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aktualisiert 12/2003

Digitales Persönliches Stereo Vision System

© Bernhard Kockoth media systems 1997-2004

bkmedia@jahtours.com

Inhalt:
0. Einführung
1. Technologische Herausforderung
2. Ausflug in die Geschichte der Stereoskopie
3. Personal Computer bringt Leben in digitale Bilder
Eine vollständige Version ist auf Anfrage verfügbar.

0. Einführung

Für unsere Ohren ist die räumlich getreue Wiedergabe dank elektronischer Verstärkertechnik eine Selbstverständlichkeit geworden. Für unsere Augen, die ja auch in doppelter Ausführung unsere Umwelt erkunden, ist dies ein langer Wunsch - der mit dem Digitalen Persönlichen Stereo Vision System teilweise erfüllt wird.

Die Technik stereoskopischer Darstellung ist älter als die Fotografie und hatte Ende des 19ten Jahrhunderts einen weiten Verbreitungsgrad erreicht. In den 50er Jahren gab es mit moderner Nachkriegsmechanik eine letzte große Stereowelle, und seitdem ist es still um diese vorzügliche Wiedergabetechnik geworden. Von Zeit zu Zeit gibt es Wiederbelebungsversuche in Zeitschriften und wer erinnert sich nicht an die rot-grünen Brillen, die so nachhaltige Kopfschmerzen bereiten?
Also führt kein Weg herum um Viewmaster und ähnliche Guck-Instrumente? Oder Brillen, entweder mit Polarisationsgläsern und entsprechenden Projektoren, oder mit LCD-Verschluss um auf schnellen Bildschirmen abwechselnd linke und rechte Bilder anzuschauen.

Mit der Miniaturisierung von Anzeigebildschirmen können allerdings zwei Bildschirme getrennte Bilder direkt an unsere Augen weitergeben. Diese Minibildschirme, wie wir sie bereits aus Videokameras kennen, ermöglichen brillenartige Wiedergabegeräte, die wie ein Walkman der persönlichen Unterhaltung dienen.

Bislang wird räumliche Tiefe in Kino und Fernsehen nur über Bewegung dargestellt, d.h. aufwendige Kamerafahrten vermitteln uns einen Eindruck von Raum, wo sonst nur flache Bilder langweilen. Mit Stereokameras aufgenommene Szenen enthalten Rauminformation die einen wesentlich höheren Realitätsgrad besitzt. Zusammen mit einem isolierenden Wiedergabegerät - Brille und Kopfhörer - kann das menschliche Gehirn mit 70 Prozent seiner Sinneseindrücke in eine künstliche, wiedergegebene, Welt entführt werden. Im Gegensatz zur virtuellen, d.h. konstruierten Wirklichkeit ist diese aufgenommene Wirklichkeit mit unseren Träumen zu vergleichen. Wir erleben realitätsnahe Situationen ohne die Möglichkeit interaktiv handelnd einzugreifen.

1.Die Grundlagen der Umweltwahrnehmung des menschlichen Gehirns

Das menschliche Gehirn ist ein integriertes Kontrolzentrum für das Individuum dem es Bestandteil ist. Wir gleiten bei genauer Betrachtung in die Philosophie ab, ich versuche mich auf die festprogrammierten Eigenschaften zu beschränken. Also, dieses Kontrolzentrum verarbeitet einen grossen Teil Informationen, die zur Aufrechterhaltung des lebenden Organismus notwendig sind. Direkte Interaktion mit der Umgebung ist limitiert in der Länge unserer Arme und der Geschwindigkeit mit der wir uns fortbewegen. Bis vor kurzem war die maximale Geschwindigkeit für einen Menschen so um die 30 km/h. Entsprechend sind unsere Reaktionszeiten ausgelegt. Es ist ein bekanntes Problem der Verkehrsforschung, uns mit größerer geschwindigkeit zu bewegen. Wir benötigen nicht nur mechanische Hilfsmittel, um diese Geschwindigkeiten zu erreichen, sondern auch Leitbahnen, um unsere Sinne dabei nicht zu überfordern. Autobahnen sind das Paradebeispiel: Frei von rechtwinkligen Kreuzungen, Ampeln oder Bahnübergängen bewegen sich die Menschen mit gleichförmiger Geschwindigkeit in gleicher Richtung.

