3D-Wahrnehmung - Universität Ulm

4.1 Lineare Perspektive
Projiziert man eine dreidimensionale Szene auf eine
zweidimensionale Bildfläche, so erhalten wir einen einfachen
geometrischen Effekt, die sog. lineare Perspektive. Parallele
Linien scheinen mit zunehmender Distanz immer mehr zu
konvergieren und im Fluchtpunkt, der sich meistens am Horizont
befindet, aufeinandertreffen (z.B. Eisenbahnschienen).
Abb. 16: Lineare Perspektive
4.2 Perspektivische Verkürzung
Durch die perspektivische Projektion (Zentralprojektion) werden
vom Betrachter entfernte Objekte kleiner dargestellt als nähere.
Das zugrundeliegende Verhältnis zwischen Größe und Entfernung
erlaubt die Abschätzung der Distanz zum Objekt sofern der
Betrachter die Größe des Objektes kennt und umgekehrt. Sind
jedoch weder Größe noch Entfernung zum Objekt bekannt, ist es
nicht möglich die projektive Mehrdeutigkeit aufzulösen.
5. AUSWIRKUNGEN DER BEWEGUNG
AUF DIE 3D-WAHRNEHMUNG:
BEWEGUNGSINDUZIERTE 4 TIEFEN-
KRITERIEN
Bei Bewegungen handelt es sich um wahrgenommene
Änderungen im Bild. Dabei werden Bildteile verschoben, eine
örtliche und zeitliche Auswertung der Änderung im Bild ist
notwendig. Nicht als Bewegung des Objektes wahrgenommen
werden, sollen beispielsweise hingegen Verdunkelung oder
Erhellung des Objektes oder das Absuchen der Szene mit einem
Scheinwerfer.
Ebenfalls ein wichtiger Punkt bei der Wahrnehmung von
Bewegung ist das Abstimmen mit vorhandenen Informationen
über die eigene Bewegung, so dass Eigenbewegung und
Bewegung des betrachteten Objektes unterschieden werden
können. Ein bekanntes Beispiel ist jenes, wo dem Betrachter eines
sich langsam bewegenden Zuges ohne Beachtung der restlichen
Umwelt nicht sofort offensichtlich erscheint, ob sich der
4 Tiefenkritierien, die aus der Bewegung des Beobachters oder der
Bewegung von Objekten in der Umwelt hervorgehen (z.B.
Bewegungsparallaxe).
betrachtete oder der Zug in dem der Betrachter sitzt in Bewegung
ist.
Durch die Bewegung gelangt der Betrachter zu einer Reihe von
leicht unterschiedlichen Bildern. Aus dieser Abfolge von Bildern
wird ein räumlicher Eindruck geschaffen, wobei zwei
Hauptmechanismen wirksam werden:
5.1 Die Bewegungsparallaxe
Das Konzept der Parallaxe ist für die Täuschung des Gehirns
wichtig, eine 2D-Szene für dreidimensional zu halten, mit dem
man einfache, aber überzeugende 3D-Darstellung erzeugen kann.
5.1.1 Definition der Parallaxe
Parallaxe ist das Phänomen, nach dem sich ein Objekt in
bestimmter Entfernung vom Betrachter schneller zu bewegen
scheint als ein weiter entferntes Objekt mit gleicher
Geschwindigkeit. Ein Beispiel aus dem täglichen Leben kann dies
verdeutlichen. Beim Fahren auf der Autobahn schaut man aus
dem Seitenfenster. Es fällt auf, dass die Bäume gleich neben der
Fahrbahn ziemlich schnell vorüberziehen, während weiter
entfernte Berge sich kaum zu bewegen scheinen. Diese
wahrgenommene Geschwindigkeitsdifferenz wird der
Parallaxeneffekt genannt.
Abb. 17: Das Phänomen der Bewegungsparallaxe
5.1.2 Entstehung der Parallaxe
Die geometrische Analyse in Abbildung 18 zeigt den Grund für
die Parallaxe. In dieser Abbildung haben wir zwei Punkte, einen
näher zum Auge (weiß) und einen weiter entfernt (schwarz).
Angenommen, beide Punkte bewegen sich die gleiche Strecke von
links nach rechts. Die wahrgenommene Bewegung ist die
Bewegung der von der Netzhaut aufgenommenen Punkte, welche
von der Geometrie der einfallenden Lichtstrahlen bestimmt wird.
Wie man mit Hilfe der Abbildung 18 unschwer erkennen kann, ist
die wahrgenommene Geschwindigkeit um so größer, je näher der
Punkt dem Auge ist. Mit anderen Worten, die wahrgenommene
Bewegung verhält sich umgekehrt zur Distanz vom Auge.