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Anaglyph 3D

Einleitung

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Diese Seite zum Thema Anaglyph 3D kann als Wiki2Reveal Folien angezeigt werden. Einzelne Abschnitte werden als Folien betrachtet und Änderungen an den Folien wirken sich sofort auf den Inhalt der Folien aus. Dabei werden die folgenden Teilaspekte im Detail behandelt:

  • (1) Wie funktionieren Farbfilter?
  • (2) Wie kann man dadurch in einem Anaglyph-Bild zwei unterschiedlich Bildinformationen an das rechte und linke Auge senden?
  • (3) Wie kann man mit einer Kamera ein Anaglyph-3D-Bild selbst erstellen?

Zielsetzung

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Diese Lernressource zu Anaglyph 3D in der Wikiversity hat das Ziel, das Grundprinzip von Anaglyph-3D-Bilder zu erlernen und eigene Rot-Grün-3D-Bilder zu erstellen.

Lernvoraussetzungen

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Die Lernressource zum Thema Anaglyph 3D hat die folgenden Lernvoraussetzungen, die zum Verständnis der nachfolgenden Ausführungen hilfreich sind:

Lerneinheiten

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Überblick - Erstellungsprozess

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Stereoskopiebild und transparente überlappende Positionierung der Einzelbilder für das rechte und linke Auge

Die folgende Abbildung zeigt den Überblick über den Erstellungsprozess eines Anaglyph-3D-Bildes, des Sie in dieser Lerneinheit als Arbeitsablauf kennen lernen. Für die Erzeugung wird zunächst die OpenSource-Software GIMP - verwendet. Die Transparenz für die Einzelbilder für das linke und rechte Auge erlaubt die Positionierung in einer Ebene. Der rot-grün-Filter für Brille zerlegt das Bild die Bildinformationen für das linke und rechte Auge wieder.

 

Grundprinzip von Farbfiltern

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Rot-Cyan-Anaglyphenbrille nach Stephen Gibson
 
Rot-Blau-Anaglyphenbrille
 
Kostenlos verteilte 3D-Brille der Firma Zeiss, West-Germany, für das 3D-Versuchsprogramm im Fernsehen aus dem Jahr 1978
 
Grün-Magenta-Brille aus Kunststoff für einige auf DVD erschienene Filme

Unter Anaglyph 3D (auch Anaglyphe oder Anaglyphenbild) aus der griechischen Sprache ἀνά = aná - auf, aufeinander) und γλύφω glýphō ‚meißeln‘, ‚gravieren‘, auch ‚darstellen‘ versteht man im ursprünglichen Sinne zwar grundsätzlich jede Stereoprojektion (z. B. die 3D-Polarisationsprojektion ist also genau genommen auch eine „Anaglyphenprojektion“), meist ist jedoch mit „anaglyphisch“ eine farbanaglyphische Darstellung gemeint.

Stereogramm

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Ein Farbanaglyphenbild ist dabei ein Stereogramm, bei dem die beiden stereoskopischen Teilbilder nicht nebeneinander dargestellt, sondern überlagert werden. Man verwendet die Bezeichnung Anaglyphenbild meist für Monochrom- oder Farbanaglyphen, bei denen die Halbbilder in Komplementärfarben eingefärbt werden. Inzwischen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren mit unterschiedlichen Farbfiltern. Farbanaglyphes 3D ist dabei vor allem auch ein sehr preiswert zu realisierendes 3D-Verfahren.

Aufgabe - Einzelbilder mit Kamera

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  • Wählen Sie ein dreidimensionales Objekt Ihrer Wahl und nutzen Sie eine Kamera (z.B. von Ihrem Mobiltelefon) und fotografieren Sie dieses Objekt mit Ihrer Kamera.
  • Positionieren Sie die Kamera so, dass das Objekt im Zentrum der Aufnahme zu sehen ist und nicht am Rand.
  • Bewegen Sie nun die Kamera horizontal ungefähr um den Abstand Ihrer beiden Augen nach rechts und versuchen Sie dabei das dreidimensionale Objekt (z.B. eine Bank im Wald) im Zentrum des Bildes zu behalten.

Aufgabe - Transparente Anordnung der Einzelbilder

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In einem nächsten Schritt werden die eingefärbten Einzelbilder so transparent angeordnet, dass diese das fokussierte Objekt deckungsgleich übereinander anordnet. Die Transparenz eine Ebene erlaubt die Positionierung der Einzelbilder in GIMP. Die folgende Animation zeigt das Prinzip der transparenten Positionierung von Einzelbildern.

