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Seit jeher versuchen die Menschen mit verschiedenen Tricks und Hilsmitteln, Bildern mehr räumliche Tiefe und Plastizität zu geben. Erfahren Sie hier mehr über diese Tricks und die Funktionsweise diverse Hilfsmittel. Tauchen auch Sie ein in die faszinierende Welt der 3D-Grafiken.

Die einfachste Möglichkeit räumliche Tiefe und Plastizität vorzugaukeln, ist das Spiel mit Licht und Schatten. Wir kennen diesen Effekt von Windows her. Hier wird diese optische Täuschung gezielt eingesetzt, um Buttons erhaben oder versenkt darzustellen. Allerdings funktioniert dies nur, wenn man gewisse Regeln beachtet.Die Grundfarbe muß in mittlerer Helligkeit gehalten sein (z.B. Grau). Bei erhabenen Gegenständen wird die linke und obere Kante heller, die rechte und untere Kante dunkler als die Grundfarbe gezeigt. Bei versenkten Gegenständen ist die Darstellung umgekehrt. Zumindest bei einem Großteil der Menschen funktioniert diese Täuschung einfach deshalb, weil wir "wissen", daß das Licht immer von oben (eher links) kommt und daher automatisch unten (eher rechts) Schatten sein muß, wenn ein Gegenstand beleuchtet wird.Diese Kunst der Visualisierung ist so alt wie es Menschen verstehen, Bilder zu malen.

3D-Effekte mit Licht und Schatten und perspektivische räumliche Tiefe kennen wir auch von diversen Spielen. Aber wirklich dreidimensional sehen wird erst möglich, wenn beiden Augen perspektivisch unterschiedliche Bilder angeboten werden. Derartige Bilder nennt man Stereogramme. Die räumliche Wahrnehmung des Menschen beruht auf mehreren Aspekten, die zum Teil angeboren, zum Teil erlernt sind. Der Mensch beherrscht das räumliche Sehen mit beiden Augen - das sogenannte binokulare Sehen - das räumliche Sehen mit einem Auge entwickelt sich im Laufe seines Lebens.

Als binokulares Sehen bezeichnet man das dreidimensionale Sehen mit beiden Augen. Im Gegensatz zum monokularen Sehen, das sich erst durch die Wahrnehmungserfahrung im Laufe des Lebens entwickelt, ist der Mensch bereits von Geburt an zum binokularen Sehen fähig. Es entsteht die Tiefenwahrnehmung durch die sogenannte Querdisparation, die Akkommodation und die Konvergenz der Augen-Sehachse.

Als monokulares Sehen bezeichnet man das dreidimensionale Sehen mit nur einem Auge. Es funktioniert im wesentlichen aufgrund der gegenseitigen Verdeckung von Gegenständen, der Perspektive und dem Wechselspiel zwischen Licht und Schatten. Im Gegensatz zur Fähigkeit des binokularen Sehens, die bereits angeboren ist, wird das monokulare Sehen erst durch die Wahrnehmungserfahrung im Laufe des Lebens erlernt.Eine Grundlage für das binokulare Sehen ist die Konvergenz. Darunter versteht man das Zusammenlaufen der Sehachsen in dem Punkt, auf den die Augen während der Bildbetrachtung fixiert sind.Eine weiter Grundlage für das binokulare Sehen ist die Querdisparation. Darunter versteht man die Tatsache, daß die Bildwahrnehmung zwischen dem linken und rechten Auge verschieden ist, weil beide Augen einige Zentimeter voneinander entfernt sind und Gegenstände so aus unterschiedlichen Blickwinkeln gesehen werden.

