. IA ist Γι halb so groß wie Ti, da bei der dreidimensionalen Fotografie die optischen Achsen der aufeinanderfolgenden Linsen in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.

Schließlich muß der Fotograf in manchen Fällen auch den Abstand zwischen der Objektivebene 20 und der Brennebene 22 der Kamera einstellen. Wie auf der rechten Seite der Fig. IA gezeigt, können die Parallaxenwerte Xka; Abk und Xr- verringert werden, wenn die Brennebene 22 näher an die Obiektivebene herangerückt wird (Ebene 22').

Die relativen Abstände der Punkte 54, 56 und 58 (Abstand ej zwischen Objektiv- und Brennebene) sind geringer aJs der der Punkte 48, 50 und 52 (Abstand e· zwischen Objektiv- und Brennebene).

Im folgenden wird die quantitative Abhängigkeit der Parallaxenwerte von den obenerwähnten Variablen berechnet und näher erläutert Zunächst sei jedoch der Bereich der Werte sowie der optimale Parallaxenwert beim fertigen Stereorasterbild bestimmt

F i g. 1B zeigt den herkömmlichen Fall der dreidimensionalen Fotografie, in dem mehrere Negative von auf beiden Seiten der Hauptachse des Objektfeldes liegenden Aufnahmepunkten belichtet werden. Die im folgenden abgeleiteten und diskutierten Prinzipien sind unabhängig von der Orientierung der Aufnahmepunkte gegenüber der Hauptachse des Objektfeldes abwendbar.

Bei der Anordung der Fig. IB wird das die Elementstellungen A, K und B enthaltende Objektfeld von fünf Aussichtspunkten betrachtet, die durch fünf Linsen 59 dargestellt sind, die längs einer Linie 61 (in diesem Fall einer geraden Linie") in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind, die senkrecht zur Hauptachse 63 Hegt Die Bilder der Objektfeldelemente f Ac**· I !ncpn

gegebenen Abstand ezur Ebene der Negative 65 und für ein gegebenes Objektfeld, die Gesamtparallaxe Xr abhängig ist vom Abstand Tzwischen dem am weitesten links und am weitesten rechts liegenden Aufnahmeis punkt. Es kann gezeigt werden, daß dieser Gesamt-Parallaxenwert unabhängig ist von der Stellung der Aufnahmepunkte gegenüber der Hauptachse. Würden also in Fig. IB beispielsweise die Aufnahmepunkte nach rechts bewegt, bis der am weitesten links liegende Aufnahmepunkt in der Hauptachse liegt (Fig. IA; Xl- = 0), so wäre Xr doppelt so groß und Xr bliebe unverändert

F i g. 2 zeigt die Art, in der ein fotografiertes Objektfeld durch »Zusammensetzung« auf einem angrenzend an einen Linsenraster 62 befindlichen lichtempfindlichen Film 60 abgebildet wird. Wie oben erläutert, wird die Zusammensetztechnik beim indirekten Verfahren zur Herstellung stereoskopischer Bilder angewandt Nachdem mehrere zweidimensionale Negative 64 mittels der Kamera von unterschiedlichen Aufnahmepunkten gegenüber dem Objektfeld aufgenommen wurden, werden die Negative entwickelt und die darauf befindlichen Abbildungen mittels eines Vergrößerungsgeräts auf den Linsenraster 62 und den lichtempfindlichen Film 60 projiziert

Um einen räumlichen Effekt zu erzielen, werden die Negativabbildungen schrittweise auf den Linsenraster 62 und den Film 60 projiziert, und zwar derart daß das Schlüsselelement in jedem Bild in Deckung liegt

so Während des Zusammensetzens kann die tatsächliche Größe durch die zulässige Vergrößerung gesteuert werden. F i g. 2 zeigt ein Vergrößerungsverhältnis von etwa 3 :1, so daß die Parallaxenwerte Xka·; Xbk- und Xr-itci fertigen Bild tatsächlich dreimal so groß sind wie die entsprechenden Werte von Xka; Xbk- und Xr- im Negativ 64.

Bei einem idealen dreidimensionalen Bild sollte der Verschiebungsabstand der Abbildung des nächsten Vordergrundelements (Stellung A) und des am weitesten entfernten Hintergrundelements (Stellung B) zwischen jeder aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Negativabbildung gleich der Breite eines Rasters des Linsenrasters sein. Wie anhand Fig.4 und 5 näher erläutert wird, erlaubt es diese Beziehung dem Beobachter, ein scharf fokussiertes Bild des Vordergrund- und Hintergrundelements zu sehen, obwohl diese Objekte von verschiedenen Punkten aus fotografiert werden. Überschreitet der Verschiebungsabstand

des nächsten Vordergrund- oder des am weitesten entfernten Hintergrundelementbildes zwischen aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Negativbildern die Breite eines Rasters des Linsenrasters, so stört das Bild des Vordergrundelements das Schlüsselelement und das Bild des Hintergmndelements und umgekehrt Dem Beobachter bietet sich daher kein klares Bild, so daß sämtliche fotografierten Bilder verzerrt und unscharf er scheinen.

Fig.3 zeigt die Stellungen der nächsten Vordergrundelementbilder A", die Schlüsselelementbilder K" und die Bilder B" des am weitesten entfernten Hintergrundelements von fünf verschiedenen zweidimensionalen Negativen (1 bis 5), die beim Zusammensetzen ausgerichtet werden. Bei dem gewählten Beispiel wurden fünf Negative von verschiedenen Aufnahmepunkten aus belichtet, und zwar beginnend bei der Hauptachse des Objektfeldes und weiter in gleichen Abständen nach rechts. Somit hat das am am weitesten links liegenden Aufnahmepunkt (Teilbild 1) aufgenommene Negativ überhaupt keine Parallaxe, während das an dem am weitesten rechts Hegenden Aufnahmepunkt (Teilbild 5) aufgenommene Negativ die mavimale Parallaxe auf dem Linsenraster erzeugt. Somit gilt in diesem Fall gemäß Gleichung (1) X_L ■■= 0, Xr■= Xr .

Die Werte von Xr- und Xr sind außer auf den besonderen Fall der Fig.3, der der Übersichtlichkeit halber speziell gewählt wurde, auch auf andere A'jfnahmepunkt-Hauptachsen-Anordnungen anwendbar, insbesondere auf die symmetrische Anordnung der Fig. IB.

Der obere Linsenraster 66 der F i g. 3 stellt den Fall des idealen dreidimensionalen Bildes dar, in dem die Bilder des nächsten Vordergrundelements und die Bilder des am weitesten entfernten Hintergrundelements von aufeinanderfolgenden Negativen genau in einem Abstand von einer Rasterbreite liegen. Bezeichnet man die Breite jedes Rasterelemenis des Linsenschirms mit W, so ist die optimale Parailaxe zwischen den Bildern K'\ _5 des Schlüsselelements und dem Bild A "5 des nächsten Vordergrundelements (oder der Bilder K'\ 5 des Schlüsselelements und dem Bild B'\ des am weitesten entfernten Hintergrundelements) auf dem ersten und letzten Teilbild im fertigen Bild gleich (N- 1) W, worin N die Gesamtzahl der Teilbilder oder Negative ist.

