Anaglyph 3D

Einleitung

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

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

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

• Stereoskopie
• Geogebra/Perspektivisches Zeichnen
• 3D-Modellierung

Überblick - Erstellungsprozess

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

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

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

• 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

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

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

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

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

Aufgabe - Graustufenbilder

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

Wahrnehmung des Anaglyphbildes

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.

Rot-Cyan-Verfahren

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

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).

Geschichte

Entwickelt wurde das Anaglyphenverfahren 1853 von Wilhelm Rollmann in Leipzig, der in J. C. Poggendorfs Annalen der Physik (und Chemie) eine Arbeit mit dem Titel Zwei neue stereoskopische Methoden veröffentlichte und darin das Verfahren vorstellte. In der Anfangszeit verwendete man die Anaglyphenbilder insbesondere in mathematischen Lehrbüchern zur Veranschaulichung der Stereometrie und Trigonometrie. Die 3D-Brillen enthielten damals noch den roten Filter vor dem linken Auge, den grünen vor dem rechten.

Anaglyphbilder für den Einsatz im Bildungsbereich

Spezielle Anaglyphenkarten wurden auch im Geografieunterricht eingesetzt. Beispielsweise sind in der Abteilung Geographie – Methodik der Pädagogischen Hochschule Potsdam vielfältige dreidimensionale Karten nach dem Anaglyphenverfahren entwickelt und im Heimatkunde- und Geographieunterricht erfolgreich erprobt worden. Bei den Potsdamer Unterrichtsversuchen mit Anaglyphenmaterialien (1967–1970) wurde außerdem statt des traditionellen induktiven Vorgehens bei der Einführung der Schüler in das Kartenverständnis der deduktive Erkenntnisweg beschritten.

Verbesserungen in der Farbdarstellung

Ende der 1970er Jahre verbesserte Stephen Gibson die Farbanaglyphentechnik mit seinem patentierten „Deep Vision“-System, das andere Filterfarben verwendet: Rot vor dem rechten Auge und Cyan vor dem linken. Bei heutigen Rot-Cyan-Brillen sind die Farben gerade vertauscht (siehe Abb.). Cyan besteht zu gleichen Teilen aus Blau und Grün und ermöglicht eine bessere Darstellung von Echtfarben. Die dänische Firma ColorCode 3D ermöglichte mit einem neuen Verfahren (Bernstein/Blau) die Darstellung von Anaglyphen in noch realitätsnaheren Farben. Die Filterfarben der „ColorCode“-Brillen sind Blau vor dem rechten Auge und Gelb vor dem linken. Dieses System erlaubt es, die Farbe Rot in die Gestaltung des 3D-Bildes miteinzubeziehen. Seit 2007 ergänzt die kalifornische Firma „TrioScopics“ das Angebot an preisgünstigen Farbfiltertechniken mit den Filterfarben Grün (links) und Magenta (rechts). 2008 wurde in England ein weiteres Farbanaglyphenverfahren („Trio Scopics“) eingeführt, mit Grün vor dem linken Auge und Magenta vor dem rechten. Diese Farbfiltertechnik eignet sich besonders für die Bildschirmdarstellung und wird für einige auf DVDs und BDs erschienene 3D-Filme verwendet.

Galerie

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  Löwenzahn 3D-Bild (anaglyph rot/grün, roter Filter rechts)

   
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  Reaktornebenanlagen 3D-Bild (anaglyph rot/grün, roter Filter links)

   
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  Jedutenhügel 3D-Bild (anaglyph rot/cyan, roter Filter rechts)

   
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  Fliederblüten 3D-Bild (farb-anaglyph, roter Filter rechts)

   
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  Stereo-Fotografie von etwa 1906 als Anaglyphenbild

   
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  Digital-Stereo-Fotografie von 2009

   
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  Ein Messinggefäß als Beispiel eines ColorCode-3D-Anaglyphs

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen, Motiv: in den Gassen von Hvar auf der gleichnamigen kroatischen Insel

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild aus dem Stereomikroskop für Rot-Cyan-Brillen, Motiv: Blechschraube

   
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  Anaglyphe Karte der Fidschi-Insel Viti Levu

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen. Motiv: Blatt einer Sumpfdotterblume

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen. Motiv: 3D Makroaufnahme einer Fliege

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen. Motiv: Kirschblüte, Blühender Kirschbaum

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen. Motiv: Historisches Rathaus und Jakobuskirche in 63486 Bruchköbel, Main-Kinzig-Kreis, Hessen

   
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  Farbiges 3D-Anaglyphenbild für Rot-Cyan-Brillen. Motiv: Grüner Leguan im Dolphin Research Center, Grassy Key, Florida, USA

   
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  Burg Amlishagen. Zwei seitlich versetzte Drohnen-Aufnahmen wurden mit einer speziellen Software in ein 3D Anaglyphenbild gewandelt. (weitere Aufnahme)

   
• Anaglyphes Video eines Tesserakt

   

Sonstiges

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.

Literatur

• 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.

Weblinks

 Commons: Anaglyphenbilder – Sammlung von Bildern

 Commons: Stereoskopie – Sammlung von Bildern

• www.anaglyphe.de – Bilder-, Spiele-, Video-Sammlungen sowie Tutorials zum Anaglyphenverfahren

Seiteninformation

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Wiki2Reveal

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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• Link zur Quelle in Wikiversity: https://de.wikiversity.org/wiki/Anaglyph%203D
• siehe auch weitere Informationen zu Wiki2Reveal und unter Wiki2Reveal-Linkgenerator.

Wikipedia2Wikiversity

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• Anaglyph 3D https://de.wikipedia.org/wiki/Anaglyph%203D
• Datum: 26.6.2024
• Wikipedia2Wikiversity-Konverter: https://niebert.github.io/Wikipedia2Wikiversity