Anaglyphenmethode

zur Präsentation von dreidimensionalen Farbbildern

Eine sehr gute Vorstellung beispielsweise von Geländeformen oder die räumliche Anordnungen von Gegenständen erhält man durch Bilder, die einen realen räumlichen Eindruck vermitteln. Voraussetzung ist allerdings, daß man über ein ausgeprägtes räumliches Wahrnehmungsvermögen verfügt. Im anderen Fall kann man mit sogenannten 3D-Darstellungen nichts anfangen. 3D-Bilder kann man sowohl synthetisch als auch auf der Basis von Fotografien erstellen. Um eine bessere Vorstellung beispielsweise von den Geländeformen im Untersuchungsgebiet des Vernagtferners oder den Anordnungen der Meßgeräte bei den HyMEX -Experimenten zu erhalten, wurden an Photografien zu sogenannten Anaglyphen-Darstellungen aufbereitet. Falls das Betrachten derartiger Bilder Freude bereitet, finden Sie hier noch eine ganze Galerie weiterer Bilder, die grob nach Themen geordnet sind:

3D-Galerie

Die Anaglyphenmethode zur Wiedergabe von Stereoskopien dürfte spätestens seit den Veröffentlichungen zu der Pathfinder-Mission auf den Mars im Jahr 1997 fast jedermann geläufig sein. Damals wurden ganze Panoramen der Marsoberfläche in 3D-Darstellung gezeigt. Der räumliche Eindruck ist dort aber nur in unmittelbarer Nähe des Landers wirklich vorhanden, da die Parallaxe, der Abstand zwischen den beiden Aufnahmestandorten, nur wenige Zentimeter betrug. Dies entspricht auch in etwa dem des Abstandes der menschlichen Augen mit 6,5 cm. Der geringe Augenabstand erlaubt dem Menschen ein wirkliches räumliches Wahrnehmungsvermögen nur über eine Distanz von 1 bis maximal 10 Meter. Diese reicht nicht aus, um größere Objekte, wie zum Beispiel einen Berg oder eine Wolke in ihrer gesamten räumlichen Struktur wahrnehmen zu lassen. Für einen Überblick über das Massiv der Zugspitze muß schon ein Abstand von mehreren Kilometern eingehalten werden. Um den Berg dann noch räumlich zu erkennen, wäre ein Augenabstand von mehreren hundert Meter erforderlich. Optimal wäre ein Verhältnis Distanz zu Augenabstand von etwa 100:1. Es muß aber in den beiden Teilbildern immer derselbe Vordergrund wie Hintergrund dargestellt sein, da sich sonst Störungen bei der "Bildverarbeitung " im Gehirn ergeben. Derartige Aufnahmen von großen Objekten sind eigentlich nur aus der Luft zu realisieren. Sind sie gut dokumentiert, können sie auch als Grundlagen zur Vermessung des aufgenommenen Geländes oder Gegenstandes dienen. Weitere Information zur 3-D-Darstellung finden sich auch im Internet (z.B. www.stereoscopy.com).

Bei vielen Gelegenheiten sind aber auch eine ganze Reihe von terrestrischen Bildern entstanden, die sich für eine stereoskopische Aufbereitung eignen. Insbesondere Schrägaufnahmen sind allerdings trotz guter Überdeckung nicht immer geeignet, da sie leicht gegeneinander verkantet sein können, die Parallaxe also nicht stimmt. Solche Fehler müssen mit Methoden der Bildverarbeitung zunächst weitgehend ausgeglichen werden. Bei den hier vorgestellten Beispielen mag dies nicht immer zur vollen Zufriedenheit gelungen sein.


3D-Technik

Es genügt aber noch nicht, lediglich geeignete Bildpaare herzustellen. Diese müssen auch dem Betrachter in geeigneter Weise vorgeführt werden. Am besten wäre die Methode der virtual Reality am Computer, die jedem Auge ein eigenes Display zur Verfügung stellt. Aber diese Technik erfordert eine sehr aufwendige und teure Ausrüstung (3D-Helm). Eine weitere Methode, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, sind sogenannte Shutter-Brillen. Bei dieser Methode werden die einzelnen Teilbilder in sehr schnellem Wechsel auf dem Monitor wiedergegeben und mit einer synchronisierten Hell- Dunkelbrille jeweils dem richtigen Auge zugeordnet. Obwohl das Verfahren immer preiswerter wird, ist dennoch Spezialhard- und Software erforderlich und das Ergebnis bislang noch nicht so zufriedenstellend, wie man sich das wünscht.

Sehr viel einfacher ist dem gegenüber das Anaglyphenverfahren, das in der Abbildung demonstriert wird. Es erfordert lediglich eine handelsübliche Rot-Grün(blau)-Brille, wie sie in der Abbildung wiedergegeben ist und häufig Zeitschriften und Büchern mit 3D-Bildern beigefügt ist. Eine geeignete Farbfilterung der Teilbilder soll zusammen mit der Brille dafür sorgen, daß jedes Auge nur ein bestimmtes der beiden Teilbilder sehen kann.

Bislang wurde das Verfahren hauptsächlich für Schwarzweißdarstellungen angewendet, es funktioniert aber prinzipiell auch in Farbe, sofern die farbigen Ausgangsbilder bestimmten Vorraussetzungen genügen. Es wird aber immer nur ein annähernd realistischer Farbeindruck erreichbar sein, da die Farbfilter der Brille meist eine große optische Dichte besitzen. Wählt man dagegen eine geringere Dichte der Farbfilter, dann wird die Bildtrennung nicht immer optimal sein. Allerdings ist das je nach Motiv auch nicht immer erforderlich. Man verliert jedoch immer etwas an Kontrast. Am kontrastreichsten ist die Methode immer noch bei einer einfachen Schwarzweißdarstellung.

Bei den Dokumentationen zu den HyMEX-Experimenten und den in der Galerie vorgestellten Beispielen von Farbbildern wurde versucht, das Verfahren zu optimieren und  eine möglichst originalgetreue Farbdarstellung zu erreichen. Es ist teilweise doch erstaunlich, wie gut das Verfahren auch die Originalfarben wiedergibt. Meist läßt sich jedoch insbesondere das blaue Bild nicht immer soweit filtern, daß eine vollständige Trennung der Teilbilder im Auge möglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Originalbild sehr kontrastreich ist. Das Problem äußert sich durch unschöne Schattenbildungen. Aber beispielsweise vor dem hellen Hintergrund des Gletschers funktioniert die Methode recht gut.

Ein generelles Problem besteht darin, daß die Qualität des Raumeindrucks auch durch die Informationsfülle der Bilder bestimmt wird. Im Internet ist aber die übertragbare Informationsmenge noch so beschränkt, daß die Bilder nur in relativ kleinen Formaten und sehr stark komprimiert angeboten werden müssen. Eine höhere Auflösung ohne Kompressionsverluste ergibt dagegen sehr viel schönere Effekte. Dann muß aber auf ein anderes Medium zur Datenbereitstellung zurückgegriffen werden, wie beispielsweise eine CD-Rom. Auf besonderen Wunsch können einzelne Bilder auch in dieser Form zur Verfügung gestellt werden.