Funktionsweise

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Rämliche Wahrnehmung ist für Menschen möglich, da durch die horizontal leicht versetzten Augen, die Netzhaut leicht unterschiedliche Bildinformationen erhält. Diese Unterschied führen zu einer 3D-Wahrnehmung des betrachteten Raumes.

Aufgabe - Berühren der Fingerspitzen mit einem geschlossenen Auge

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Bewegen Sie die Fingerspitzen Ihrer beiden Zeigenfinger so, dass sich die Fingerspitzen berühren. Dann wiederholen Sie den Versuch mit einem geschlosssenen und einem offenen Auge. Was stellen Sie fest?

Bildtrennung

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Beim Anaglyphen-Verfahren erfolgt die Bildtrennung durch die Verwendung von Farbfiltern. Das rechte und linke Halbbild sind hierbei in Komplementärfarben eingefärbt.

Aufgabe - Graustufenbilder

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Laden Sie die beiden Einzelbilder aus der vorherigen Aufgabe in GIMP ein und konvertieren Sie diese in Graustufenbilder.

 

Wahrnehmung des Anaglyphbildes

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Die Trennung der beiden Halbbilder erfolgt mit speziellen Anaglyphenbrillen mit entsprechend gefärbten Gläsern oder Farbfolien. Früher wurden meist Rot mit Grün oder Blau eingesetzt. Beim Ansehen des Anaglyphenbildes löscht das Rotfilter das rote Filmbild aus und das grüne Bild wird schwarz – das Grünfilter löscht das grüne Farbbild und das rote wird schwarz. Da beide Augen nun verschiedene Bilder sehen, entsteht im Gehirn wieder ein räumliches Bild.

Resultat 1 - Kabelrolle auf einem Feld

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Verwenden Sie

  • den Grünfilter vor dem linken Auge und
  • den Rotfilter vor dem rechten Auge.

 

Resultat 2 - Kabelrolle auf einem Feld

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Das folgende Anaglyph-3D-Bild von zwei Kabelrollen auf einem Feld ist aus zwei Einzelbilder entstanden. Verwenden Sie

  • den Grünfilter vor dem linken Auge und
  • den Rotfilter vor dem rechten Auge.

Positionierung von Teilbildern mit gleicher Positionierung von Objekten im Vordergrund

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In dem folgende Bild wurden die Teilbilder in einer Weise positioniert, dass die Kabelrolle im Vordergrund die gleiche Position in den Teilbildern besitzt. Betrachten Sie auch auf die Position des Hochspannungsmastes in beiden Teilbildern, der innerhalb des oberen Teiles der Kabelrolle sichtbar ist.

 

Positionierung von Teilbildern mit gleicher Positionierung von Objekten im Hintergrund

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Das folgende Anaglyph-3D-Bild hat die gleiche Rot-Grün-Zuordnung für die Einzelbilder. Allerding wurde der Hochspannungsmast über der vorderen Kabelrolle in beiden Einzelbildern für das linke Auge und rechte Auge im Anaglyphbild zur Deckung gebracht.

 

Erläutern Sie, warum die räumliche Wahrnehmung der Kabeltrommel mit den Rot-Grün-Brille unterschiedlich ist!

Resultat 2 - Umgestürzter Baum mit Wurzeln

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Das folgende Anaglyph-3D-Bild eines umgestürzten Baumes wurden die Bilder der Augen umgekehrt farblich eingefärbt. Verwenden Sie daher

  • den Rotfilter vor dem linken Auge und
  • den Grünfilter vor dem rechten Auge.
 
Umgestürzter Baum mit Wurzeln

Überprüfen Sie auch die umgekehrte Filterzuordnung und dessen räumliche Wahrnehmung.

Rot-Cyan-Verfahren

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Anhand des Rot-Cyan-Verfahrens wird hier die Vorgehensweise bei der Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes anhand nebenstehenden Schemas erläutert:

  • In der ersten Zeile erkennt man die zwei farbigen Bilder für das linke und rechte Auge (in dieser Darstellung auch mit Parallelblick zu sehen).
  • Die zweite Zeile verdeutlicht, dass ausschließlich der Rotkanal des linken Bildes, sowie Blau- und Grünkanäle des rechten Bildes für die Berechnung herangezogen werden.
  • Die fertige, farbige Anaglyphe in Zeile drei entsteht durch die Kombination aus Rotkanal des linken und Blau-Grün-Werten des rechten Bildes.

Einschränkung bei der Verwendung

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Perfekt ist diese Methode nicht. Problematisch sind bei der Betrachtung durch eine Rot-Cyan-Brille vor allen Dingen die zwei linken Kugeln, da sie die Filterfarben Rot und Cyan besitzen, was zu störenden Effekten bei der Betrachtung führt.

