3-D-Effekt am Bildschirm ohne Hilfsmittel

Mit 3-D-Displays lassen sich virtuelle dreidimensionale Objekte ohne Hilfsmittel darstellen und bewegen. Für ihre Arbeiten zur 3-D-Visualisierung mit Gesteninteraktion erhalten drei Forscher einen der Joseph-von-Fraunhofer-Preise 2006.

Datenhandschuh und Shutter-Brille sind bislang unentbehrliche Hilfsmittel für die 3-D-Visualisierung. Recht umständlich, fanden die drei Forscher Dr. Siegmund Pastoor, Dr. René de la Barré und David Przewozny vom Heinrich-Hertz-Institut in Berlin. Sie entwickelten daher Displays, auf denen 3-D-Objekte mit bloßem Auge zu sehen sind und mit einfachen Gesten bewegt werden können.

Über ihre 3-D-Visualisierung mit unbewaffnetem Auge freuen sich (v.l.n.r.): Dr. René de la Barré, David Przewozny und Dr. Siegmund Pastoor. Foto: Kai-Uwe Nielsen, HHI
Über ihre 3-D-Visualisierung mit unbewaffnetem Auge freuen sich (v.l.n.r.): Dr. René de la Barré, David Przewozny und Dr. Siegmund Pastoor. Foto: Kai-Uwe Nielsen, HHI

Das Objekt wird dabei vor das Display projiziert, etwa dorthin, wo Hand und Objekt die gleiche Entfernung zum Betrachter haben. So hat das Auge kein Problem mit der Tiefenschärfe. „Um den dreidimensionalen Eindruck zu erzeugen, projizieren wir zwei unterschiedliche Bilder – eines für das rechte und eines für das linke Auge. Sie stellen das Objekt aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln dar“, erklärt Pastoor.

Diese Bilder werden auf hoch auflösenden Flüssigkristallbildschirmen wiedergegeben und in der menschlichen Wahrnehmung zu einem dreidimensionalen Eindruck verschmolzen. Eine Kamera am Monitor registriert die Position des Betrachters und reagiert, wenn er den Kopf bewegt. Über ein kinematisches System wird die Projektion an den Blickwinkel angepasst. So erhält der Betrachter immer die richtigen Bilder für das jeweilige Auge.

Das 3-D-Display lasse sich zudem kinderleicht bedienen, so die Forscher. Ein Video-Hand-Tracking-System ermittelt die genaue Position der Finger und analysiert die Bewegung. Anhand dieser Informationen wird das Objekt entsprechend bewegt. "Unsere Bildschirme sind Single-User-Displays, das heißt, der 3-D-Effekt ist nur für einen Nutzer sichtbar. Der Wechsel auf einen anderen Betrachter funktioniert aber schnell und problemlos", so de la Barré. „Ein nächster Schritt ist, Multi-User-Displays zu entwickeln, damit mehrere Personen gleichzeitig an einem 3-D-Objekt arbeiten können.“

Eine Anwendung des Systems ist „Explore the World“, ein 3-D-Display speziell für die Tourismusbranche. Wer vorher wissen möchte, was ihn am Zielort erwartet, kann sich mit einem virtuellen Stadtrundgang schon einmal umsehen.

Interessant sind interaktive 3-D-Technologien auch für Präsentationen. Die Firma Rittal nutzt die Technologien des HHI, um auf Messen ihre Produkte darzustellen. Auch die Telekom plant den Einsatz von interaktiven 3-D-Anwendungen wie 3-D-Online-Shopping und 3-D-Video-Telefonie in ausgewählten T-Punkten. (Detlef Scholz)