Somit sind die optimalen Parallaxenwerte für das fertige Bild:

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.ν,., - : 1,v it ti

und

Aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen kann es wünschenswert sein, die Parallaxe etwas zu erhöhen, so daß die Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern auf dem endgültigen Bild größer ist als die Linsenrasterbreite W. Je nach Größe und Farbe der zu fotografierenden Objekte sowie der gewünschten Helligkeit und dem gewünschten Kontrast im fertigen Bild kann die Parallaxe ohne wesentliche Verschlechterung der Bildqualität erhöht werden. Eine solche vergrößerte Parallaxe ist in F i g. 3 am Linsenraster 68 gezeigt

In diesem besonderen Fall ist die Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern oder Negativen genau dreimal so groß wie die Rasterelementbreite Wdes Linsenrasters 68.

Die tatsächliche Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Teilbildern kann je nach Art der zu fotografierenden Szene größer oder geringer als 3 W sein. Diese Verschiebung kann zwischen dem

-_N _ j fachen Wert der Rasterbreite W bis zu 5 W variieren. Dieser Faktor, der der Anzahl der Raster oder einem Bruchteil davon gleich ist, die zwischen den Teilbildern verschoben wurden, wird im folgenden als c bezeichnet Sind beispielsweise die Abbildungen des fotografierten Objekts im Vergleich zur Rasterelementbreite W des Linsenrasters gering (z. B. 10 W oder weniger) und/oder wird ein kontrastreiches Bild gewünscht (z. B. zwischen Schlüsselelement und Hinlergrund), so kann c zwischen 1 und 3 liegen. Wenn jedoch die Bilder der fotografierten Objekte im Vergleich zur Rasterelementbreite W groß ist und/oder das sich ergebende Bild nur wenig Konstrast aufweisen soll, so kann c zwischen 3 und 5 liegen. In manchen Fällen ist auch ein größerer Wert von c zulässig. Die maximal zulässige Parallaxe für das fertige Bild kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

und

.Y₁

Λ,

t [N I) If
( l/V I) H

2t [N I) If.

55

Ist das fertige Bild eine Vergrößerung der von der Kamera in F i g. 2 aufgenommenen Negative, so muß die Parallaxe auf den Kameranegativen von diesem Wert im fertigen Bild um das Vergrößerungsverhältnis verringert werden. Wird dieses Verhältnis der Größe des fertigen Bildes zur Größe des Negativs mil R bezeichnet, so ergeben sich die optimalen Parallaxenwerte für die Kameranegalive aus:

Il Il

worin c die Anzahl der zwischen den leilbildern verschobenen Raster (normalerweise zwischen 1 und 5), N die Anzahl der Teilbilder und IVdie Raslerelemenibreite des Linsenrasters ist.

Die entsprechenden Maximalwerte für die Negative sind gleich den obigen Maximalwerten geteilt durch das Vergrößcrungsverhällnis R. Somit gilt:

1
Ii

l/V Il It

iN- HH':

b5

²[

V₁.. - ² _;[ [N - I) It

IS

Als spezielles Beispiel des annehmbaren Bereichs der Werte von AV eines Stereorasterbildes wurde in der Praxis festgestellt, daß bei einem Linsenraster mit einer Stärke von 2 mm und einer Rasterelementbreite von 0,48 mm unter allgemeinen fotografischen Bedingungen Bilder hoher Qualität erhalten werden, wenn der Gesamt-Parallaxenwert Xt am Stereorasterbild zwischen dem 16- und 48fachen dor Rasterbreite liegt, wenn neun Teilbilder aufgenommen und zur Zusammensetzung des Bildes verwendet werden. In diesem Fall variiert czwischen 1,0 und 3,0.

Der Zustand bei minimaler erwünschter Parallaxe ist in Fig.3 unten mit dem Linsenraster 70 gezeigt. Wie ersichtlich, sollte das Bild j5"s (oder A "5) vom letzten Teilbild in der Folge der Teilbilder vom ersten Teilbild B"\ (oder A'\) wenigstens um die Breite W eines Rasterelements entfernt sein. Ist der Abstand zwischen den Bildern B'\ und B'\ (oder A " und A "5) geringer als die Breite eines Rasterelements, so fallen sämtliche Bilder in ein einziges Rasterelement mit dem Ergebnis, daß, während immer noch getrennte Bilder zu sehen sind, der Konvergenzwinkel zwischen den getrennten Bildern für eine merkliche stereoskopische Wirkung zu gering ist.

Der für ein Linsenraster-Stereorasterbild zulässige minimale Parallaxenwert ist daher:

.V₁₁... = It :

= H

.V₁.. ΠΙ.

Damit ist der minimal zulässige Parallaxenwert für die Bilder v.uf den Negativen:

Il
R

Il
Ii

Vergleicht man diese Gleichungen mit den Gleichungen (2). so ergibt sich, daß die untere Grenze der Parallaxe in den Gleichungen (2) erreicht wird, wenn

c= _{( v n} gemacht wird. Somit sind die Gleichungen (2) allgemein anwendbar, wenn der Bereich von c zwischen den Grenzen ^ . ₍ und 5,0 einschließlich gewählt svird. Wie oben erläutert, ist reine Funktion der fotografischen Bedingungen, wie der Größe des zu fotografierenden Objekts bzw. der zu fotografierenden Objekte, der Lichtmenge, des Kontrastes u. dgl. Der Optimaleren liegt bei I

Schließlich ist auch für die Gesamtzahl N der Tcilbildcr eines stercoskopischen Bildes eine obere und untere Grenze gegeben. Da die Breite des gebündelten Bildes von jedem Teilbild unter jedem Raslcrelemeni auf dem lichtempfindlichen Film wenigstens innerhalb des Auflösungsvermögens des Linsenrasters liegen muß, kann die Anzahl der gebündelten Bilder je Raslcrelcment das Auflösevermögen L des Linsenrasters in Linien je Rasterelement nicht übersteigen. Da, wenn die Parallaxe minimal ist, die Anzahl der gebündelten Bilder je Rasterelement gleich der Anzahl N der Teilbilder ist, darf diese den Wert L nicht übersteigen.

Zur besseren Bild- und Farbwiedergabe in einem Stereorasterbild sollten die gebündelten zwddimensionalen Bilder wenigstens die zweifache Breite der Auflösungslinie des Betrachtungs-Linsenrasters des fertigen Bildes haben. Daher ist vorzugsweise die

,o Anzahl N der Negativ-Teilbilder, die belichtet werden, geringer als L/2. Da die minimale Anzahl der zwei dimensionalen Teübilder, die zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes notwendig sind, gleich 2 ist, sollte Nvorzugsweise in folgendem Bereich liegen:

2<JV<L/2.

Bei der obigen Betrachtung der in einem Stereorasterbild angewendeten Parallaxe wurde das Beispiel des indirekten Verfahrens zur Bildherstellung bedachtet.

Da die Prinzipien der Parallaxe für ein Stereorasterbild die gleichen bleiben, unabhängig davon, wie das Bild erzeugt wurde, sind die Gleichungen (2) auch auf das direkte Verfahren anwendbar. Obwohl ein einzelnes dreidimensionales Negativ mit lineiformen Abbildungen nach dem direkten Verfahren hergestellt wird (anstelle mehrerer zweidimensionaler Negative), wird das einzelne dreidimensionale Negativ an mehreren Aufnahmrpunkten belichtet. Die Anzahl der unterschiedlichen Aufnahmepunkte kann daher für die Größe N in den

jn Gleichungen (2) verwendet werden.

