3D –Erlebnis

D I P L O M A R B E I T
3D –Erlebnis
Nicht immer ohne Folgen
2 0 1 0 / 2 0 1 1
Alexander Popov, Marcel Fritz, Christian Behr
Diplombetreuer.: Ing. Leopold Maurer
Hall in Tirol, Mai 2011

Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort .............................................................................................................................. 4
2 Eidesstattliche Erklärung .................................................................................................... 5
3 Zusammenfassung .............................................................................................................. 6
3.1 Abstract ........................................................................................................................ 7
4 Themenaufteilung ............................................................................................................... 8
5 Die Geschichte ................................................................................................................... 9
5.1 Die Zeitungsartikel ...................................................................................................... 9
5.2 Definitionen und Aufklärung zum Thema Raumbildprojektion ............................... 18
5.2.1 Teilbilder ............................................................................................................ 19
5.2.2 Silberleinwand .................................................................................................... 19
6 Verfahren zur Trennung und Ausstrahlung von 3D-Techniken ....................................... 20
6.1 Das Polarisationsverfahren ........................................................................................ 20
6.1.1 Nachteil der älteren Generation von Polarisationsfiltertechnik ......................... 20
6.1.2 Vorteil der älteren Generation von Polarisationsfiltertechnik ............................ 21
Anaglyphenprojektion .......................................................................................................... 22
6.2 Interferenzfiltertechnik .............................................................................................. 23
7 Geräte zum 3D- Sehen ..................................................................................................... 24
7.1 Kinogeräte ................................................................................................................. 25
7.1.1 Der Anbruch der polarisierten Filme ................................................................. 26
7.2 Fernsehgeräte mit Brille ............................................................................................ 27
7.3 Zu den Brillen für das Fernsehgerät .......................................................................... 28
7.3.1 Wie funktioniert der „Active Shutter― wirklich? ............................................... 29
7.3.2 Kritik .................................................................................................................. 30
7.4 Fernsehgeräte ohne Brille .......................................................................................... 31
7.5 3D Videobrillen ......................................................................................................... 32
7.5.1 Technische Daten ............................................................................................... 33
1

8 Warum wir sehen ............................................................................................................. 34
8.1 Einleitung ................................................................................................................... 34
8.2 Der Sehnerv (Nervus opticus) ................................................................................... 35
8.3 Das Gehirn ................................................................................................................. 36
9 Kurze Erläuterung wie das Auge anatomisch aufgebaut ist ............................................. 37
9.1 Grundsätzlich ist das Auge in drei Schichten aufgebaut ........................................... 37
9.2 Die Hilfs- und Schutzeinrichtungen des Auges ......................................................... 38
9.3 Die Bewegungseinrichtung des Auges ...................................................................... 39
9.3.1 Struktur der äußeren Augenmuskeln .................................................................. 39
10 Funktionsprinzip der Augen für eine Tiefenwahrnehmung ............................................. 40
10.1 Abwicklung der Wahrnehmungen ......................................................................... 40
10.2 Korrespondenz ....................................................................................................... 41
10.3 Tiefenwahrnehmung durch binokulare Stereopsis ................................................. 42
10.3.1 Simultansehen oder Binokularsehen ohne Fusion ............................................. 42
10.4 Binokulare Fusion .................................................................................................. 42
10.4.1 Selbstversuch ...................................................................................................... 43
10.5 Der Horopter .......................................................................................................... 43
10.5.1 Darstellung des Horopters .................................................................................. 44
10.5.2 Panumbereich ..................................................................................................... 45
10.6 Querdisparation und Stereopsis ............................................................................. 45
10.6.1 Stereowinkel ....................................................................................................... 50
11 Stereoskopie ..................................................................................................................... 51
12 Funktionsprinzip der Polarisation .................................................................................... 52
12.1 Erzeugung von polarisiertem Licht ........................................................................ 52
12.2 Polarisation durch Dichroismus ............................................................................. 54
Dichroismus heißt Zweifarbigkeit. ................................................................................... 54
12.3 Aufbau .................................................................................................................... 55
12.4 Linear polarisiertes Licht ....................................................................................... 55
2

12.5 Zirkular polarisiertes Licht .................................................................................... 56
12.5.1 Darstellung der unterschiedlich polarisierten Wellen ........................................ 57
13 Praktischer Teil ................................................................................................................ 58
13.1 Ideenfindung .......................................................................................................... 58
13.2 Konzept .................................................................................................................. 58
13.2.1 Ziel der Untersuchung ........................................................................................ 58
13.3 Messungen nach dem Sehen von 3D-Filmen im Kino .......................................... 58
13.3.1 Vorbereitung ....................................................................................................... 58
13.3.2 Tests ................................................................................................................... 59
13.3.3 Resümee ............................................................................................................. 60
13.4 Zukunftsaussichten ................................................................................................ 61
13.5 Messungen nach dem Sehen von Filmen mit der Cinemizer Brille ....................... 62
13.5.1 Vorbereitungen ................................................................................................... 62
13.5.2 Tests ................................................................................................................... 62
13.5.3 Resümee ............................................................................................................. 63
14 Fragebögen für die statistischen Auswertungen ............................................................... 64
15 Asthenopische Beschwerden ............................................................................................ 68
15.1 Allgemein ............................................................................................................... 68
15.2 Kopfschmerzen ...................................................................................................... 69
15.3 Schwindel ............................................................................................................... 69
15.4 Asthenopische Beschwerden durch 3D Filme ....................................................... 70
16 StatistischeAuswertung .................................................................................................... 71
17 Danksagung ...................................................................................................................... 87
18 Stundenverzeichnis Diplomarbeit 3D .............................................................................. 88
19 Quellenverzeichnis ........................................................................................................... 90
3

1 Vorwort
Nach dem 3D-Kinoerfolg „Avatar – Aufbruch nach Pandora― wurden wir als Augenoptiker
auf die körperlichen Reaktionen aufmerksam. Seitdem wir uns selbst schon einige 3D-Filme
angesehen haben, sind uns die Schwierigkeiten der Wahrnehmung bekannt.
Somit war es für uns offensichtlich, dass wir uns im Zuge der Diplomarbeit mit diesem The-
ma beschäftigen wollen.
Um die Sehprobleme verschiedenster Kinobesucher über die geklagt wurden, zu eruieren,
mussten wir unsere Messungen Vorort abhalten.
Dieses, zurzeit sehr aktuelle Thema, hat außer uns auch viele unserer Probanden, die Kinobe-
sucher, interessiert. Sie wurden teilweise ganz von allein auf uns aufmerksam und wollten
ihre dreidimensionale Wahrnehmung testen lassen.
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2 Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbstständig und ohne frem-
de Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die
den benutzten Quellen wörtlich und inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich
gemacht habe.
Christian Behr
Marcel Fritz
Alexander Popov
5

3 Zusammenfassung
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem dreidimensionalen Sehen, welches immer wich-
tiger/häufiger wird. Heute erleben wir Filme sowohl im Kino als auch zu Hause in 3D. In Zu-
kunft wird vielleicht das gesamte Fernsehen dreidimensional ablaufen.
In dieser Arbeit wird einerseits auf die Funktion der Wahrnehmung welche das Auffassen und
das Umwandeln entstehender Reize beschreibt eingegangen. Andererseits werden verschiede-
ne Techniken zum dreidimensionalen Sehen von Filmen vorgestellt und kritisch begutachtet
Zielsetzung dieser Arbeit ist es jedoch die Frage zu beantworten wieso viele Menschen nach
einem 3D-Kinobesuch asthenopische Beschwerden (wie zum Beispiel: Schweregefühl der
Augenlider, rasche Ermüdbarkeit und allgemeines Unwohlsein, Kopfschmerzen, Augenrö-
tung, -schmerzen und -tränen, fallweise Doppelbilder) aufweisen.
Dieses Thema wurde mittels einer umfangreichen Literaturrecherche erarbeitet und schriftlich
ausgearbeitet. Anschließend erfolgten Messungen bei 85 Testpersonen nach einem 3D-
Kinofilm und 8 weitere Messungen nach dem Sehen von Filmen mit der Cinemizer plus ®
Brille von Carl Zeiss.
Im Rahmen der Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass bei den meisten Probanden, die als
Beschwerde Kopfschmerzen nach einem 3D-Kinofilm angaben, eine Phorie messbar war. Aus
den Messungen ergab sich, dass die Testpersonen die eine Esophorie aufwiesen die meistens
Probleme, sowohl während als auch nach dem Film, hatten.
Bei den Testpersonen der Cinemizer Brille kam man zu einem ähnlichen Ergebnis: Menschen
mit Nahphorien neigen eher zu Problemen bei 3D-Filmen in der Nähe, als Menschen ohne
Phorie. Testpersonen mit einer Esophorie erschien es ersichtlich schwieriger sich auf den
Film, der sich unmittelbar vor den Augen abspielt, zu konzentrieren.
Konklusion der Messungen:
Esophorien wirken sich negativ auf 3D-sehen aus und verursachen asthenopische Beschwer-
den. Eine Refraktion mit Untersuchung der Phorie und der eventuell daraus resultierenden
prismatischen Gläsern gilt hier als der Schlüssel zur Beseitigung asthenopischer Beschwer-
den.
6

3.1 Abstract
This thesis deals with the phenomenon of three-dimensional vision. In recent years it has be-
come more and more popular to enjoy 3D films, television shows and video games. As techo-
logical progress proceeds, we might even dare to expect an entire switch to 3D technology in
the near future.
The work first illustrates the functioning of visual perception that explains the manner in
which our eyes realise and convert visual stimuli. It further introduces different 3D technolo-
gies and gives critical review.
However, the main focus lies on the research question which is aimed at analysing asthenopic
discomforts in connectioin with 3D technology (e.g. headache, redness of eyes, watering or
aching eyes, double images, feeling of nausea, etc.).
In order to coming to a diagnostically conclusive result, it seemed necessary to conduct com-
prehensive literature research as well as interviews and vision tests. A total of 85 3D mo-
viegoers as well as another eight vision tests with people that had been watching movies
through Cinemizer plus ® glasses (from Carl Zeiss) have been realised.
The evaluation of research could prove undesireable side effects like headache which in the
vast mayority of cases emerged in conncection with special phorical positions. People with
Esophoria frequently had problems during and after watching the movie.
The results of the tests that had been watching movies through Cinemizer plus ® galsses
where quite similar: People with esophoria tended to have problems in connection with
watching 3D movies from the front rows. In line with this it can be concluded that people
with exophoria seemed to have difficulties in concentration when watching a movie close to
the screen.
Conclusion:
Looking at this results the key to succsefully minimizing astenophobic discomforts lies in
refraction with testing of phoria.
7

4 Themenaufteilung
Popov Alexander: Die Geschichte: Seiten: 8-18
Verfahren zur Trennung und Ausstrahlung Seiten: 18-23
Geräte zum 3D Sehen Seiten: 23-32
Fritz Marcel: Funktionsprinzip der Augen Seiten: 39-49
Stereoskopie Seite: 50
Funktionsprinzip der Polarisation Seiten: 51-56
Behr Christian: Warum wir sehen Seiten: 33-35
Anatomie des Auges Seiten: 36-38
Praktischer Teil Seiten: 57-62
Asthenopische Beschwerden Seiten: 67-69
Gemeinsame Arbeiten: Vorwort Seite:4
Eidesstattliche Erklärung Seite: 5
Zusammenfassung Seite: 6
Abstract Seite: 7
Statistische Auswertung Seiten: 70-85
Danksagung Seite: 86
Stundenverzeichnis Seite: 87-88
Quellenverzeichnis Seite:89-90
8

5 Die Geschichte
Zu Beginn des neunzehnten Jahrhunderts, machte ein französischer Physiker Louis Malus,
eine wichtige Entdeckung. Die Lichtbrechung sowie die Entdeckung der Polarisation des
Lichtes 1808, sind heute für viele technische Geräte von großer Bedeutung. Ein ebenso wich-
tiger Bestandteil polarisierender Geräte (zB.: das Polarisationsmikroskop), wurde 1829 von
William Nicol erfunden. Dabei handelt es sich um das Nicol´sche Prisma, welches über ein-
hundert Jahre ein unverzichtbarer Bestandteil, sowohl für das Polarisationsmikroskop, als
auch zur Untersuchung der Art von Ausbreitungsrichtung, Ablenkung und Wellenlänge von
Licht betrifft.
Zeitungsartikel aus den 50er Jahren zu dem Thema „Entwicklung Stereoskopischer Filme―
wurden uns vom österreichischen Filmmuseum zur Verfügung gestellt. Nach Rücksprache mit
dem Kurier, werden diese Artikel unten im Weiteren zitiert, Begriffe erläutert und Textpassa-
gen verdeutlicht. Die Artikel sollen einen Einblick in den damaligen Entwicklungsstand ge-
ben und erklären diesen beiläufig auch genauer.
5.1 Die Zeitungsartikel
Weltpresse 20.Juli 1946:
Überschrift: „Der erste Dreidimensionale Farbfilm der Welt,“
� „wurde in der Sowjetunion fertiggestellt. Der Film wurde nach dem Roman „Robin-
son Crusoe“ gedreht. Die Zuschauer werden keine Stereobrillen wie bei den plasti-
schen Schwarzweißfilmen benötigen, da die räumliche Wirkung durch einen neuarti-
gen Projektor und eine chemisch behandelte Bildwerferwand aus Mattglas erzielt
wird.“
9

