Tiefer 3D-Blick ohne Brille

Physik Journal – Ein neues Display erlaubt eine 3D-Darstellung, ohne dass der Betrachter dazu eine spezielle Brille bräuchte.

Bis zu fünf Meter ragt das Abbild eines Buchstabens in den Raum hin­ein. Je nach Position lässt sich diese Projektion dreidimensional aus vielen Blickwinkeln ohne Hilfsmittel wie einer 3D-Brille betrachten. Damit stellen japanische Forscher von der Universität Tokyo einen neuen Rekord an Tiefenwirkung von Bildschirmen auf. Mithilfe der „Integralen Fotografie“ bannten sie die Bilddaten für das virtuelle 3D-Bild auf eine Folie aus Diafilm. Von hinten durchleuchtet wird kein flaches Bild auf eine Leinwand geworfen, sondern das Objekt erscheint quasi im Raum schwebend.

Dieses Display erlaubt eine dreidimensionale Darstellung, ohne dass der Betrachter eine spezielle 3D-Brille bräuchte. (Foto: U Tokyo)

Möglich wird dies durch ein Areal aus 35 mal 35 je 6 mm kleinen Konvex-Linsen, das unmittelbar vor dem Diafilm sitzt. Hinter jeder einzelnen Linse befindet sich eine andere Variation des Bildes mit einer Auflösung von 256 auf 192 Bildpunkten. Schaut der Betrachter nun von vorne auf das Display, erkennt er die Summe der 35 mal 35 durch die Linsen projizierten Einzelbilder als räumliches Abbild. Je nach Blickwinkel verändert sich die Überlagerung der Einzelbilder, sodass quasi ein Herumgehen um das Bild möglich wird.

Das Aufnahmeverfahren nutzt ebenfalls das Linsenareal. Ausgehend von einem digitalisierten Objektbild, im Foto ein Buchstabe, berechnet ein Computer auf der Basis von komplexen Algorithmen für die Strahlengänge für jede Linse ein anderes Bild. Diese Bilder werden mithilfe eines Projektors und einer speziellen Verschlussoptik sukzessive auf die Abschnitte des Diafilms belichtet, die den jeweiligen Linsen entsprechen. Nach 35 mal 35 Belichtungen ist das 3D-Bild auf dem Diafilm komplett.

Als Alternative zu dem Positivfilm arbeiten die Forscher an einer Variante mit einem Flachbildschirm, auf den der Rechner direkt das für jede Linse jeweils passende Bild einspeist. Damit könnte diese „Integrale Fotografie“ auch für bewegte 3D-Bilder weiterentwickelt werden. Anwendungen sehen die Wissenschaftler bei Computerspielen in dreidimensionalen Welten und in der räumlichen Visualisierung von komplexen Biomolekülen oder technischen Prototypen.

Jan Oliver Löfken

Quelle: Physik Journal, Juni 2005

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Hongen Liao et al., Optics Letters 30, 613