In manchen Fällen wird nach dem direkten Verfahren das einzige dreidimensionale Negativ belichtet, während die Kamera das Objektfeld kontinuierlich längs einer Aufnahmelinie aufnimmt. Da hierbei die Anzahl

H der Aufnahmepunkte längs der Aufnahmelinie unendlich ist. kann diese unendliche Zahl nicht als Wert von N verwendet werden. In diesem Fall teilt das Auflösevermögen des Linsenrasters das kontinuierlich bewegliche Bild des Objektfeldes während der Belichtung in eine endliche Anzahl von Auflösungslinien auf dem Kameranegativ. Dieses Auflösungsvermögen der Linien je Rasterelement kann daher als Zahl /V verwendet werden. Beträgt beispielsweise das Auflösevermögen des Betrachtungs-Linscnrasters in der Kamera 60

4-, Linien pro Rasterelement, so sollte Nnicht über 60 und vorzugsweise unter 30 (U2) liegen, wenn die kontinuierliche Aufnahmetechnik angewandt wird.

¥ i g. 4 und 5 zeigen den Vorteil der Beibehaltung des Optimalwerts der Parallaxe in einem Stereorasterbild.

-,o d. h. auf einem Wert, bei dem entsprechende nächste Vordergrund- und am weitesten entfernte 'iintergrundclementbilder von jedem aufeinanderfolgenden Teilbild im cni'jültigen Bild unter einem folgenden Raster des Linsenrasters zusammengesetzt werden. In den Fig. 4

si und 5 werden die Ansichten des Objektfeldes mit den Elementen in den Stellungen 4. K und B. gesehen von den fünf Aufnahmepunkten, und von jedem Aufnahmepunkt aus fotografisch aufgezeichnet, mit den Bildern des F.lemenis in der Stellung K fluchtend überlagert.

en Der F.ffckt des endgültigen Stereorasterbildes, wie er sich aus der Verschiebung der Vordergrund und HinlergrUP.dsl.em.ent.bildcr (Z₁B. A"_it A'-_t A''j usw.) zwischen deft Teilbildern ergibt, ist daher leicht zu verstehen. Wenn gemäß Fig.4 der Verschiebungsab-

M stand zwischen benachbarten Tcilbildcrn des Bildes des Vordcrgrundclemenls in der Stellung A gleich der Breite H'eines Raslcrelemcnts ist, kann der Beobachter dieses Bild unter allen Betrachtungswinkeln- und

IB

-Stellungen des fertigen Stereorasterbildes sehen. 1st jedoch (Fig.5) der Verschiebungsabstand des Bildes des Vordergrundelements größer als die Rasterelementbreite, so stören die Nebenbilder 72 der Schlüssel- und/oder Hintergrundselemente das Bild des Vordergrundelements. Hierdurch wird das Bild für den Betrachter zerstört und eine unscharfe Wirkung erzeugt

Bei einem Bild mit geringem Konstrast sind die störenden oder interferierenden Strahlen, die von den Nebenbildern der Schlüssel- und/oder Hintergrundelemente ausgehen, verhältnismäßig schwach. In diesem Fall kann die Parallaxe erhöht werden, um die dreidimensionale Wirkung des Bildes zu verstärken (z.B. C=Z oder 4). Bei einem kontrastreichen Bild, bei dem die störenden oder interferierenden Strahlen stark sind, sollte der Parallaxenwert in der Nähe des Optimums (c=l) gehalten werden, so daß diese Strahlen das Bild des Betrachters nicht stören und das dreidimensionale Bild scharf erscheint

Vorstehend wurden der optimale Wert und der 2u!ässige Paraiiaxenwertbereich für ein Stcrcorasterbild hergeleitet Zu bestimmen bleibt wie der Fotograf diese Variablen unmittelbar und direkt wählen sollte, um die richtige Parallaxe und damit die gewünschte Bildqualität zu erreichen.

Zunächst sei festgestellt, daß für jeden maximalen, optimalen und minimalen Parallaxenwert die Werte zwischen Bildelementen in den Stellungen B und K (Xbk) und der Wert zwischen Elementbilder in den Stellungen K und A (Χκλ) vorzugsweise gleich sind. Somit gilt zur Traelung eines stereoskopischen Bildes hoher Qualität, in dem sowohl Vordergrund als auch Hintergrund vorhanden sind:

Γ> ^ Ilk· ^T -Ul-

Es sei jedoch betont, daß nicht alle Stereoraslerbilder einen Hintergrund und einen Vordergrund enthalten. In manchen Fällen soll das Schlüsselelement, das in der -to Bildebene liegen soll, nur zusammen mit Hintergrundelemenien oder Objekten fotografiert werden, die hinter der Bildebene liegen. In diesem Fall braucht nur der Parallaxenwert Χ_Πκ betrachtet zu werden, so daß für Bilder, die vom am weitesten rechts bzw. am ^ weitesten links liegenden Aufnahmepunkt erhalten werden, gilt:

• * nt, ■ ·» κ ■
X₁₁K- -Vi,-

Ähnlich kann es wünschenswert sein, eine Szene nur mit einem Schlüsselelement, das in der Bildebene liegen soll und Vordergrundelementen oder Objekten zu fotografieren, die vor der Bildebene liegen sollen. In die»em Fall braucht nur der Parallaxenwert Χκλ betrachtet zu werden, so daß für den am weitesten rechts bzw. den am weitesten links liegenden Aufnahmepunkt gilt:

y — ν

Λ KAi — Λ α,

50 liegenden Fotografien nach links gerichtet und zur Aufnahme der gewählten Szene in Stellung gebracht ist Bei dieser Szene ist das nächste Element (ein Busch) insgesamt mit 76 und das am weitesten entfernte Element (ein Baum) insgesamt mit 78 bezeichnet Das Schlüsseletement dieser Szene sind zwei insgesamt mit 80 bezeichnete Personen, die sich zwischen dem liächstei, und weitesten Element 76 bzw. 78 befinden.

Wie oben erwähnt, muß der Fotograf zur Erzielung eines guten Stereorajterbildes die Parallaxe zwischen den auf den Negativen der Kamera 74 erscheinenden Abbildungen einstellen. Insbesondere sollte die Parallaxe zwischen den Bildern der Elemente 76 und 80 etwa gleich der Parallaxe zwischen den Bildern der Objekte 78 und 80 gehalten werden. Die Gesamt-Paiallaxe Xr sollte in der Nähe oder etwas über dem Optimalwert

Z₁(N- 1) W liegen. Dies geschieht wie im folgenden κ

erläutert wird, durch Zuordnung der folgenden Variablen (s. auch F i g. 7)

1. a-Abstand von der Kameraobjektivebene zum nächsten zu fotografierenden Vordergrundeie ment;

2. ^-Abstand von der Kameraobjektivebene zum Schlüsselelement;

3. ö-Abstand von der Kameraobjektivebene zum weitesten entfernten zu fotografierenden Hintergrundelement;

4. /"-Brennweite der Kameralinse (oder-linsen);

5. e-Abstand von der Objektivebene zur Filmebene der Kamera;

6. /V-Anzahl der Aufnahmepunkte, von denen die Bilder aufgenommen werden (oder bei kontinuierlicher Aufnahme und direktem Verfahren, Anzahl der Auflösungslinien je Linsenraster);

7. R-Vergrößerungsverhältnis zwischen endgültigem Stereorasterbild und Kameranegativ bzw. -negativen:

8. T-maximaler horizontaler Abstand zwischen dem am weitesten links und dem t/n weitesten rechts liegenden Aufnahmepunkt, d. h. von einem extremen Aufnahmepunkt zum anderen;

9. W-Rasterelementbreite des Rasters des fertigen stereoskopischen Bildes.

Der Wert von c. der im folgenden als Parallaxenfaktor bezeichnet wrd, kann ebenfalls als vom Fotografen einstellbare Variable betrachtet werden.