Weltpresse 11.November.1946:
Überschrift: „Dreidimensionale Photographien,“
� „Der 39jährige Franzose MAURICE BONNET hat ein Verfahren erfunden, das mit-
tels einer Spezialkamera die Produktion dreidimensionaler Bilder ermöglicht.
Bei normaler Beleuchtung und ohne Zuhilfenahme von Spiegeln sind die Bilder von
einer derartigen Plastik, dass die Porträts beinahe lebend erscheinen. Die Negative
dieser Aufnahmen werden bei diesem Verfahren, das vorläufig geheim gehalten wird,
zwischen zwei Glasplatten gelegt, wo sie verschiedenen Einflüssen ausgesetzt sind.
Das Ergebnis, das mit bloßem Auge sichtbar ist, ist ein Bild, das wie eine Schachtel
aus Glas aussieht, in der die photographierte Person in überraschender Klarheit und
Plastik zu sehen ist. Sogar die kleinsten Einzelheiten, wie Form, Bekleidung, Reflex-
lichter des Haares und der Juwelen, werden naturgetreu reproduziert“
Wiener Kurier 27.11.1946:
Überschrift: Moskau erhält Kino für plastischen Film
� „Wie die Moskauer Zeitung „Trud“ meldet, sind die Arbeiten zur Schaffung plasti-
scher Filmprojektion erfolgreich zum Abschluss gelangt. Ein Moskauer Lichtspielthe-
ater wird am 1. Dezember als stereoskopisches Kinoeröffnet werden. Als erster Ste-
reoskopischer Film wird „Robinson Crusoe“ unter der Regie Andrijewskis gezeigt
werden.“
10

Weltpresse 27.5.1947:
Überschrift: Vom plastischen Bild zum plastischen Film
� „Die Österreichische Gesellschaft für Stereoskopie veranstaltet eine Vorführung, in
der man Vergleiche zwischen zweidimensionalen Bildern mit den neuartigen Raumbil-
dern ziehen kann. Hofrat Ing. Winter verwies auf das stereoskopische Schaugerät, mit
dem man durch Betrachten des zweiteiligen Photos den Eindruck eines Raumbildes
erhält.
Schon im Jahre 1858 wurden in Paris Bilder gezeigt, bei denen man durch Zuhilfe-
nahme einer grün-roten Brille die gewünschte Wirkung erzielte. Wesentlich erfolgrei-
cher ist die Methode der Polarisation der Lichtstrahlen, der vermutlich die Zukunft
gehören wird.
Diese Methode beruht darauf, dass auf eine mit Metall überzogene Bildfläche zwei
Bilder gleichsam übereinander geworfen werden. Der eine Lichtkegel passiert einen
Filter, der nur waagerecht schwingendes Licht, der andere einen solchen, der nur
senkrecht schwingendes Licht durchlässt. Der Besucher trägt, um die Wirkung des
Raumbildes zu haben, eine „Polarisationsbrille“, die leicht verdunkelte Gläser hat.“
Wiener Kurier 13.6.1947:
Überschrift: Auch Australien entdeckt plastisches Filmverfahren
� „Sydney, 13.Juni (UP). Die Bestrebung um den plastischen Film haben nun auch
durch den australischen Forscher ROBERT HEPWORTH zur Entdeckung eines Ver-
fahrens geführt, das auf der Verwendung von Speziallinsen und einer besonderen Pro-
jektionsleinwand beruht. Das neue optische Gerät kann auch für mikroskopische Pro-
jektionen, Fernsehen und die Vorführung von Photodiapositiven verwendet werden.“
11

Wiener Kurier 3.11.1947:
Überschrift: Plastisches Sehen ohne Hilfsmittel möglich?- Neues Photoverfahren
� „Washington, 3. Jänner (INS). Das Marineministerium der USA teilte gestern mit,
dass ein neues System der räumlichen Photographie entnommene Bilder hergestellt
werden können.
Bei Betrachtung eines mit Hilfe der „TRIVISION“ hergestellten Bildes ist es möglich,
gleichsam in der auf dem Bilde festgehaltene Darstellung „herumzublicken“. Die
Photographien gewähren einen vollkommen plastischen Eindruck. Das bietet somit ei-
ne vollkommen naturgetreue Darstellung. Damit soll es zum ersten Mal in der Ge-
schichte der Photographie möglich sein, ohne Hilfe eines Stereoskops oder sonstiger
Hilfsmittel für räumliches Sehen ein naturgetreues Abbild darzustellen.
Der Erfinder der „Trivision“, Douglas Winnek, hat sechs Jahre an der Entwicklung
dieser Methode gearbeitet und erklärte hiezu erläuternd, dass seine Erfindung auch
für den Film verwendet werden könne.“
12

Weltpresse 12. April 1948:
Überschrift: Raumwirkliches Filmbild – Die neueste Erfindung eines Engländers
� „Das dreidimensionale Filmbild scheint jetzt durch die Erfindung eines Engländers,
Maxwell-Harvey aus London, in den Bereich der praktischen Möglichkeiten gebracht
worden zu sein. Das neue Verfahren, vom Erfinder „Natura-StereoProcess“ gennant,
erzeugt mit dem gewöhnlichen Projektionsappartat auf der üblichen Leinwand ein ab-
solut naturgetreues, plastisches, bewegtes Filmbild von bisher ungekannter Klarheit.
Der heutige hohe Standard der Filmreproduktion wird durch „Natura Stereo“ um vie-
le Grade übertroffen. Jede Verzerrung ist ausgeschaltet, jedes Flimmern beseitigt, es
gibt kein Blenden mehr von der Leinwand her, selbst aus größter Nähe ist das Film-
bild scharf und unter jedem Blickwinkel naturgetreu in allen Perspektiven.
Diese Ergebnisse des neuen Verfahrens sind in einer Reihe von Probefilmen demonst-
riert worden. Man hat den Eindruck, als schaue man durch ein Fenster auf Vorgänge
auf der Straße; jeder Gegenstand und jede Person, gleichgültig ob sie nur wenige Me-
ter von der Kamera entfernt oder hundert Meter weit im Hintergrund sind, erscheinen
plastisch greifbar. Man glaubt, die Entfernung zwischen den verschiedenen Objektiven
bis auf den Zentimeter abschätzen zu können, dabei sind Vorder-, Mittel- und Hinter-
grund absolut scharf.
Das Geheimnis dieses Erfolges liegt ausschließlich im Aufnahmeverfahren, da für die
Reproduktion ja die gewöhnlichen Apparaturen verwendet werden. Aber auch die
Aufnahmekamera unterscheidet sich in nichts von der üblichen, sie ist nur auf ein In-
strument gesetzt, das „Biopticon“, das den Aufnahmewinkel von einer Aufnahme zu
anderen derart verändert, dass immer abwechselnd je ein Bild wie vom rechten Auge
gesehen und eines wie vom linken Auge gesehen, photographiert werden. Das heißt,
der natürliche Sehvorgang, bei dem die beiden Bilder gegen die Sehachse – gleichzei-
tig wahrgenommen werden, ist räumlich erhalten, aber zeitlich getrennt worden.
Alle bisherigen Verfahren, die ein plastisches Bild auf der Leinwand erzeugten, haben
ihre weitgehende Begrenzungen: sie sind an einen komplizierten Projektionsmecha-
nismus, an optische Hilfsmittel auf der Leinwand oder an ein Sehgerät gebunden, das
der Beschauer vor den Augen tragen muss. Das so erzielte dreidimensionale Bild litt
überdies unter Verzerrungen, die jedem von uns aus dem Stereoskop oder von dem
13

Blick durch die bekannte grün-rote Brille bekannt sind. Die offenbaren Nachteile ha-
ben bisher der Herstellung raumwirklicher Spielfilme entgegengestanden.“
14

Wiener Kurier 22.Jän .1949:
Überschrift: Ein Wiener Ingenieur löst das Problem des plastischen Films
� „Zwei Bilder auf einer einzigen Photoplatte- Bilder, die man auch ohne Brille plas-
tisch sieht
Über das Projekt, im ehemaligen Kabarett „Boccaccio“ in der Riemergasse das erste
plastische Kino Wiens zu errichten, hat das „Neue Österreich“ bereits vor einigen
Monaten berichtet. Da inzwischen der KIBA die Konzession für dieses neue Lichtspiel-
theater verliehen wurde, ist der Plan in greifbare Nähe gerückt. Während derzeit in
Paris über den Verleih französischer Stereoskopfilme verhandelt wird, hat der Wiener
Ingenieur BARIß ein völlig neuartiges System erfunden, bei dem einflächige Bilder
auch ohne Brillen plastisch gesehen werden können.
Bisher gibt es zwei Systeme des plastischen Films: Beim ersten, das allgemein bekannt
ist und auch in Wien vor dem Krieg schon mehrmals vorgeführt wurde, wird ein roter
und ein grüner Film gleichzeitig auf die Leinwand projiziert. Damit die Zuschauer den
Streifen plastisch sehen können, müssen sie verschiedenfarbige Brillen tragen.
Das zweite, weniger bekannte System arbeitet nicht mit verschiedenfarbigen Filmen,
sondern mit unterschiedlich polarisiertem Licht. Auch hier erscheinen gleichzeitig
zwei Bilder, diesmal in schwarz und weiß, und auch hier kann der Zuschauer nur
plastisch sehen, wenn er eine Brille- diesmal mit verschieden polarisierten Gläsern-
aufsetzt.
Der plastische Film in Rot und Grün hat, darüber sind sich die Fachleute schon jetzt
einig, keine Zukunft. Er kann nämlich ohne Schädigung der Augen nicht länger als
zehn bis fünfzehn Minuten betrachtet werden. Die Polarisationsmethode ist jedoch
gleichfalls nicht ohne Mängel. Schon das Brillenträger allein wird bei einem abendfül-
lenden Film zur Qual. Überdies kämen die Polarisationsbrillen, die aus synthetischen
Kristallen hergestellt werden müssen, für einige hundert Kinobesucher ziemlich teuer.
Ing. Alfred BARIß, ein Wiener Photochemiker, ist nun durch seine Erfindung der idea-
len Lösung dem plastischen Film, greifbar nahe gekommen. Er baute eine Kamera mit
zwei Objektiven, die etwa 20cm weit auseinander liegen. Durch Prismengläser, die die
Rolle von Spiegeln übernehmen, bannt er beide Bilder auf eine einzige Platte, genau
gesagt, nur die hälfte davon: durch einen Streifenraster wird nämlich aus jedem der
beiden Bilder eine Unzahl von schmalen Streifen herausgeschnitten – in der Summe
15

genau die Hälfte. Die freibleibenden Streifen der Photoplatte werden dafür von den
Strahlen belichtet, die durch das andere von links aufgenommene Bild, in die vielen
hundert haarschmalen Streifen auf der Platte geteilt: abwechselnd ein Bildstreifen von
links, dann wieder einer von rechts aus gesehen usw.
Ist die Platte entwickelt und kopiert, so bietet, mit bloßem Auge betrachtet, die fertige
Photographie einen gänzlich ungewohnten Anblick. Sie ist weder plastisch noch
schön, nur eine verschwommene, verzerrte Karikatur des aufgenommenen Gegenstan-
des.
Setzt man jedoch über dieses unscharfe Bild neuerlich eine Glasplatte mit senkrecht
eingeritztem Raster, dann tritt der photographierte Gegenstand mit einem Mal scharf
und – das ist das Erstaunliche daran – auch plastisch hervor, so plastisch, dass sich
der Vorhang hinter der photographierten Blumenvase zu bewegen scheint, wenn der
Beschauer den Kopf etwas seitlich bewegt. Die physikalische Erklärung dieses eigen-
artigen Phänomens ist verhältnismäßig einfach. Jedes der beiden Augen kann, weil
der Raster über der Photographie dem anderen das Blickfeld versperrt, nur eines der
beiden Bilder sehen – eben nur jeden zweiten Streifen, der für das entsprechende Auge
bestimmt ist. Das plastische Sehen einer flächenhaften Photographie ist damit auch
ohne Stereoskop und ohne rot-grün oder polarisierte Brillen möglich geworden. Auch
das Problem des plastischen Films ist damit theoretisch einwandfrei gelöst.
Allerdings, das gibt auch Ing. BARIß offen zu, ist bis zum technisch vollkommen plas-
tischen Film immer noch ein weiter Weg. Doch auch die Lokomotive und das Auto
wurden nicht an einem Tage erfunden.“
16

