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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Kinematografie.
Insbesondere offenbart die vorliegende Erfindung ein System zur
Erzeugung von Filmszenen, die eine zeitunabhängige virtuelle Kamerabewegung
verkörpern.
Eine Anordnung modularer Spezialkameras zeichnet gleichzeitig fotografische
Bilder einer Szene auf, wobei die resultierenden fotografischen
Bilder auf einem Filmmedium abgelegt und in Aufeinanderfolge betrachtet
werden, was die Illusion vermittelt, dass sich eine einzelne Kamera
um eine zeitlich eingefrorene Szene herum bewegt hat.
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Darstellung
des Problems
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Gegenwärtig hegen
Filmschaffende, die dem Betrachter einer Szene den Eindruck fortlaufender
Zeit vermitteln wollen, während
die Zeit für
das Objekt derselben Szene angehalten scheint – was beispielsweise in Filmen
des Science-Fiction-Genres von Nöten
sein kann –,
oftmals den Wunsch, die Handlung der Szene einzufrieren, während die
Szene mit einer Filmbildkamera aufgezeichnet wird. Derart aufgezeichnete
Szenen vermitteln dem Betrachter den Eindruck fortlaufender Zeit,
die sich auf natürliche
Weise aus der Kamerabewegung ergibt, während die Zeit für das Objekt
angehalten scheint.
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Das
künstliche
Einfrieren der Szene wird üblicherweise
dadurch erreicht, dass Modelle aller ansonsten in fließender Bewegung
befindlichen Objekte gebaut werden, und dass Schauspieler in der
Szene angewiesen werden einzufrieren. Dieses Verfahren des Einfrierens
einer Szene ist offensichtlich durch eine Reihe von Faktoren in
seiner Anwendung beschränkt,
insbesondere dann, wenn die Szene eine dramatische Handlung enthalten
soll. Zu diesen Faktoren zählen
die Fähigkeit
des Modellbauers, Objekte, beispielsweise Eigenschaften einer Fließbewegung,
nachzubilden, wie auch die Fähigkeit
der Schauspieler, regungslos zu verharren. Dieses Verfahren ist
zudem dann beschränkt,
wenn die Szene ihrer Natur nach dokumentarisch ist, wenn Flüssigkeiten,
Pyrotechnika, Rauch, fliegende Objekte oder andere dynamische Objekte
im Übermaß verwendet
werden, oder wenn einer der Schauspieler ein kleines Kind oder ein
Tier ist. In letzteren Fällen
ist das künstliche
Einfrieren der Handlung oftmals unmöglich.
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Ein
anderes, einfacheres Verfahren zur Erzeugung der Illusion, dass
die Zeit in einer Filmszene angehalten wird, ist das eingefrorene
Einzelbild (freeze-frame). Die Wirkung des eingefrorenen Einzelbildes
wird durch Wiederholung eines einzelnen Einzelbildes eines Kameranegativs über eine
Reihe benachbarter Einzelbilder eines Projektionsprints hinweg erzielt.
Das resultierende zusammengesetzte Filmbild enthält keinerlei Bewegung. Das
eingefrorene Einzelbild wird von einigen Filmschaffenden zum Anhalten
der Zeit verwendet, und zwar üblicherweise
nach demjenigen Zeitpunkt im Film, an dem der Betrachter mit dem
Film im Allgemeinen und dem Fortlaufen der Zeit in dem Film vertraut
geworden ist. Durch ein Anhalten der Zeit gibt der Filmschaffende
dem Betrachter die Gelegenheit, über
die zu dem Moment des Anhaltens führenden Ereignisse wie auch über die
spezifische Dramatik jenes bestimmten zeitlichen Momentes nachzudenken.
Das eingefrorene Einzelbild vermag jedoch keine Kamerabewegung zu
verkörpern
und versagt daher bei der Vermittlung der Illusion, dass die Zeit
für das
Objekt des Filmes, jedoch nicht für den Betrachter angehalten
wurde.
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Obwohl
im 20. Jahrhundert zum Zwecke der Aufzeichnung von Fotografien in
drei Dimensionen (also zur Stereofotografie) Objekte gleichzeitig
fotografiert wurden, sind aus dem Stand der Technik keinerlei Verfahren
zum gleichzeitigen Fotografieren zum Zwecke der Erzeugung spezieller
Effekte des Zeitanhaltens in ansonsten herkömmlichen Filmszenen bekannt
oder nahegelegt. Ebenso wenig ist aus dem Stand der Technik ein
System zur Erzeugung einer virtuellen Kamerabewegung aus einer Abfolge
gleichzeitiger Standfotografien bekannt oder nahegelegt.
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Multifotografische
Systeme zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder wurden in der Vergangenheit
auf zahlreichen anderen Gebieten eingesetzt. Es sind zu nennen:
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Das
US-Patent 3,225,651 von Clay offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Wiedergabe
einer panoramischen Szene als dreidimensionales Bild. Eine Vielzahl
von Kameras ist derart angeordnet, dass deren Achsen geringfügig divergent
sind, wobei jedes benachbarte Kamerapaar benachbarte stereoskopische
Bilder erzeugt. Die Bilder werden auf einen Spezialschirm projiziert,
der aus einer Anzahl horizontal benachbarter Betrachtungszellen
besteht. Das Publikum erblickt ein dreidimensionales Panorama, ohne
dass eine spezielle Brille oder andere Hilfsmittel verwendet werden
müssten.
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Das
US-Patent 3,482,913 von Glenn Jr. offenbart ein Verfahren zum Zusammensetzen
und Vergrößern dreidimensionaler
Bilder unter Verwendung einer Anzahl von Projektoren, von denen
jeder, was Lage und Beleuchtung angeht, zur Bereitstellung eines
qualitativ hochwertigen dreidimensionalen Bildes einzeln einstellbar
ist.