Anhand F i g. 7 seien nun die Beziehungen zwischen den obigen Variablen und /u den Parallaxenwerten Xbk, Χκλ und Xr abgeleitet. Fig. 7 zeigt schematisch ähnlich Fig. I drei Objektfeldelementstellungen A, K und B, die auf einer Linie oder Hauptachse 82 angeordnet sind, eine Linse 84, deren optische Achse 86 parallel zur Hauptachse 82 liegt, und eine Filmebene 88.

Es sei angenommen, daß sich die Linse 84 am am weitesten rechts gelegenen Aufnahmepunkt von mehreren Aufnahmepunkten befindet, und daß der am weitesten links liegende Aufnahmepunkt symmetrisch zur Hauptachse 82 liegt, d. h.:

X₁, = 2 X_Ά,.

65

Fig.6 zeigt die typische Situation einer Schnappschuß-Aufnahme, wöbet eine Kamera zur Aufnahme mehrerer horizontal in einem Abstafld voneinander Als optische Grundgleichung für die in Fig.7 gezeigte Anordnung, bei der die Linse auf ein Element in der Stellung K mit einem Abstand k Von der

Linsenebene entfernt ist, gilt:

Me + Mk = \'f oder

Aufgrund einfacher trigonometrischer Beziehungen Silt: ίο

Jt' =

(Jt/)

Tf

Te _ JT_ TF ~ 2k (k-f) 2(k - f)

Te

Tf ₌ ±_k·

2a(k-f) a

_ Tc _ kTf _ k

^h - lh - lhik - f) - ν ^k

20

Wie oben erläutert, sollten, um ein Sterec. asterbild mit drei Ebenen möglichst hoher Qualität zu erhalten, die Parallaxenwerte Xbk-und Xka-einander gleich sein. ₂₅ Damit gilt:

a' - Jt' = Jt' - ft'

Setzt man die oben für a' und ft' abgeleiteten Werte ein. so gilt: _i0

k/a + Jt/ft = 2

(3)

Damit ergibt sich der Gcsaml-Parallaxenwerl auf _J5 dem Kilmncgativ zu:

X_R. = a' - ft'

■10

Ersetzt man A'durch die oben abgeleitete Gleichung und formt man die vorstehende Gleichung um, so ergibt ₄₅ sich:

kTf - kTf

(/2(A A) ft2(A -/)

X₁,

Sct/1 man

Jt

k - f

was unler den meisten Bedingungen annähernd zutrifft, so gill:

T ~

X₁. (ab)

I (b - a)

(4)

60

Sclzt man die in Gleichung (2) angegebenen Parallaxcnwtrle ein, so ergibt sich:

T =

labe(N - \)W ftb - ti) R

(5)

Unter Anwendung der Gleichungen (1), (2), (3) und (4) oder der Gleichungen >'3) und (5) kann der Fotograf die Parallaxe in einem Stereorasterbild wählen und einstellen. Damit wird sichergestellt, daß sämtliche Bilder mit gleichbleibend hoher Qualität aufgenommen werden.

Zur Erläuterung der Fotografiertechnik, die der Fotograf nach der Erfindung anwenden kann, sei angenommen, daß er ein Objektfeld mit einem bestimmten Schlüsselelement und einem bestimmten Hintergrund und, zusätzlich zum Schlüsselelement und zum Hintergrund, ein geeignetes Vordergrundobjekt aufnehmen will. Zunächst wählt der Fotograf einen geeigneten Abstand k zwischen seiner Kamera und einem Element des Schlüsselobjekts, das in der Bildebene liegen soll. Darauf bestimmt er den Abstand b seiner Kamera zum am weitesten entfernten Element oder Punkt des Hintergrundes. Unte:- Anwendung von Gleichung (3) bestimmt der Fotograf dann den Abstand a zum nächsten Vordergrundelement, der bei guter Bildqualität noch im Bild liegen soll.

Ähnlich kann der Fotograf, faifs zunächst die Abstände k und a oder auch a und b bekannt sind, die unbekannten Abstände b bzw. k mittels der Gleichung (3) bestimmen.

Danach bestimmt der Fotograf, wenn er die Werte a und b sowie die Variablen R, c N. /und W(die sämtlich oder z.T. wählbar sind) mittels Gleichung (5) den

Abstand T. Der Wert von c wird zwischen .^ ^ und

5,0 gewählt, ja nach den fotografischen Bedingungen wie Λη, Belichtung und Kontrast des Objektfeldes. Der Fotograf nimmt dann in gleichen Abständen JV Fotografien des Objektfeldes auf, und zwar mit einem Abstand T zwischen den otpischen Achsen der Kameraobjektive bei der Aufnahme der am weitesten links und der am weitesten rechts aufgenommenen Fotografie.

Wenn umgekehrt der Fotograf zunächst den Abstand T zwischen den optischen Achsen des am weitesten links und am weitesten rechts gelegenen Objektivs einer Mehrlinsenkamera festgelegt hat, kann er mittels Gleichung (5) den Abstand a oder b bestimmen, wenn die anderen gegeben sind, und mittels Gleichung (3) den Abstand k festlegen.

Will der Fotograf den am weitesten links (oder am weitesten rechts) gelegenen Aufnahmepunkt auf die Hauptachse des Objektfeldes legen, so ist X_L (oder X_K) = 0, so daß aus den Gleichungen (1) und (2) folgt:

50

•V„. - A',. - -_R (.V-I) W

V,. - Λ,. , -_R [N-W H

Ähnlich ergibt sich aus den Gleichungen (1) und (2), wenn der am weitesten links und der am weitesten rechts gelegene A fnahmepunkt willkürlich zur Hauptachseliegen soll:

/V₇-, = X _R, + X₁, =

Ic R

(N-I) W

Ist Xr bekannt, se können die Abstände a, b, k und T aus den Gleichungen (3) und (4) bestimmt werden.
Will der Fotograf ein dreidimensionales Bild einer

Szene aufnehmen, die nur ein Schlüsselelemeint und einen Hintergrund enthält, oder nur das Schlüsseielement und einen Vordergrund, so muß die Gesamt-Parallaxe Xr entsprechend um den Faktor 2 verringert werden. D.h., es muß einer der Parallaxenwerte Χ_Βκ bzw. ΛΆμ-ιπ Gleichung (4) für AVeingesetzt werden. Da ferner bei einem Objektfeld, das nur das Schlüsselelement und den Hintergrund enthält, das Schlüsselelement auch das nächste Vordergrundelement darstellt bzw. das am weitesten entfernte Hintergrundelement in einem Objektfeld, das nur das Schlüsselelement und einen Vordergrund enthält, ist in Gleichung (4) kstatt a bzw. b einzusetzen. Damit gilt für ein Bild, das nur das Schlüsselelement und den Hintergrund enthält:

T =

IIK-

kb h

und für ein Bild, das nur das Schlüsselelement und den \lr\rr\praritnr\ pnthält*

T =

Hk

k - ti

Bei der Aufnahme der Szene muß der Fotograf die Auswirkung der Parallaxe auf die Bildzusammensetzung bzw. -komposition beachten. F i g. 8 zeigt das gewünschte Aussehen eines zusammengesetzten Stereorasterbildes, bei dem kleine und große Objekte 90a bzw. 906 schematisch gerade innerhalb der Bildfläche dargestellt sind. Die Bilder des großen und kleinen Objekts, die durch ausgezogene Linien dargestellt sind, stellen die am am weitesten rechts gelegenen Aussichtspunkt aufgenommenen dar, während die gestrichelten Linien die Bilder der Objekte darstellen, die am am weitesten links gelegenen Aufnahmepunkt aufgenommen wurden. Um sicherzustellen, daß alle Abbildungen der Elemente innerhalb der Bildfläche liegen, muß der Fotograf dafür sorgen, daß am linken und rechten Rand der Negative breite Ränder M gegenüber den in Fig.9 durch ausgezogene Linien gezeigten Stellungen der Bilder von 90a und 90b am mittleren Aufnahmepunkt verbleiben, so dab die Elementabbildungen im Stereorasterbild nicht wegen der Parallaxe, wie in F i g. 8 gezeigt, über die einander gegenüberliegenden Seiten der Bildfläche hinausgehen.