Weltpresse 28.Jän 1949:
Überschrift: Ein Wiener löst das Problem des plastischen Films
� „Der Wiener Photochemiker Ing. Alfred Bariß erfand ein neues Verfahren, das ihm
ermöglicht, Filme herzustellen, die nicht wie bisher durch farbige Brillen gesehen
werden müssen, um plastisch zu wirken. Durch ein Prisma und einen Streifenraster
werden gleichzeitig zwei Aufnahmen auf einem Film aufgenommen. Entwickelt und
kopiert man eine solche Aufnahme, so sieht sie wie ein verwackeltes und unscharfes
Bild aus. Über dieses unscharfe Bild wird eine Glasplatte mit eingeriztem Raster ge-
legt, wodurch der plastische Eindruck ein vollkommener wird.“
17

5.2 Definitionen und Aufklärung zum Thema Raumbildprojektion
Unter Raumbildprojektionen oder auch Stereoprojektion genannt, versteht man eine stereo-
skopische Vorführung von dreidimensionalen Bildern oder dreidimensionalen Filmen durch
geeignete Projektoren. Diese Projektionen (Teilbilder) können auf die Vorderseite als auch
auf die Rückseite der Leinwand projiziert werden.
Für eine Raumprojektion werden zwei Bilder aufgenommen. Entweder durch eine Stereoka-
mera mit zwei Objektiven oder mit zwei getrennten Kameras. Bei Projektionen der Polfilter-
technologie müssen diese Filmbilder auf einer Silberleinwand übereinander projiziert, jedoch
jedem Auge getrennt zugeführt werden, damit im Gehirn ein räumlicher Seheindruck entste-
hen kann. Bei der anaglyphen Technologie ist die Silberleinwand nicht von Bedarf.
Zu Beginn des dreidimensionalen Films musste man die Filmbilder auf zwei getrennte Film-
streifen, durch zwei mechanisch gekoppelte Filmprojektoren, ausstrahlen. Der Nachteil lag
jedoch schon damals auf der Hand, da oft ein Filmstreifen riss und man die Filmvorführung
nur noch zweidimensional fortsetzen musste. Eine Synchronisation der beiden Filmrollen war
unter damaligen Umständen nicht möglich, da die zweite Bildrolle, die keinen Riss hatte, wei-
ter lief, während die gerissene Bildrolle nicht mehr rechtzeitig ausgestrahlt werden konnte.
Abhilfen zu diesem Problem, kamen erst als man es schaffte beide Filmbilder auf einem Film-
streifen unterzubringen.
18

5.2.1 Teilbilder
Unter Teilbildern versteht man Bilder, welche für das rechte beziehungsweise für das linke
Auge projiziert werden. Eine solche Projektion von Raumbildern erfordert einen höheren
technischen Aufwand als die Verwendung von herkömmlichen Projektoren und einer weißen
Leinwand. Die Bilder müssen gleichzeitig oder fast gleichzeitig auf der Leinwand aufschei-
nen.
5.2.2 Silberleinwand
Eine Silberleinwand ist eine spezielle Bildwand für einen Dia-, Video- oder Filmprojektor.
Durch die beschichtete Oberfläche wird eine geringere Lichtstreuung bezweckt. Bei fehlender
Oberflächenversiegelung wird das aufgestrahlte Bild ohne Änderung der Polarisationsebene
(d.h. keine Änderung der Schwingungsrichtung des Lichtes) reflektiert. Bedingt durch diese
Tatsache werden Silberleinwände insbesondere bei Raumprojektionen eingesetzt.
19

6 Verfahren zur Trennung und Ausstrahlung von 3D-Techniken
6.1 Das Polarisationsverfahren
Das Polarisationsverfahren ist die am weitesten verbreitete Projektionstechnik. Dabei wird die
Kanaltrennung mit polarisiertem Licht erreicht. Vor den Objektiven der Projektoren befinden
sich jeweils um 90° versetzte Polfilterfolien. Der Betrachter im Kino, muss dazu mit Brillen
ausgestattet werden welch in diesem Trennungsverfahren als Analysatoren arbeiten. Um die
Aufrechterhaltung des polarisierten Lichts zu gewähren, wird eine Silberleinwand benötigt.
Würde das polarisierte Licht von einer herkömmlichen Leinwand reflektiert werden, wären
die Eigenschaften des Polarisierten Lichts verloren gehen. Das Licht wird depolarisiert, und
die Kanaltrennung wird dadurch aufgehoben.
6.1.1 Nachteil der älteren Generation von Polarisationsfiltertechnik
Ein geringer Lichtabfall, entsteht durch die verwendeten Polarisationsfilter und durch die me-
tallische Leinwand. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass bei schief gehaltenem Kopf eine
Trennung der beiden Teilbilder nicht mehr möglich ist. Das liegt daran, dass das rechte Bild
zum linken, in einem Winkel von 90° schwingt. Die Brille (Analysator) trennt die zwei
Schwingungsrichtungen durch zwei weitere Polarisationsfilter, die ebenso im Winkel von 90°
zueinander stehen. Das waagerecht schwingende Bild wird durch den senkrecht ausgerichte-
ten Analysator ausgelöscht und das senkrecht schwingende Bild vom waagerechten Analysa-
tor. Wird bei dieser Betrachtung der Kopf schiefgehalten, stehen polarisierte Bilder (Projek-
tor) und analysierte Bilder, nicht mehr im passenden Winkel. Die Bildtrennung ist nicht mehr
zu hundert Prozent möglich. Es treten sogenannte Geisterbilder auf.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die uneinheitliche Verwendung der Filterbrillen bei
verschiedenen Herstellern, in Kombination mit den Projektoren.
20

6.1.2 Vorteil der älteren Generation von Polarisationsfiltertechnik
Der Vorteil, der sich durch diese Projektionstechnik ergibt, liegt in der hohen Farbtreue der
projizierten Bilder.
http://de.wikipedia.org/wiki/3D-Brille
Die neueste Polarisationsfiltertechnik, befasst sich seit dem Jahr 2009 mit zirkular polarisier-
tem Licht. (siehe Kapitel: 6.4)
21

Anaglyphenprojektion
Unter Anaglyphenprojektion versteht man zwar grundsätzlich Stereoprojektion, wodurch bei-
de Teilbilder gleichzeitig auf die gleiche Projektionsfläche geschickt werden. Selbst die Pola-
risationsprojektion ist genauer Betrachtet ein Teil der Anaglyphenprojektion, jedoch ist der
Begriff vermehrt unter „farbanaglyphischer Darstellung― bekannt.
Zur Trennung der beiden Einzelbilder werden verschieden gefärbte Filter in dreidimensiona-
len Brillen verwendet. Ursprünglich verwendete man für das rechte Auge einen Rotfilter und
für das linke Auge einen Grünfilter. Bei der Betrachtung des Films werden das grüne Bild
vom Rotfilter und das rote Bild vom Grünfilter ausgelöscht. Das jeweils gelöschte Bild er-
scheint dem Auge schwarz. Durch diese Trennung bekommen beide Augen verschieden Bil-
der und im Gehirn entsteht ein räumliches Bild.
Die Farbanaglyphentechnik wurde Ende der siebziger Jahre von STEPHAN GIBSON erheb-
lich verbessert. Das patentierte „Deep Vision― System, das andere Filterfarben verwendete,
wurde zur Verbesserung stark genutzt. Das System arbeitet für das rechte Auge mit einem
ROT- und für das linke Auge CYAN-Filter.
Weitere Entwicklungen folgten durch:
„Color Code― –Blau für das rechte Auge und Gelb für das linke
„Trio Scopics― Magenta für das rechte Auge und Grün für das linke
http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/1330940
22

6.2 Interferenzfiltertechnik
Die Interferenzfiltertechnik ist ein entwickeltes System von Daimler & Chrysler, zur stereo-
skopischen Wiedergabe. Die Firma Dolby Inc. übernahm das Verfahren unter dem Namen
Dolby 3D. Es arbeitet nach einem Lichtwellenlängenfiltersystem. Für jedes Auge wird jeweils
ein Teil der vom Auge als Rot-Grün-Blau empfundenen Wellenlängen durchgelassen und der
des anderen Auges sehr effektiv geblockt. Durch diese Betrachtungstechnik ist der Kopf be-
liebig neigbar, und es wird dabei keine Silberleinwand benötigt. Die Brillengläser und Filter
bestehen aus beschichtetem Quarzglas und sind vergleichsweise teuer.
http://www.kino-thun.ch/wDeutsch/3D_Info/3D_Informationen.shtml
23

7 Geräte zum 3D- Sehen
Um 3D- Sehen zu gewährleisten, ist es von Nöten zwei getrennte Bilder wahrzunehmen. Das
bedeutet, das rechte Auge sieht einen aufgenommenen Moment des Objektes und das linke
Auge sieht genau das gleiche Objekt im selben Moment aus einer veränderten Perspektive
(Parallaxe).
Genau nach diesem System, wie zwei Augen in der Realität zwei getrennte Bilder zu einem
verschmelzen, (siehe Kapitel Funktion Tiefenwahrnehmung), gelingt dies auch im virtuellen
System. Durch Aufnahme zweier Kameras wurde in dem Kinofilm Avatar- Aufbruch nach
Pandora, das realistische Kinoerlebnis erstmals möglich und dabei ebenso eine ganz neuarti-
ge Entwicklung von Filmkameras welche direkt mit computergesteuerten Animationen arbei-
teten, getestet.
Auch durch Wiedergabe zweier Bildschirme oder durch Ausstrahlung durch zwei Projektoren
auf eine Bildfläche, welche vom Beobachter betrachtet wird, kann das Erlebnis, zwei getrenn-
te Bilder zu fusionieren, ermöglicht werden.
Somit wird ein dreidimensionales Bild produziert und wiedergegeben.
In den letzten Jahren hat sich die digitale Industrie schrittweise diesen Systemen genähert.
Großindustrielle befassten sich mit diesem Thema und entwickelten Geräte die bisher nie da-
gewesen sind und gehen somit einen weiteren Schritt in Richtung reales Fernsehen sowie rea-
les Spielen.
Folgende Geräte befinden sich zur Zeit auf dem Markt und sind in dieser Arbeit genauer be-
schrieben:
Kinogeräte
Fernsehgeräte mit Brille
Fernsehgeräte ohne Brille
Videobrille (Cinemizer plus ®- Carl Zeiss)
24

7.1 Kinogeräte
Im Kapitel Kinogeräte wird kurzerhand beschrieben, wie Ausstrahlung und Auffassung von
Licht im Kino von statten geht. Die Geräte als auch die Technik haben sich in den letzten
Jahrzehnten stark verändert und weiterentwickelt. Somit wird der entwicklungstechnische
Stand im Kapitel „Geschichte zum 3D- Sehen genauer erfasst.
In den Filmstudios der Siebziger und Achtziger legte man großen Wert auf die Qualität des
produzierten Films und probierte mal das anaglyphische Verfahren und mal das Polarisierte
Verfahren zur Ausstrahlung von Filmen für Publikumsbegeisterte der Stereographie.
Dazu benutze man zwei Kameras die in sehr geringem Abstand zueinander, zwei Objektive
besitzt. Diese damals ausgeklügelte Kamera, erscheint selbst dem Hobbyfilmer in der heuti-
gen Zeit als raffiniert. Dieser Abstand der zwei Objektive zueinander, entsprach der durch-
schnittlichen Pupillendistanz des Beobachters. Ausgestattet mit zwei Filmrollen konnte man
so durch ein Gerät einen Film aufzeichnen, der einen fixen Abstand zueinander aufweist und
den gleichen Moment unter zwei Blickwinkeln auffasst.
Das Studio benutzte zu damaligen Zeiten verschiedenste Verfahren zur Projektion dieser Ste-
reoskopischen Filme. Man setzte beispielsweise zwei Projektoren zur Ausstrahlung der Film-
rollen an, welche ebenso nur einen geringen Abstand zur zweiten Linse hat. Diese Objektive
der Projektoren waren je mit einem roten als auch mit einem blauen Filter vergütet. Man
konnte so durch einen Trenner, der Anaglyphische Rot-Blau beziehungsweise auch Rot-Grün-
Trenner die verschieden ausgestrahlten Bilder getrennt, für das passende Auge, auffassen und
wieder zu einem Gesamtbild zu verschmelzen.
Andere Verfahren bedienten sich der Färbung der einzelnen Zelluloid-Filmstreifen, Welche
nach einigen Jahren unbrauchbar wurde, da sich die rote-Farbe vom Filmstreifen löste, durch
Hitze verdampfte und durch Absorption, unbrauchbar wurde. Das Verfahren beziehungsweise
die Überlegung hinter dieser Technologie war ausbaufähig. Man schnitt rechtes und linkes
Bild des Zelluloidstreifens untereinander und brachte damit den Projektor dazu, einmal das
rechte und dann das linke Bild auf die Leinwand zu projizieren.
Die Probleme häuften sich und eine Entwicklung folgte der nächsten. Mittlerweile hat man
sich von den Filmstreifen aus Polymerfasern verabschiedet und dabei das neue digitale Medi-
um, den Computer, zur großen Hilfe der Filmentwicklung gemacht. Spezialeffekte können
besser in den Filmen verarbeitet werden und für den Zuschauer plastischer dargestellt werden,
damit das Gefühl von Realität beeinflusst wird und der Zuschauer vermehrt dem Reiz des
Filmsehens ausgesetzt wird.
25

Die digitalen Filme erneuerten ebenso die Projektoren. Erneut versuchte man das Rot/Blau
Verfahren anzuwenden aber die Zuseher waren oft nur gering zum Staunen zu bringen.
7.1.1 Der Anbruch der polarisierten Filme
Es wäre ganz und gar falsch zu behaupten, polarisierte Filme wären erst jetzt die Besonderheit
im Kino. Nein auch schon damals befasste man sich ebenso, statt der Filter, die Filme farblich
trennen, auch mit Filtern welche die Aussendung der einzelnen Projektoren beziehungsweise
der rechten und linken Bilder einer zusammengefügten Bildrolle zu erlauben. Die Filter waren
in dem Fall die Polarisatoren die das Licht in 45° oder 135° zur Aussendung anregt. Jedoch
konnte zu dieser Technologie nicht einfach die gleiche Leinwand benutzt werden. Eine weiße
Leinwand würde polarisierte Lichtwellen depolarisieren. Das würde zur Folge haben, dass
jeder ausgesendete Lichtstrahl der einen Polarisator durchläuft, und damit in einer bestimmten
und definierten Ausbreitungsrichtung schwingt, durch die weiß-reflektierende Ebene, aus
Leinen oder anderen Stoffen, depolarisiert wird. Der Beobachter hat weder einen rechten noch
linken Seheindruck und kann die übereinanderliegenden Bilder mit der polarisierten Brille
(Wirkung als Analysator) nicht scharf auf die Netzhaut abbilden. Dadurch wurden die Lein-
wände durch Weiße-Kunststofffolien, die mit Metall besetzt sind, ersetzt und gewähren eine
100% Reflektion des Lichtes durch ihren Metallanteil. Das Licht das polarisiert ausgesendet
wurde, kann somit auch polarisiert zurückgeworfen werden und vom Beobachter durch den
Analysator auch getrennt aufgefasst werden.
Jeder weitere Eindruck, Dinge räumlich wahrzunehmen wird durch unser Gehirn gesteuert.
Wichtig in dieser Filmprojektion. Ist es zusätzlich geworden, schnell bewegte Bilder mit einer
höheren Geschwindigkeit wiederzugeben, als auch mehr Einzelbilder in solchen Sequenzen
zu verwenden als für ein gewöhnlich stehendes, oder langsam bewegtes Bild. Je schneller die
einzelnen Bilder ausgestrahlt werden, desto leichter ist es für den Beobachter ein fließendes
Bild wahrzunehmen. Da in der stereoskopischen Filmproduktion doppelt so viel Filmmaterial
ausgestrahlt wird, muss die Ablaufgeschwindigkeit der Projektoren, vordoppelt werden, wenn
nicht um ein Vielfaches erhöht. Damit soll dem Laien zu verstehen gegeben werden, dass
nicht 24 Bilder (24- fps = Fotos per second), wie früher durch den Projektor ausgesendet wer-
den, sondern weitaus mehr. Da selbst Fernsehgeräte zu einer Bildfrequenz von bis zu 200
Bildern wiedergeben können, wird jener Standard, sowohl von der Filmvorführung als auch
von der Produktion der Filme berücksichtigt.
26

7.2 Fernsehgeräte mit Brille
Samsung präsentierte das erste 3-D-fähige TV-Gerät im März 2010 in Wien. In dem Zei-
tungsartikel vom 22.02.2010 Österreich, „Update: Der erste 3D-Fernseher im Test― werden
die wichtigsten Eckpunkte dem interessierten Laien näher gebracht:
Quelle: www.oe24.at
„Ist das Fernseherlebnis wirklich anders? Der koreanische Hersteller hält,
was er verspricht: Man fühlt sich tatsächlich direkt in die Szenen hineinver-
setzt, erschrickt auch einmal, wenn ein Ball scheinbar auf den Zuschauer zu-
fliegt - die Grenzen zwischen Fiktion und Realität verwischen.
Wie funktioniert der Fernseher? Die Geräte sind mit einer Brille, die beim
Kauf eines Fernsehers mitgeliefert wird, per Infrarot verbunden. Die Brille -
von Samsung "Active Glasses“ genannt - wird mit dem TV-Bild synchroni-
siert und dunkelt abwechselnd das linke bzw. das rechte Auge immer genau
dann ab, wenn das Bild für das jeweils andere Auge auf dem Schirm er-
scheint. Kombiniert mit der 240-Hz-Technik gelangen so 120 Full-HD-Bilder
pro Sekunde an jedes Auge – genug für ein flüssig wirkendes 3-D-Video, auch
bei schnellen Bildern, wie etwa Sportszenen.
Ist die Brille einheitlich? Es gibt eine Brille mit aufladbarem Akku und eine
mit Batterie. Aufgeladen wird sie via USB-Stick über den PC. Laut Gerald
Reitmayr, zuständig für die Consumer Electronics-Sparte bei Samsung Öster-
reich, gibt es auch spezielle Brillen für Kinder. Die Brillen sind im Lieferum-
fang vorerst nicht enthalten. Für rund 100 Euro pro Stück werden die Brillen
zeitgleich mit den Fernsehern auf den Markt kommen.
Kann man auch in 2-D produzierte Inhalte sehen? Dank Autokonvertier-
Technologie wandelt der 3-D-Prozessor einen 2-D-Inhalt in Echtzeit in 3-D
um. So können auch Inhalte, die nicht in 3-D produziert wurden, via Brille
dreidimensional konsumiert werden. Will man in herkömmlicher, zwei-
dimensionaler Art fernsehen, schaltet man den Prozessor einfach ab.“
27

7.3 Zu den Brillen für das Fernsehgerät
Durch die Wettbewerbsfähigkeit der Konkurrenten kam es dazu, dass jeder Hersteller sich
von dem anderen unterscheiden wollte und vielleicht auch musste. Durch die Vielzahl ver-
schiedener Geräte, wurden verschiedene „Fernsehbrillen― entwickelt.
Sehr bekannt in dieser Kategorie, sind sogenannte „Active shutter―- Brillen. Dieses System
wurde von verschiedenen Herstellern zu Hilfe genommen, jedoch in unterschiedlicher Bau-
weise, als auch in der Codierung der Infraroteinstellungen, entwickelt. Somit gibt es für jede
Serie von Fernsehgeräten auch eine begleitende Serie von Shutterbrillen.
Wie oben bereits in dem Artikel erwähnt, basiert das System auf der Funktion, rechtes und
linkes Glas abwechselnd abzudunkeln.
http://www.physorg.com/news173082582.html
28

7.3.1 Wie funktioniert der „Active Shutter“ wirklich?
In der Brille befinden sich zwei LCD-Gläser (Liquid Crystal Display = Flüssigkeitskristalle).
Halbbilder werden vom Monitor nacheinander abwechselnd dargestellt. Dabei werden syn-
chron Flüssigkeitskristalle der Brille, im Takt des Monitorbildes, abwechselnd durchsichtig
bzw. lichtundurchlässig geschaltet. Aufgrund der perspektivischen Verschiebung der beiden
Stereo-3D-Teilbilder, ermöglicht man dem Betrachter einen 3D-Effekt.
Um ein angenehmes 3D-Sehen zu erreichen benötigen diese Brillen eine Monitorfrequenz von
mindestens Einhundert Hertz. Da die Bilder halbiert werden kann das Gehirn ohnehin nur mit
der Hälfte der Leistung versorgt werden. Durch dieses Verfahren wird die Frequenz effektiv
halbiert und ein ruhiges Bild bzw. ein stehendes Bild kann bei dieser Frequenz zu flimmern
beginnen. Je fließender die Bilderreihe wird, desto flüssiger kann der Film dem Beobachter
erscheinen. Neueste Fernsehgeräte haben eine Monitorfrequenz von ungefähr 120-160 Hertz.
Königin Elisabeth II mit Shutter-Brille
www.derstandard.at
http://3dguy.tv/nvidia-geforce-3d-vision-active-shutter-glasses/
29

7.3.2 Kritik
Eine Brille beim gewohnten Fernsehen, sowie auch im Kino, kann für den Beobachter sehr
unangenehm wirken. Etwas, das in Gewohnheit von „Nicht-Brillenträgern―, nur zu sonnigen
Tagen im Freien benutzt wird, kann durch zwingenden Gebrauch vom Beobachter als unan-
genehm empfunden werden. Zusätzlich kommt der Ungünstige Kostenfaktor, je Einhundert
Euro für eine Brille zu bezahlen, noch dazu. Dabei ist ebenso zu beachten, dass nicht jeder
„Active shutter― für den jeweiligen Fernseher geeignet ist. Die Brillen haben ein Eigenge-
wicht von 16-31 g und können nach langem Tragen unangenehm werden.
30

7.4 Fernsehgeräte ohne Brille
Im darauffolgenden Jahr, kündigte Toshiba bereits am 10 Januar 2011 den ersten 3D Fernse-
her ohne Brille an. Laut verschiedenen Zeitungsartikeln: „Eine Ära des neuen digitalen Zeital-
ters―.
Bereits im März 2011, wurde der erste Prototyp von Samsung mit 55 Zoll präsentiert.
Nach einer wichtigen Studie von CHRIS CHINNOCK, Chef des auf die Displaybranche spe-
zialisierten Marktanalysten Insight Media, prognostizierte dieser, dass 3D- Fernsehgeräte mit
Activ-Shutter oder Polfilter zum Ladenhüter werden. Das kaufkräftige digitale Klientel be-
vorzugt Umfragen zu Folge ein „Autostereoskopisches Sehen―, welches ohne jeglichen Zu-
satz zum Fernseher funktioniert.
Wissenschaftler brachten verschiedene Ideen, die bereits in den sechziger Jahren die ersten
Leute ansprachen wie zum Beispiel der Viewmaster, ein kleines Kästchen das getrennte Bil-
der eines Objektes beinhaltet, mit heutigen modernen Überlegungen zusammen.
Eine Reihe verschiedener Prototypen entwickelte neues Aufsehen bei geduldigen Kunden und
großes Ärgern für die Kundschaft die bereits einen 3D- Fernseher mit Brille haben.
http://www.tvfacts.de/artikel/4459-toshiba-3d-fernseher-ohne-brillen.html
31

7.5 3D Videobrillen
http://de.1button.eu/easy-entertain-shop
Durch den Auftrag von Apple© wurde zum Beispiel der Hersteller, Carl Zeiss© darum er-
sucht ein System für die stark populären MP3 /MP4- Player zu entwerfen, um damit auch
Filme über die tragbare Festplatte und gleichzeitig Musikplayer wiederzugeben.
Eine Videobrille ist somit ein aufsetzbares elektronisches Gerät zur Betrachtung optischer
Informationen. Sie sind in verschiedenen Ausführungen auf dem Markt, wie beispielsweise
mit Kopfband, oder herkömmlichen Brillenbügel mit integrierten Kopfhörern oder Ohrstöp-
sel. In der Brille befinden sich zwei sehr kleine Displays, die durch stark vergrößernde Kon-
vexlinsen in das betrachtende Auge abgebildet werden. Die Geräte wurden so konzipiert, dass
externe optische Reize ausgeblendet werden und dem Beobachter Videoinformationen unge-
stört zukommen. Beim Carl Zeiss Cinemizer Plus© sind diese Linsen durch einen Trieb ge-
trennt und stufenlos verstellbar. Dadurch können Fehlsichtigkeiten von +3,5 bis -3,5 Diopt-
rien sphärisch kompensiert werden.
http://www.iphone-news.org/wp-content/up 1
32

7.5.1 Technische Daten
Die Bildschirmauflösung der Brille beträgt 640x480 Pixel pro Auge. Das Sichtfeld beträgt
32°. Dies entspricht ein 45-Zoll (115 cm) großes Bild welches aus 2 Meter Entfernung be-
trachtet wird. Die Brille ist über eine externe Stromversorgung mit integrierter Schnittstelle
für die verschiedenen Produkte von Macintosh verbunden. Das Gerät kann über eine Schalt-
taste von 2D Grafik in 3D-Grafik den Anzeigemodus verändern. Die Technologie (Stereosko-
pie) beruht auf dem side-by-side System. Das bedeutet, dass die 3D-Bilder beziehungsweise
3D-Videos auf horizontaler Ebene, 50% der Breite des Bildes getauscht werden. Dies hat den
Grund, dass damit 3D-Videos mit der passenden Auflösung, welche durch das Mobiltelefon
(Iphone oder Nokia N-Serie) oder auch von anderen passenden MP4- Playern (zB.: Ipod) un-
terstütztes Format, wiedergegeben werden kann. Dabei überträgt das videofähige Gerät
abspielbare Informationen dem Cinemizer. Dabei wird die rechte und linke Bildhälfte aus
dem Video separiert, auf die Originalbreite interpoliert und dann dem jeweiligen Auge ange-
zeigt.
http://www.iphone-news.org/wp-content/up 2
33

8 Warum wir sehen
8.1 Einleitung
Unser Auge sorgt dafür, dass unter Mithilfe von Lichteinfall Informationen aufgenommen
und an das Gehirn weitergeleitet werden, sodass der Mensch in der Lage ist, ein Bild wahrzu-
nehmen.
Aber was passiert eigentlich genau, während dem Sehen im Gehirn?
Für die meisten Menschen ist es so selbstverständlich sehen zu können, dass sie sich kaum
Gedanken machen, wie der Sehprozess eigentlich von statten geht. Was kein Vorwurf sein
soll!
Man muss wissen, dass die Netzhaut den wichtigsten Teil im Auge einnimmt und die eigentli-
che Sehfunktion ausübt. Die Retina empfängt die physikalischen (Licht-)Reize und wandelt
diese in Nervenströme um, um sie an das Gehirn weiterzuleiten.
Aus dieser Feststellung geht nun aber deutlich hervor, dass der Sehvorgang in oder auf der
Netzhaut noch keineswegs zu Ende ist. Der „Sehakt― an sich, ist eben nicht nur eine rein opti-
sche Aufgabe mit Abbildung und Bildentstehung! Vielmehr muss aus der physikalischen Er-
regung eine bewusste Empfindung erfolgen. Dies passiert aber nicht im Auge selbst.
Wir sollten uns nun die Frage stellen, wie die Reize die von der Netzhaut (Retina) verarbeitet
werden zum Gehirn kommen.
34

8.2 Der Sehnerv (Nervus opticus)
http://www.google.de/imgres?imgurl=http 1
Die Sehnervenfasern der Netzhaut sammeln sich in der Papille und bilden hier den Anfang
des Sehnervs. Von hier aus zieht der Strang rückwärts zum Gehirn. Der Sehnerv verläuft in-
nerhalb des Auges (Bulbus). Dann verlässt er diesen und durchquert die Augenhöhle (Orbita).
Es kommt zu einer teilweisen Kreuzung der Fasern von linkem und rechtem Auge, diese
Kreuzung heißt Chiasma. Von dort aus geht es weiter zu den seitlichen Kniehöckern über die
Gratioletsche Sehstrahlung zum Sehzentrum im Gehirn.
Entlang dem Sehnerv laufen die Nerven-Impulse auf die gegenüberliegende Seite des Gehirns
zur primären Sehrinde. Je nachdem welches Bild auf die Netzhaut fällt, ist dieser Gehirnbe-
reich mehr oder weniger aktiv. Und er reagiert bevorzugt auf bestimmte Reize, nicht einfach
nur auf Helligkeit sondern auch auf Farben und Kontraste.
35

8.3 Das Gehirn
Das menschliche Gehirn ist ein kompliziertes Netzwerk, in dem unzählige Verarbeitungs-
schritte gleichzeitig ablaufen und in dem die unterschiedlichen Bereiche pausenlos miteinan-
der Informationen austauschen.
Um den menschlichen Organismus perfekt funktionieren zu lassen, hat die Natur ein hoch
kompliziertes Leistungssystem erschaffen, welches in der Lage ist Reize aufzunehmen und sie
weiter zu leiten um in Folge die notwendigen Handlungen und Reaktionen auszuführen. Das
komplexe System basiert auf den Namen Nervensystem. Es wird wie folgt eingeteilt:
1. Peripheres Nervensystem
(Gehirn-Rückenmark-Nervensystem, cerebrospinales System)
A. Zentrales Nervensystem (ZNS), (Gehirn und Rückenmark)
B. Peripheres Nervensystem (Gehirn und Rückenmark)
2. Vegetatives Nervensystem
A. (Ortho) Sympathisches Nervensystem
B. Parasympathisches Nervensystem
Das periphere Nervensystem ist für die Aufnahme der Reize (sensible Fasern) und für die
Steuerung der Bewegung (motorische Fasern) zuständig.
Das Vegetative Nervensystem (auch autonomes Nervensystem genannt) deren Hauptaufgabe
es ist, nicht dem Willen unterstellten Funktionen, zu steuern:
Kreislauf
Atmung
Verdauungssystem
Stoffwechsel
Herz (nur Beeinflussung, Reizleitungssystem des Herzens)
36

Der Sitz des Zentralnervensystems ist im Gehirn und Rückenmark. Es obliegt der obersten
Kontrolle und Steuerung aller Abläufe und Funktionen sowie die Tätigkeit der Bewusstseins-
bildung.
9 Kurze Erläuterung wie das Auge anatomisch aufgebaut ist
http://www.google.de/imgres?imgurl
Zur Erklärung wird das Auge in zwei Bereiche eingeteilt:
dem Augapfel (Bulbus oculi)
den Hilfs und Schutzeinrichtung des Auges
9.1 Grundsätzlich ist das Auge in drei Schichten aufgebaut
Es gibt die Hornhaut, Bindehaut und Lederhaut diese bilden die äußere Augenhaut. Regenbo-
genhaut, Glaskörper und Aderhaut bilden die mittlere Augenhaut. Die Netzhaut bildet mit
dem umkleidenden Pigmentepithel die innere Augenhaut. Die Lederhaut ist undurchsichtig
und weiß. Bei einem zu hohen Bilirubinspiegel im Blut erscheint sie gelblich bis stark gelb
(Ikterus). Die Aderhaut enthält die Aderhautgefäße, die vor allem die angrenzenden Schichten
ernähren.
37

9.2 Die Hilfs- und Schutzeinrichtungen des Auges
Die Hilfs- und Schutzeinrichtungen des Auges haben im Wesentlichen die Aufgaben, die
Funktionsfähigkeit des Auges zu erhalten und insbesondere die Hornhaut zu schützen, bzw.
zu unterstützen. Sie bestehen aus:
den Augenliedern
der Bindehaut
dem Tränenfilm
dem Tränenapparat
Zu den Schutzeinrichtungen des Auges zählt u.a. die knöcherne Augenhöhle (Orbita). Die
knöcherne Augenhöhle ist, wie der Name schon sagt, die aus Knochen bestehende „Bewoh-
nung― des Augapfels. Die Bezeichnung „Höhle― ist in der Tat sehr zutreffend: Gleich wie die
Felswände und das Gestein der prähistorischen Höhlenwohnungen unsere Vorfahren vor der
Härte der Witterung schützen, so bieten die Knochen der Augenhöhlen den Sehorganen einen
Schutz gegen mechanische Einwirkungen, gegen Schläge und Stöße von außen. (vgl. Erica
Jecklin, 2008, Seite105, 108)
An der Bildung der pyramidenförmigen Orbita sind mehrere Knochen beteiligt die mit Nähten
untereinander verbunden sind:
das Stirnbein (OS frontale)
das Joch-oder Wangenbein (Os zygomaticum)
der Oberkieferknochen (Maxilla)
das Siebbein (Os ethmoidale)
das Keilbein (Os spehnoidale)
das Tränenbein (Os lacrimale)
ein Fortsatz des Gaumenbeins (Os pallatinum)
38

9.3 Die Bewegungseinrichtung des Auges
http://www.mobilemassage-vs.de/masage/auge/augen.htm
Unter Augenbewegungen (Okulomotorik, Augenmotilität) versteht man die Gesamtheit aller
motorischen Ausdrucksformen und Varianten, die den Augäpfeln (Bulbi oculi) zur Verfügung
stehen, diese können sich bewusst oder unbewusst, also willkürlich oder unwillkürlich in un-
terschiedliche Richtungen drehen oder drehen lassen. Diese Beweglichkeit wird durch sechs
quergestreifte Muskeln ermöglicht.
Die 6 Bewegungsmuskeln des Augapfels sind unter den folgenden Bezeichnungen bekannt:
gerader innerer Augenmuskel ( Musculus rectus nasalis oder medialis)
gerader äußerer Augenmuskel (Musculus rectus temporalis oder lateralis)
gerader oberer Augenmuskel (Musculus rectus superior)
gerader unterer Augenmuskel (Musculus rectus inferior)
schiefer oberer Augenmuskel (Musculus obliquus superior)
schiefer unterer Augenmuskel (Musculus obliquus inferior)
Ebenfalls mit den 6 Bewegungsmuskeln des Bulbus verläuft der Hebermuskel des Oberlides:
Oberlidhebermuskel (Musculus levator palpebralis superior)
9.3.1 Struktur der äußeren Augenmuskeln
Die äußeren Augenmuskeln sind quergestreifte Muskeln. Sie bestehen aus Muskelfasern, die
ihrerseits aus sehr feinen Fibrillen zusammengesetzt sind. Wie alle quergestreiften Muskeln
(außer Herzmuskulatur) sind sie Bewegungsmuskeln des Auges dem Willen unterworfen, sie
können also bewusst bewegt und kontrolliert werden. Ihre Nerveninnervation ist reich, woraus
ein sehr feines Bewegungsspiel resultiert.
39

10 Funktionsprinzip der Augen für eine Tiefenwahrnehmung
Voraussetzung für die Wahrnehmung von dreidimensionalen Bildern im Alltag oder im Kino
ist, dass das Auge und all seine Hilfseinrichtungen perfekt funktionieren.
Die Funktionen, die innerhalb des Auges beziehungsweise im Gehirn stattfinden, möchten wir
im nächsten Abschnitt näher erläutern.
10.1 Abwicklung der Wahrnehmungen
Wenn die äußeren Augenmuskeln beide Augen in die gleiche Richtung bewegen z.B. Blick-
wechsel links/rechts, spricht man von Versionen; gegenläufige Bewegungen der beiden Au-
gen heißen Vergenzbewegungen. Der Wechsel von divergierenden (auseinanderlaufenden)
und konvergierenden (zusammenführenden) Bewegungen findet beim Blickwechsel nah/fern
statt. Zusammen mit dem Konvergieren der beiden Fixierlinien verengt sich reflektorisch die
Pupille und es kommt gleichzeitig zur Akkommodation. Ein wesentlicher Teil der Augenbe-
wegungen dient dazu, beide Augen in allen Lagen auf ein Objekt zu richten. So können die
Netzhautbilder beider Augen zugleich verarbeitet werden. Die gleichzeitige Aufnahme der
Sinneswahrnehmung beider Augen vermitteln ein höheres Auflösungsvermögen der Bilder
und zusätzlich die Tiefenschärfe des räumlichen Sehens. Die Bilder der Augen werden im
visuellen System getrennt, bis in die Rindenschichten des visuellen Cortex (Nervenbahn im
Gehirn, auch Area 17) geleitet und erst dort zusammengeführt. Das räumliche Sehen ist dem-
nach eine Leistung der Großhirnrinde.
Beim Abtasten des Blickfeldes macht das Auge ruckförmige Bewegungen (Sakkaden), zum
Wechsel des Fixierpunktes z. B. beim Lesen dieser Zeilen. Diese Bildverschiebungen werden
sinnvollerweise im Moment der Augenbewegung zentral unterdrückt. Schaut man seine bei-
den Augen im Spiegel abwechselnd an, sieht man seine Augenbewegung nicht, sondern nur
ein zweiter Beobachter.
Um einen bewegten Gegenstand im Auge zu behalten, macht das Auge langsame Folge-
bewegungen. Die Kombination von langsamen und diesen entgegen gerichteten, schnellen
Augenbewegungen wird Nystagmus genannt. Ein optokinetischer Nystagmus tritt auf, wenn
z.B. ein Baum vom fahrenden Zug aus betrachtet wird (Folgebewegung); nach dem Zurück-
schnellen der Augen kann dann ein neuer Gegenstand fixiert werden usw.
40

Ein krankhafter Nystagmus kann z.B. bei Schädigungen des Kleinhirns und des Gleichge-
wichtsorgans auftreten.
Das Entfernungssehen und das plastische Sehen sind in erster Linie eine Leistung beider Au-
gen gemeinsam und beschränken sich daher hauptsächlich auf das beidäugige, binokulare
Gesichtsfeld. Fixiert man mit beiden Augen einen Punkt, wird dieser beidseitig auf der Fovea
abgebildet und zwar auf sogenannten korrespondierenden Netzhautstellen. Dieser Idealfall
wird als bizentrale Fixation bezeichnet. Gleiches gilt auch für andere Punkte, da sie auf einem
Kreis (eigentlich auf Kugelschale bzw. Horopter) liegen, siehe 2.3.
10.2 Korrespondenz
Die Netzhautkorrespondenz ist die sensorische Beziehung der Netzhäute beider Augen bezüg-
lich ihrer monokularen Richtungswerte. Als Korrespondenzzentren werden die Netzhautstel-
len bezeichnet, die den Richtungswert geradeaus besitzen. Normale Korrespondenz liegt vor,
wenn beide Foveolae und alle Netzhautorte mit gleicher Lage relativ zur Mitte der Foveola
den gleichen monokularen Richtungswert besitzen. Normale Korrespondenz umfasst die bi-
zentrale und disparate Korrespondenz. Bizentrale Korrespondenz ist gegeben, wenn die Kor-
respondenzzentren beider Augen jeweils in der Mitte der Foveola liegen. Liegt das Korres-
pondenzzentrum eines der beiden Augen nicht in der Foveola, jedoch innerhalb des entspre-
chenden Panumbereiches, handelt es sich um eine disparate Korrespondenz. Anomale Kor-
respondenz liegt vor, wenn die Foveola eines Auges mit einem extrafoveolären Netzhautort
des Partnerauges korrespondiert. Sie tritt häufig als Folge eines Strabismus oder von Erkran-
kungen der Makula auf. Ist der Anomaliewinkel, das heißt der Winkel zwischen anomalen
Korrespondenzzentrum und Netzhautgrubenmitte (Fovea centralis), gleich dem objektiven
Schielwinkel, so spricht man von harmonischer anomaler Korrespondenz. Eine unharmoni-
sche anomale Korrespondenz besteht, wenn der Anomaliewinkel kleiner als der objektive
Schielwinkel ist. (Vgl. Grundlagen der visuellen Wahrnehmung Seite 68)
41

10.3 Tiefenwahrnehmung durch binokulare Stereopsis
http://www.more3d.com/3-D/Stereoskopie.html
10.3.1 Simultansehen oder Binokularsehen ohne Fusion
Das ist die Fähigkeit des visuellen Cortex, unterschiedliche Bilder beider Augen ohne Störung
wahrzunehmen. Die Abbildung eines Gegenstandes trifft also immer auf identische (de-
ckungsgleiche) Netzhautbereiche. (korrespondierende Netzhautstellen).
10.4 Binokulare Fusion
Da die Augen des Menschen frontal aufgestellt sind, sieht man den größten Teil des Gesichts-
feldes binokular, das heißt mit zwei Augen. Von der Umwelt, die wir visuell wahrnehmen,
bestehen also stets zwei Bilder, nämlich das des linken und das des rechten Auges. Dies kann
man sich leicht verdeutlichen, indem man einen fernen Punkt fixiert und dabei einen Finger
vor das Gesicht hält, erscheint dieser dann doppelt. Er wird vom linken wie vom rechten Auge
gleichzeitig gesehen. Schließt man abwechselnd das linke und dann das rechte Auge, so stellt
man fest, dass der Finger zuerst nach links und dann nach rechts springt.
42

Dabei nimmt man die beiden einfachen monokularen Bilder war, aus denen das binokulare
Doppelbild entsteht.
Die beiden monokularen Bilder des Fingers sind nicht identisch, da die Augen nicht an der
gleichen Stelle am Kopf angebracht sind, sondern in einem gewissen Abstand. Beim Fixieren
des entfernten Punktes ist die Stellung der beiden Augen so ausgerichtet, dass der Punkt in der
linken und rechten Netzhautgrube (Fovea) abgebildet wird. Natürlich bestehen auch von die-
sem Punkt zwei Netzhautbilder, diese liegen aber auf korrespondierenden Netzhautstellen, das
heißt auf der linken und rechten Netzhaut (Retina) an der gleichen Stelle. In diesem Fall "ver-
schmelzen" die Beiträge des linken und rechten Auges im Gehirn und der Punkt wird nicht
doppelt, sondern einfach gesehen. Diesen Vorgang nennt man binokulare Fusion.
10.4.1 Selbstversuch
Halten Sie Ihre Daumen aufrecht in 50cm Entfernung gerade vor sich!
Versuchen Sie nun mit beiden geöffneten Augen so zu schielen, dass aus den beiden Punkten
genau drei werden, wie darunter angezeigt, dann werden beide Punkte in den Netzhautgruben
abgebildet (und damit auf korrespondierenden Netzhautstellen).
10.5 Der Horopter
Es lassen sich allerdings noch mehr Raumpunkte ausmachen, die ebenfalls nur einfach gese-
hen und nicht in den beiden Sehgruben abgebildet werden. Alle diese ebenfalls auf korres-
pondierenden Netzhautstellen liegenden Punkte befinden sich in der horizontalen Ebene auf
dem Horopter. Der Kreis geht durch die Knotenpunkte (K) der Augen. Je nach Akkommoda-
tionszustand hat der Horopter einen anderen Durchmesser. Der Horopter ist außerdem defi-
niert als der geometrische Ort für alle einfach gesehenen Raumpunkte.
43

10.5.1 Darstellung des Horopters
K
normale Netzhautkorrespondenz
Der blaue Punkt wird in den beiden Sehgruben abgebildet und damit auf korrespondierenden
Netzhautstellen, daher wird er einfach gesehen. Das gleiche gilt für den grünen Punkt, da auch
er auf dem Horopter (in diesem Falle durch den sogenannten Vieth-Müller-Kreis dargestellt),
also ebenfalls auf korrespondierenden Netzhautstellen, liegt. Der orange Punkt dagegen wür-
de doppelt gesehen werden, da er nicht im Panumraum liegt und deshalb nicht im Panumbe-
reich (eine Fläche auf der Netzhaut), abgebildet wird. Der Panumraum ist die Gesamtheit aller
Punkte vor und hinter dem Horopter, die trotz disparater Abbildung binokular einfach gesehen
werden.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass es noch empirische Horopter gibt.
Zur Vereinfachung werde ich sie nur ganz kurz beschreiben:
Die empirisch ermittelten Horoptoren weichen von der theoretischen Vorhersage des hier dar-
gestellten Vieth-Müller-Kreises etwas ab. Dieser beruht auf der Annahme, dass Punkte in
Richtungen, die für beide Augen um den gleichen Winkel von den Sehachsen abweichen,
44

auf korrespondierenden Netzhautstellen abgebildet und einfach gesehen werden.
Darüber hinaus korrespondiert jeder Punkt eines Auges nicht einfach nur mit einem einzigen
Punkt im anderen Auge, sondern mit der erwähnten Fläche dem Panumbereich (Zeichnung
unten). Abweichungen vom Horopter innerhalb eines solchen Bereichs zerstören nicht den
Eindruck des einfachen Bildes, führen aber zu einer veränderten Tiefenwahrnehmung.
10.5.2 Panumbereich
Ein Netzhautort des linken Auges ist mit einer Gruppe binokularer Neurone in der Sehrinde
(Pfeil) verschaltet. Zu diesem Netzhautort existiert im rechten Auge ein korrespondierendes
Netzhautareal, dessen Zellen mit denselben binokularen Neuronen in der Sehrinde verknüpft
sind. . (eigene Zeichnung mit Anregung aus Lexikon der Optik Seite 146)
10.6 Querdisparation und Stereopsis
Das visuell wahrgenommene "Bild der Umwelt" ist eine Fusion aus den Bildern des linken
und des rechten Auges. Die beiden Netzhautbilder unseres Gesichtsfeldes unterscheiden sich
geringfügig, weil unsere beiden Augen einen Abstand haben, welche parallaktische Verschie-
bungen der einzelnen Bildpunkte zur Folge hat. Diese Verschiebungen auf der Netzhaut wer-
den Querdispararitäten genannt.
45

Wie aber entsteht dadurch ein Tiefeneindruck?
Die Antwort auf diese Frage liegt in der Tatsache, dass, wie zuvor schon erwähnt, diese bei-
den Bilder nicht identisch sind. Wenn wir einen entfernten Punkt fixieren, liegen die beiden
Abbilder dieses Punktes in den Netzhautgruben des linken und rechten Auges, also auf kor-
respondierenden Netzhautstellen, was auch auf alle anderen Punkte zutrifft, die auf dem Ho-
ropter liegen. Unser Sehsystem kann sie Punkt für Punkt in Raumtiefen umrechnen und diese
in der Wahrnehmung zur Darstellung bringen.
Was geschieht aber mit Abbildern von Punkten, die nicht auf dem Horopter liegen?
Solche Punkte werden nicht auf korrespondierenden Netzhautstellen abgebildet. Die untere
Abbildung zeigt, wie ein zweiter Punkt (rot), der sich zwischen dem Betrachter und dem von
ihm fixierten Punkt (blau) liegt, auf der Retina abgebildet wird.
K
F
Das Abbild dieses Punktes befindet sich auf der linken Netzhaut links der Sehachse und der
Fovea (F), auf der rechten Netzhaut hingegen wird der rote Punkt rechts der Sehachse abge-
bildet.
46

In der kommenden Abbildung liegen die Abbilder vom roten Punkt zwar beide rechts der
Netzhautgrube, in diesem Falle differieren aber ihre Abstände zu den Sehachsen.
Auch hier wird der rote Punkt also nicht auf korrespondierenden Netzhautstellen abgebildet.
Diese Abstandsunterschiede sind wichtige Hinweisreize für das binokulare Tiefensehen und
werden Querdisparation genannt. Das menschliche visuelle System ist in der Lage, die ver-
schiedenen Beträge der Querdisparation als räumliche Tiefe zu interpretieren.
So wird deutlich, wie aus den beiden zweidimensionalen Netzhautbildern ein dreidimensiona-
ler Seheindruck unserer Umwelt entsteht.
Die Stereopsis ist nur für geringe und mittlere Entfernungen wirksam. Bei Fixationsentfer-
nungen von mehr als 30 Metern dominieren nicht disparative Faktoren bei der relativen Ent-
fernungsabschätzung. Bewegungen des Kopfes oder des ganzen Körpers erleichtern die Tie-
fenwahrnehmung. Ein näherer Gegenstand bewegt sich dabei schneller im Gesichtsfeld als ein
entfernterer, z.B. bei einem Blick aus dem Zugfenster. Mitwandern des Mondes und Zurück-
bleiben der Berge beim Fahren sind ein ähnliches Beispiel für eine Tiefenwahrnehmung durch
Relativbewegungen.
Die neurophysiologische Grundlage der Stereopsis sind binokulare Neurone in der Sehrinde,
die auf unterschiedliche Querdisparationen ansprechen.
Exzitatorische Neurone, die auf Querdisparationen von bis zu maximal 3 Winkelminuten rea-
gieren, werden als T0 – Neurone (Tuned – Zero – Neurone) bezeichnet. Neurone, die auf
Querdisparationen von 3 bis 30 Winkelminuten mit einer Steigerung ihrer Aktivität anspre-
chen, sind TF – Neurone (Tuned – Far – Neurone) bzw. TN – Neurone (Tuned – Near – Neu-
rone).
47

TF – Neurone reagieren auf ungekreuzte und TN – Neurone auf gekreuzte Querdisparationen.
TI – Neurone (Tuned – Inhibited – Neurone) reagieren hingegen auf Querdisparationen von
weniger als 6 Winkelsekunden mit einer Hemmung. Bei größeren Querdisparationen zeigen
diese eine erhöhte Aktivität. NE – Neurone (Near – Neurone) werden binokular durch Objek-
te, die vor dem Fixationspunkt liegen, gehemmt. FA – Neurone (Far – Neurone) werden von
Reizen, die hinter dem Fixationspunkt liegen, erregt und von davor liegenden Objekten ge-
hemmt.
Neurone der Sehrinde, die der Verarbeitung der an einer Netzhautstelle vorliegenden Informa-
tionen dienen, können zu Modulen zusammengefasst werden. Diese bilden funktionelle Ein-
heiten innerhalb der Sehrinde. Ein Auge projiziert in die Sehrinde auf eine Gruppe binokula-
rer Neuronen. Diese ist weiterhin nicht nur mit der korrespondierenden Netzhautstelle im
Partnerauge verschaltet, vielmehr mit einem größeren Netzhautareal, das dem Panumbereich
um den korrespondierenden Netzhautort herum entspricht.
Die binokularen Neurone dieser Gruppe sind in Abhängigkeit von der Querdisparation, auf
die sie spezifisch reagieren, gemäß einer Gauß – Kurve verteilt.
normale Zahl
binokularer
Neurone
Horopter
0 Panumraum
-3 -2 -1 0 1 2 3
Querdisparation in Grad
Verteilung binokularer Neurone in Abhängigkeit von der Querdisparation
Deren Maximum wird durch die Neuronen bestimmt, die auf verschwindende Querdisparatio-
nen ansprechen. Dem Maximum der Verteilung ist im Außenraum der Horoptor zugeordnet.
(Vgl. Lexikon der Optik Seite 330)
48

Mit zunehmender Querdisparation nimmt die Zahl der entsprechend sensitiven binokularen
Neurone ab. Die Grenze der Panumbereiche ist dann gegeben, wenn die Querdisparation so
groß ist, dass nicht mehr genügend binokulare Neurone aktiviert werden können.
Die Breite der Verteilerkurve und damit auch die Durchmesser der Panumbereiche hängen
von der Exzentrizität des Netzhautortes ab. Ein Modul, das auf Netzhautorte in der Nähe der
Foveola reagieren, zeigt eine schmalere Verteilungskurve als ein der Netzhautperipherie zu-
geordnetes Modul. Das visuelle System erkennt den Horopter daran, dass ein Maximum an
binokularen Neuronen in der Sehrinde aktiviert wird.
Dies ist aufgrund der erwähnten Verteilung der binokularen Neurone dann der Fall, wenn
Neurone aktiviert werden, die auf verschwindende oder sehr geringe Querdisparationen an-
sprechen. Die Augenstellung wird über die Augenmuskeln so gesteuert, dass dieses Maximum
binokularer Aktivität erzielt wird.
Die beiden Augen tauschen innerhalb der Sehrinde von Modul zu Modul ihre Rolle als Refe-
renz- bzw. Partnerauge. Dementsprechend sind diese Module mosaikartig über das gesamte
Gesichtsfeld verteilt.
Für jeden Punkt des Gesichtsfeldes berechnen die einzelnen Module aufgrund der Querdispa-
ration die lokale Tiefe. Diese Tiefenbestimmung erfolgt zeitlich parallel in allen Modulen der
Sehrinde. Die lokal für jeden Punkt des Gesichtsfeldes ermittelte Tiefe wird als lokale Stere-
opsis bezeichnet. Die klassischen Stereoteste, die auf querdisparat dargebotenen Linien oder
Flächen beruhen, prüfen die lokale Stereopsis. Aufgrund möglicher Wahrnehmung von For-
men, Konturen oder ähnlichen ist in diesen Fällen die Wahrnehmung der lokalen Stereopsis
erleichtert. Die gleichzeitige Tiefenberechnung für viele Netzhautorte setzt eine höhere Integ-
rationstätigkeit voraus. Die globale Stereopsis integriert die lokalen Stereoprozesse bei der
sensorischen Fusion zu einem Gesamtbild in räumlich gestaffelter Tiefe. Sie wird mit Ran-
dom – Dot-Tests geprüft.
Die Augendominanz im visuellen Cortex bildet sich im Alter von 4 Monaten. Daraufhin bil-
det sich die binokulare Tiefenwahrnehmung. Die monokulare Tiefenwahrnehmung beruht
stärker auf Erfahrung als die binokulare und entwickelt sich erst später.
49

10.6.1 Stereowinkel
Als Maß für die Querdisparation wird der Stereowinkel angegeben. Es ist der Sehwinkel, un-
ter dem die stereoskopische Parallaxe vom Mittelpunkt der Verbindungslinie der Knoten-
punkte beider Augen aus erscheint
Zusammenhang zwischen Wahrnehmungstiefe Δa, stereoskopischer Parallaxe yp, Fixation-
sentfernung a und Pupillenabstand p. Hier handelt es sich um eine temporal querdisparate
Abbildung. Der Stereowinkel ergibt sich aus α=αR + αL. Der Objektpunkt ist O, der Knoten-
punkt K und die Foveola F. (eigene Zeichnung mit Anregung aus Lexikon der Optik)
Für geringe Tiefenunterschiede Δa und eine Entfernung a der Bezugsebene vom Beobachter
ergibt sich der Stereowinkel α bei einem Pupillenabstand p zu α=p*Δa/a 2 . Der kleinste Seh-
winkel, der zu einer räumlichen Tiefenwahrnehmung führt, ist der Stereogrenzwinkel. Er be-
trägt unter photopischen Adaptationsleuchtdichten etwa 10 Winkelsekunden. In 30 cm Fixati-
onsabstand sind daher noch Tiefenunterschiede zwischen 2 Objekten von bis zu 0,06 mm er-
kennbar. Unter optimalen Bedingungen sind auch Werte von 2 Winkelsekunden erreichbar.
Dies entspricht der Noniussehschärfe. Der Stereogrenzwinkel nimmt mit wachsender Netz-
hautexzentrizität rasch zu. Bei einer Exzentrizität von 2° beträgt er bereits mehr als 30 Win-
kelsekunden. Der Kehrwert des Stereogrenzwinkels ist die Stereotiefensehschärfe.
50

11 Stereoskopie
Die Stereoskopie ist die Wiedergabe von Bildern mit einem räumlichen Eindruck von Tiefe,
der physikalisch nicht vorhanden ist. Umgangssprachlich wird Stereoskopie auch fälschlich
immer als „3D― bezeichnet, obwohl es sich nur um zweidimensionale Abbildungen handelt,
die einen räumlichen Eindruck vermitteln. Normale zweidimensionale Bilder ohne Tiefenein-
druck werden als monoskopisch bezeichnet. Das Prinzip beruht immer darauf, dass Menschen
wie alle Primaten und die meisten Raubtiere durch ihre zwei Augen ihre Umgebung gleichzei-
tig aus zwei Blickwinkeln betrachten. Dadurch kann ihr Gehirn zu allen betrachteten Objekten
effizient eine Entfernung zuordnen und ein dreidimensionales Bild seiner Umgebung gewin-
nen, ohne den Kopf in Bewegung halten zu müssen. Die Stereoskopie befasst sich folglich nur
damit, in das linke und rechte Auge jeweils unterschiedliche zweidimensionale Bilder aus
zwei leicht abweichenden Betrachtungswinkeln zu bringen (siehe Abbildung) Die jeweiligen
Verfahren dazu sind aber unterschiedlich.
Zwei stereoskopische Halbbilder in
einem Bild für den Kreuzblick
http://de.wikipedia.7val.com/wiki/Stereoskopisches_Sehen
Es gibt zum einen die Möglichkeit sich dieses Bild mit Hilfe eines Stereoskops anzusehen
(siehe Abbildung).
ein Stereoskop der Firma Winter, Leipzig
http://khnemo.wordpress.com/2008/07/25/ein-stereoskop-von-willi-winter/
51

Mit etwas Übung kann man sie auch ohne optische Hilfsmittel betrachten. Eine Variante sind
Rot – Blau – Stereobilder, zu deren Betrachtung eine entsprechende Farbbrille benötigt wird.
Wie schon im vergangenen Jahrhundert bekannt war, kann auch die chromatische Aberration
des Auges zur Stereoskopie genutzt werden. Man benötigt dann nur noch ein einziges Bild,
wobei die Tiefeninformation über die Farbe codiert wird. Das Prinzip des Verfahrens besteht
darin, dass zwei praktisch am gleichen Ort befindliche Punkte, ein roter und ein blauer, auf
zwei unterschiedliche Netzhautstellen abgebildet werden. Dieser durch die chromatische
Aberration des Auges bedingte sogenannte Farbtiefeneffekt kann noch dadurch verstärkt wer-
den, dass man Prismen vor die Augen setzt. Einfacher und billiger ist es, anstelle der Prismen
Echelettegitter zu verwenden. Entsprechende Brillen, als Chroma – Depth – Brillen bezeich-
net, werden heute kommerziell angeboten.
http://de.wikipedia.org/wiki/3D-Brille
12 Funktionsprinzip der Polarisation
Was muss getan werden, damit man jetzt dieses Tiefensehen künstlich an technischen Geräten
erzeugen kann?
Wie schon im vorhergehenden Kapitel beschrieben, braucht man einen Polarisator und einen
Analysator, um als Betrachter einen dreidimensionalen Effekt wahrzunehmen.
12.1 Erzeugung von polarisiertem Licht
Eine normale Lichtquelle besteht aus einer großen Anzahl von Atomen, die aufgrund von
Stößen untereinander Licht emittieren (abgeben), dessen Polarisation unabhängig und zufällig
ist. Da die mittlere freie Flugzeit zwischen zwei Stößen sehr klein gegenüber der Detektions-
zeit ist, erscheint das natürliche Licht als eine Superposition (Überlagerung mehrerer physika-
lischer Größen) einer großen Anzahl von Polarisationszuständen.
52

Man stellt es deshalb als eine elliptisch polarisierte Welle dar, die aus zwei orthogonalen Po-
larisationen aufgebaut ist, deren Phasenverschiebung eine Wahrscheinlichkeitsfunktion ist,
die schnell mit der Zeit variiert. Tatsächlich ist diese Funktion nicht vollständig zufällig, da
bestimmte physikalische Prozesse, die ähnlich einfach sind wie die Reflexion und die Beu-
gung, eine Asymmetrie und damit eine partielle Polarisation bedingen.
Daher besitzt natürliches Licht einen geringen Polarisationsgrad, den man häufig versucht zu
erhöhen, indem Systeme verwendet, bei denen aufgrund einer Asymmetrie die Polarisation in
einer definierten Weise verändert wird.
Viele dieser Systeme absorbieren Licht einer bestimmten Polarisation und lassen nur Licht
mit dazu senkrechter Polarisation hindurch. Man bezeichnet sie daher als Polarisatoren.
Bemerkung: Perfekt polarisiertes Licht oder vollständig unpolarisiertes Licht herzustellen, ist
außerordentlich schwierig.
Man kann polarisiertes Licht auf viele verschiedene Art und Weise herstellen.
Es gibt zum Beispiel die Varianten polarisiertes Licht durch
Reflexion
Diffusion
herzustellen.
Doppelbrechung
Dichroismus
Wir gehen nur auf die Polarisation durch Dichroismus genauer ein, weil sie in unserem The-
ma am meisten vorkommt. (Vgl. Lexikon der Optik Seite 216)
53

12.2 Polarisation durch Dichroismus
Dichroismus heißt Zweifarbigkeit.
Doppelbrechende Stoffe zerlegen das eintreffende Licht in zwei senkrecht zueinander
schwingende linear polarisierte Wellen. Zusätzlich wird durch einen Farbstoff eine der
Schwingungsrichtungen absorbiert.
In unserem Beispiel handelt es sich um Polarisationsfolien als Polarisator am Projektor und
als Analysator in der Brille.
Diese Kunststoffpolarisationsfolien bestehend aus Polyvinylalkohol werden durch mechani-
sche Dehnung doppelbrechend und durch Färben mit Jod dichroitisch.
Das durchgelassene Licht ist dann linear polarisiert.
Leider sind diese Folien empfindlich gegen intensive Bestrahlung, da sie 50% des auftreffen-
den Lichtes absorbieren, also verschlucken und in Wärme umwandeln.
Es gibt eine weitere Art einen Tiefeneindruck entstehen zu lassen. Dies geschieht durch die
schon erwähnte Shutterbrille in Verbindung mit einem LCD Bildschirm.
Die Shutterbrille wird zwischen durchsichtig und undurchsichtig geschaltet. Dies geschieht
durch Flüssigkeitskristallanzeigen in den Brillengläsern. Es wird abwechselnd nur ein Teilbild
gezeigt jeweils für das linke und dann das rechte Auge. Die Brille wird synchron dazu umge-
schaltet. Dadurch sieht das linke Auge nur das Teilbild, was für links vorgesehen ist und das
rechte entsprechend das andere Teilbild. Wenn die beiden Teilbilder mit den nötigen Kameras
für 3D Animation aufgenommen wurden, dann erkennt man ein dreidimensionales Bild.
Die Flüssigkeitskristallanzeigen sind synthetische organische Moleküle und haben eine re-
gelmäßige Anordnung. Sie zeichnen sich mit der Eigenschaft der optischen Anisotropie aus,
die Moleküle sind aber im Kristall beweglich.
54

