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Vorrichtung zum Zusammensetzen von freiäugiq (objektiv) beobachtbaren
Stereorasterbildern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammensetzen von
freiäugig (objektiv) beobachtbaren Stereorasterbildern aus einer Anzahl von zweidimensionalen,
aus jeweils benachbarten Ausgangspunkten aufgenommenen Einzelansichten eines Objektes,
deren Negative in einem Abstand voneinander vorzugsweise auf einem Filmstreifen
positioniert sind und unter Ausrichtung auf einen Bezugspunkt auf einen Bildschirm
oder eine lichtempfindliche Fläche projiziert werden, über der ein Linsenraster
oder Linsenelementschirm mit festgelegter Rasterbreite und mit einer Vielzahl von
linienförmigen Bildbändern angeordnet ist.
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Vorrichtungen mit diesen Gattungsmerkmalen sind bekannt. Das Erzeugen
von ohne Betrachtungshilfe plastisch wirkenden Aufsichtsbildern wird zur Zeit vornehmlich
nach dem Linsenraster-Stereoverfahren durchgeführt, wobei mit einer relativ einfachen
und handlichen Kamera annehmbare Ergebnisse erzielbar sind.
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Im Prinzip beruht die Linsenraster-Stereoskopie auf der- Tatsache
der Umkehrbarkeit von geometrisch-optischen Strahlengängen. Gleichgültig, ob beim
Fokussieren eines einfallenden Lichtbündels mittels eines Linsenrasters näherungsweise
in seine Brennebene in dieser Ebene eine diffus reflektierende Streuschicht (Projektionsschirm)
oder eine fotografische oder sonstige Speicherschicht (permanentes Bild), wie etwa
bei einem Kopiergerät, angeordnet ist, führt die Umkehrung des Strahlenganges dazu,
daß ein darauf einfallendes bzw.
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gespeichertes Lichtwellenfeld nach Richtung und Intensität exakt wiedergegeben
wird. Hiermit ist die notwendige Bedingung zum Rekonstruieren des dreidimensionalen
Bildraumes vollständig erfüllt.
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Projiziert man ein reelles, räumliches Bild mit in Bezug auf die Betrachtungsrichtung
umgekehrter Lichtrichtung (pseudoskopisch) auf den Linsenraster, so kann im rückläufigen
Strahlengang das räumliche Bild des Objektes beobachtet werden. Dadurch, daß in
Folge der vollständigen Umkehrung des Strahlenganges auch das reelle Bild der Projektionsoptik
mitrekonstruiert wird, tritt im Beobachterraum eine Bündelbegrenzung auf, so daß
das Objekt nur durch die (rekonstruierten) Austrittspupillen des Projektionsstrahlenganges
gesehen werden kann. Hieraus wird verständlich, daß die Erzeugung des reellen pseudoskopischen
Luftbildes im einfachsten Fall auch durch ein Stereobildpaar erfolgen kann, wobei
keine Beeinträchtigung der Bildqualität, sondern lediglich ein fühlbare Beschränkung
der Betrachtungsmöglichkeit eintritt.
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Die ideale Dimensionierung eines Rasterbildes zur gleichmäßig scharfen
und störungsfreien Wiedergabe des gesamten Objektraumes von Null bis unendlich ist
von der Linienzahl des verwendeten Linsenrasters abhängig, mit der die Auflösung
in der Bildebene festgelegt ist. Dabei gilt die Bedingung, daß bei einer gegebenen
Anzahl von Rasterelementen in der Bildfläche
die von jeder einzelnen
Rasterlinse aufgelöste Bildpunktzahl sowie die Anzahl der zur Erzeugung des pseudoskopischen
Luftbildes verwendeten Teilbilder einander gleich sein müssen.
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Diese Überlegungen gelten grundsätzlich sowohl für sphärische als
auch für Zylinderlinsenraster mit dem alleinigen Unterschied, daß im letzteren Fall
sich die zur Erzeugung des pseudoskopischen Luftbildes erforderliche Projektionsanordnung
auf eine Bildreihe reduziert und der vertikale Parallaxeneffekt entfällt. Bei Zylinderlinsenrastern
treten allerdings bei großen Raumtiefen infolge der in beiden Dimensionen unterschiedlichen
Art der Bilderzeugung gewisse astigmatische Unschärfen auf. Die idealisierten Eigenschaften
der Linsenraster-Stereoskopie werden in der Praxis durch die Unvollkommenheiten
der Raster sowie durch das tatsächlich nutzbare Auflösungsvermögen der Fotoemulsion
weitgehend eingeschränkt.
