5. Seminar: Stereo-Sehen

Transkript

1 5. Seminar: Stereo-Sehen Hier noch einmal systematisch die Beschäftigung mit der Stereo-Aufnahmetechnik. Monitor / TFT Zunächst ein Bewußtmachen der menschlichen Wahrnehmung: sie geschieht im Normalfall über den Eindruck, den die Bildsignale des linken und des rechten Auges ans Gehirn schicken und der dort zu einem räumlichen Eindruck verarbeitet wird. Man macht sich diese Tatsache im Alltagsleben kaum bewußt - sollte dies jedoch ab und zu tun. Hierfür zwei Aufgaben: - halten Sie einmal Ihren ca. 20 Zentimeter vor den Bildschirm, auf den Sie gerade blicken und schauen Sie den Bildschirm an. Jetzt kneifen Sie erst das rechte Auge zu und dann das linke (oder umgekehrt.. ) und sie sehen, wie Ihr jeweils einen anderen Bereich des Monitors verdeckt Linkes Auge Rechtes Auge 1 Di wenn Sie schnell die Augen abwechselnd auf- und zumachen, scheint der gar zu springen!

2 Das gleiche ohne zugekniffene Augen: benutzen Sie bitte beide Augen und fixieren Sie bitte zunächst den! In der Fotografie würde man sagen: scharfstellen auf den, denn dort muß man das Objektiv auf eine bestimmte Objektentfernung einstellen, bzw. dem Autofokus-System diese Aufgabe übertragen. Beim menschlichen Sehapparat gilt es zunächst, beide Augen entsprechen zu drehen, um den bewußt zu sehen und dem Auge dazu zu bringen, auf den scharfzustellen. Ergebnis: wir sehen einen und dahinter (unbewußt), den Monitor. Da er unscharf erscheint, fällt es überhaupt nicht auf, das er eigentlich doppelt abgebildet wird (und die gesamte Umgebung ebenfalls!). Wenn Sie Ihre Augen jedoch dazu bringen, die Scharfeinstellung zu ändern und bei gleicher Blickrichtung auf den Monitor scharfzustellen, nehmen Sie plötzlich zwei wahr! Linkes Auge Monitor / TFT Rechtes Auge 2 Rechts: Eindruck bei Scharfstellung auf den Monitor bzw. Scharfstellung auf den

3 Leider kann man die Wahrnehmung des Auges nicht 1:1 auf die Fotografie übertragen! Im Auge wird das Bild nicht auf eine Ebene abgebildet (wie in der Kamera), sondern auf ein Kugelsegment. Zudem wird das Bild im Gehirn so weiterverarbeitet, dass Formen, die als orthogonal bekannt sind, auch orthogonal wahrgenommen werden. Konkret bezogen auf die Abbildung des (orthogonalen) Monitors: das Abbild des Monitors des linken und des rechten Auges, das im Gehirn ankommt, wird als orthogonal interpretiert. Linkes Auge Monitor / TFT Rechtes Auge Bei einer Fotografie mit zwei Kameras, die jeweils auf den gedreht werden, ist das anders: hier müßte der Monitor eigentlich perspektivisch verzerrt dargestellt werden. Um dies zu vermeiden, werden bei Stereo- Fotos die Kameras parallel ausgerichtet. Dies hat allerdings Konsequenzen, auf die wir auf den nächsten Seiten eingehen. 3

4 Egal, ob man zwei einzelne Kameras einsetzt oder eine Spezialkamera mit zwei Objektiven - die Stereofotografie basiert immer auf parallel ausgerichteten optischen Achsen und gleicher Ebene für Film oder Digitalchip. In der Literatur und allen Rezeptbüchern wird immer der durchschnittliche Augenabstand von 6,5 cm zugrunde gelegt. In der Praxis sieht man allerdings sehr schnell, dass dieser Abstand nicht immer gelten muß. Monitor Er ist sicher richtig und angebracht bei Objekten in einer durchschnittlichen Entfernung und Größe, beispielsweise der Aufnahme eines 3 Meter entfernten Möbelstückes. Linke Kamera Rechte Kamera 6,5 cm Bei einem Gebäude, das 30 Meter entfernt ist, kann der Linsenabstand auch 20 oder 30 cm betragen, bei einem Architekturmodell in 30 Zentimeter Entfernung ist es eher angebracht, den Abstand der Optik oder der Kamera bei der Aufnahme zu reduzieren auf beispielsweise 3 cm. 4 Auch wenn wir als Architekten in der Regel keine fotografieren, hier noch einmal das beispiel: bei parallel angeordneten Kameras würde nicht nur der beim linken und rechten Bild an unterschiedlicher Position im Bild erscheinen, sondern auch der Monitor. Welche Konsequenzen das hat, sehen wir auf den Folgeseiten > > >