Während Rot-Grün- und Rot-Blau-Brillen jeweils nur zwei Farbkanäle der verfügbaren Rot-, Grün-, Blaukanäle verwenden, besteht Cyan aus einer Mischung von Grün und Blau, was zusammen mit dem roten Filter alle drei Farben mit ins Spiel bringt (im Falle der Blau-Gelb-Brillen gilt das Gleiche, da Gelb aus rotem und grünem Licht erzeugt wird).

Demobilder für rechtes und linkes Auge

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Bild für das linke Auge Bild für das rechte Auge
 
 
 
 

Korrespondierende Punkte in den Bilder

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Bei der Positionierung von zwei Einzelbildern wird in der folgenden Abbildung gezeigt, wie ein korrespondierender Punkt im Hintergrund in beiden Einzelbildern auf die gleiche Position im Bild bewegt wird. Durch die unterschiedliche Position der Augen gibt es in den Einzelbilder in der Regel nur einen Punkt, der in einem Anaglyphbild an der gleichen Stelle im Bild lokalisiert ist. Der rote Rahmen kennzeichnet den Überlappungsbereich der Einzelbilder.

 
transparent overlap image of broken tree trunk in the forest with corresponding point

Anaglyph-3D-Bild für den korrespondieren Punkt

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Das folgende Anaglyph-3D-Bild ist für den obigen korrespondierenden Bildpunkt am oberen Rand erstellt worde. Für das Anaglyph-3D-Bild wurden die Bilder der Augen umgekehrt farblich eingefärbt. Verwenden Sie daher für die Betrachtung der Brille

  • den Rotfilter vor dem linken Auge und
  • den Grünfilter vor dem rechten Auge.


 
Anaglyph 3D image of broken tree trunk in the forest

Stereoskopiebild

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VR-Headset mit Stereoskopiebild auf dem Smartphone

Mit einem VR-Headset (Splitscreen) kann das folgende Stereoskopiebild betrachtet werden, wobei die obige Positionierung des korresponierenden Punktes verwendet wurde.

 
Stereoscopy 3D image of broken tree trunk in the forest

Galerie

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Sonstiges

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Am 28. Februar und 7. März 1982 lief auf dem damaligen N3 und Hessen 3 (sowie in den Folgetagen auf den restlichen dritten Fernsehprogrammen und auf FS 2) die zweiteilige Sendung Wenn die Fernsehbilder plastisch werden – Ein dreidimensionales Experiment, für die die Zuschauer eine anaglyphe Brille tragen mussten. Die Brille war bei Optikern zum Preis von 70 Pfennig erhältlich. Durch die Sendung führte Winfried Göpfert.[1][2]

Literatur

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  • Breetz, Egon: Anaglyphen zur Unterstützung der Raumvorstellung und des Kartenverständnisses im Geographieunterricht. In: Zt. f.d Erdkundeunter., H 11/1966, S. 413–421 (mit Bild- und Kartenbeilage).
  • Breetz, Egon: Verfahren zur Fähigkeitsentwicklung des Kartenlesens unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Anaglyphenmaterialien. PH Potsdam 1971. (Diss. A).
  • Breetz, Egon und Gerth, Ewald: Verfahren zur Herstellung großflächiger Parallaxstereogramme, insbesondere für die raumbildliche Darstellung des Bodenreliefs. DDR-Patentschrift 83901, WP 57a/148 150 (12. August 1971).
  • Göbel, Joachim: Anaglyphen im Geographieunterricht der Schwerhörigenschule. In: Die Sonderschule, H. 5/1968, S. 279–283.

Siehe auch

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  Commons: Anaglyphenbilder – Sammlung von Bildern
  Commons: Stereoskopie – Sammlung von Bildern
  • www.anaglyphe.de – Bilder-, Spiele-, Video-Sammlungen sowie Tutorials zum Anaglyphenverfahren

Einzelnachweise

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  1. ↑ Stichtag 28. Februar 1982 - Die erste 3D-Sendung im deutschen Fernsehen. WDR, 28. Februar 2012, abgerufen am 9. März 2020.
  2. ↑ NDR-Pressemitteilung vom 11. Januar 1982


Seiteninformation

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Diese Lernresource können Sie als Wiki2Reveal-Foliensatz darstellen.

Wiki2Reveal

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Dieser Wiki2Reveal Foliensatz wurde für den Lerneinheit Wikipedia Authors' erstellt der Link für die Wiki2Reveal-Folien wurde mit dem Wiki2Reveal-Linkgenerator erstellt.

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