Räumliche Bilder ohne 3D-Brillen
Objekte schweben vor dem Bildschirm

Eine realitätsgetreue Darstellung von Gegenständen und Szenen benötigt auch eine dritte Dimension. Eine Lösung, wie man auf Bildschirmen Objekte dreidimensional betrachten kann, zeigen Wissenschaftler auf der diesjährigen Cebit.

hiz DÜSSELDORF. Forscher des Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) haben ein interaktives 3-D-Kiosk-System entwickelt, dass durch einfache Handbewegungen bedient werden kann. Die dreidimensionalen Objekte können zudem ohne lästige Shutter-Brille betrachtet werden. Kernstück des neuartigen Kiosk-System ist das 3-D-Display Free2C. Der Bildschirm präsentiert die Objekte dreidimensional in fotorealistischer Qualität. Die Modelle schweben ähnlich wie ein Hologramm frei vor dem Monitor.

Dreidimensionale Darstellungen sind seit den 50-er Jahren bekannt. Mittels einer Rot/Grün-Brille wurden jedem Auge unterschiedliche Bilder zugeteilt. Eine Technik, die heute noch eingesetzt wird. So sind zum Beispiel die ersten dreidimensionalen Fotos der aktuellen NASA-Marsmission im Internet mit einer rot/Blau Brille räumlich zu betrachten. Die Farbfilter haben natürlich Einfluss auf die Farbe der Bilder. Dafür gab es dann die polarisierten Filme. Sie waren mit einer Brille zu betrachten, die jeweils nur die horizontalen und die vertikalen Lichtwellen durchließen. Entsprechend werden die rechten und linken Bilder in jeweils nur einer Polarität projiziert. Technisch aufwendiger sind die so genanten Shutter-Brillen. Auf dem Monitor werden nacheinander in schnellem Wechsel das rechte und das linke Bild dargestellt. Eine Brille mit LCD-Filtern gibt jeweils nur das Auge frei, für das das aktuelle Bild gedacht ist. Es gibt aber noch einen ganz anderen Ansatz, der eher für den Einsatz im Wohnzimmer geeignet ist. So gab es schon vor 3 Jahren Actualdepth. Hier wurden zwei LC Displays übereinander gesetzt. Eine Software stellt die Objekte, die weiter entfernt sind, auf dem hinteren Display, und die näheren auf dem vorderen dar. Die Objekte kommen zwar nicht aus dem Bildschirm auf den Betrachter zu, jedoch hat man den Eindruck in ein 3-D Kabinett hinein zu schauen. Hier war der räumliche Eindruck eingeschränkt, aber man konnte auf die lästigen Brillen verzichten.

Doch wie lässt sich mit einem eigentlich zweidimensionalen Display ein räumlicher Eindruck erzeugen ohne dass der Betrachter mit einer entsprechenden Brille bewaffnet sein muss? Es müssen zwei unterschiedliche Bilder erzeugt werden - eines für das rechte und eines für das linke Auge. Diese werden in feine senkrechte Streifen unterteilt und abwechselnd nebeneinander angeordnet. Eine spezielle Linse vor dem Display sorgt für die richtige optische Verteilung in dieser so genannten „Linsen-Raster Technik“. Die gekrümmte Linsenoberfläche bricht das Licht des Bildschirms in zwei Richtungen. Die für das rechte Auge bestimmten Strahlen werden so leicht nach rechts "verschoben", die für das linke nach links. Damit der Betrachter immer die richtigen Bilder für das jeweilige Auge erhält, erfasst eine Kamera am Monitor die Position des Kopfes. Bewegt sich der Nutzer, werden automatisch die Bildstreifen versetzt und an den neuen Blickwinkel angepasst.

"Kiosk-Systeme müssen einfach und intuitiv zu bedienen sein", nennt Klaus Schenke vom HHI eine weitere Anforderung. Daher haben die Forscher in die Bedienkonsole ein System zur Handgestenerkennung integriert. Möchte ein Nutzer zum Beispiel eine Skulptur von einer anderen Seite betrachten, kann er einfach das virtuelle 3-D-Modell mit der Hand drehen. Die Kamera nimmt die Bewegung auf und der Rechner ermittelt, wie weit das Kunstwerk gedreht werden muss. Die ebenfalls vor dem Display „schwebende“ Benutzerführung lässt sich durch einen Fingerzeig bedienen. Dazu ermittelt das Video-Hand-Tracking-System die Position des Fingers und ordnet ihr die entsprechende Auswahltaste zu.

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