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Bei dem Aufbelichten eines Raumbildes durch einen normalen Linsenraster
entstehen unter den einzelnen Rasterelementen im allgemeinen nicht wie im Idealfall
scharf begrenzte, dicht aneinander anschließende Streifenbilder. Vielmehr erhält
man, verursacht durch Linsenfehler, durch Oberflächenrauhigkeiten sowie durch Streuung
und Reflektion an der Fotoemulsion verbreiterte Punktbilder mit verringerte Flankensteilheit
sowie einem gewissen Störlichtanteil in den unbelichteten Bereichen. Dies ist in
Figur 1 deutlich erkennbar, welche die Verhältnisse einer Mikro-Fotometerkurve des
Luftbildes eines typischen, mechanisch gefertigten Kunststofflinsenrasters darstellt.
Dadurch wird deutlich, daß es zu einem Übersprechen zwischen den einzeLnen Bildkanälen
kommt, so daß bei der Betrachtung, insbeßondere an kontrastreichen Bilddetails,
Unschärfen bzw. Mehrfachkonturen auftreten und daß der Raumeindruck gestört wird.
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Hieraus ergab sich die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe, nämlich die Trennung der Bildkanäle unter den einzelnen Rasterelementen
zu verbessern und Unschärfen und Mehrfachkonturen zu vermeiden.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Vorrichtung mit den
Merkmalen des Gattungsteiles des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß die in seinem
Kennzeichnungsteil aufgeführten Maßnahmen getroffen sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
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Durch die Erfindung werden Unschärfen und Mehrfachkonturen bei der
Bildbetrachtung deutlich erkennbar ausgeschaltet. Da in Ausgestaltung der Erfindung
bei dem Aufbelichten des Raumbildes der Kontaktraster nach jedem Teilbild um eine
Streifenbreite parallel verschoben wird, wobei der Projektionsstrahlengang fest
bleibt, ist dieser ohne jeden Einfluß auf die allein durch den Raster festgelegte
Bildgeometrie.
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Schließlich ist es auch möglich, eine vollständige und lückenlose
Überdeckung des Raster-Betrachtungswinkels zu erzielen.
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Der Kontaktraster muß dem für die Betrachtung des Stereobildes aufzubringenden
Linsenraster deckungsgleich entsprechen und gleichzeitig an den vorgesehenen Lichtzonen-Konvergenzabstand
angepaßt sein. Dies läßt sich in einfacher Weise durch fotografische Herstellung
des Rasters erreichen. Hierzu belichtet man eine auf Glas oder eine andere Filmunterlage
aufgebrachte Fotoemulsion durch den Betrachtungs-Linsenraster, wobei Größe und Abstand
der Lichtquelle entsprechend der gewünschten Geometrie des Raumbildes festgelegt
werden.
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Anschließend wird die Platte im Kontakt auf eine zweite Fotoschicht
kopiert, wobei sich einerseits die Negativ/Positiv-Umkehr und andererseits die seitenrichtige
Übereinstimmung
mit dem Linsenrasteroriginal ergibt. Durch das
zweimalige Umkopieren des Streifenluftbildes unter Verwendung entsprechend hart
arbeitender und feinkörniger Emulsionen wird die angestrebte Schärfe und Kontraststeigerung
erreicht. In Figur 2 ist die Fotometerkurve eines nach diesen Regeln hergestellten
Kontaktrasters dargestellt, wobei im Vergleich mit Figur 1 erkennbar ist, welche
wesentliche Erhöhung von Kontrast- und Kantenschärfe dadurch erreichbar ist, daß
an stelle des Linsenrasters ein Kontaktraster mit entsprechender Breite der lichtdurchlässigen
Streifen verwendet ist.
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Im Falle eines einfacheren, nur zwei Teilbelichtungen umfassenden
Stereobildes ist es auch möglich, den Kontaktraster z. B. durch Kopieren auf Sektografenfilm
oder mittels Aufdampf- oder Ätztechnik als Polarisationsraster auszubilden.
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In letzterem Falle muß die mechanische Rasterverschiebung durch ein
Drehen eines im Strahlengang angeordneten Polarisationsfilters nach der ersten Telbelichtung
ersetzt werden.
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Das Erfordernis der nachträglichen paßgenauen Aufkaschierung des Betrachtungs-Linsenrasters
auf das entwickelte Bild bedeutet zwar im Vergleich zur Verwendung von emulsionsbeschichtetem
Raster film einen zusätzlichen Arbeitsaufwand.
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Die Genauigkeitsanforderung sind jedoch nicht höher als beim üblichen
Mehrfarbendruck und technisch durchaus beherrschbar.
L e r s e t
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