Eine spezielle Technik bei der Aufnahme von Stereorasterbildern erlaubt es, entweder bestimmte Objekte im Bild ihre Stellung ändern oder verschwenden zu lassen, je nach dem Winkel, unter dem das Bild betrachtet wird. Beispielsweise ist es, wie in F i g. 10 und 11 angedeutet, möglich, Objekte verschwinden zu lassen, wenn man die linke Hälfte der N Teilbilder mit dem gewählten Objekt 92 und darauf die rechte Hälfte der N Teilbilder ohne das Objekt 92 aufnimmt. Das verschwindende Objekt 92 muß innerhalb der Hauptebene des Schlüsselelements 94 gehalten werden. Der Effekt beweglicher Objekte kann in ähnlicher Weise erreicht werden, wenn man die Stellung des gewählten Objekts bei der Aufnahme der linken und rächten Hälfte der A'Teilbilder verändert.

Anhand der F i g. 12 bis 22 werden nun repräsentative Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, durch die die vorstehenden erfindungsgemäßen Grundlagen in die Praxis umgesetzt werden können. In diesen Figuren sind gieiche Elemente mit gleichen Bczugszeicher. bezeichnet

Fi g. 12 und 13 zeigen eine mehrlinsige Kamera zur gleichzeitigen Aufnahme von beispielsweise zwei bis fünf Bildern (N= 2 bis 5). Diese Kamera enthält ein Gehäuse 96, einen Auslöseknopf 98, fünf Linsen 100, 102, 104, 106 und 108, sowie einen Sucher 110. Der Fotograf kann den Abstand Γ zwischen den optischen Achsen der am weitesten links und am weitesten rechts gelegenen Bildaüfnahmelinse in geeigneter Weise einstellen, z. B.:

ίο 1. Die Kamera kann so aufgebaut sein, daß die Linsen 100 bis 108, durch die die Bilder aufgenommen werden, gewählt werden können. So können beispielsweise die Linsen 100, 102 und 104 so gewählt werden, daß T= T₁. oder es können sämtliche Linsen so gewählt werden, daß T=T₄.

2. Die Kamera kann so aufgebaut sein, daß das Gehäuse % quer zu den Linsenachsen verbreitert oder verschmälert werden kann, so daß der seitliche Abstand zwischen den optischen Achsen der Linsen 100 bis 108 einstellbar ist. Dieser Aufbau ist zwsr in den F i^σ 12 '.^lnd 13 nicht dargestellt, es kann jedoch eine beliebige geeignete Anordnung vorgesehen werden, die eine einstellbare Trennung der jeweiligen Linsen gestattet. Beispielsweise könnten fünf getrennte Kameralinsen mit entsprechenden Kameragehäusen auf einer gemeinsamen Basis gleitend beweglich angeordnet werden.

Zusätzlich zu oder anstelle von Einrichtungen zur Einstellung des Parameters Tkann auch die Kamera der Fig. 12 ^#snd 13 so aufgebaut sein, daß die Brennweite f veränderlich ist. Dies gibt dem Fotografen zusätzliche Einstellmöglichkeilen der Parallaxe entsprechend den Gleichungen (4) und (5). Beispielsweise seien die Linsen 100 bis 108 je mit anderen Linsen unterschiedlicher Brennweite vertauschbar. Bei der Aufnahme eines Bildes haben jedoch sämtliche Linsen vorzugsweise die gleiche Brennweite.

Selbstverständlich kann eine Anzahl getrennter Kameras anstelle eines einzigen Kameragehäuses mit mehreren Linsen verwendet werden. Die getrennten Kameras können gemeinsam oder getrennt gelagert werden. Wie der Abstand T der mehrlinsigen Kamera kann auch der Abstand der Linsen der verschiedenen Kameras gleich gehalten und der Parallaxenwert durch entsprecnenoe Umstellung von a, k und b eingestellt werden.

Anstelle der mehrlinsigen Kamera oder mehrerer getrennter Kameras kann eine herkömmliche einlinsige Kamera verwendet und sequentiell zwischen einer Anzahl vorherbestimmter Stellungen bewegt werden, die in gleichen Abstand auf der Strecke T liegen. In diesen Stellungen werden getrennte Fotografien aufgenommen. Die schrittweise Bewegung der Kamp-a ist mittels einer Kamerahaltening gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel möglich. Diese Halterung ist mit einem Schlitten versehen und hält eine Anzahl von Skalen zur Anleitung des Fotografen bei der Bewegung der Kamera. Die erteilten Bewegungen zur Ausbildung der fotografischen Folge der Szene werden über eine vorgeschriebene Länge der Skala durchgeführt, wobei

b0 die Schritte auf jeder Skala gleich sind, so daß sie gleich dem Skalenschritt bzw. einem Mehrfachen des Skalenschrittes gleich sind. Bei den meisten Skalen ist die Anzahl der vorgesehenen Negative gleich 11, so daß der Skalenschritt sich aus der Länge T: 10 ergibt. Mittels

bi eines Feststellmechanismus kann die Skala leicht gewählt und die schrittweise Bewegung der Kamera genau ausgeführt werden.

Eine Kamerahaltening ist in den Fig. 14 bis 19

gezeigt. Die in Fig. 14 insgesamt mit 112 bezeichnete Halterung besteht im wesentlichen aus einer Basis 114, die starr auf einem herkömmlichen Stativ 116 befestigt ist. Die Basis 114 fragt einen Schlitten 118, der längs der Länge der Basis 114 schrittweise über einzelne gewählte Strecken bewegt werden kann, so daß aufeinanderfolgend die aufzunehmende Szene mittels der Kamera 120 sequen'iell fotografiert werden kann. Der Schlitten 118 trägt eine Universäl-Kariierahälterurig 122, mittels der die Kamera 120 derart ausgerichtet werden kann, daß sie parallel zur Basis 114 und ihre optische Achse in einer vertikalen Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 118 liegt. Die Basis 114 selbst ist in einer horizontalen Ebene angeordnet. Für diesen Zweck ist eine Libelle 184 (Fig. 16) vorgesehen, mit der die Halterung entsprechend eingestellt werden kann.