5 Aufnahme: zwei nebeneinander angeordnete Bilder Hier die notwendige Konsequenz der Parallelausrichtung der Kameras bzw. der optischen Achsen: man erhält zwei Bilder, deren Bildausschnitt (bezogen auf den Hintergrund) unterschiedlich ist. In der analogen Fotografie kann man diese Bilder unbearbeitet betrachten (sowohl als Papierabzug in einem Stereoskop wie als Diapaar in einem Stereo-Diabetrachter. Mit speziellen Optiken kann man rot-grüne Anaglyphenbilder erzeugen, in denen linkes und rechtes Bild bereits überlagert sind - in der Diaprojektion werden linkes und rechtes Bild überlagert projeziert und mittels Polarisationsbrille dem jeweiligen Auge sichtbar gemacht. In der Digitalfotografie bzw. Betrachtung auf dem Bildschirm bzw. in der Beamerprojektion kann man ebenfalls die unbearbeiteten Bilder nebeneinander montieren (am einfachsten mit dem Panoramamodus von IrfanView oder manuell per ) oder man kann sie übereinanderblenden. (beschnitten) (beschnitten) Darstellung nebeneinander (oben unbearbeitet, unten beschnitten) zur Betrachtung in einem Stereoskop oder in einer Bilddatei (z.b. einer jps-datei) 5 Wiedergabe: Stereoskop zur Betrachtung zweier nebeneinander angeordneter Bilder In allen Fällen ist das Ergebnis unbefriedigend, da die Seitenränder nicht stereoskopisch erscheinen und die Gegenstände in Bildmitte oft zu weit auseinanderdriften. Deshalb sollten die Bilder erst justiert und dann beschnitten werden! Darstellung übereinandergeblendet - zur Darstellung mit Anaglyphen-Brillen. Weitere Methoden siehe Background Stereo

6 Erzeugung von Stereobildern Hauswand Säule 6 Die Erzeugung fotografischer Stereobilder erfolgt bekanntlich - durch Einsatz spezieller Stereokameras mit (mindestens) zwei Objektiven oder - zweier nebeneinander montierter Kameras (möglichst mit Drahtauslöser für synchrone Aufnahmen) - im Notfall durch Verschieben der Kamera (auf einem Stativ mit Schlitten ) und zeitlich versetztes Auslösen (evtl. auch ohne Stativ auf einem Geländer oder einer Mauer) - oder gar durch Freihandaufnahmen nach der Empfehlung erst auf den linken Fuß stellen und auslösen, dann auf den rechten Fuß... In allen Fällen bekommt man zwei nebeneinander liegende Bilder (egal ob auf Film oder direkt digital). Unterschiede gibt es allenfalls in der Ausrichtung (horizontal oder vertikal). Es gibt ein (zur Zeit nicht mehr als Neuware erhältliches) Objektiv von Vivitar, das sogar gleich Anaglyphenbilder liefert. Linke Kamera Rechte Kamera Um die Erzeugung digitaler Stereobilder zunächst zu simulieren, bedienen wir uns des bereits bekannten MockUp-Studios aus der Übung mit der Plakatwand. Wir benutzen die gleiche ArchiCAD-Datei und platzieren dort eine Säule oder einige Möbel.

