Seit es das Kino und das Fernsehen gibt, arbeiten die Forscher daran, auf der Leinwand oder der Mattscheibe Bilder dreidimensional darzustellen. Mit allerlei Tricks versuchen sie die dafür notwendigen zwei Bilder gleichzeitig wiederzugeben. Un-ser dreidimensionales Sehvermögen rührt daher, dass die menschlichen Augen um wenige Zentimeter auseinander stehen. Jedes Auge sieht für sich nur einen Teil des Bildes. Im Gehirn werden die beiden Bilder dann zu einer dreidimensionalen Darstellung zusammengefügt. Durch diesen Trick der Natur ist es dem Menschen erst möglich Entfernungen richtig einzuschätzen.
Zur Aufnahme der Bilder sind dann natürlich auch zwei Kameras notwendig, die etwa im Augenab- stand montiert die Bilder für jedes Auge getrennt einzeln aufnehmen.
Eine solche stereoskopische Aufnahme ist mit der heutigen Technik kein Problem. Die Schwierigkeiten treten erst bei der Wiedergabe auf.
Eine Möglichkeit besteht darin, zwei um den Betrachtungswinkel der beiden Augen versetzte Bilder schnell wechselnd nacheinander auf dem Monitor wiederzugeben. Der Betrachter ist dann allerdings gezwungen, eine Brille zu tragen, die dafür sorgt, dass jedes Auge immer nur den richtigen Bildausschnitt sieht. Diese Brillengläser bestehen aus einem einfachen LC-Display, das abwechselnd ent- weder Licht durchlässt oder nicht. Die Displays in der Brille müssen nun natürlich mit der Darstellung auf dem Monitor synchronisiert sein. Danach sieht der Betrachter eine stereoskopische Darstellung des Bildes. Benachteiligt sind bei diesem Verfahren aber Brillenträger, schließlich müssen sie ja zusätzlich noch das Display über ihrer Brille tragen. Außerdem kann immer nur eine Person den 3D-Effekt genießen. Außenstehende Betrachter sehen nur ein buntes Geflimmer auf dem Bildschirm.
3D-Effekte ohne Brille
Bereits vor zwei Jahren wurde auf der Cebit der erste Flachbildschirm mit dreidimensionaler Wiedergabe vorgestellt. Kleine, runde Stablinsen senkrecht nebeneinander auf der Oberfläche des Displays sorgten dafür, dass jedes Auge das Bild aus einem anderen Blickwinkel wahrnimmt. Der stereoskopische Effekt dieser Darstellung ist recht beeindruckend, jedoch noch nicht optimal.
So musste beispielsweise vom Betrachter genau der richtige Abstand zum Monitor eingehalten werden, und bereits leichte Kopfneigungen sorgten für ein Verschwinden des 3D-Bildes.
Das Forscherteam um Dr. Siegmund Pastoor vom Heinrich-Hertz-Institut in Berlin hat diese Technologie nun weiter verfeinert und auf der diesjährigen IFA in Berlin vorgestellt.
Auch Ihr Monitor arbeitet mit runden, vertikal angebrachten Glaslinsen, die die unterschiedlichen Bilder für die beiden Augen wiedergeben.
Seitlich am Monitor angebrachte Kameras erkennen die Kopfposition des Betrachters und steuern über Motoren den Bildschirm immer so, dass der größtmögliche Effekt erzeugt wird. Bei leichten Kopfbewegungen führt eine Regel-Elektronik den Monitor nach. Dadurch bleibt bei normalen Bewegungen der 3D-Effekt immer er- halten. Aber auch bei diesem Verfahren kann die Elektronik sich nur auf eine Person einstellen. Nebenstehende Betrachter sehen ein flimmerndes und verwaschenes Bild.
Ergänzt hat das Forscherteam die dreidimensionale Darstellung um einen "3D-Touchscreen". Zwei Kameras sind in einem länglichen Gehäuse hinter der Tastatur platziert. Mit Hilfe einer intelligenten Software können die beiden Kameras die Hand des Anwenders erkennen und ihre Position im Raum berechnen. Der Betrachter kann dann per Software die für ihn frei im Raum schwebenden Gegenstände "berühren" und dabei Schaltfunktionen auslösen.
Auf der IFA demonstrierten die Forscher mit diesem Monitor ein 3D-Memory. Frei im Raum schwebende "Bälle" ließen sich von Hand "antippen" und gaben dann ihren Inhalt preis. Für einen außenstehenden Betrachter sieht das allerdings sehr merkwürdig aus, da nur für den Spieler ein dreidimensionales Objekt im Raum zu schweben scheint. Der Betrachter sieht nur jemanden mit den Fingern im leeren Raum vor dem Bildschirm herumfuchteln.
Für Spiele und Demonstrationen sind diese 3D-Monitore heute schon einsetzbar. Auch richtiges 3D-CAD soll damit möglich werden. Allerdings sind die Möglichkeiten dieser Technik bald ausgereizt. Der größte Nachteil dieses Verfahrens ist die begrenzte Auflösung, da sich die Stablinsen nicht beliebig verkleinern lassen. Ab einer gewissen Mindestgröße der Linsen treten Beugungserscheinungen auf. Das Ergebnis sind bunte Ränder bei einzelnen Objekten.
3D-Effekt ohne Monitor
Zusätzlich zu dem eben beschriebenen Verfahren verfolgt das Forscherteam um Pastoor noch einen anderen Weg. Anstelle eines Bildschirms verwenden sie zwei modifizierte "Beamer", die jeweils die um den Betrachtungsabstand versetzten Bilder liefern. Eine Fresnell-Linse projiziert die beiden Bilder auf den Betrachter. Auch der Prototyp dieses Gerätes wurde auf der IFA gezeigt. Ein außenstehender Betrachter sieht nur einen schwarzen Bildschirm, die Fresnell-Linse. Ungefähr 70 Zentime-ter vor dem Bildschirm schweben zwei schwach leuchtende Ringe in Augenabstand in der Luft. Bringt man nun seine Augen in diese Ringe hinein, scheint auf halbem Wege zwischen Fresnell-Linse und Augen ein dreidimensionaler Gegenstand in der Luft zu schweben. Die Realitätsnähe ist beeindruckend. Man glaubt, wirklich einen richtigen Gegenstand vor sich zu haben. Nur Anfassen geht nicht: Man kann durch ihn hindurchgreifen. Und das Schöne daran: Von der Auflösung her sind keine Grenzen gesetzt. Auch bewegte Bilder oder ein Kinofilm lassen sich mit dieser Technik wirklichkeitsgetreu "miterleben".
Als Einsatzgebiet sieht Pastoor zuerst die Medizin-Technik, aber er habe auch schon Unterstützung aus dem Wirtschaftsbereich. Ein großes Unternehmen will Börsenkurse dreidimensional mit diesem Monitor darstellen. Dass auch bei diesem Verfahren nur eine Person in den Genuss der 3D-Darstellung kommt, ist für die Börsianer sogar von Vorteil. Denn schließlich soll nicht jeder sofort erkennen, was sich auf dem Börsenparkett tut.
www.hhi.de/im/blick
ComputerPartner-Meinung:
3D-Fernseher oder 3D-Monitore sind mit diesen neuen Techni-ken keine Zukunftsmusik mehr, sondern sind in greifbare Nähe gerückt. Es wird nicht mehr lange dauern, bis die Industrie sich der Erkenntnisse des Heinrich-Hertz-Institutes annimmt und diese Technik, die mit heutigen Mitteln schon beherrschbar ist, zur Serienreife entwickelt und die ersten Geräte auf den Markt bringt.(jh)