Die Halterungsanordnung 112 ist im einzelnen in den F i g. 15 bis 19 dargestellt. Der Schlitten 118 enthält eine Plattform 124, die mittels zweier Lagerrollen 126 und 128 (Fig. 17) in einem Abstand über der Basis 114 gelagert ist. Die Lagerrollen 126 und 128 liegen auf seitlichen Schienen 130 und 132 auf, die ihrerseits an den gegenüberliegenden Seiten der Plattform 124 befestigt sind und in Nuten 134 und 136 längs der einander gegenüberliegenden Kanten der Basis 114 greifen. Gemäß F i g. 17 ist an der Unterseite der Basis 114 eine Zahnstange 138 befestigt. Ein an der Unterseite der seitlichen Schiene 130 befestigter Lagerblock 140 trägt eine Ritzelwelle 142, an der ein Ritzel 144 befestigt ist. Die Betätigung eines Stellknopfes 146 wird somit auf den längs der Basis 114 beweglichen Schlitten 118 übertragen. Eine Klemmschraube 148 ist durch die Plattform 124 geschraubt Sie kann durch Betätigung eines Knopfes 150 lösbar gegen die obere Oberfläche der Basis 114 (Fig. 16) gedrückt werden, so daß der Schlitten festliegt

Die obere Oberfläche der Halterung 114 ist mit einer Reihe von Schlitzen 152, 154, 156 und 158 versehen, in denen entsprechende Skalenträger 160, 162, 164 bzw. 168 befestigt sind, die je mit Querkerben versehen sind, beispielsweise den in den Fig. 17 und 18 mit 170 bezeichneten Querkerben. Diese Kerben bestimmen die lnn^A T *tt\A

iiTi(TArt ttnfor

Fig. 18A und 18B zeigen verschiedene Spuren und Skalen der Halterungsanordnung gemäß einer Ausführungsform. Es sind zwölf Skalen vorgesehen, nämlich die Skalen A, B, C₁D, D x2, E,Ex2, ExA, F₁ Fx2, G, G x2, die je eine unterschiedliche Schrittweite haben. Wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, fluchten die Mittelpunkte 186, 188,190 und 192 der Skalen C₁ E, Fund G. Der Mittelpunkt 194 der Skala D ist nach rechts und der Mittelpunkt 196 der Skala Dx2 noch weiter nach rechts

ίο verschoben. Die Mittelpunkte oder Zentriermarken 198 und 200 der Skalen £"x4 und Gx2 sind ebenfalls nach rechts verschoben. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 18A und 18B ist jede Spur mit mehreren Skalen, beispielsweise den Skalen A, B, Cund D versehen, die je einen mittleren Bezugspunkt aufweisen. Die Skala mit der kleinsten Schrittbreite ist die Skala A. Die Schrittbreite der Skala Bbeträgt das l,5fache der Skala A, die der Skala C ist doppelt so groß wie die Schrittbreite der Skala A, und die Schrittbreite der Skala D ist dreimal so groß wie die der Skala A. Die Schrittbreiten der Skalen Ex2 und Ex4 betragen das 2- bzw. 4fache der Skala E, und so weiter für die Skalen Fx2 und G x2.

Zur Aufnahme der Gesamtzahl der Belichtungsstellungen müssen bei den Skalen mit größerer Schriltbrei-Ie die Zentriermarken nach rechts verschoben sein. Daher ist bei der Skala Gx2, die neun Negative erfordert, die äußerste linke Stellung an der Skalenkerbe 202, während die äußerste rechte Stellung an der Skalenkerbe 204 liegt Dagegen befindet sich die äußerste linke Stellung der Skala G, die elf Belichtungen erfordert, an der Skalenkerbe 206, während ihre äußerste rechte Stellung an der Skalenkerbe 208 liegt. Ähnlich befinden sich die äußersten linken Stellungen

J5 der Skalen E, Ex2 und Ex4 an den Skalenkerben 206, 208 und 210, während ihre rechten Stellungen an den Skalenkerben 212,214 und 216 liegen.

Fig. 19A und 19B zeigen eine zweite Ausführungsform der verwendbaren Skalen. In diesem Fall sind

•to sämtliche Skalen getrennt, und nicht wie im Fall der Fig. 18A und 18B unter Verwendung der Kerben 170 verdoppelt oder verdreifacht. Die Skalen können eine

nahme einer Klinke 172, die auf einer Querachse 174 schwenkbar ist. Die Achse 174 ist mit ihren Enden in Lagerblöcken 176 und 178 gelagert, die ihrerseits an einem Ende der Plattform 124 befestigt sind.

Die Querwelle 174 ist mit Eindrückungen 180 entsprechend jeder der Nuten 152 bis 158 versehen. Die Klinke 172 trägt eine unter Federdruck stehende Kugel, die in eine der Eindrückungen 180 springt wenn die Spitze 182 der Klinke in eine Kerbe 170 der gewählten Spur läuft Die Saiten der Querkerben sind vorzugsweise ausreichend steil, damit die Spitze 152 nicht aus einer Eindrückung laufen kann, wenn der Schlitten nach links bewegt wird. Wenn der Schlitten schrittweise von links nach rechts bewegt wird, kann er um einen Schritt fortbewegt und darauf zurück nach links geschoben werden, bis die Spitze 182 die Gleitbewegung sperrt Hierdurch wird die Stellung des Schlittens genau festgelegt Die Klinke 152 kann zur Lösung der Spitze 183 von Hand angehoben werden, so daß der Schlitten in beiden Richtungen frei beweglich ist Die Schrittweite oder der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Kerben 170 bestimmt in jedem Fall den Gesamtabstand T und ermöglicht es, die Kamera zwangsweise und genau entsprechend einer noch zu beschreibenden bestimmten Skala zu positionieren.

um einen bestimmten Faktor miteinander in Beziehung zu stehen. Auch kann jede beliebige geeignete Anzahl N von Kerben, z. B. neun, in den Skalen vorgesehen sein.

In jedem Fall ist die Gesamtlänge jeder Skala (Abstand T) so bemessen, daß, wenn für ein gegebenes Objektfeld die richtige Skala gewählt wird, der Parallaxenwert im stereoskopischen Bild so festgelegt wird, daß er in die für ein Bild mit hoher Qualität gewünschten Grenzen fällt

Kennt der Fotograf die Brennlänge der verwendeten Kamera, die Größe des Originalnegativs und die gewünschte Endgröße, sowie die Rasterbreite des Stereorasterbildes, und hat er die Werte a, b und c bestimmt so kann er die richtige Skala bestimmen, indem er Gleichung (5) löst und den so bestimmten Wert T einer möglichst genau passenden Skala zuordnet Alternativ können Tabellen, wie sie in den Tabellen I und II gezeigt sind, mittels einer Routineberechnung des Abstandes T unter Verwendung der Gleichung (5) aufgestellt werden. Außer für die Skala G x2 werden für sämtliche Skalen elf Teilbilder zur Zusammensetzung des stereoskopischen Bildes belichtet (9 Teilbilder bei der Skala Gx2), so daß in der Gleichung W= 11 (oder 9) ist Der Parallaxenfaktor c wurde in den Tabellen I und II so gewählt, daß sich infolge der Parallaxe eine

I 23 48

700

10'

15'

20'

26

30'

50'

70'

100'

§

OO

I

j

j

die geeignete |

25

C \

I

Bezugsstellung für diese Skala auf der Halterungsanord- |

D

O

C

C

C

C

C

D

j a

j:

E

E

D

D

D

D

D

E

I

I Brennweite seiner Kamera, |

E

E

E

E

E

E

E

LJ *"V £.

]

und der gewünschten Größe des Ϊ

F

r

U /vTi

Lf <""* £.