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Das
US-Patent 3,508,920 von Glenn Jr. offenbart ein Verfahren zum Drucken
hochaufgelöster
dreidimensionaler Bilder durch Erzeugung von Rasterbildern, bei
denen die Breite der Rasterpunkte gleich der Breite der Bildelemente
ist, und bei denen die Länge
der Rasterpunkte ein Mehrfaches ihrer Breite beträgt.
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Das
US-Patent 3,518,929 von Glenn Jr. offenbart eine Kamera zur Erzeugung
dreidimensionaler Bilder mit einer Vielzahl von Kameraeinheiten 11,
die eine gemeinsame Filmspulenwelle 21 und einen Verschlussantrieb 40 aufweisen.
Jede Kameraeinheit 11 weist eigens eine Filmführung 19,
eine Zuführung 27, Aufnahmespulen 22 und
einen Verschluss 16 auf.
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Das
US-Patent 3,682,064 von Matsunaga et al. offenbart ein Gerät zum stereografischen
Fotografieren einer Szene unter Verwendung einer Vielzahl von Kameras,
die an verschiedenen Orten relativ zu der Szene angeordnet sind.
Das Gerät
umfasst Mittel zum Einstellen der Verschlusszeit an jeder Kamera
und zum Synchronisieren oder Verzögern der Anlaufzeit des Verschlusses
an jeder Kamera.
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Das
US-Patent 4,037,950 von Lo et al. offenbart ein Verfahren und ein
Gerät zum
Bestimmen und Koordinieren derjenigen Variablen, die Einfluss auf
die Güte
eines stereoskopischen Bildes haben, so beispielsweise die Größe des Bildes,
der Abstand zwischen den Orten benachbarter Kameras, die Brennweite
der Kameras und der Abstand zwischen der Kamera und einem Element
oder Objekt der Szene, das in der Bildebene liegen soll.
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Das
US-Patent 4,062,045 von Iwane beschreibt ein System zum Erzeugen
dreidimensionaler Fernsehbilder, bei dem eine Vielzahl von Fernsehkameras
nebeneinander in einer geraden Linie oder in einem Bogen angeordnet
ist, und bei dem die von den Kameras erhaltenen Bilder verbunden
werden, um ein Verteilungsmuster für die Winkelteilung zu erzeugen,
wobei aus dem Verteilungsmuster ein dreidimensionales Bild erzeugt
wird.
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Das
US-Patent 4,158,487 von Collender zeigt ein Verfahren und ein Gerät zum Anzeigen
sowohl stationärer
wie auch beweglicher stereoskopischer Bilder, ohne dass der Betrachter
eine Sehhilfe verwenden müsste.
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Das
US-Patent 4,239,359 von Morioka offenbart ein Verfahren, durch das
ein Bild eines Objektes auf einen Rohling projiziert wird, damit
aus dem Rohling ein Abbild des ursprünglichen Objektes geformt werden kann.
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Das
US-Patent 4,333,715 von Brooks offenbart eine Anzeigevorrichtung,
die einem Betrachter entweder zweidimensionale oder dreidimensionale
Bilder durch eine nacheinander erfolgende Aktivierung bestimmter
Lampen oder Elektroden zur Beleuchtung bestimmter Bilder bei gleichzeitiger
Nichtbeobachtbarkeit nicht aktivierter Bilder vorspielt. Die Wirkung
einer dreidimensionalen Bewegung wird durch eine nacheinander erfolgende
Beleuchtung von Bildlagen in verschiedenen Stellungen erreicht.
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Das
US-Patent 5,004,335 von Montes zeigt ein Gerät zum Projizieren beweglicher
dreidimensionaler Bilder, dessen Projektionsfläche jedes Photon in eine Richtung
aussendet, die vom Einfall jenes Photons auf die Fläche abhängig ist.
Die Bilder zum Projizieren werden von einer Reihe von Filmkameras
erhalten, die in einer geraden Linie nebeneinander angeordnet sind.
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Das
US-Patent 5,013,147 vom Montes offenbart ein optisches System zur
dreidimensionalen Wiedergabe von Bildern, bei dem man die Bilder
entsprechend der vorstehenden Beschreibung für das Patent
US 5,004,335 erhält, und bei dem die Bilder
durch Projektion auf einen Schirm angezeigt werden, der aus einer Lage
mit vertikalen zylinderförmigen
Linsen und einer zweiten Lage mit horizontalen zylinderförmigen Linsen besteht.
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Das
US-Patent 5,049,987 von Hoppenstein offenbart ein Gerät zum Aufteilen
eines visuellen Bildes in getrennte Bildstreifen, zum Übertragen
der getrennten Streifenbilder als zusammengesetztes Bild und zum Nachbearbeiten
des visuellen Bildes als dreidimensionales Bild unter Verwendung
einer Lentikularlinse.
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Das
US-Patent 5,223,925 von Hattori zeigt ein autostereoskopisches System,
das aus einer Reihe horizontal angeordneter Fernsehkameras besteht,
die ihre Bilder an in ähnlicher
Weise angeordnete Bildausgabeschirme senden, wobei letztere invertierte
Parallaxenbilder über
eine Reihe von Linsen, letztere bestehend aus einer ersten konvexen
Linse und dazu einer großen
konvexen Fresnel-Linse, projizieren.