Ein anderes Beispiel ist unser dreidimensionales Sehvermögen. Da wir unsere Hände vorzüglich als Werkzeuge einsetzen hat sich parallel dazu eine Physionomie herausgebildet, bei der unsere Augen den Abstand haben, um in Entfernungen von 0,25 bis 5 Metern gute, dreidimensional auswertbare Bilder an das Gehirn zu liefern. Für Entfernungen über 5 Meter wäre ein weiterer Augenabstand notwendig, der eine grössere Kopfform und entsprechende Nachteile nach sich ziehen würde.

Vielleicht erscheinen diese Beispiele willkürlich, ich möchte damit sagen, daß der menschliche Körper eine Konstruktion ist, die pragmatischen Prinzipien obliegt. Wir sind nicht ohne Grund so wie wir sind.

2. Ausflug in die Geschichte der Stereoskopie

Um auf das Digitale Persönliche Stereo Vision System zurückzukommen, wie in der Einführung schon erwähnt, hat es über dieses Jahrhundert einige Versuche gegeben, uns die räumliche Wiedergabe schmackhaft zu machen.

Daß mit kopfschmerz-generierenden Verfahren kaum Geschäft zu machen ist, leuchtet ein. So finden die rot-grünen Brillen nur bei Erstanwendern, sprich Kindern, ein neugieriges Publikum. Für erfahrenen Konsumenten muss schon ein höherer Grad von Realität und/oder ein einfaches Betrachtungsverfahren gefunden werden. Die computer-generierten Bildermuster aus denen sich nach längerem Draufstarren eine räumliche Figur ergibt, hatten ihre beste Zeit Anfang der 90er Jahre. Eine Mode wie die Viewmaster und ander Kommerzialisierungsversuche.

Viewmaster zum Beispiel sind keine schlechte Idee, aber die billigen kleinen Bildchen vermitteln nur einen schlechten Eindruck von den Möglichkeiten dieser Betrachtungsart. Ich habe selbst ein auf Kleinbilddias aufbauendes Verfahren rekonstruiert mit sehr guten Ergebnissen. Einzig die Handhabung der Dias und das Halten der Visioneuse ist hinderlich. Was wäre, wenn die Dias auf kleinen Bildschirmen in einer Art Brille erschienen...

3. Personal Computer bringen Leben in digitale Bilder

Digitales Video hat in den 90er Jahren noch die Kapazität der meisten Personal Computer über-beansprucht. Hier arbeitet die Zeit für uns. Nehmen wir zum Beispiel ein hochaufgelöstes Farbbild, gescannt sind das 40 MBytes. Anfang der 80er Jahre benötigten wir noch eine Festplatte, so groß wie eine Waschmaschine, um dieses eine Bild zu speichern. 20 Jahre später haben Festplatten mit mehr als tausendfacher Kapazität die Grösse eines Taschenbuches.

Compact-Disc, weit verbreitet und mehr als 20 Jahre in Gebrauch, ist schon lange nicht mehr das Nonplusultra der optischen Speichertechnik. Die Nachfolgetechnologie DVD bietet höhere Kapazität und die Möglichkeit, Dreistundenfilme in guter Fernseh-Qualität wiederzugeben. Ob es nun 180 Minuten herkömmliche Flachbilder oder 90 Minuten bewegte Stereobilder sind, dieses neue Medium bietet obendrein Abspielgeräte im Westentaschenformat! 1998 erschienen die ersten portablen DVD Spieler. Und anstelle des schweren Fernseher's daheim gibt es einen kleinen LCD Monitor oder ein brillenartiges Betrachtungsgerät. Die Technologie für das Digitale Persönliche Stereo Vision System ist verfügbar und wir haben einen Prototypen aufgebaut.

Panasonic Stereo Video
Digital Stereo Vision System Cameras

BK media systems hat Erfahrung mit selbstkonstruierten Stereo-Foto Kameras, das 3D-Video Projekt ist die natürliche Fortsetzung und das Digitale Persönliche Stereo Vision System wird am praktischen Beispiel präsentiert. Dank DV und Firewire/IEEE1394 ist die volldigitale Videobearbeitung Wirklichkeit, und in eine Preisklasse geraten, die es auch Amateuren erlaubt, Produkte professioneller Qualität zu verwenden. Sobald Stereobilder in digitaler Form vorhanden sind ist die Art der Weiterverwendung eine Frage der Formatkonvertierung. Von Anaglyph (rot-grün) Darstellung bis Seite-an-Seite VHS Video ist jede möglich Ausgabeform denkbar. Letztendlich hat ein modifiziertes DVD / MPEG-2 / MPEG-4 Verfahren die besten Chancen, diese Technologie zu breiter Popularität zu verhelfen: Portable Virtuelle Realität.

Vielen Dank für Ihr Interesse, bis bald bei BK media systems.

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