Um nun stereoskopische Bilder sehen zu können bedarf es verschiedener Hilfsmittel oder Tricks:

STEREOSKOP Mit Hilfe einer speziellen Optik in Form von Spiegeln oder Prismen werden dem Auge zwei leicht versetzt dargestellte Bildteile im richtigen Sehwinkel zugeführt. Aufgrund der Querdisparation, also dem Unterschied bei der Wahrnehmnung zwischen linkem und rechtem Auge, entsteht beim Betrachter ein räumliches Bild. Der räumliche Eindruck im Stereoskop entsteht durch die Zusammenführung der beiden Einzelbilder des Stereobildpaares, die damit die getrennte Wahrnehmung von rechtem und linkem Auge beim Betrachter imitiert.

STEREOKAMERA Bereits kurz nach der Erfindung der Fotografie im Jahre 1839 wurden die ersten Stereokameras entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kameras besitzen Stereokameras zwei Objektive, die zur Erzeugung von -> Stereobildpaaren für -> Stereoskope nötig sind.

STEREOBILDPAARE bestehen aus zwei Einzelbildern, die aus leicht versetzten Blickwinkeln mit einer -> Stereokamera aufgenommen werden.

TACHIOSKOPISCHE Darstellung ist eine 3-D-Darstellungstechnik, die mit dem Aspekt der Zeit arbeitet. Über eine spezielle Brille - eine sogenannte Shutterbrille - wird dem Betrachter eine Darstellung gezeigt. Die Brille schließt für Sekundenbruchteile das Blickfeld eines der beiden Augen, während dem anderen die Bildinformation angeboten wird. Im Gehirn werden diese zeitlich versetzt zugeführten Seheindrücke zu einer dreidimensionalen Darstellung verarbeitet. Diese Methode wird heute bei einigen Virtual-Reality-Systemen zur Erzeugung von Raumbildern eingesetzt.Beim

ANAGLYPHENVERFAHREN - oder ROT/GRÜN, bzw. ROT/BLAU Technik) wird das Bild für das linke Auge rot, für das rechte Auge grün, bzw. blau eingefärbt. Mit einer speziellen Brille, die vor dem linken Auge eine rote-, vor dem rechten Auge eine grüne- bzw. blaue Folie als Filter setzt, wird dieses Bild als räumliches 3-D-Bild wahrgenommen.

SIRDS... ist die engl. Abkürzung für Single Image Random Dot Stereogram, zu deutsch Zufallspunkt-Stereogramm. Dabei wird das Raumbild in Graustufen umgewandelt und mit einer Zufalls-Textur überzogen. Mit einer speziellen (erlernbaren) Sehtechnik, also ohne technische Hilfsmittel, kann man dann den 3-D-Effekt wahrnehmen.

Dann gibt es da noch 3-D-Bilder, bei denen man keine spezielle Sehtechnik erlernen muß, und auch keine technischen Hilfsmittel benötigt, um räumliche Tiefe zu erkennen. Zur Aufnahme benötigt man eine spezielle Stereokamera mit DREI Objektiven. Bei der Entwicklung werden die drei Negative auf eine spezielle Folie mit mikroskopisch kleinen aneinandergereihten Linsen belichtet. Beim Betrachten wird dem linken, bzw. dem rechten Auge wieder die richtige Bildinformation gezeigt. Dadurch entsteht dann der 3-D-Effekt.

Was das alles mit dem Computer zu tun hat? Na, Shutterbrillen, rot/blau Brillen und Datenhelme mit zwei Bildschirmen kennen wir schon. Diese werden für diverse Spiele und VR-Systeme verwendet. Nach den Erkenntnissen der zuletzt erwähnten 3-D-Bilder (Folie mit Linsen...) arbeitet die technische Universität Dresden an einem Computerdisplay (LCD) das mittels mikroskopisch kleiner Prismen ebenfalls die Bildinformation für das linke, bzw. rechte Auge getrennt anbieten soll. Damit wäre zu einem relativ günstigen Preis, ohne weitere technische Hilfsmittel (Brillen, Datenhelme etc.) einer großen Personengruppe die Möglichkeit gegeben, 3-D-Bilder anzusehen!

LINKS zu verschiedenen 3D-Grafiken (mit ROT/BLAU Brille):

 

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