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Das
US-Patent 5,237,353 von Montes offenbart ein System zur Aufnahme,
Wiedergabe und Projektion dreidimensionaler Stand- oder beweglicher
Bilder, bei dem die Bilder von Gruppen von zwei Kameras aufgenommen
werden, die derart angeordnet sind, dass ihre Linsen in rechten
Winkeln angeordnet sind, und die eine halbtransparente Platte aufweisen,
die in einem 45°-Winkel
dazwischen angeordnet ist. Die von diesen Gruppen von Kameras erhaltenen
Bilder werden auf ein einziges Stück Film übertragen, das anschließend kopiert
oder projiziert werden kann, wobei für die Projektion eine Anzahl
von Linsen benötigt
wird, die einem Drittel der Anzahl der Kameras entspricht.
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Zusätzlich zu
den vorstehend erläuterten
multifotografischen Systemen zur Erzeugung dreidimensionaler Bilder
gibt es auch auf dem Gebiet der Bildverarbeitung zur elektronischen
Simulation von Schwenk-, Kipp-, Dreh- und Zoomeigenschaften einer
herkömmlichen
Kamera unter Verwendung eines einzelnen Bildes einen Stand der Technik.
So offenbart das US-Patent 5,359,363 von Kuban et al. beispielsweise
ein bewegungsloses Rundumsicht-Kameraüberwachungssystem, das eine
Weitwinkellinse zur Aufnahme eines kreisförmigen Bildes aus einem Gesamtsichtfeld
in den Speicher der Vorrichtung aufnimmt. Elektronische Hochgeschwindigkeitsschaltungen
können
eingesetzt werden, um einen Bereich von Interesse innerhalb des
Bildes zu betrachten und zu manipulieren.
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Die
Vorrichtung kann Schwenk-, Kipp-, Dreh- und Zoomfunktionen im gesamten
Sichtfeld realisieren, ohne dass irgend welche mechanischen Mechanismen
zur Bewegung einer Kamera erforderlich wären.
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In
einer am 12. Mai 1993 bei der BBC gezeigten Fernsehsendung wurde
ein Gerät
in Form eines Ringes gezeigt, in der ein Streifen unbelichteten
Filmes untergebracht war. Um eine Innenfläche des Ringes herum war eine
Vielzahl von Sichtlöchern
angeordnet. Der Einsatz des Gerätes
erfolgte bei Dunkelheit, wobei ein Blitz verwendet wurde, um einen
Aufnahmegegenstand (Subjekt) zu beleuchten, der in der Mitte des
Ringes angeordnet war. Nach Entwickeln des Filmes enthielt der Film
eine Vielzahl von Abbildungen des Aufnahmegegenstandes, von denen
jede von einem anderen Beobachtungspunkt aus aufgenommen war, und
von denen jede einem bestimmten Sichtloch entsprach. Durch Projizieren
des Filmes unter Verwendung eines Filmprojektors entstand bei dem
Film der Eindruck einer Bewegung einer Filmkamera um den zeitlich
eingefrorenen Aufnahmegegenstand herum.
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Lösung des
Problems
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Keine
der bei der Recherche aufgefundenen Druckschriften aus dem Stand
der Technik zeigt ein System zum Einfrieren einer Szene in einem
beweglichen Bild bei gleichzeitiger Vermittlung der Illusion, dass
sich die Kamera um das eingefrorene Bild herum dreidimensional im
Raum bewegt. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch Verteilen
einer Anordnung von Kameras auf einem vorgewählten Weg, wobei alle Kameras
auf eine gemeinsame Szene fokussiert sind. Die Kameras zeichnen
gleichzeitig eine Vielzahl von Standbildern der Szene auf, wobei
anschließend
die derart aufgezeichneten Bilder in einer vorgewählten Reihenfolge
in eine Abfolge von Einzelbildern auf einem Filmmedium, beispielsweise
einem Film oder einem Videoband, umgesetzt werden. Da jedes Einzelbild
die gemeinsame Szene von einem anderen Standpunkt aus zeigt, vermittelt
die Anordnung der Einzelbilder in einer Abfolge die Illusion, dass
sich eine Kamera um eine eingefrorene Szene herum bewegt hat (mithin
die Illusion einer virtuellen Kamerabewegung). Die Bewegungsrichtung
hängt von
dem vorgewählten
Weg ab, der eine gerade Linie oder irgend eine Art von Kurve sein
kann, entlang derer die Anordnung von Kameras verteilt werden kann.
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Obwohl
aus dem Stand der Technik eine Vielzahl gleichzeitig arbeitender
synchroner Filmkameras zur Aufzeichnung dreidimensionaler Filme
bekannt sind, ist aus keiner der Quellen des Standes der Technik
ein System zur Kombination einer virtuellen Kamerabewegung (wie
vorstehend beschrieben) mit Filmbildern bekannt, die das zeitliche
Fortschreiten der Szene zeigen. Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung setzt eine zweidimensionale Anordnung von Videokameras
ein, von denen jede synchron eine Reihe von Bildern in schneller
zeitlicher Aufeinanderfolge aufnimmt. Die resultierende Anordnung
von Bildern kann in irgend einer Reihenfolge zur Erzeugung eines
Filmes mit einer gewünschten
Kombination aus einer virtuellen Kamerabewegung und Bildern in einer
zeitlichen Abfolge kombiniert werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein System zum zu einem festen Zeitpunkt
erfolgenden Aufzeichnen einer virtuellen Kamerabewegung relativ
zu einem Objekt bereit. Das System verwendet eine Anordnung modularer
Spezialkameras, die für
eine gleichzeitige Aufzeichnung einer Anzahl fotografischer Bilder
einer Szene von mehreren seitlich angeordneten Stellungen aus ausgelegt
sind. Das System erzeugt so eine Reihe von Standfotografien, die,
in schneller Aufeinanderfolge als Film betrachtet, die Illusion
einer seitlichen Kamerabewegung relativ zu den aufgezeichneten Szenen
vermitteln, während
das Objekt der aufgezeichneten Szene zeitlich angehalten scheint.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das System von einer Anzahl von Standkameras gebildet, die
für eine
gegenseitige Kopplung ausgelegt sind, um so einen fortlaufenden
lichtdichten Weg über
die Länge
eines fotografischen Filmes bereitzustellen, der durch den gesamten
Kameraaufbau quer zur Brennpunktsebene jeder Kamera läuft. Das
System umfasst zudem ein Verschlusssystem, dass für eine gleichzeitige
Belichtung der Filme innerhalb aller Kameras ausgelegt ist, lichtdichte
Verbindungen, damit der Film in Filmmagazine an jedem Ende des Kameraaufbaus
verbracht und aus diesen entnommen werden kann, ein System zur Bewegung des
Filmes durch den Kameraaufbau von einem Magazin zum anderen und
einen Mechanismus zur Bewegung des gesamten Aufbaus in eine gewünschte Richtung
während
des gleichzeitigen Belichtungsvorganges. Alternativ kann eine Anordnung
von Videostandkameras Verwendung finden. Die erhaltenen Bilder werden
anschließend
in Aufeinanderfolge in einer vorgewählten Reihenfolge in einer
Abfolge von Einzelbildern auf einem Film oder Videoband angeordnet.