Ll Λ Ζ.

Lf *~* Z.

F

oo F^ i

Stereorasterbildes sowie der Rasterelementbreiie. Der g

I Bildverschiebung um eine Rasterbfeite ergibt, d. h. die Optimalverschiebung. I

EXl

F

F

F

F

F

F

F

Kameraschlitten 118 wird dann in

i I Tabelle I

G

EXl

F

F

F

F

F

G

D

■1 I Größe des Originals = 35 mm I Größe des fertigen 3d-Bildes = 16 X 20"

EXA

FXl

G

G

G

G

G

EXA

E

'4 Kameralinse = ?.O mm

GXl

GXl

EXA

EXA

EXA

EXA

GXl I

DXl

I Parallaxenfaktor c = 1

GXl

GXl

GXl

GXl

GXl

i

F

3! Rasterbreite cbs fertigen 3d-Bildes 048 mm

:

EXl

1 I \6-fl 1' 2' 3' 4' 5' 6' T k N4

I

EXl

I VBBA

FXl

I TEDbDDDD

GX1 i

ι

\ ί' EXl FEEEEE

I

I 4' £X2 £X2 FFF DXl Dxi

\ 5' F ~<2 G EXl EXl F F

I 6' GX2 FXl G G EXl EXl

I T EXA FXl FXl G G

I 10' GX2 GX2

10'

15'

20'

30'

50'

70'

100'

I 15'

I 20'

D

D

D

D

D

D

D

j b-a = Feldtiefe (Abstand zwischen Vorder- und Hintergrund).

E

E

E

E

E

E

E

ι σ = Bereich (Abstand zwischen Kamera und Vordergrund).

F

F

DXl

DXl

DXl

DXl

DXl

I T= Maßstab.

EXl

EXl

F

F

F

F

F

χ Tabelle II

G

EXl

EXl

EXl

EXl

EXl

EXl

S Größe des Originals = 35 mm

G

G

G

EXl

EXl

EXi

EXl

I Größe des fertigen 3d-Bildes = U X 14"

GX 2

EXA

EXA

FXl

EXl

EXl

EXl

I Kameralinse = 20 mm

GXl

GXl

GXl

GXl

GXl

GXl

I Parallaxenfaktor c = 1

ξ Rasterbreite des fertigen 3d-Bildes 0,48 mm i'

j \ b-u V Τ y 4' 5' 6' V

I VCCB

\ T DXl E E D D D D

Tabelle entsprechend der

ί 2'GFF DXl DXl DXl E

der Negativgröße

I 4' £Χ4 G £Χ2 £Χ2 £Χ2 F F

I 5' EXA FXl GGG EXl

\ 6' GXl EXA FXl FXl G G

I T GXl GXl EXA EX-A ExA

I 10' GX 2 GX 2

Ι 15'

1 20'

I b-a = Fcldtiefc (Abstand zwischen Vorder- und Hintergrund).

, a = Bereich (Abstand zwischen Kamera und Vordergrund).

I Γ= Maßstab. S

3 1 Nachdem der Fotograf in der oben beschriebenen

j Weise zunächst seine Kamera eingestellt hat, wählt er 65

I zunächst die richtige zu verwendende Skala. Hierzu

I bestimmt er die Abstände a und b—a entsprechend* dem

I oben beschriebenen Verfahren und wählt d?e richtige

ni'ng gefahrc.i, wobei die Kamera auf das zu fotogiafierende Objektfeld gerichtet und die optische Achse der Kamera auf die Hauptachse des Objektfeldes ausgerichtet wird. Der Fotograf führt dann die Kamera vom Bezugspunkt aus um fünf Schritte nach links (wenn die Skala 11 Kerben enthält), sowie um fünf Schritte in die äußerste rechte Stellung und prüft in beiden Fällen, daß der durch die Kamera gesehene Aufbau des Bildes dem gewünschten entspricht Wenn der richtige Winkel, Aufbau usw. bestimmt und eingestellt sind, wird die Kamera in die Bezugsstellung zurückgefahren und auf das Schlüsselelement des Bildes fokussiert. Die Kamera wird dann zur Aufnahme des ersten TeilbÜdes in die lußerste linke Stellung verfahren. Darauf werden •ufeinanderfolgend die Teilbilder belichtet, während die Kamera schrittweise nach rechts bewegt wird, bis «chlieBlich alle 11 (oder 9 bei der Skala Gx2) Negative belichtet sind.

F i g. 20 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die zu fotografierenden Objekte statt der Kamera sequentiell zwischen einer Anzahl vurheruesuininief Stellungen bewegt werden, in denen die getrennten Fotografien aufgenommen werden sollen. Die schrittweise Bewegung der Objektes ist mittels einer Halterungsanordnung 218 leicht möglich, die ähnlich oder identisch ist der oben beschriebenen Kamerahalterung. Die Objekthalterung enthält eine Basis 220 und tinen Schlitten 222, der ebenso wie der Schlitten 118 der Kamerahalterung schrittweise längs der Basis bewegt werden kann. Der Schlitten 222 kann etwas unterschiedlich vom Schulten 118 aufgebatJ sein, und zwar so, daß ä&s oder die zu fotografierenden Objekte mit Vordergrund-, Hauptgegenstand- und Hintergrundelementen in den Stellungen A, K und B befestigt werden können. Wenn ein einziges, großes Objekt am Schlitten 222 befestigt und fotografiert wird, befindet sich die Stellung K in der Nähe der Mitte, so daß das fertige Stereorasterbild einen Tiefeneindruck vermittelt

Die Halterungsanordnung 218 ist besonders brauchbar für Studioaufnahmen und gewisse Arten der Mikrofotografie, wo die Tiefe (b—a) des Objektfeldes «nd der Abstand zur Kamera 224 verhältnismäßig kurz lind. Im Betrieb dient die Objekthalterung 218 zur

StPMprimcr^Hpr Parallaxp im Fertigen ct

Bild in identischer Weise zur Kamerahalterung 112. Dir Schlitten 222 wird schrittweise zwischen der äußeren linken und der äußeren rechten Stellung bewegt, deren Abstand so bemessen ist, daß die Punkte A₁ K und B über die Strecke Γ bewegt werden. Der Wert von T oder genauer die bei der Bewegung des Schlittens verwendete Skala kann aus Tabellen ähnlich den Tabellen I und Il bestimmt werden, die entsprechend der Erfindung angefertigt wurden.

ίο Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen war die Aufnahmestrecke bezüglich des Objektfeldes linear und verlief quer zur Hauptachse des Objektfeldes. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, die Aufnahmepunkte längs eines Kreisbogens zu legen, dessen Mittelpunkt in der Stellung K liegt. Diese Anordnung gestattet es, die optische Achse der Kamera in jedem Aufnahmepunkt auf die Stellung K zu richten, so daß das Bild des Elements in der Stellung K stets auf die gleiche Stelle auf dem Kameranegativ fokussiert bleibt.

F sg. 21 Zeigt ciiic Anordnung, bei der είπε Ksrnors 226 längs eines Kreisbogens 228 beweglich ist, dessen Mittelpunkt in der Stellung K liegt Für kleine Bogenwinkel kann mittels der Gleichungen (4) und (5) der Abstand T annähernd berechnet werden. Ist der Abstand vom Kameraobjektiv zum Schlüsselobjekt und damit der Radius des Kreisbogens 228 gleich kso gilt:

tan «= T/2k; β=2«

Gleichung (3) kann auch hier zur Bestimmung der richtigen relativen Abstände der Elemente in den Stellungen A, K und B verwendet werden.

