Analyse, Bewertung und Umsetzung geeigneter Methoden zur Realisierung virtueller und realer Szenen für die stereoskopische Darstellung mittels eines 3D-Projektorensystems

Diplomarbeit von Oliver Röder

Einleitung:

Bei den heutigen visuellen Unterhaltungsmedien – Film, Computeranwendungen, etc. – soll dem Betrachter der Eindruck vermittelt werden, sich „mitten in Geschehen“ zu befinden. Dies wird zum einen durch eine 3dimensionale Wiedergabe und zum anderen über Raumklang (Dolby Digital) erreicht. Vermindert wird dieses Erlebnis jedoch durch die Tatsache, dass die zurzeit gängigen Bildschirme und Projektoren keine wirkliche Tiefe erzeugen können. Sie zeigen lediglich ein flaches Bild, selbst wenn eine 3Dszene dargestellt wird.

Um eine räumliche Darstellung zu erreichen, können verschiedene Monitore/Projektoren mit oder ohne Brille eingesetzt werden. Damit man die bestmögliche Darstellung auf den unterschiedlichen Geräten erreicht ist die Aufnahmetechnik von großer Bedeutung. Im Wesentlichen kommt es auf die Art, Anzahl und Ausrichtung der Kameras an, sei es bei realen Aufnahmen oder bei computeranimierten Szenen.

Im theoretischen Teil der Arbeit steht die Analyse verschiedener stereoskopischer Aufnahmetechniken in Vordergrund. Diese sollen am Ende einer Beurteilung zugeführt und mit Berücksichtigung theoretischer und praktischer Aspekte bewertet werden.

Gang der Untersuchung:

Zu Beginn der Arbeit wird auf die Grundlagen des stereoskopischen Sehens eingegangen und die Art des natürlichen Sehens erläutert. Was ist beispielsweise der Tiefeneindruck und welche Rolle spielt dabei der Blickwinkel. Ausgehend von diesen Grundlagen werden Techniken zur Erzeugung von Raumbildern beschrieben und die Möglichkeiten einer späteren Nachbearbeitung erklärt. Hier wird gezeigt, welche Faktoren eine geringe oder eine große Rolle für gute Bilder spielen.

In den folgenden Kapiteln wird ein Überblick über die unterschiedlichen Aufnahme- bzw. Betrachtungstechniken von Raumbildern gegeben. Es werden hier Techniken wie „Shuttern“ oder „Polarisation“ beschrieben und erklärt. Bei der Wiedergabe steht im Wesentlichen das, für das eingesetzte Projektorensystem wichtige „Inerferenzfilter-Verfahren“ im Vordergrund. Danach wird anhand von Beispielen gezeigt, wie reale und am Computer generierte Raumbilder aufgenommen werden müssen, um gute Ergebnisse zu erzielen und welche Vorbereitung und Einstellungen hierfür nötig sind. Im weiteren Kapitel werden die wichtigsten Formeln, die für Aufnahme und Wiedergabe nötig sind, erklärt und ihre Herleitung beschrieben.

Somit liegt der Schwerpunkt der Arbeit in der Analyse der Aufnahme- bzw. Wiedergabetechniken, um eine bestmögliche Ausgabe der sogenannten Raumbilder mit Hilfe eines stereoskopischen Projektorensystems zu erzielen. Diese werden am Ende einer Beurteilung zugeführt und mit Berücksichtigung theoretischer und praktischer Aspekte bewertet.

Inhaltsverzeichnis:

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Textprobe:

Kapitel 6.1, Ohne Hilfsmittel: Der Parallelblick wird oft auch als entspanntes Hindurchschauen bezeichnet, da man versucht einen gedachten Punkt hinter dem Bild zu betrachten. Die Augachsen müssen hierfür eine fast parallele Stellung einnehmen, damit jedes Auge auf den Bildmittelpunkt des zugehörigen Teilbildes gerichtet ist. Nach kurzer Zeit verschwimmen die beiden Bilder und zwischen ihnen erscheint das gewünschte Raumbild. Erst nur schemenhaft, aber durch Konzentration dann immer schärfer.

Da die Augen jedoch gleichzeitig auch das daneben liegende „falsche“ Bild sehen, werden sie irritiert und ein stabiles Raumbild lässt sich nur durch genug Übung einstellen. Weiterhin ist bei dieser Methode die Größe der Bilder begrenzt. Ab einer gewissen Bildgröße können die Mittelpunkte nicht mehr durch eine Parallelstellung betrachtet werden. Die Augachsen müssten hierfür auseinander gehen. Eine solche Stellung der Augen wird divergentes Sehen genannt und sollte vermieden werden, da sie unangenehm für den Betrachter ist.

Beim Kreuzblick werden die Augachsen gekreuzt, um einen Raumeffekt zu erzielen. Es ist also im eigentlichen Sinne ein absichtliches Schielen. Die beiden Halbbilder sind bei dieser Methode direkt nebeneinander angeordnet. Beim Betrachten wird ein imaginärer Punkt, der sich vor dem Bild befindet fokussiert. Nach einiger Zeit entsteht zwischen den beiden Halbbildern dann ein virtuelles Bild mit dem gewünschten Tiefeneindruck.

Dies bedarf einer gewissen Übung, da durch die Verlagerung des Schärfepunktes das Bild zu Beginn verschwommen wirkt. Zur Vereinfachung kann ein Bleistift oder eine Nadel benutzt werden. Diese wird als Hilfsmittel in die Mitte zwischen Bild und Augen gebracht und fixiert betrachtet. Danach muss dem Gehirn signalisiert werden, daß das Verschwommene, was wir im Hintergrund sehen, in Ordnung ist und der Raumeindruck stellt sich ein.