Eine Betrachtung des Filmmediums vermittelt den Eindruck, die Szene
wäre zeitlich
eingefroren, während
sich die Kamera um das eingefrorene Objekt oder die eingefrorene
Szene herum zu bewegen scheint. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird eine Anordnung von Videokameras verwendet. Alle Kameras in
der Anordnung nehmen synchron eine Reihe von Bildern in schneller
zeitlicher Aufeinanderfolge auf. Die resultierende Anordnung von
Bildern kann kombiniert und zeitlich in beliebiger Reihenfolge angeordnet
werden, um einen Film mit einer Kombination aus einer virtuellen
Kamerabewegung und zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern herzustellen.
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System
bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Szene in einem Film einzufrieren
und die Illusion einer Kamerabewegung relativ zu der eingefrorenen
Szene zu vermitteln.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System bereitzustellen,
das in der Lage ist, eine virtuelle Kamerabewegung mit Filmbildern
zu kombinieren, die ein zeitliches Fortschreiten einer Szene zeigen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht wiederum darin,
ein System zum Einfrieren einer Szene in einem Film bereitzustellen,
bei dem die eingefrorene Szene umfassende Bilder bei Aufzeichnung
der eingefrorenen Szene eine durch eine Bewegung der Kameras verursachte
Unschärfe
erhalten. Die Bewegungsunschärfe
glättet
den Übergang
von Einzelbild zu Einzelbild, wenn das Filmbild für eine Betrachtung
durch ein menschliches Auge nachbearbeitet wird.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zum Herstellen
einer Szene in einer Kinoaufnahme vorgesehen, wobei die Kinoaufnahme
eine Zeitbasis hat, die in Einzelbildern pro Sekunde gemessen wird,
wobei das System umfasst: eine Anordnung von Kameras, die entlang
eines im Wesentlichen durchgehenden Bogens aufgestellt sind, wobei
jede Kamera auf eine gemeinsame Szene fokussiert ist; eine Einrichtung,
die jede der Kameras wiederholt betätigt, um mit der Zeit eine
entsprechende Reihe von Bildern der Szene so zu erfassen, dass die
Kameras entsprechende Bilder simultan zueinander erfassen; eine
Einrichtung, die die erfassten Bilder in eine Direktzugriffsspeichervorrichtung überträgt; eine
Einrichtung, die ausgewählte
der erfassten Bilder elektronisch skaliert oder schwenkt oder neigt;
eine Einrichtung, die eine Kinoaufnahme schafft, in der die ausgewählten skalierten,
geschwenkten oder geneigten Bilder in Abfolge betrachtet werden,
um die Illusion fortlaufender Kamerabewegung entlang des Bogens
zu erzeugen; und wobei jedes auf ein anderes folgende Bild in der
Kinoaufnahme von einer anderen Kamera erfasst wird.
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Entsprechend
einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen
einer Szene in einer Kinoaufnahme vorgesehen, wobei die Kinoaufnahme
eine Zeitbasis hat, die in Einzelbildern pro Sekunde gemessen wird,
und wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Anordnung von
Kameras, die entlang eines im Wesentlichen durchgehenden Bogens
aufgestellt sind, wobei jede Kamera auf eine gemeinsame Szene fokussiert
ist; wiederholtes Betätigen
jeder der Kameras, um mit der Zeit eine entsprechende Reihe von Bildern
der Szene so zu erfassen, dass die Kameras entsprechende Bilder
simultan zueinander erfassen; Übertragen
der erfassten Bilder in eine Direktzugriffsspeichervorrichtung;
elektronisches Skalieren oder Schwenken oder Neigen ausgewählter der
erfassten Bilder; Schaffen einer Kinoaufnahme, in der die ausgewählten skalierten,
geschwenkten oder geneigten Bilder in Abfolge betrachtet werden,
um die Illusion fortlaufender Kamerabewegung entlang des Bogens
zu erzeugen; und wobei jedes auf ein anderes folgende Bild in der
Kinoaufnahme von einer anderen Kamera erfasst wird.
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Entsprechend
einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Prozess zum Erzeugen
virtueller fortlaufender Kamerabewegung in einer Kinoaufnahme vorgesehen,
wobei der Prozess umfasst: Bereitstellen einer Anordnung von Kameras,
die entlang eines vorgewählten
Weges aufgestellt sind, wobei jede Kamera auf eine gemeinsame Szene
fokussiert ist; wiederholtes Betätigen
jeder der Kameras, um mit der Zeit eine entsprechende Reihe von
Bildern der Szene so zu erfassen, dass die Kameras entsprechende
Bilder simultan zueinander erfassten; Schaffen einer Kinoaufnahme,
in der ausgewählte
Bilder der erfassten Bilder in Abfolge betrachtet werden, um die
Illusion fortlaufender Kamerabewegung entlang des Weges zu erzeugen;
und wobei jedes Paar aufeinander folgender Bilder in der betrachteten
Reihenfolge von Bildern virtuelle Kamerabewegung und Zeitablauf
kombiniert.
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Diese
und andere Vorteile sowie weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden
Erfindung werden bei Betrachtung der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung sowie der Zeichnung unmittelbar verständlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
vorliegende Erfindung erschließt
sich unmittelbar anhand der begleitenden Zeichnung.
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1 ist
eine Draufsichtsskizze auf eine erfindungsgemäße seitliche Anordnung von
Kameras.
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2 ist
eine Schnittansicht durch eine der Kameras der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Draufsichtsskizze auf die vorliegende Erfindung, die die seitliche
Anordnung von Kameras sowie die Filmmagazine und den Verschlussauslöser zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer Kamera der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht der Kamera von 4.
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6 ist
eine Schnittansicht der Kamera von 5.
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7(a) und 7(b) sind
Schnittansichten durch eine Reihe von Kameras der vorliegenden Erfindung
in einer geraden (a) und einer gebogenen (b) Anordnung.
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8(a) und 8(b) zeigen
eine Reihe von Bildern, die von den Kameras der vorliegenden Erfindung
erzeugt wurden.
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9 stellt
dar, wie die von den Kameras der vorliegenden Erfindung erzeugten
Bilder auf einen Filmstreifen übertragen
werden.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das Schritte zur Erzeugung einer virtuellen Kamerabewegung
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispieles der Reihe
von Kameras der vorliegenden Erfindung.
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12 ist
eine perspektivische Ansicht einer Kamera des zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung, das die Linsenwinkel zeigt.
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13 ist
eine perspektivische Ansicht einer Kamera des zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Aufnehmers für die Kameras
des zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
eine Anordnung von Kameras 10 der vorliegenden Erfindung,
die auf eine gemeinsame Szene 12 fokussiert sind. Die Szene 12 ist
im Rahmen dieser Beschreibung nicht auf einen einzelnen Punkt oder
ein einzelnes Objekt beschränkt,
sondern umfasst eine ganze Ansicht oder einen ganzen Bereich. Die Kameras 10 sind
je nach Bedarf verteilt, um eine bestimmte Wirkung entlang eines
vorgewählten
Weges, beispielsweise einer geraden Linie, eines konkaven bogenförmigen Weges
oder eines konvexen bogenförmigen Weges,
zu erzielen. Wie nachstehend eingehender beschrieben wird, ist die
Form des gewählten
Weges nur dadurch beschränkt,
dass eine lichtdichte Verbindung zwischen benachbarten Kameras 10 hergestellt
werden muss. Wie bei vielen Verfahren zur Filmaufzeichnung können bei
der vorliegenden Erfindung sowohl fotografische Filme wie auch Videobänder Verwendung
finden. Beide Mittel zur Filmaufzeichnung (fotografischer Film und
Videoband) fußen
auf dem Prinzip der zeitlich fortlaufenden Aufzeichnung und Aufarbeitung
mehrerer Einzelbilder einer Standbildinformation in schneller Aufeinanderfolge.
Daher wird in vorliegender Beschreibung auf einen fotografischem
Film wie auch auf ein Filmmedium Bezug genommen, um sowohl mit fotografischer Emulsion
aufgezeichnete Filme wie auch eine mit Speichermitteln erfolgende
Videoaufzeichnung zu beschreiben, obwohl Unterscheidungen zwischen
Film und Videoband durchgehend gemacht werden, um das jeweils bevorzugte
Verfahren anzugeben. Daher sollte offensichtlich sein, dass Standkameras
wie auch Videokameras oder Bewegungsbildkameras in der Anordnung
von Kameras 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch eine einzelne Kamera 10 eines Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung. Die Kamera 10 ist eine einfache
Fotobox-Kamera zum Aufnehmen von Standbildern. Licht 28 tritt
durch eine Linse 24 ein und belichtet einen Film 20 in
einer Brennpunktsebene 26. Ein Verschluss 22 wird
verwendet, um den Einfall des Lichtes 28 auf den Film 24 zu
steuern. Es sollte einsichtig sein, dass bei vorliegender Erfindung
auch andere Arten von Kameras verwendet werden können, so beispielsweise – was einem
Fachmann augenscheinlich sein dürfte – Filmkameras
oder Videokameras, und dass bei vorliegender Erfindung keine Beschränkung auf
die Beschreibung des in 2 gezeigten Ausführungsbeispieles
gegeben sein soll.
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3 zeigt
eine Übersicht über eine
erfindungsgemäße Anordnung
von Kameras 10. In einer Reihe C1 bis
Cn sind Kameras 10 nebeneinander
angeordnet. Die Anzahl Cn von Kameras 10 kann
entsprechend den jeweiligen Anforderungen oder den zu erzielenden
Wirkungen verändert
werden. Die Kameras 10 sind flexibel verbunden, so dass
ein einzelner Filmstreifen 20 durch alle Kameras 10 hindurchlaufen
kann, was besser in 7(a) und 7(b) zu sehen ist und nachstehend eingehend beschrieben
wird. Der Film 20 ist in einem ersten Filmmagazin 30 an
einem Ende der Anordnung von Kameras 10 eingelegt und wird
von einem zweiten Filmmagazin 32 an dem anderen Ende der
Anordnung von Kameras 10 aufgenommen. Der Aufnahmemechanismus 34 kann
irgend ein zur Aufnahme von Filmen verwendeter herkömmlicher
Mechanismus sein, so beispielsweise eine kurbelgetriebene oder eine
maschinell getriebene Spule. Ein Verschlussauslöser 36 steuert die
Verschlüsse 22 aller
Kameras 10 in der Anordnung gleichzeitig. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel ist
der Verschlussauslöser 36 ein
mechanischer federbelasteter pneumatischer Zylinder mit einer variablen Aperturaustrittsöffnung zur
Verzögerung
der Geschwindigkeit der den Verschluss ziehenden Schrägfeder.
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Die
gesamte Anordnung von Kameras 10 der vorliegenden Erfindung
kann in einer gewünschten
Richtung – beispielsweise
seitlich, wie durch einen Pfeil 38 angedeutet – bewegt
werden, um eine Bewegung während
des gleichzeitig erfolgenden Belichtungsvorganges aufzuzeichnen.
Darüber
hinaus kann die flexible Anordnung an einer Schiene angebracht sein,
um eine geeignete Ausrichtung der optischen Achsen jedes Moduls
zu erhalten, wenn die Anordnung verschoben oder gezogen wird, um
eine Bewegungsunschärfe
entlang eines nichtlinearen und nicht kreisförmigen Schienenweges zu bewirken.
Die Bewegungsunschärfe
unterstützt den
glatten Übergang
von Einzelbild zu Einzelbild, wenn das Filmbild für die Betrachtung
durch ein menschliches Auge nachbearbeitet wird.
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4 und 5 zeigen
eine einzelne Kamera 10 der vorliegenden Erfindung. Die
Anordnung von Kameras 10 wird von Zugkabeln 40 fest
zusammengehalten, wobei die Zugkabel in derselben Ebene wie der
Verschluss 22 sowie parallel hierzu durch die gesamte Anordnung
laufen. Der Verschluss 22 ist in einer Verschlussführung 42 angeordnet.
Die Oberseite einer Verschlussführung 44 dient
sowohl zum Halten des Verschlusses 22 in der Verschlussführung 42 wie
auch zum Führen
der flexiblen Zugkabel 40, die jede Kamera 10 an
einer bestimmten Stelle in der Anordnung halten. Ein Linsenhalter 46,
der vor allem seine Hauptaufgabe als Halterung der Linse 24 erfüllt, bewirkt
zudem eine Führung
und Sicherung der Zugkabel 40 an dem Kamerakörper 46.
Der Körper 48 der Kamera 10 ist
auf eine Basis 49 mit darin befindlicher Brennpunktsebene 26 aufgepasst.
Eine zwischen dem Körper 48 und
der Brennpunktsebene 26 angeordnete Filmführung 50 hält den Film 20 gegenüber der
Brennpunktsebene 26 in der richtigen Lage. Die Oberseiten
der Verschlussführung 44 und
der Verschlussführung 42 enthaften
Aperturen 52, 54, die den Lichtweg 28 von
der Linse 24 zu der Brennpunktsebene 26 festlegen.
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Die
gleichzeitige Auslösung
der Verschlüsse 22 aller
Kameras 10 wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mittels eines PTFE-beschichteten Streifens aus einem halbstarren
schwarzen Opakfilm mit identischen Verschlussöffnungen 23 erreicht,
die in dem Abstand zwischen den äquidistanten
Linsen der Kameras entsprechenden Intervallen eingeschnitten sind.
Dieser Verschlussstreifen 22 wandert frei entlang eines
Weges parallel zu dem Filmweg durch das Innere der Kameras 10 und
läuft durch
die Verschlussführung 42 jeder Kamera 10 in
einer Ebene zwischen der Linse 24 und der Apertur 54 der
Kamera. Der gleichzeitige Belichtungsvorgang erfolgt, wenn der Verschlussstreifen 22 durch
Ziehen um eine Strecke versetzt wird, die kleiner als der Abstand
zwischen den Verschlussöffnungen 23 (vorausgesetzt,
dass diese Bewegung mit den Verschlussöffnungen 23, die nicht
in Ausrichtung mit den Kameraaperturen 54 sind, beginnt
und endet) ist, so dass genau eine Verschlussöffnung 23 während der
aufgezeichneten Szene vor jeder Apertur 54 vorbeiläuft. Dies
führt zu
einer gleichzeitigen und gleich langen Belichtung des Filmes 20 im
Inneren aller Kameras 10 der Anordnung. Der Verschlussstreifen 22 kann
beispielsweise von einem federbelasteten pneumatischen Zylinder 36,
wie vorstehend erläutert
und in 3 dargestellt, gezogen werden. Es sollte einsichtig
sein, dass sich andere Verschlusssysteme zur Ermöglichung einer Gleichzeitigkeit
einem Fachmann unmittelbar erschließen. Nach jedem gleichzeitig
erfolgenden Belichtungsvorgang wird der in der Anordnung von Kameras 10 enthaltene
Film 20 in das zweite Magazin 32 eingeführt, wodurch
ein unverbrauchter Streifen unbelichteten Filmes 20 aus
dem ersten Magazin 30 heraus und in die Anordnung von Kameras 10 hinein
gezogen wird, die sodann zum nächsten
gleichzeitig erfolgenden Belichtungsvorgang bereit sind.
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Die
lichtdichte Kopplung zwischen den Kameras 10 umfasst eine
doppelt überlappende
lichtdichte Teleskopverbindung, wie in 6 sowie 7(a) und 7(b) gezeigt.
Auf einer Seite der Kamera 10 befinden sich zwei Flansche 60 und 61 auf
jedweder Seite des Filmes 20, die in entsprechende Ausnehmungen 62 und 63 an
einer benachbarten Kamera 10, wie in 7(a) gezeigt, eingeführt sind. Die Größe der Ausnehmungen 62 und 63 ist
in den Figuren aus Gründen
darstellerischer Klarheit übertrieben
dargestellt. Die Ausnehmung 63 wird von zwei Flanschen 64 und 65 gebildet.
Der Flansch 61 weist an sei ner äußeren Kante eine nach außen vorspringende
Lippe 67 auf. Der Flansch 65 weist an seiner äußeren Kante
eine nach innen vorspringende Lippe 66 auf. Werden zwei
Kameras 10, wie in 7(a) dargestellt,
nebeneinander angeordnet, passt die nach außen vorspringende Lippe 67 in
die Ausnehmung 63 über
den Flansch 65 und die nach innen vorspringende Lippe 66,
wodurch eine lichtdichte Verbindung unterhalb des Weges des Filmes 20 gebildet
wird. Eine weitere lichtdichte Verbindung wird durch das Einschieben
des Flansches 60 in die Ausnehmung 62 oberhalb
des Weges des Filmes 20 gebildet. Ein weiteres lichtdichtes
flexibles Gelenk ist in der Ebene des Verschlusses um den Verschlussstreifen 22 herum
durch Nebeneinanderanordnung von Flanschen 70, 71, 72 und 73 ausgebildet.
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Ein
weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen lichtdichten Verbindung
des bevorzugten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung ist deren Fähigkeit, lichtdicht zu bleiben,
wenn die Anordnung von Kameras 10 entlang eines Bogens
oder Kreises, wie vorstehend anhand 1 beschrieben
und eingehend in 7(a) und 7(b) gezeigt,
verteilt wird. 7(a) zeigt eine Anordnung mit
einer Verteilung auf einer geraden Linie, wohingegen 7(b) diejenigen Veränderungen darstellt, die auftreten,
wenn die Anordnung von Kameras 10 zu einem Bogen geformt
wird. Bewegt sich der Verschluss 22 um einen Abstand A
(wie durch Pfeile 74 angedeutet), so bewegt sich die nach
außen
vorspringende Lippe 67 um einem Abstand B (wie durch Pfeile 75 angedeutet),
bis sie an der nach innen vorspringenden Lippe 66 anschlägt, so dass
an diesem Punkt ein weiteres Zusammenschieben der Verbindung verhindert
wird. Die überlappenden
Lippen 66 und 67 halten die Lichtdichtheit der
Verbindung während
der Verteilung der Kameras auf einem Bogen aufrecht.
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8(a) und 8(b) stellen
Bilder dar, die von einer geradlinigen Anordnung von Kameras 10 aufgezeichnet
wurden. Die Kameras 10 (80 bis 84) sind
angeordnet, um eine gemeinsame Szene 12 aufzuzeichnen.
Gepunktete Linien zeigen den von jeder Kamera 10 gesehenen
Lichtweg 28. Während
eines gleichzeitigen Aufzeichnungsvorganges zeichnet jede Kamera 10 ein
Bild auf dem Filmstreifen 20 auf, wie durch die Bilder 80 bis 84 in 8(b) gezeigt ist. Aufgrund der Anordnung der Kameras 10 (80 bis 84)
werden durch die Perspektive jedes Bildes 80 bis 84 Verschiebungen
derart aufgezeichnet, dass der Betrachter, wenn die Einzelbilder 80 bis 84 in
Aufeinanderfolge beispielsweise in einem Film betrachtet werden,
den Eindruck hat, dass eine einzelne Filmkamera um die Szene 12 herum
bewegt wird, während
die Szene 12 zeitlich eingefroren bleibt.
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Das
Verfahren, in dem die von den Kameras 10 des Systems der
vorliegenden Erfindung aufgezeichneten Bilder von dem Film 20 auf
ein Filmmedium, entweder einen Film oder ein Videoband, verbracht
werden, ist in 9 dargestellt. Eine Reihe von
Negativen ist auf dem Film 20 aufgezeichnet. Während des
Vorganges, bei dem die Negative von dem Film 20 auf das
endgültige
Filmbildmedium verbracht werden, wird jedes Negativ um 90°, wie in 9 gezeigt,
gedreht und in einer gewünschten
Reihenfolge auf einem Film- oder Videomedium 90 angeordnet,
das gegebenenfalls Teil eines Filmes ist. Dieses Verfahren kann
ausgeführt
werden, indem die Filmnegative auf herkömmliche Weise optisch umgesetzt
und gedreht werden. Alternativ kann das in 10 dargestellte
Verfahren ausgeführt
werden. Ein ursprüngliches
Kameranegativ 1002 wird auf einer Foto-CD 1004 (compact disk) digitalisiert.
Auf die CD 1004 wird sodann an einem Computerarbeitsplatz 1006 zugegriffen,
an dem die digitalisierten Bilder 1002 gedreht oder anderweitig
manipuliert und sodann zusammengefügt werden, um die Wirkung einer
virtuellen Kamerabewegung zu erzielen. Schließlich werden die zusammengefügten Bilder
auf einem Film oder Videoband 1008 aufgezeichnet. Als derzeit
geläufiges
System zur Durchführung
des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist das digitale Kodak-Cineon-Filmverfahren von Eastman
Kodak Co., Rochester, New York verfügbar.
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Man
beachte, dass zur Speicherung von Bildern andere digitale Speichermedien,
beispielsweise magnetische oder optische Scheiben, anstelle der
Foto-CDs verwendet werden können.
RAM-Vorrichtungen, beispielsweise magnetische oder optische Scheiben,
bieten dem Anwender eine große
Flexibilität
bei der Auswahl, Kombination und Ausgabe von Bildern. RAM-Vorrichtungen
vereinfachen zudem die Herstellung von Bildfolgen für multimediale
Anwendungen. Interaktive Computeranwendungen verwenden im Gegensatz
zu herkömmlichen
Filmen oder Videobändern
oftmals Bildabfolgen auf nichtlineare Weise.
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Das
vorliegende System ist in der Lage, eine Reihe gleichzeitiger Belichtungsvorgänge und
darüber hinaus
einen einzelnen gleichzeitigen Belichtungsvorgang zeitlich aufzuzeichnen.
Insbesondere zeichnet das Verfahren, wenn es in schneller Aufeinanderfolge
verwendet wird, zeitlich vorwärts
laufende Abfolgen von Bildern auf, die eine Aufzeichnung des Fortschreitens
der Zeit innerhalb einer Szene verkörpern, wie auch räumlich seitliche
Abfolgen von Bildern, die die Aufzeichnung einer seitlichen virtuellen
Kamerabewegung verkörpern.
Die Zeitbasis der seitlichen virtuellen Kamerabewegung ist von der
Zeitbasis der Szene selbst unabhängig.
Eine derartige zeitliche Abfolge von Bildern würde, bei Auswahl und Anordnung
auf einem Film- oder Videomedium entsprechend der nachstehenden
Beschreibung ein Fortschreiten der Zeit in der Szene und darüber hinaus
eine seitliche virtuelle Kamerabewegung zeigen.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 11 bis 14 dargestellt.
Das Gerät
des zweiten Ausführungsbeispieles
verwendet, wie in 11 gezeigt, eine Anordnung von
Videokameras 1100, die in der Lage sind, eine Vielzahl
fotografischer Bilder einer Szene aus einer Vielzahl von Stellungen heraus
gleichzeitig und synchron in schneller zeitlicher Aufeinanderfolge
aufzuzeichnen. Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Anwender
hier irgendeine gewünschte
Abfolge von Bildern aus der Anordnung der aufgezeichneten Bilder
wählen.
Dies bietet dem Anwender völlige
Flexibilität
hinsichtlich der Kombination von Bildern aus irgendeiner der Kameras
in der Anordnung 1100, einschließlich Abfolgen, die innerhalb
der Anordnung von Kameras entlang eines Weges zu einem festen Zeitpunkt,
wie im ersten Ausführungsbeispiel,
aufgezeichnet wurden. So kann der Anwender beispielsweise eine Abfolge
zeitlich fester Bilder aus einer einzelnen Zeile oder Spalte der
Einzelkameras oder aus einem beliebigen anderen in 11 gezeigten Muster
auswählen.
Zudem kann der Anwender eine zeitlich vorwärts laufende Abfolge von Bildern
ausgewählter
Kameras wie auch eine zeitlich rückwärts laufende
Abfolge von Bildern sowie eine beliebige andere Kombination zeitlich
fester und zeitlich nicht fester Abfolgen von Bildern auswählen. Dieses
Ausführungsbeispiel ermöglicht eine
anwenderseitig steuerbare virtuelle Kamerabewegung relativ zu der
Szene bei fortschreitender Zeit.
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Jede
einzelne Videokamera 1102 nimmt, wie in 12 dargestellt,
einen äußerst großen Blickwinkel, wie
durch Pfeile 1200 angedeutet, auf, der digital aufgezeichnet
wird und elektronisch gezoomt, geschwenkt, gekippt oder bei Bedarf
anderweitig nach der Aufzeichnung ausgegeben werden kann. Zur Bildung
einer Anordnung von Videokameras ist jede einzelne Kamera 1102,
wie in 14 gezeigt, in einem Aufnehmer 1400 mit
einer Vielzahl von Löchern 1402 untergebracht,
die in den Aufnehmer eingeschnitten sind, um die Kameras 1102 aufzunehmen.
Jedes Loch 1402 weist eine zu seiner Mitte verlaufende
Zunge 1404 auf, die zu einer in das Gehäuse 1300 jeder Videokamera 1102 eingeschnittenen
entsprechenden Nut 1302 passt, wie in 13 zu
sehen ist. Die Anordnung aus Zungen und Nuten sichert die Kameras 1102 und
richtet sie alle gleichzeitig in demselben vorbestimmten Grad als
Fixpunkt für
das von jeder Kamera 1102 aufgezeichnete Bild aus. Der Aufnehmer 1400 ist
aus flexiblem Material hergestellt, das in Abhängigkeit von der zu erzielenden
Wirkung zu einer gewünschten
Form, beispielsweise, wie in 11 dargestellt,
zu einem Bogen, geformt werden kann.
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Diese
Flexibilität
ermöglicht,
dass das System des zweiten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung eine virtuelle Kamerabewegung in nahezu
jeder Richtung anstatt nur entlang eines linearen Weges, wie vorstehend
anhand des ersten Ausführungsbeispieles
beschrieben, erzeugt. Die gesamte Anordnung von Bildern kann auch
hier in einem RAM-Speichergerät
abgelegt werden, um dem Anwender die Auswahl, Ausgabe und zeitliche
Anordnung zu erleichtern.
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Die
vorstehende Offenbarung erläutert
eine Reihe von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung. Andere Anordnungen oder Ausführungsbeispiele,
die nicht eingehend erläutert
wurden, können
durch Anwendung der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung
und der nachfolgenden Ansprüche
realisiert werden.
