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3D-Bilder - Stereogramme *)

In privaten Zirkeln und zunehmend auch ungeniert in der Öffentlichkeit greift man immer Öfter zu den Bildern, die etwas MysteriÖses in sich verbergen. Die Bilder zeigen verschiedenste, auf den ersten Blick eher unspektakuläre;, Tapetenmuster, die sich - bei "richtigem" Schielen - wie von Zauberhand in 3D-Bilder verwandeln. Mitunter bilden sich vor den plakatgrossen Bildern in Warenhäusern starrende Menschenklumpen. Ab und zu ertÖnt dann der Aufschrei: "lch seh's!", kommentiert von den Stereogramm-Profis mit einem lässigen "...ist doch leicht" und von den Ungläubigen;, die immer noch nichts sehen mit "...so ein BlÖdsinn;". Die Wahrheit: über 90 Prozent der Betrachter sind, wenn auch überwiegend erst nach einigem Training, in der Lage, die den Stereogrammen innewohnende dreidimensionale Wirkung zu erkennen.

Ein Alter Hut!
Der englische Physiker C. Wheatstone untersuchte den Effekt der Querdisparation, das heisst, die Verschiebung zwischen dem Bildeindruck des rechten und des linken Auges bei der Betrachtung eines Gegenstandes, bereits um 1838. Mit Hilfe eines neuen Apparates namens Stereoskop, das den Augen zwei Teilbilder getrennt zuführt;, gelang ihm der Nachweis, dass das menschliche Gehirn die räumlichen Informationen einer Szene unter anderem aus dieser Querdisparation rekonstruiert. Wheatstones Erkenntnisse fanden schnell den Weg in Wissenschaft und Technik: Bis heute nutzen Archäologen;, Bodenkundler, Raumfahrer und Nachrichtendienste Stereoskope zur räumlichen Visualisierung. Aber nicht nur in der Forschung fanden Wheatstones Erkenntnisse Anwendung. Um die Jahrhundertwende ergÖtzte sich so manches Mitglied vornehmer Herrenclubs mit Hilfe von in edlem Mahagoni und Messing gearbeiteten Stereoskopen an den räumlichen Reizen entblätterter SchÖnheiten.;

Stereo - oeretS
Neue Erkenntnisse bei der Untersuchung von Raumwahrnehmung führten auch zu neuen Techniken der Bildgenerierung. Inzwischen gibt es eine ganze Reihe von MÖglichkeiten zur Erzeugung von Stereogrammen, die sich im wesentlichen in der Darstellung und der Zuführung der Bilder zu den Augen unterscheiden: Anaglyphen- oder Siebverfahren beruhen auf der unterschiedlichen Einfärbung oder Polarisation, aber der gleichzeitigen Darstellung der Bilder. Eine Brille mit unterschiedlichen Gläsern filtert für jedes Auge den richtigen Anteil der Bildinformation heraus. Bekannte Beispiele für diese Technik finden sich in Kinofilmen aus den fünfziger und sechziger Jahren, ("polarisierte Version von "Bei Anruf Mord", rotgrüner Version von "Das Ungeheuer aus der Lagune") aber auch in jüngster Zeit am Bildschirm. Tachistoskopische Darstellungen versetzen die Bilder in der Zeit. Eine Shutterbrille schliesst das Blickfeld jeweils für eines der beiden Augen, das andere sieht derweil das korrekte Bild. Einige VirtualReality-Systeme arbeiten nach diesem Prinzip. Beim klassischen Spreizverfahren führt eine Optik (Stereoskop) die einzelnen Bilder den Augen im richtigen Sehwinkel zu.

Das Autostereogramm
Der Effekt der Autostereogramme wurde vor über drei Jahrzehnten von einem Mitarbeiterder Bell-Laboratories, Bela Julesz, entdeckt. Der geneigte Betrachter kann nun ohne jede Sehhilfen auskommen. Autostereogramme fassen die Abbildungen für linkes und rechtes Auge in einem einzigen Bild zusammen. Obwohl ein Autostereogramm verwirrend und kompliziert erscheint, sind die Regeln zur Erzeugung relativ einfach. Zur Veranschaulichung stelle man sich zwei Punkte P1 und P2 im Raum vor, die vor dem Betrachter in gleicher HÖhe über dem Horizont liegen, aber sowohl vertikal als auch in der Tiefe nicht dieselben Koordinaten haben (Abbildung weiter unten). Beim Betrachten dieser recht einfachen Szene sieht sowohl das linke als auch das rechte Auge je zwei Punkte, was man durch Zuhalten des jeweils anderen unmittelbar einsieht. Von Ausnahmesituationen abgesehen, in denen man besser aufs Autofahren verzichten sollte, sind nur zwei Punkte zu erblicken. Dies liegt an der Fähigkeit des Menschen, die beiden unterschiedlichen Bildeindrücke für linkes und rechtes Auge zu einer dreidimensionalen Wahrnehmung zu verschmelzen.

Befindet sich nun zwischen Betrachter und den beiden Punkten eine durchsichtige Folie, so kann man auf dieser die Schnittpunkte der Strahlen von beiden Augen zu beiden Punkten markieren. Wenn jetzt P1 und P2 aus der Szene entfernt werden, und nur die Folie mit den vier projizierten Punkten in ihr verbleibt, so sieht der Betrachter nach wie vor das gleiche: Vier vordergründig erscheinende oder zwei räumliche Punkte. Eine solche Folie liefert damit ein Minimal Autostereogramm.

Nun besteht eine Szene im Normalfall aber nicht nur aus zwei Punkten. Dennoch lassen sich komplexere Szenen nach dem gleichen Prinzip erstellen. Für jeden Punkt einer 3D-Vorlage liegt fest, wohin seine Abbildungen auf die Folie fallen. Damit diese Abbildungen tatsächlich berechenbar bleiben, muss man die Szene in endlich viele 2D-Punkte aufrastern. Die Tiefeninformation der ursprünglichen Szene darf dabei aber nicht verlorengehen. Als LÖsung des Problems bieten sich sogenannte Tiefenbilder an, in denen jedem Pixel eines Rasterbildes ein Tiefenwert in Form von Farbe oder Helligkeit zugeordnet ist. Je heller eine Bildstelle des ursprünglichen Tiefenbilds ist, um so näher erscheint dieser im Stereogramm dem Betrachter. Deshalb sind normale Bilder für Stereogramme untauglich, da die Helligkeitsinformation in diesen nichts mit der räumlichen Abstufung der Objekte zu tun hat. Die meisten wirkungsvollen Tiefenbilder werden darum meist in 3D-Computer-Programmen erzeugt.

"Richtig" Schielen


It Takes Two Eyes to Tango

In order to view 3D stereo images you must have two eyes that work together as a coordinated team. Believe it or not, people with glass eyes have actually asked why they can't see anything in those darn Magic Eye 3D pictures. Sorry, two working eyes are definitely required. Check your equipment before continuing.

Looking in the mirror to make sure you have two eyes is not an adequate inspection of your 3D viewing equipment. If you are having trouble seeing 3D, the first thing you need to do is find out whether you have binocular vision and stereo vision . You've got to have stereo vision to experience depth perception and 3D illusions.

Less than five percent of the population have severe visual disabilities that make stereo vision extremely difficult or impossible. This group includes those who have lost an eye or those with severe amblyopia (lazy eye) or strabismus (eye turns -- "crossed eyes" or "wall eyes").

Consider testing your own binocular vision with The Framing Game . It's worth checking because binocular vision problems are more common than you think. At least 12% of people have some type of problem with their binocular vision.

Keep in mind that many people (even those with amblyopia and strabismus) can learn to use both eyes together with the help of vision therapy


Two Eyes = Two Separate Views!
Human beings generally come equipped with two eyes and one head. Make sure you have these necessary parts before attempting to see 3D.

Unlike horses, humans have two eyes located side-by-side in the front of their heads. Thanks to the close side-by-side positioning, each eye takes a view of the same area from a slightly different angle. The two eye views have plenty in common, but each eye picks up visual information the other doesn't. Have you ever compared the different views of your right and left eye? The Eye Hop Game lets you do just that.


Two Eyes = Three Dimensions (3D)!
Each eye captures its own view and the two separate images are sent on to the brain for processing. When the two images arrive simultaneously in the back of the brain, they are united into one picture. The mind combines the two images by matching up the similarities and adding in the small differences. The small differences between the two images add up to a big difference in the final picture! The combined image is more than the sum of its parts. It is a three-dimensional stereo picture.

The word "stereo" comes from the Greek word "stereos" which means firm or solid. With stereo vision you see an object as solid in three spatial dimensions--width, height and depth--or x, y and z. It is the added perception of the depth dimension that make stereo vision so rich and special.

 

Stereo Vision Has Many Advantages
Stereo vision--or stereoscopic vision --probably evolved as a means of survival. With stereo vision, we can see WHERE objects are in relation to our own bodies with much greater precision--especially when those objects are moving toward or away from us in the depth dimension. We can see a little bit around solid objects without moving our heads and we can even perceive and measure "empty" space with our eyes and brains.

If You've Got Stereo Vision, Count Your Blessings!
According to the web site of the American Academy of Opthalmology, September, 1996: "many occupations are not open to people who have good vision in one eye only [that means people without stereo vision]"

Here are a few examples of occupations that depend heavily on stereo vision:

Here are just a few examples of general actions that depend heavily on stereo vision:

Are You Sure You've Got Stereo Vision?
It's hard to know what you're missing, if you've never had it. Do you see with both your eyes? Are your two eyes similar or different in sight?

This Is Just A Test -- of Your Stereo Vision System
Are both your eyes turned on and working together as a team? Try this easy test and find out if you are a good candidate for 3D viewing. It's The Framing Game and it only takes a minute!


THE FRAMING GAME

In order to see 3D your brain has to use the visual information from both eyes. If the two eye views are too different and cannot be matched up, the brain will be forced to make a choice. It will reject all or part of the information from one eye. The brain can suppress or turn off visual information it cannot use. The Framing Game can tell you whether both your eyes are TURNED ON at the same time. The illustration to the left demonstrates what should happen.

SUCCESSFUL?

Both your eyes are ON and you are an excellent candidate for 3D viewing fun. Continue with this guide and enjoy!


PROBLEMS?