Die relative bogenförmige Bewegung der Kamera gegenüber den Elementen in den Stellungen A, Kund B ebenfalls mittels eines Dreh- oder Kipptisches möglich, auf dessen Drehachse das Schlüsselelement angeordnet ist. F i g. 22 zeigt einen solchen Drehtisch 230, der in einem Abstand von der Kamera 232 angeordnet ist Wie

•to sich aus der Darstellung ergibt, ist die Geometrie der Anordnung der F i g. 22 identisch der der F i g. 21, so daß ebenfalls gilt:

tan (X= T/2k

Hierzu 11 Blatt Zcichniumen

Claims (14)

Patentansprüche: I. Verfahren zur Einstellung einer Stereoaufnahmeeinrichtung bei der Herstellung eines Stereora- ί sterbildes, wobei ein Betrachtungi-Linsenraster mit der Rasterbreite Wverwendet wird, und wobei eine Gesamt-Abbildung des räumlichen Objektes durch eine Linse mit der Brennweite f von mehreren unterschiedlichen Aufnahmepunkten aufgenommen in wird, die in einer in etwa senkrecht zur Blickrichtung verlaufenden Ebene in Abständen zueinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Größen

1. die Brennweite f, r>

2. der Abstand zwischen zwei benachbarten der N Aufnahmepunkte,

3. das Vergrößerungsverhältnis R zwischen der fotografischen Aufzeichnung des Objektfeldes und dem stereoskopischen Bild, 2»

4. der AL stand a von der Linie der Aufnahmepunkte zum am nächsten liegenden Vordergrundelement des Objektfeldes,

5. der Abstand b von der Linie der Aufnahmepunkte zum am weitesten entfernten Hinter- « grundelement des Objektfeldes und

6. der Abstand k von der Linie der Aufnahmepunkte zum Schlüsselclement des Objektfeidos

$o eingestellt werden, daß die sich zwischen ncbeneinanderliegenden Aufnahmepunkten erge- iu bende Änderung des Parallaxenwertes zwischen der Abbildung d°s Schlüsselelements und der Abbildung wenigstens eines weiteren Elements (nächstes Vordergrundelement oder an. weitesten entferntes Hintergrundelement), wie ?.n jedem der nebcnpinan- r> derliegenden Aufnahniepunkte ufgezeichnet. innerhalb eines vorgegebenen Bereiches von Mehrfachen von W/R gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet, daß die Änderung der Parallaxe zwischen w benachbarten Aufnahmepunkten innerhalb des durch c W/R bestimmten Bereiches aufrechterhalten wird, w.inn cinnerhalb des Bereichs von etwa 1.0 bis etwa 5,0 liegt.

3. Verfahren nach Anspiuch 1 und 2, dadurch r. gekennzeichnet, daß die Änderung der Parallaxe zwischen benachbarten Aufnahmepunkten zwischen dem Vorder- und dem Hintergrundelementbild

innerhalb des Bereiches, durch 2 ' bestimmt, liegt.

Worin c innerhalb des Bereichs von etwa 1,0 bis 5,0 liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die N Aufnahmepunkte bezuglich des Objektfeldes so angeordnet werden, v< daß die Parallaxe /wischen dem Schlüsselelement bild und dem Vorder oder Hintergrundelementbild an einem äußersten Aufnahmepunkt im wesentlichen gleich ist der entsprechenden Parallaxe am anderen äußersten Aufnahmepunkt. w

5 Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände k, a und b so gewählt werden, daß die Parallaxe zwischen dem Schlüsselelementbild und dem Vordergrundelementbild, wie bei jedem Aufnahmepunkt aufgezeichnet, M ungefähr gleich der Parallaxe zwischen dem Schliisselelemenlbiid und dem Mintergrundelementbilcl ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, duß die Änderungen der Parallaxe zwischen benachbarten Aufnahmepunkten zwischen dem Schlüsselelementbild und dem Vordergrundelementbild und der Parallaxe zwischen dem Schlüsselelementbüd und dem Hinter-

grundelementbild innerhalb des durch „ bestimmten Bereichs liegen, worin c innerhalb des Bereichs von etwa 1,0 bis 5,0 liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände k, a und b im wesentlichen nach der Beziehung

gewählt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand T zwischen den äußersten Aufnahmepunkten so gewählt wird, daß der Gesamtwert Xn der (1) Parallaxe zwischen dem Vorder- und Hintergrundelementbild an einem äußersten Aufnahmepunkt und (2) der Parallaxe zwischen dem Vorder- und Hintergrundeiementbild am anderen äußersten Aufnahmepunkt innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Mehr/icheh von Ungehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Tnach folgender Gleichung bestimmt wird:

2i-H'(.Y
Rl (/'

worin c innerhalb des Bereichs von etwa 1,0 bis 5,0 liegt.

10. Kamera zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. mit einer der Anzahl N von zweidirnensionalen Ansichten entsprechenden Anzahl N von Linsen mit der Brennweite 5 und zugehörigen Teilfilmen, wobei die Linsen mit im wesentlichen zueinander parallelen und im wesentlichen mit gleichem Abstand voneinander entfernten optischen Achsen in einer Linie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand T zwischen den optischen Achsen der endständigen Linsen (100,108) mit vorgegebenen Werten von Xi . R, f. a und £>in folgender Beziehung steht:

RHh ,

worin Xi die Summe der (I) Parallaxe zwischen dem Vorder- und dem Hintergrundelementbild, wie durch eine endständige Linse aufgezeichnet, und (2) der entsprechenden durch die andere endständige Linse aufgezeichneten Parallaxe darstellt.

11. Kamera nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß der Wert von Xi innerhalb des durch 2cW(N-\) bestimmten Bereichs liegt, worin c innerhalb des Bereichs vci. etwa 1,0 bis 5,0 liegt.

12. Kamerahalterungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Halteeinrichtung, die parallel zur Objektebene einer zu fotografierenden Szene angeordnet werden kann, gekennzeichnet durch einen auf der Halteeinrichtung (114) beweglichen Schlitten (118) zur Positio-

nierung der Kamera (120) an ausgewählten Punkten längs der Halteeinrichtung (114), wobei die optische Achse der Kamera (120) im wesentlichen senkrecht zu der Objektebene liegt, sowie durch Einrichtungen (160, 562, 164, 166, 170, 172) zur genauen ί schrittweisen Verstellung des Schlittens (118) über wenigstens eine Stellungsfolge gegenüber der Halteeinrichtung (114), wobei die Einrichtung zur schrittweisen Bewegung eine Mehrzahl von im wesentlichen geradlinigen Skalen (160,162,164,166) n> unterschiedlicher Längen enthält, die längs der Halteeinrichtung (114) parallel zu dieser angeordnet sind und eine entsprechende Anzahl von unterschiedlichen Stellungsfolgen bestimmen.

13. KamerahalteruDgsanordnung nach Anspruch π

12, dadurch gekennzeichnet, oaß die Skalen (160, 162, 164, 166, 170, 172) in ihrer Länge von einer kürzesten bis zu einer längsten progressiv zunehmen.

14. Kamerahalterungsanordnung nach Anspruch Jo

13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen von wenigstens der kürzesten und der längsten Skala mit vorgegebenen Werten von Xr, R, f. a -ind b in folgender Beziehung stehen:

f, p, b nach folgender Gleichung bestimmt wird: