DE954100C - Vorrichtung zur Herstellung von Zentralprojektionen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 13. DEZEMBER 1956

H 16956IX/ 42 a

ist in Ansprudi genommen

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Zeichnens mit Hilfe von mechanischen oder sonstigen Einrichtungen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Herstellung von Zentralprojektionen.

Zur Herstellung perspektivischer Reproduktionen sind an sich verschiedene Vorrichtungen bekannt. Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen ist. die Verwendbarkeit dadurch begrenzt, daß der zu reproduzierende Gegenstand nur so wiedergegeben werden kann, wie er von einem gegebenen Sehwinkel aus und in einer endlosen Entfernung gesehen wird (Parallelperspektive). Mittels anderer bekannter Einrichtungen ist das Zeichnen eines perspektivischen Bildes möglich, welches jedoch nur ein ungefähr genaues Bild ist. Darüber hinaus sind Einrichtungen bekannt, mit denen nur einzelne Punkte eines Gegenstandes perspektivisch wiedergegeben werden können.

Zusammenfassend sind also den bekannten Einrichtungen auf diesem Gebiet die Nachteile gemeinsam, daß ein direktes Zeichnen des gewünschten perspektivischen Bildes nicht möglich ist, daß sie entweder einen zu komplizierten Aufbau aufweisen, wenn geometrisch genau perspektivische Bilder

hergestellt werden sollen, oder daß sie die Gegenstände in mehr oder weniger verzerrter Zentral^L projektion wiedergeben.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, diese Nachteile zu beheben, und schlägt eine Vorrichtung vor, mit der geometrisch richtige Zentralprojektionen schnell und mit großer Genauigkeit gezeichnet werden können.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Zentral-Projektionen nach der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß Winkelbewegungen einer um ein Projektionszentrum bewegbaren Sichtstange im Raum, die gegen Punkte eines Gegenstandes gerichtet ist, durch mechanische Mittel (Kupplungsglieder) auf einen Stab mit Zeichenstift übertragen werden, der um ein zweites, von dem erstgenannten Zentrum räumlich entfernt liegendes Projektionszentrum gegenüber einer·Abbildungsebene beweglich ist.

no Weitere Kennzeichen und Merkmale sind aus der nachstehenden Beschreibung erkennbar, in der eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel beschrieben ist, welche in der Zeichnung dargestellt ist.

«5 Man erkennt in der Zeichnung ein festes, ebenes Zeichenbrett 11; an diesem Brett oder seinem Fuß ist ein Paar senkrechter Führungen 12, 13 fest angebracht, auf welchen ein U-förmiger waagerecht liegender Rahmen 14 mittels Gleitschuhen 15, 16 verschiebbar gelagert ist. An den Schenkeln 17, 18 des U-förmigen Rahmens 14 wiederum sind zwei Lager 19, 20 befestigt, in welchen eine Achse 21 drehbar aufgenommen wird. Jedes Ende der Achse 21 trägt eine Gabel 22 und 23 mit Lagern 24, 25 bzw. 26, 27, in denen jeweils eine Achse 28 bzw. 29 drehbar geführt ist. Die Achse 28 trägt eine Büchse 30, welche eine Sichtstange 31 verschiebbar und im Raum drehbar in einem Punkte aufnimmt, der in der Verlängerung der Achse 21 liegt. In ähnlicher ■4° Weise trägt die Achse 29 ein Lager 32, in welchem ein Zeichenstab 33 verschiebbar und drehbar aufgenommen wird, und zwar ebenfalls in einem in Verlängerung der Achse 21 liegenden Punkt. Der erste mit 34 bezeichnete Drehpunkt wird im Ver-•45 lauf der weiteren Beschreibung das Projektionszentrum des Objektes und der andere mit 35 bezeichnete Drehpunkt das Projektionszentrum des Bildes genannt. Der Abstand zwischen den Drehpunkten 34 und 35 ist fest. Das untere Ende des Zeichenstabes 33 ist mit einem Zeichenorgan 36 versehen, welches in Abhängigkeit von den Bewegungen der Sichtstange 31 auf einem Blatt Papier, welches auf einem zu dem Objekttisch 11 parallelen Projektionstisch 37 ist, ein dem Objekt entsprechendes zentralprojiziertes Bild zeichnet. Der Projektionstisch 37, im Verlauf der nachstehenden Beschreibung Bildtisch genannt, ist mittels einer Büchse 38 an der einen Führung 12 senkrecht verschiebbar. Der Bildtisch ist ferner mittels einer Stange 39 mit dem U-förmigen Rahmen 14 in einem einstellbaren Abstand verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß das Projektionszentrum 35 über dem Bildtisch 37 sich immer in derselben Höhe über diesem Tisch befindet, während das Zentrum 34 in bezug auf den Objekttisch gehoben oder gesenkt werden kann. Die Bedeutung dieser Verstellmöglichkeit wird in der nachstehenden Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung deutlich.

Die Sichtstange 31 ist für einen nächstehend zu beschreibenden Zweck mit einem besonderen Führungsstift 40 ausgestattet, dessen unteres Ende über den Gegenstand wie ein Schreibstift unabhängig davon geführt werden kann, ob das Objekt in Form eines räumlichen Gegenstandes auf dem Tisch vorliegt oder ob Zeichnungen dieses Gegen-Standes in Orthogonalprojektionen vorliegen. Der Führungstift 40 ist mit der Stange 31 durch ein Gelenk 41 verbunden, ist aber immer in einer senkrechten Richtung zum Tisch 11 in bekannter Weise durch ein besonderes Steuergerät gehalten. Hierdurch wird die Spitze der Stange 31 gezwungen, eine Bahn zu beschreiben, die mit der Bahn der Spitze des Stiftes 40 kongruent ist.

Es werden jedoch nicht alle Bewegungen des Stiftes 40 mittels der vorstehend erwähnten Organe zum Zeichengerät 36 übertragen. Wenn beispielsweise der Drehpunkt zwischen dem Stift 40 und der Stange 31 in einer Ebene durch die Achse 21 und die Stange 31 verschoben wird, so wird die Achse 28 nur in den Lagern 26 und 27 verdreht, go Damit eine richtige Übertragung der Winkelbewegungen der Stange 31 zu dem Stab 33 stattfinden kann, ist die Vorrichtung mit besonderen Organen ausgestattet. Auf der Achse 21 läuft ein Gleitlager 42, welches zwei nebeneinanderliegende Hülsen 43, 44 mit Ohren 45, 46 oder ähnlichen Befestigungsmitteln trägt. Das Ohr 45 ist mittels eines Armes 47 mit einer zu der Achse 21 parallelen Stange 48 verbunden, welche wiederum durch ein Lager 50 parallel zu der Achse 21 mittels eines zu dieser zweckmäßig senkrecht stehenden Armes 49 gehalten wird. Die Stange 48 ist in dem Lager 50 verschiebbar. In ähnlicher Weise, wie dies bei der Achse 21 beschrieben wurde, trägt die Stange 48 eine Gabel 51 mit Lagern 52, 53, zwischen denen eine gegenüber der Stange 48 senkrechte Stange 54 drehbar ist. Die Achse 54 ist mit einer Büchse 55 ausgestattet, derart, daß die Stange 31 in dieser verschiebbar und in dem Punkt drehbar ist, in dem die Stange 48 und die Achse 54 sich kreuzen. Das Ohr 46 ist in entsprechender Weise fest mit einer anderen zu der Achse 21 parallelen Stange 56 mittels eines Armes 57 verbunden. Zur Führung dient auch hier ein zu der Achse 21 zweckmäßig senkrechter Arm 58 mit einem Lager 59, in dem die Stange 56 verschiebbar ist. Die Stange 56 ist an ihrem Ende mit einer Gabel 60 mit Lagern 61 „62 versehen. In den Lagern 61, 62 ruht eine Querachse 63, welche eine Büchse 64 trägt, in der der Zeichenstab 33 verschiebbar ist. iao

Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Ebenen durch die paarweisen parallelen Achsen 21, und 21, 48 einander in einem Winkel schneiden, dessen" Größe für verschiedene Zwecke verändert werden kann. Die Gabeln 22, 23 sowie die mit diesen zweckmäßig fest verbundenen Arme 49 und

58 sind an der Achse 21 mittels einer Vorrichtung befestigt, mit deren Hilfe diese Gabeln in eine Ebene eingestellt werden können, die senkrecht zu der Ebene der auf der gleichen Seite befindlichen parallelen Achsen 21, 56 bzw. 21, 48 liegt. Die in bezug zueinander drehbaren Teile können mit Skalen und Zeigern sowie mit Mitteln versehen sein, die ein schnelles Lösen und Feststellen in der richtigen Lage bei Änderung der Winkeleinstellung ermöglichen.

Der Stab 33 mit dem Zeichenorgan 36 ist mit einer Vorrichtung versehen, die ihr Gewicht ausgleicht und die Führung des Zeichenorgans über den Bildtisch ohne größeren Kraftaufwand leicht ermöglicht. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Seil über mehrere Rollen und ein entsprechend gewähltes Gegengewicht Verwendung finden. Diese Einrichtung wirkt zweckmäßig mit einem Druckhebel in der Weise zusammen, daß der Zeichenstift

ao normalerweise von der Tischebene abgehoben ist und nur dann zum Zeichnen freigegeben ist, wenn der Fußhebel durch die Bedienungsperson mit dem Fuß heruntergedrückt worden ist.

Für das Heben und Senken des Rahmens 14 zur Veränderung der Höhe des Projektionszentrums 34 über dem Objekttisch 11 kann eine Schraubeinrichtung parallel zu den Führungen 12, 13 unterhalb des Tisches 11 vorgesehen sein. Die gewünschte Höhe wird dann zweckmäßig mittels eines Handrades mit Skala an der Vorderkante des Tisches eingestellt. Nachstehend sollen einige der vielen Verwendungsmöglichkeiten des Gerätes nach" der Erfindung im einzelnen erläutert werden: Wenn mit der Vorrichtung eine ebene Figur perspektivisch dargestellt werden soll, wird die Figur oder ein Bild davon auf den Objekttisch gebracht. In den meisten Fällen ist die Hauptlinie, d. h. eine Linie von dem Auge senkrecht gegen die Projektionsebene, horizontal und damit die Projektionsebene senkrecht. Da aber die Bildebene 37 in dem Gerät horizontal liegt, müssen die Gabeln 22 und 23 senkrecht zueinander eingestellt werden. Der Rahmen 14 wird sodann in die gewünschte Höhe eingestellt, wobei das Projektionszentrum 34 in die Stellung, gebracht wird, aus der das Objekt gesehen werden soll. Das Objekt wird auf den Tisch in die gewünschte Lage gedreht und sodann festgelegt. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird von der Annahme ausgegangen, daß ein Quadrat gezeichnet werden soll. Der Führungsstift 40 wird mit seiner Spitze von einem Punkt des Umfangs des Quadrates aus um dessen Seiten herum und zum Ausgangspunkt zurückgeführt. Gleichzeitig mit dieser Bewegung läuft der Zeichenstift 36 völlig selbsttätig, beispielsweise über ein auf dem Tisch 37 angebrachtes Blatt Papier, auf dem direkt das gewünschte Perspektivbild gezeichnet ist.

Um die Einstellung der Zeichnung auf dem Objekttisch in der richtigen Winkelbestimmung und dem richtigen Abstand zu dem Projektionszentrum zu erleichtern, ist die Vorrichtung mit einem Glied versehen, das die Lage der Projektion von dem Zentrum 34 auf dem Objekttisch markiert.

Dieses Glied kann an der Seite des Tisches drehbar gelagert sein. Wenn die Projektion der Hauptlinie in der Zeichnung markiert ist, kann die Zeichnung leicht in die gewünschte Winkellage gebracht werden. Ein Lineal mit Maßeinteilung ist drehbar in der Tischebene an dem obenerwähnten Glied angebracht, welches zweckmäßig unmittelbar außerhalb des Tisches gelegen ist. Die Zeichnung wird dann so gelegt, daß die markierte Projektion der Hauptlinie mit dem Lineal zusammenfällt, auf welchem der gewünschte Abstand abgelesen werden kann, und zwar in demselben Maßstab wie die Zeichnung. Die Objekttischscheibe kann verschiebbar angebracht sein, so daß der Abstand vom Zentrum 34 nach Wunsch weiter vergrößert werden kann, ohne daß der Tisch unbequem groß wird.

Wenn ein Körper dargestellt werden muß — als Beispiel sei ein Würfel gewählt, können verschiedene Methoden angewandt werden. Zuerst kann das Quadrat auf dem Objekttisch gezeichnet werden, so daß sich ein Bild der Bodenfläche des Würfels ergibt. Danach wird der Objekttisch gehoben, so daß das Quadrat auf dem Objekttisch in der oberen Ebene des Würfels liegt, so daß dann dieses' Quadrat wieder dargestellt wird, wodurch sich ein Bild der oberen Ebene des Würfels ergibt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Ebenen in der umgekehrten Reihenfolge abzubilden und den Tisch zwischen den einzelnen Zeichenvorgängen zu senken. Die betreffenden Eckpunkte im Bild können danach durch gerade Linien von Hand verbunden werden. Diese senkrechten Linien des Objektes sind 95 ■ auch dadurch erzielbar, daß der Zeichenstift auf dem Bildtisch aufliegt und der Führungsstift 40 in einem Eckpunkt am Objekttisch gehalten wird, während die Höhe des Objekttisches iin Verhältnis zu dem Zentrum 34 verändert wird.

Da aber die Arbeitsweise mit einem beweglichen Arbeitstisch unbequem sein würde, ist die Vorrichtung in dem dargestellten Beispiel so ausgebildet, daß der Arbeitstisch fest sein kann. Man kann nämlich dasselbe Ergebnis dadurch erreichen, daß das Projektionszentrum 34 in senkrechter Richtung regelbar gemacht wird und der Bildtisch 37 in dieser Bewegung nachfolgen kann. Dabei wird zweckmäßig mit der Abbildung der Bodenebene des Würfels angefangen, der Rahmen 14 mit dem Projektionszentrum 34 und dem Bildtisch 37 wird danach um ein Maß gesenkt, welches der Würfelhöhe entspricht, und sodann die obere Ebene des Würfels gezeichnet.

Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, daß ein Körper mit Hilfe einer Anzahl von Orthogonalprojektionen von parallelen Schnitten durch den Körper dargestellt werden kann. Natürlich kann man auch in ähnlicher Weise perspektivische Schnitte durch einen Körper herstellen. Es ist dabei erforderlich, daß der senkrechte Abstand zwischen diesen Schnittebenen bekannt ist, um diese bei der Änderung der Höhe des Punktes 34 über dem Objekttisch 11 berücksichtigen zu können.

Wenn Ebenen, die unter der Horizontalebene liegen, dargestellt werden sollen, wird der Punkt 34

erhöht. Wenn dagegen Ebenen, die über derselben Linie liegen, dargestellt werden sollen, muß der Punkt 34 derart gesenkt werden, daß die Sichtstange 31 zum Objekt aufwärts geneigt ist. Dies ist dadurch möglich, daß der Stift 40 mit einem Gelenk 41 an der Stange 31 verbunden ist.

Wenn beispielsweise eine Hausfassade darzustellen ist, kann man senkrecht zum Objekttisch 11 eine ebene Scheibe anbringen und danach eine Orthogonalprojektion der Fassade oder der Fassaden anbringen. Wenn man dann nach einer zweckmäßigen Einstellung des Punktes 34 den im Perspektivbild mitzunehmenden Linien des Objektbildes· mit dem Stift 40 folgt, der die ganze Zeit senkrecht zur Objektebene geführt wird, erhält man das gewünschte Bild auf dem Bildtisch. Selbstverständlich kann das Objektbild statt dessen auch an einer Wand od. dgl. vor oder hinter dem Objekttisch ιι angebracht werden.

Man kann auch das Bild der Fassade auf den Objekttisch legen und die Winkeleinstellung des Gerätes um 90⁰ ändern, unter Berücksichtigung, daß die Höhe des Zentrums 34 über dem Tisch auch entsprechend geändert werden muß. Nach einem anderen sehr zweckmäßigen Verfahren für die perspektivische Darstellung von Häusern wird ein Horizontalschnitt des Hauses verwendet und auf dem Objekttisch 11 in einer passenden Lage befestigt. Eine Frontalansicht kann an dem Rahmen 14 in senkrechter Lage befestigt werden. Ein horizontaler Zeiger ist an den Führungen 12, 13 verschiebbar angebracht. Die Lage von Fenstern, Türen und anderen Einzelheiten in der horizontalen Richtung wird an den zwei Linien im Schnitt am Tisch 11 markiert, die im Perspektivbilde dargestellt werden sollen. Der Stift 40 wird längs diesen beiden Linien geführt und dann in einem Punkt festgehalten, der einer Fensterecke entspricht. Der Rahmen 14 und das Zentrum 34 werden gesenkt, so daß der Zeiger, der ursprünglich mit der schon dargestellten horizontalen Linie zusammenfällt, sich von dieser Linie zu der unteren Linie des Fensters in der Frontalansicht bewegt hat. Während dieser Bewegung wird der Fußhebel nicht heruntergedrückt, und der Zeichenstift zeichnet nicht. Dann wird der Rahmen um einen der Fensterhöhe entsprechenden Abstand herabgesenkt, wobei der Zeichenstift in Tätigkeit ist, um die senkrechte Linie des Fensters in dem Bilde darzustellen.

Mit dem Zentrum 34 in der passenden Lage können verschiedene horizontale Linien in einer und derselben senkrechten Ebene unter Verwendung der entsprechenden projizierten Linie in dem Horizontalschnitt gezeichnet werden. Senkrechte Linien können wie oben angegeben mit der Vorrichtung gezeichnet oder mit der Hand zwischen den mit dem Gerät konstruierten Endpunkten gezogen werden.

Gerade Linien, die am Objekt nicht horizontal sind, können genau ergänzt werden, wenn nur zwei Punkte davon durch die Vorrichtung erhältlich sind. Im anderen Falle kann ein entsprechender Schnitt an &em Objekttisch wie oben beschrieben verwendet werden.

Wenn verschiedene Horizontalschnitte desselben Hauses sich voneinander unterscheiden, können selbstverständlich diese verschiedenen Schnitte nacheinander auf den Objekttisch gelegt und dargestellt werden.

Bilder von doppelt gekrümmten Flächen werden dadurch dargestellt, daß eine genügende Zahl von nahe aneinanderüegenden Schnitten abgebildet wird, wonach das Perspektivbild durch Ausziehen von Konturlinien ergänzt wird, die die Schnitte berühren oder durch Verbindung von Punkten die Begrenzungslinien der Fläche bilden.

In den Fällen, wo die Ausdehnung des Objektes in der Höhe über der Horizontalebene durch den Hauptpunkt so groß ist, daß die hintere Kante des Objekttisches eine genügende Senkung des Punktes 34 verhindert, denkt man sich statt dessen das Objekt auf den Kopf gestellt. Der Stab wird aus dem Zentrum 35 herausgezogen, wonach das Zentrum 35 und das Gelenk 56 um i8o° gedreht werden. Der Stab wird danach derart eingeschoben, daß er wieder gegen den Bildtisch 37 gerichtet ist. Nach einer zweckmäßigen Höheneinstellung des Zentrums 34 kann die Fassade einfach dargestellt werden.

Als ein Beispiel einer anderen sehr interessanten Verwendung der Erfindung kann die Ausarbeitung eines Stadtplanes herangezogen werden. Wenn Verkehrsprobleme durch Kreuzungen und Straßen in verschiedenen Höhen gelöst werden müssen, ist es sehr schwer, verschiedene Lösungen in einer leicht zu lesenden Weise darzustellen. Wenn aber die Architekten und Projekteure eine Anzahl von Entwürfen und eine Karte mit Höhenlinien oder Höhenangaben machen, wird das neue Gerät ihnen ermöglichen, in einigen Stunden diese Lösungen in Perspektivbildern darzustellen, die von verschiedenen Punkten gesehen sind.

Die Tatsache, daß die Bilder geometrisch richtige Perspektivbilder oder Zentralprojektionen sind und daß diese so schnell angefertigt werden können, bringt es mit sich, daß man auch Stereobilder herstellen kann, wobei man zwei Perspektivbilder desselben Objektes herstellt, die von zwei nahe aneinanderliegenden Augenpunkten gesehen sind, und danach die Bilder derart vorführt, daß die Zuschauer mit jedem Auge nur das eine Bild sehen. Diese Möglichkeit ist besonders interessant, wenn es sich um Herstellung gezeichneter dreidimensionaler Filme handelt. Bei der Herstellung gezeichneter Stereofilme kann man von den Bildern eines gezeichneten zweidimensionalen Films ausgehen. Der Stab und die Stange werden in einem Winkel von etwa 5⁰ zueinander, in der Längsrichtung der Achse 21 gesehen, eingestellt. Der Abstand vom Tisch 11 zum Zentrum 34 soll gleich dem Abstand vom Tisch 37 zum Zentrum 35 sein. Das gezeichnete Bild wird am Tisch π mit der Längsrichtung des Films in die Längsrichtung des Tisches gelegt und in einem solchen Abstand von dem Grundpunkt, daß eine senkrechte Linie durch das Zentrum 34

den Winkel zwischen der Stange und dem Stab in zwei gleiche Teile zerlegt, wenn die Stange gegen das Zentrum des Bildes gerichtet ist.

Beim Zeichnen des ursprünglichen Films wurde davon ausgegangen, daß die verschiedenen Einzelheiten sich in variierenden Abständen von dem Zuschauer befinden. Angaben bezüglich dieser gedachten Abstände sollten verfügbar sein, sie können aber auch mit Hilfe der Größe von bekannten

»o Einzelheiten in manchen Fällen geschätzt werden. Das Zeichnen beginnt zweckmäßig mit den meist entfernten Einzelheiten, und das Zentrum wird dann allmählich für neue Einzelheiten proportional zu deren Abständen vom Zuschauer gesenkt. Hierbei soll bemerkt werden, daß der Abstand vom.Zentrum 35 zum Tisch 37 gleichviel gesenkt werden muß wie das Zentrum 34.

Mit Hilfe einer Kreislinie am Objekttisch ist es möglich, durch verschiedene Kombinationen der

2» Höhe des Projektionszentrums 34, der Lage der Kreislinie am Tisch und der Winkel zwischen der Stange 31 und dem Zeichenstift 33 direkt Ellipse, Hyperbel und Parabel irgendeiner gewünschten Form zu zeichnen. Um eine stabilere Kreisbewegung des Stiftes 40 zu erhalten, kann vorzugsweise ein Stift angeordnet sein, der am Tisch zu befestigen ist, so daß der Stift 40 rund um diesen Stift in einem regelbaren Abstand geführt werden kann. Es ist auch möglich, eine Kreisscheibe od. dgl.

drehbar am Tisch anzuordnen. Der Stift 40 soll dann in verschiedenen Abständen vom Drehpunkt befestigt werden können. Die Bewegung kann zwangläufig sein und durch einen Zahntrieb von dem unter dem Tisch angeordneten Rad für die Höheneinstellung des Rahmens 14 erfolgen. Wenn somit das Rad teils den Augenpunkt hebt und teils den Stift 40 treibt, wird das Bild einer Spirale erzielt. Die Steigung derselben kann durch eine gleichzeitige Änderung des Festpunktes des Stiftes 40 an der Kreisscheibe und des Abstandes vom Projektionszentrum zur Bildebene oder zur Objektebene oder zu beiden verändert werden. Man kann auch für diesen Zweck eiri veränderliches Getriebe zwischen dem Rad und der Kreisscheibe anordnen.

Auch das Winkelverhältnis zwischen der Stange 31 und dem Zeichenstift 33 in der Projektion in einer Ebene senkrecht zur Achse 21 kann venändertwerden. Wenn die Bildebene verschiebbar in der Querrichtung und diese Bewegung von dem Rade abhängig gemacht wird, kommt unter anderem noch die Möglichkeit hinzu, Sinuskurven zu zeichnen, die unter anderem in gewöhnlichen Orthogonalprojektionen von Schrauben eingehen.

Ferner muß erwähnt werden, daß der Apparat zur Vergrößerung und Verkleinerung von Bildern sowie für das Zeichnen von Spiegelbildern verwendet werden kann. Im ersten Fall werden die Gabeln 22 und 23 in einer solchen Lage eingestellt, daß die Achsen 21, 48 und 56 sich in derselben Ebene befinden und auf derselben Seite der Achse 21 verlaufen. Die Vergrößerungszahl ist dann von dem Verhältnis zwischen dem Abstand vom Projektionszentrum 35 des Bildes zum Bildtisch 37 und dem Abstand vom Zäntrum 34 des Objektes zum Objekttisch 11 abhängig.

Beim Zeichnen von Spiegelbildern müssen die Achsen 21, 48 und 56 sich immer noch in einer Ebene befinden, aber die Arme 49 und 58 müssen in entgegengesetzten Richtungen liegen.

Um mit Hilfe eines Fotos die Orthogonalprojektion von beispielsweise einer Hausfassade oder einer Karte einer flachen Gegend darstellen zu können, muß man gewisse Daten kennen. Im vorigen Fall muß der Winkel der optischen Achse der Kamera zur Ebene der Fassade bei der Aufnahme bekannt sein. Ferner ist ein Längenmaß notwendig zwischen zwei deutlichen Einzelheiten im Bilde, um den Maßstab feststellen zu können.

Das Foto wird auf den Tisch 11 mit der Mitte senkrecht unter das Zentrum 34 gelegt und derart gewendet, daß der Horizontalpunkt der Fassade gegen den Zeichner gerichtet ist. Die Stange und der Stab werden dann in dem obigen Winkel eingestellt. Das Zentrum 34 wird in einer der Brennweite der Kamera gleichen Höhe eingestellt. Der gewünschte Maßstab wird in folgender Weise erreicht. Man führt die Spitze der Stange über die bekannte Strecke. Die dabei am Tisch 37 gezeichnete Strecke s wird gemessen. Diese Strecke soll in dem gewünschten Maßstab S₁ sein. Um den richtigen Maßstab am Bildtisch 37 zu erhalten, multipliziert man den Abstand vom Zentrum 35

zum Tisch 37 mit —, wonach dieser neue Abstand

eingestellt wird.

Karten können sowohl mit Hilfe von Luftbildern als auch Bildern, die von hoch gelegenen Punkten am Boden aufgenommen sind, hergestellt werden. Mit Luftbildern als Ausgangsmaterial muß man ihren Nadirabstand kennen, d. h. den Winkel zwisehen der senkrechten Linie durch die Kamera und die optische Achse in dem Augenblick der Aufnahme. Das Vorhandensein des Nadirabstandes bringt es mit sich, daß der Maßstab über das ganze Bild nicht einheitlich ist.

Das Luftbild wird am Tisch 11 mit der Mitte des Bildes derart senkrecht unter das Zentrum 34 gelegt, daß der Nadir von dem Zeichner hinweg gerichtet ist. Die Stange und der Stab werden in einem Winkel eingestellt, der dem Nadirabstand entspricht. Das Zentrum wird in einer Höhe gleich der Brennweite f der Kamera eingestellt. Um einen bestimmten Maßstab am Bildtisch 37 erhalten zu können, ist es notwendig, daß man die wirkliche Entfernung A zwischen zwei in dem Luftbild erkennbaren Punkten kennt. Der Abstand α im Bilde zwischen denselben Punkten wird gemessen. Der·

Maßstab des Luftbildes ist dann -^-. Wenn der gewünschte Maßstab am Tisch 37 mit b bezeichnet iao wird, wird der zwischen dem Zentrum 35 und dem

b · f · Λ Tisch 37 einzustellende Abstand —*- .

Da aber der Maßstab im Flugbilde nicht ganz einheitlich ist, kann eine Nachstellung wie oben beschrieben erforderlich sein.

Wenn nun die Spitze der Stange über die Einzelheiten des Bildes geführt wird, erhält man am Tisch 37 eine Karte in einem einheitlichen Maßstab. Dieses Verfahren trifft aber für das Zeichnen einer Karte über flaches Land, Seeufer u. dgl. zu. Da das Flugbild ein Perspektivbild ist, werden Höhen perspektivisch radial vom Bildzentrum auswärts verschoben. Diese Verschiebung wächst, je größer die Höhe ist und je weiter vom Zentrum sie ίο gelegen ist. Wenn aber die Niveauunterschiede bekannt sind, kann man durch Senkung oder Erhöhung von dem Zentrum 34, nachdem die Höhen in dem Maßstab des Luftbildes umgerechnet sind, auch ein hügeliges Gelände kartieren. Durch Interpolation der Höhen von Teilen zwischen bekannten Höhenpunkten können annähernd richtige Lagen auch für Punkte in diesen Teilen erhalten werden. Bei photographischen Bildern, die von hoch gelegenen Punkten am Boden aufgenommen sind, ist ao die optische Achse entweder horizontal oder abwärts geneigt. Das Verfahren ist hier dasselbe wie bei Luftbildern. Die Stange und der Stab werden in dem Winkel zueinander gestellt, der gleich dem Winkel zwischen der optischen Achse und der senkrechten Linie ist.

Luftbilder werden nunmehr häufig als Orientierungskarten verwendet. Aus diesen erhält man aber keine Vorstellung über die Höhenverhältnisse des Geländes. Mit dem Gerät kann man Höhenkurven von Karten mit solchen Kurven zu Luftbildern derart übertragen, daß diese Kurven sich in der richtigen Lage im Verhältnis zu den Einzelheiten des Bildes befinden, auch wenn diese aus perspektivischen Gründen falsch liegen.

Zuerst wird der Maßstab des Bildes berechnet und die Stange und der Stab in dem dem Nadirabstand entsprechenden Winkel eingestellt. Der Abstand vom Zentrum 35 zum Tisch 37 wird gleich der Brennweite der Kamera eingestellt. Das Luftbild wird am Tisch 37 mit dem Biidzentrum senkrecht unter dem Zentrum 35 und mit dem Nadirabstand senkrecht zur hinteren Kante des Tisches 37 gerichtet eingelegt. Der Abstand zwischen dem Zentrum 34 und dem Tisch 11 wird derart eingestellt, daß er sich zum Abstand zwischen dem Zentrum 35 und dem Tisch 37 wie der Maßstab der Karte zu demjenigen des Luftbildes verhält. Die Karte wird danach auf den Tisch 11 gelegt, derart, daß die Spitze der Stange sich auf einem Punkt der Karte befindet, der Zeichenstift auf denselben Punkt im Bilde zeigt. Die Karte kann.danach um diesen Punkt derart gedreht werden, daß, wenn die Spitze der Stange gegen irgendeinen anderen Punkt auf der Karte gerichtet ist, der Zeichenstift gegen denselben Punkt im Bilde zeigt. Die Karte und das Bild sind jetzt in bezug zueinander orientiert, und es kann eine Nachstellung wie vorher beschrieben erforderlich sein.

Es ist zu bemerken, daß das Zentrum 34 für jede neue Einzelheit um ein solches Maß erhöht oder gesenkt werden muß, welches dem Höhenunterschied von der vorigen Einzelheit im Maßstab der Karte entspricht.

Wenn die Höhe steigt, wird das Zentrum 34 gesenkt. Nachdem die Orientierung klar ist, wird das Zentrum 34 zu der Lage erhöht, die der Höhe der niedrigsten Niveaukurve der Karte entspricht. Dieser Kurve wird mit der Spitze der Stange gefolgt. Danach wird der Rahmen 14 um ein Maß, das einem Schichtenband entspricht, gesenkt, und .zwar bis zur nächsten Kurve, die gezeichnet wird. Dies wird wiederholt, bis die höchste Kurve gezeichnet ist.

Die Erfindung ist nicht nur auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung begrenzt, sondern kann vielfach im Rahmen des Erfindungsgedankens verändert werden. So können z. B. die Sichtstange und die Stange 33 teleskopisch ausgeführt sein, anstatt durch die Zentren verschiebbar zu sein.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Vorrichtung zur Herstellung von Zentralprojektionen, dadurch gekennzeichnet, daß Winkelbewegungen einer um ein Projektionszentrum (34) bewegbaren Sichtstange (31) im Raum, die gegen Punkte eines Gegenstandes gerichtet ist, durch mechanische Mittel (Kupplungsglieder) auf einen Stab (33) mit Zeichenstift (36) übertragen werden, der um ein zweites, von dem erstgenannten Zentrum (34) räumlich entfernt liegendes Projektionszentrum (35) gegenüber einer Abbildungsebene (37) beweglich ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Spitze der Sichtstange als auch die Spitze des Zeichenstabes in horizontalen Ebenen geführt werden können.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse (21) das Projektionszentrum (34) des Objektes und das Projektionszentrum (35) des Bildes verbindet und daß die Sichtstange (31) und der Zeichenstab (33) mittels zu der Achse (21) paralleler, von einer Hülse (43, 44) an der Achse (21) gesteuerter Gelenke (47, 48; 56, 57) verbunden sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke derart mit der Hülse verbunden sind, daß die Ebene durch ein Gelenk und die Achse in einem bestimmten Winkel zur Ebene durch ein anderes Gelenk und die Achse einstellbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Projektionen auf die Achse von den Verbindungspunkten der Gelenke mit dem Stab und der Stange gleich der Länge der Achse ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse mit den Projektionszentren von einem auf Schienen oder Führungen in senkrechter Riehtung einstellbaren Rahmen (14) getragen ist, so

   daß die Höhe des Projektionszentrums (34) über den Objekttisch (11) einstellbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildtisch (37) derart mit dem Rahmen (14) verbunden ist, daß dieser Tisch in einem einstellbaren Abstand beim Heben oder Senken des Rahmens mitfolgt.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (33) und die Stange (31) derart verbunden sind, daß ihre Projektionen in einer gegen die Achse (21) senkrechten Ebene in jeder Lage des Systems einander unter einem konstanten Winkel kreuzen, der im voraus bestimmt wird.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke derart verbunden sind, daß sie in einer Ebene auf derselben Seite der Achse einstellbar sind, damit Vergrößerungen oder Verkleinerungen hergestellt werden können.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke derart verbunden sind, daß sie in einer Ebene, aber auf entgegengesetzten Seiten der Achse für das Zeichnen von Spiegelbildern einstellbar sind.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 109 960.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 609 530/51 6.56 (609 705 12. 56)