7 Sie dürfen die Bilder in der PDF-Datei gerne genauer anschauen: zoomen lohnt sich! Zur Erzeugung digitaler Stereobilder müssen in Archicad zwei Kameras installiert werden, die parallel ausgerichtet sind. Da das Setzen der Kameras in Archicad nicht sonderlich viel Spaß macht, sollte Archicad (oder jedes andere CAD-Programm) vornehmlich zur Möblierung des Mockup-Studios benutzt werden: im einfachsten Fall eine Säule, die irgendwo vor der Rückwand steht - Bei Bedarf auch ein paar Möbel aus der Möbelbibliothek oder von Möbelherstellern wie beispielsweise Wilkhahn. Der Export nach Artlantis erhöht den Spaßfaktor und läßt vor allem den Stereoeffekt sofort sichtbar werden: in Artlantis wird die erste Kamera gesetzt und als Kamera-Links bezeichnet. Wichtig ist: die Kontrolle der x-, y- und z- Koordinaten! 7 Die zunächst durch freihändige Positionierung entstanden Koordinaten sollten zweckmäßigerweise auf volle Werte gestellt werden. Dann kann die serienmäßige AC-Kamera umbenannt werden in Kamera Links Als nächstes wird eine zweite Kamera definiert und die x-werte werden um den Wert 10 (cm) erhöht. Damit hat man zwei parallel ausgerichtete Kameras! Egal, ob Archicad (bzw. jedes andere CAD-Programm) oder Artlantis: das linke und das rechte Bild unterscheiden sich auf den ersten Blick kaum. Erst das in Artlantis mögliche schnelle Hin- und Herschalten zwischen den Bildern macht nach Art eines Vexierbildes den Unterschied sichtbar. Die beiden Bilder bitte rendern (640/480) und in IrfanView zusammenmontieren >>> nächste Seite!

8 Die Weiterverarbeitung digitaler Stereobilder sieht genauso aus wie die fotografierter Bilder: das linke und das rechte Bilder werden zusammenmontiert: am einfachsten mit dem Menüpunkt Bild/Panoramabild erzeugen. Bei dieser Schnellmontage werden einfach die beiden Bilder zusammenkopiert. Die Datei kann man abspeichern als jpg-datei und im Explorer umbenennen zu einer jps- Datei. Es bleibt von der Datenstruktur weiterhin eine jpg-datei, nur wird jps von einigen Betrachterprogrammen direkt als Stereobild erkannt. Erster Test: Bilder in IrfanView als Schnellmontage Eindruck nach Schnellmontage 8 IrfanView erzeugt aus zwei jpg-dateien eine neue jpg- Datei mit zwei nebeneinander angeordneten Bildern. Die jpg-datei kann im Explorer umbenannt werden in.jps (am besten 1.jps, 2.jps etc.), da der show-applet - Betrachter mit numerierten Dateien arbeitet! Auf die alternativen Möglichkeiten, die Stereobilder zu betrachten, wird an anderer Stelle (PDF-Datei Background Stereo ) näher eingegangen - hier nur kurz: das Show-Applet von Andreas Petersik bietet eigentlich alle Varianten - man muss nur eine passende Brille finden! Die ordentlichere Lösung besteht darin, die beiden Bilder exakt zu justieren und gemeinsam zu beschneiden. Hierzu gibt es ein sehr empfehlenswertes Sharewareprogramm namens CRANAG. Dieses Programm funktioniert bei kleinen Bildern ohne Einblendung des Schriftzuges Shareware! Es können sowohl fotografierte als auch synthetisch erzeugte Bildpaare bearbeitet werden. Montage nach vorheriger Beschneidung manuell oder per CRANAG Eindruck nach Justage mit CRANAG

9 CRANAG: Das linke und das rechte Bild werden importiert und justiert. Die Ausgabe erfolgt als jps- Datei. Die Betrachtung erfolgt mit dem Show-Applet von Andreas Petersik (mit frei wählbarer Betrachtungsweise - rot-grün, rot-blau etc.) oder direkt in Cranag. Wir werden sowohl in der BlueBox als auch in A4-11 eine Brille bereitlegen (oder festbinden.. ) Die zwei Ausgangsbilder 9 ACHTUNG: egal, ob rotgrün, rot-blau oder rotcyan, das linke Auge sieht immer rot! Allerdings sollten Sie sicherheitshalber die Brille manchmal umdrehen, denn es passiert bisweilen, dass bei der Montage die beiden Bilder vertauscht werden - und schon ist der räumliche Effekt weg! Justage mit CRANAG. Das Ergebnis: eine jps-datei oder eine Anaglyphen- Datei!