PowerPoint-Präsentation - Lehrstuhl für Kommunikationstechnik
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Seminar „3D-Signalverarbeitung“ 3D-Wiedergabe (Projektion) Kui Zhang [email protected] Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kays Universität Dortmund Seminar „3D-Signalverarbeitung“ 3D-Wiedergabe (Projektion) Allgemeine 3D-Bild Projektion - Anaglyphe Projektion - Polarisationsfiltertechnik - Interferenzfiltertechnik - Shuttertechnik - KMQ-Projektion Literatur Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays Beispiel für Inhaltsverzeichnis Folie 2 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ 3D Bild Das 3D-Bild ist der Sammelbegriff für ein Bild, das bei beidäugiger Betrachtung echte Tiefenwahrnehmung und damit räumliche Wirkung vermittelt. Ein 3D-Bild ist eine fotografische Aufnahme ermöglicht. Ein 3D-Bild ist eine stereoskopische Wiedergabe ermöglicht. Ein 3D-Bild besteht aus zwei stereoskopische Halbbildern , die mit einer geeigneten Technologie betrachtet werden, das jedes nur von einem Auge wahrgenommen wird. Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 3 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Raumbildprojektion Raumbildprojektion bezeichnet die stereoskopische Vorführung von 3D-Fotos oder 3D-Filmen mittels Projektoren. Eine Raumbildprojektion erfordert höheren technischen Aufwand als( z.B. eine herkömmliche Diaschau mit einem Projektor und einer weißen Leinwand). • • • Die Bilder für linkes und rechtes Auge(Halbbilder) werden gleichzeitig projiziert. Das Projektionssystem bestehen aus mindestens zwei Projektoren oder einem Projektor mit zwei Objektiven . Die Unterschiede der nachfolgend beschriebenen Projektionstechniken beziehen sich im wesentlichen auf die bei jeder stereoskopischen Betrachtungsmethode nötigen Trennung von linkem und rechtem Bild. Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 4 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Anaglyphe Projektion Ein Bild wurde mit einem Grünfilter vor dem Projektor projiziert, das andere mit einem Rotfilter davor. Dieses Verfahren nennt sich Anaglyphe-Projektion. Der Zuschauer setzt nun eine Rot-Grün- Brille(links:rot;rechts:grün) auf. Der Rot-Filter löscht das rote Filmbild aus =>wird schwarz Der Grüne-Filter löscht das grüne Filmbild aus =>wird schwarz Beide Augen sehen nun verschiedene Bilder, entsteht im Gehirn ein räumliches Bild Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 5 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Anaglyphe Projektion Vorteil: sehr günstiger Kosten Nachteil: Das anaglyphe Verfahren können aber nur schwarz/weisse Filme produzieren. Die Zuschauer müssen -egal welches Projektionsverfahren angewendet wurde- Brillen tragen,das siehe ganz kurios aus Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 6 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Polarisationsfiltertechnik Bei dieser Projektionstechnik wird die Kanaltrennung mit polarisiertem Licht erreicht. Beide Bilder müssen bei der Projektion auf der Leinwand übereinander projiziert werden, aber jedem Auge getrennt zugeführt werden. Man verwendet Polarisationsfilterbrille für die Bildtrennung,dadurch sieht jedes Auge nur sein Bild und entsteht im Gehirn ein räumliches Bild. Es muss eine metallisierte Leinwand verwendet werden, damit das polarisierte Licht zurückgestrahlt wird (Eine normale weiße Leinwand würde das Licht wieder zerstreuen und die Kanaltrennung wäre aufgehoben) Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 7 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Polarisationsfiltertechnik Polarisationsfilterbrille: Die Polarisationsfilterbrille besteht aus zwei Polarisationsfiltern Polarisationsfilter sind bei den einzelnen Augen um 90 Grad gedreht . Polarisationsfilter lassen Licht nur in einer Wellenrichtung durch,d.h nur das Licht des entsprechenden Projektors durchlassen Bei einzelnen Projektoren bekommt jedes Objektiv einen Vorsatz mit entsprechend angeordneten Plarisationsfolien Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 8 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Polarisationsfiltertechnik Vorteil: Hohen Farbtreue der gezeigten Bilder. Nachteil: Lichtabfall durch die verwendeten Filter und die metallische Leinwand . Der Kopf muss während der Bildbetrachtung gerade gehalten werden,sonst ist eine Kanaltrennung nicht mehr gegeben Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 9 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ INFITEC Das INFITEC (= Interferenzfiltertechnik) Verfahren ist zur stereoskopischen Wiedergabe von 3-D Daten und eine Entwicklung der DaimlerChrysler Forschung in Ulm. Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 10 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ INFITEC Die Bilder (rechts und linkes) kommen gleichzeitig und parallel an den beiden Projektoren an. Interferenzfilter befinden sich optische Im Lichtweg . Interferenzfilter spalten Farben Rot, Grün und Blau in zwei Frequenztriplets (für das linke und rechte Auge) auf Die Brillengläser decodieren das Licht wieder für das entsprechende Auge. Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 11 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 12 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ INFITEC Vorteil: sehr hohe Kanaltrennung Kompatibilität mit jeder konventionellen Projektionswand Die INFITEC 3-D Brille benötigt keine Spannungsversorgung Der Kopf von Zuschauer ist beliebig neigbar Nachteil: Die Brillen und Filter sind teuer Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 13 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Shuttertechnik Mithilfe der Shuttertechnik wird von einer 3D-Brillrsynchron zum Videoprojektor jeweils ein Auge abgedeckt, damit nur das andere Auge das entsprechende Bild sieht. - Die Shutterbrille mit zwei steuerbaren LCD-Gläsern zum Einsatz und stellt nacheinander abwechselnd das linke und rechte Halbbild dar - LCD-Gläsern werden durch Strom gesteuert und sind sich schnell ein und ausschalten zu können • Ein eingeschaltetes LCD ist schwarz und undurchsichtig • Ein ausgeschaltetes LCD ist normal transparent wie Glas Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 14 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Shuttertechnik Projektor und Brille sollen exakt synchron arbeiten.(sonst entstehen sogenannte Ghost-Effekte) Eine Projektorfrequenz wird von mindestens 100 Hz empfohlen Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 15 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Shuttertechnik Vorteil: - starker 3D-Effekt - Bild bleibt klar, Farben unverfälscht Nachteil: - Ghost-Effekte Projektor mit mindestens 100Hz erforderlich Die LCD-Shutterbrille benötigt Spannungsversorgung Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 16 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ KMQ-Projektion KMQ (Koschnitzke, Mehnert und Quick) ist eine andere Technik zum Betrachten von Raumbildern. - Man benötigt zur Projektion eines Stereobildes zwei Projektoren Beide Halbbilder sind in einem Rähmchen angeordnet. eine Prismenbrille wird benötigt • Prismenbrillr versetzt den Blick des rechten Auges nach oben, den des linken Auges nach unten • Der Betrachter wird dann beide Halbbilder am selben Ort wahrnimmt Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 17 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ KMQ-Projektion Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 18 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ KMQ-Projektion Vorteil: - Man braucht keine Filter verwenden (kein Lichtabfall) - Eine normale weiße Leinwand kann verwendet werden Das Bild kann fast unbeschränkte Größe haben Nachteil: - Die Prismenbrille verzerrt das betrachtete Bild geometrisch leicht An Stellen mit hohem Hell/Dunkel-Kontrast farbige Säume entstehen Ein fest definierter Abstand zum Stereobild soll einhalten, Dadurch kann KMQ-Stereobild nur max. 2 - 3 Personen gleichzeitig gezeigt werden Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays 3D-Wiedergabe (Projektion) Folie 19 * Seminar „3D-Signalverarbeitung“ Referenz Literatur: - Gerhard Kuhn: Stereofotografie und Raumbildprojektion, - John.Wiley.Sons:3D.Videocommunication.Algorithms.concepts.and.r eal.time.systems.in.human.centred.communication. Weblinks: - Workshop zur Erstellung und Projektion von 3D-Bildern Lehrstuhl für Kommunikationstechnik Prof. Dr. Rüdiger Kays Folie 20 *