12.3 Aufbau
Zwei Polfilter sind um 90° gegeneinander verdreht, dazwischen befindet sich eine Schicht aus
Flüssigkristall und zusätzlich sind Metallelektroden an der Oberseite und an der Unterseite
des Flüssigkristalls.
Durch elektrische Spannung kann die Schwingungsebene von polarisiertem Licht um 90°
verdreht werden, sodass die Anzeige mal hell und mal dunkel erscheint.
Da man eine Shutterbrille nicht überall einsetzen kann, gibt es die Möglichkeit zwei Bilder
mit Hilfe von linearer oder noch besser zirkularer Polarisation zu trennen.
12.4 Linear polarisiertes Licht
Mit einem Linearpolarisator, z. B. einer
Polarisationsfolie, kann man aus statis-
tisch polarisierten Lichtwellenzügen
solche auswählen, die nur in einer be-
stimmten Schwingungsebene schwingen,
wodurch man linear polarisiertes Licht http://de.wikipedia.org/wiki/3D-Brille
erhält. Stehen bei zwei hintereinander geschalteten Plastikfolien die Molekülachsen parallel,
so kann das polarisierte Licht durch die zweite Folie durchdringen. Stehen sie aber normal
(senkrecht) aufeinander, so wird das von der ersten Folie kommende polarisierte Licht durch
die zweite Folie ausgelöscht. Fällt ein Lichtwellenzug, der schräg zur Durchlassrichtung des
Polarisationsfilters schwingt, auf diesen auf, dann geht nur diejenige Komponente durch, die
parallel zur Durchlassrichtung schwingt. Die senkrecht zur Durchlassrichtung schwingende
Komponente wird absorbiert.
55

12.5 Zirkular polarisiertes Licht
Vereinigt man zwei Lichtstrahlen
gleicher Wellenlänge und Hellig-
keit, die rechtwinklig zu einander
linear polarisiert sind, zu einem
Strahl, jedoch phasenverschoben,
so überlagern sich die Feldstärken
der beiden Teilstrahlen nach dem
Superpositionsprinzip, http://de.wikipedia.org/wiki/3D-Brille
und die Polarisationsrichtung des neuen Strahls verläuft wegen der Phasenverschiebung an
jedem Punkt seines Weges in kreisförmiger Drehung zeitgleich zu seiner Periode: dies nennt
man zirkular polarisiertes Licht (bzw. wenn die beiden Feldstärken der Teilstrahlen nicht
gleich stark sind, elliptisch polarisiertes Licht). Monochromatisches linearpolarisiertes Licht
kann zum Beispiel in einem λ/4-Plättchen (Phasenschieber) in zirkularpolarisiertes Licht um-
gewandelt werden. Ein λ/4-Plättchen verzögert Licht, das parallel zu einer Bauteil-
spezifischen Achse polarisiert ist, um eine viertel Wellenlänge – bzw. π/2 – gegenüber dazu
senkrecht polarisiertem Licht. Es kann bei richtiger Einstrahlung aus linear polarisiertem
Licht zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht machen und aus zirkular polarisiertes Licht-
wieder linear polarisiertes. (Vgl. Lexikon der Optik Seite 216)
56

12.5.1 Darstellung der unterschiedlich polarisierten Wellen
http://www.stereoforum.org/viewtopic.php?f=40&t=697&start=0
57

13 Praktischer Teil
13.1 Ideenfindung
Nach dem 3D Kino Erfolg „Avatar-Aufbruch nach Pandora― wurden wir auf die körperlichen
Reaktionen aufmerksam: Im Zuge einer Kontaktlinsen Promotion-Tour war ich, im Herbst
2010, über mehrere Tage hindurch in Kinocentern als Augenoptiker tätig. Dabei wurde ich
mehrmals von Kinobesuchern angesprochen, warum sie nach dem 3D-Kinobesuch Probleme
mit ihren Augen hatten. Zu diesem Zeitpunkt wusste ich die Antwort auf diese Frage noch
nicht. Des Weiteren stellten die Mitglieder unserer Diplomarbeitsgruppe unabhängig vonein-
ander fest, dass ein relativ großer Teil unserer Bekannten über starke Kopfschmerzen nach
dem 3D-Kinobesuch klagte. Als Augenoptiker weckten diese Beschwerden unser Interesse.
13.2 Konzept
Wir setzten uns mit verschiedenen Situationen im Alltag auseinander. Einerseits führten wir
Messungen nach dem Besuch von 3D-Filmen im Kino durch, anderseits testeten wir die 3D-
Brille „Cinemizer― von Carl Zeiss.
13.2.1 Ziel der Untersuchung
Ziel dieser Untersuchungen war es festzustellen warum Probanden während oder nach dem
Kinobesuch über asthenopische Beschwerden klagten. Außerdem wollten wir den prozentua-
len Durchschnitt ermitteln, der über Beschwerden klagte. (asthenopische Beschwerden, siehe
Kapitel 12)
13.3 Messungen nach dem Sehen von 3D-Filmen im Kino
13.3.1 Vorbereitung
Wir suchten Telefonnummern von Kinos welche 3D-Filme in Innsbruck und Umgebung
spielten. Nach vielen Absagen, erreichten wir Christian Hofer der Geschäftsführer des Metro-
pol Kinos in Innsbruck. Dieser sagte uns nach einem kurzen und äußerst unkomplizierten An-
ruf zu. In der 16. Kalenderwoche, durften wir unter der Woche im Foyer des Metropol Kinos
nutzen. Wir bauten einen Stand auf um mit Testpersonen die Anamnesebögen auszufüllen und
die optischen Untersuchungen durchzuführen.
58

Davor erstellten wir einen kurzen Anamnesebogen der für die Kinobesucher leicht verständ-
lich war. Dieser durfte nicht zu lang sein, um das Kinoerlebnis der Besucher nicht zu beein-
trächtigen und ihnen die Freude des Besuches nicht zu nehmen. Ein Teil des Bogens wurde
vor Beginn des 3D-Films ausgefüllt. Der zweite Teil wurde nach Ende des Films vervollstän-
digt.
13.3.2 Tests
Gemessen wurde mit der Pola Einheit von Carl Zeiss und der dazu gehörige Messbrille sowie
den Polfiltern. Wir führten einen normalen Pola-Durchlauf aus, wobei wir besondere Auf-
merksamkeit auf folgende Punkte richteten.
Vertikal-und Horizontalphorien
Stereotiefe
Das angeführte Bild zeigt unseren Diplomand Alexander im Metropol Kino.
59

13.3.3 Resümee
Insgesamt testeten wir 85 Probanden. Die genaue Auswertung ist auf kommenden Seiten er-
sichtlich. Prinzipiell kann man sagen, dass Menschen mit Phorien eher zu Problemen bei 3D-
Filmen neigen, als Menschen ohne Phorien. Anders als unsere Annahmen waren, erwies sich,
dass Probanden mit eingeschränkter Tiefenwahrnehmung nicht über asthenopischen Be-
schwerden klagten.
Probanden, die an asthenopische Beschwerden litten, hatten keine offensichtlichen visuellen
Probleme, da bei den meisten das visuelle System über eine große Funktionsreserve verfügte.
Bei besonderer Beanspruchung des Sehens, in diesem Beispiel der 3D-Kinofilm, machte es
den Anschein, dass die Kompensationsmechanismen versagten.
Die Testpersonen bekamen entweder Kopfschmerzen, sahen verschwommen oder die Bilder
schienen ineinander zu fließen. In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass die Augen-
muskulatur samt dem Ziliarmuskel versagte. Des Weiteren war die Koordination beider Au-
gen beeinträchtigt, so dass es zu Doppelbildern kam.
Wir konnten bei Probanden die als Beschwerde Kopfschmerzen angaben, feststellen, dass bei
den meisten eine Phorie messbar war. Aus den Messungen ergab sich, dass die Testpersonen
die eine Esophorie aufwiesen die meisten Probleme hatten. Diese Probleme zeigten sich so-
wohl während, als auch nach dem Film. Eine Refraktion mit Untersuchung der Phorien und
der eventuell daraus resultierenden prismatischen Gläser gilt hier als der Schlüssel zur Besei-
tigung asthenopischer Beschwerden.
Es war in unseren Messungen gut zu erkennen, dass bei Filmen mit schnell wechselnder Bild-
sequenz und hektisch aufeinander folgenden Handlungen, grob gesagt Actionfilme, der Aus-
löser für Schwindel war.
60

13.4 Zukunftsaussichten
Heutzutage werden ca. ein Viertel der österreichischen Kinofilme als 3D-Filme angeboten. In
Zukunft wird unserer Meinung nach das multimediale Angebot der Filmindustrie weiter zu-
nehmen. Vor allem tippen wir auf Holografie. In diesem Fall bräuchte man zB gar keine Ki-
noleinwand mehr und der Eindruck ist trotzdem räumlich.
Dass das 3D-Prinzip noch verbesserungswürdig ist, bemerkt auch Hollywood. Der Regisseur
James Cameron, großer 3D-Befürworter und mit dem großen 3D-Werk ―Avatar― einer der
Pioniere der bisher umstrittenen Technik, versucht für sein neues Werk ―Avatar 2―, den Fla-
ckereffekt mit 60 Bildern pro Sekunde zu eliminieren. Allerdings verlangt Cameron von den
Filmtheatern ebenfalls technische Besserungen, um die Kopfschmerzen im Kino endgültig zu
vertreiben. Es müssten lichtstärkere Projektoren und andere Brillen angeschafft werden, damit
dann der Weg frei ist, für den absoluten optischen Hochgenuss ohne Kopfschmerzen.
61

13.5 Messungen nach dem Sehen von Filmen mit der Cinemizer Brille
13.5.1 Vorbereitungen
Da wir äußerst daran interessiert waren mit der „Cinemizer Brille― von Carl Zeiss zu arbeiten,
baten wir das Weltunternehmen uns bei der Diplomarbeit zu unterstützen. Wir riefen Herrn
Axel Brandner an und bekamen sofort die Zusage, dass er uns die Cinemizer Brille leihen
würde. Innerhalb von wenigen Tagen war Herr Brandner in Hall in Tirol vor Ort und brachte
uns die 3D-Brille persönlich vorbei. Wir bekamen Cd´s mit 3D-Filmen, ein Kabel zum Über-
tragen der Filme von Laptop auf I-Pod und die Cinemizer Brille selbst.
13.5.2 Tests
Wir baten unsere Mitschüler die Brille zu testen und sich den Film „Afrika Safari Tour― anzu-
sehen. Wir teilten ihnen vor der Aushändigung der 3D-Brille mit, dass darauf zu achten sei,
ob sie während oder nach dem Sehen des Films asthenopische Beschwerden bekamen.
Probanden die uns von negativen Nebenwirkungen berichteten, wurden daraufhin einer Phorie
Messung in der Nähe unterzogen.
http://images.izideal.com/img/product/98
62

13.5.3 Resümee
Wir testeten insgesamt 8 Mitschüler, wovon drei Nebenwirkungen hatten. Die genaue Aus-
wertung ist auf kommenden Seiten ersichtlich. Prinzipiell kann man sagen, dass Menschen
mit Nahphorien eher zu Problemen bei 3D-Filmen in der Nähe neigen, als Menschen ohne
Phorien.
Bei Probanden mit asthenopischen Beschwerden wurde nur eine kleine Fusionsreserve in der
Nähe gemessen. Die Kompensationsmechanismen versagten hier. Wir konnten feststellen,
dass Mitschüler mit einer Exophorie sich schwieriger auf den Film konzentrieren konnten.
Die Mitschüler bekamen entweder Kopfschmerzen, sahen verschwommen oder die Bilder
schienen ineinander zu fließen. In diesem Fall kann man davon ausgehen, dass die Augen-
muskulatur samt dem Ziliarmuskel versagte. Außerdem war die Koordination beider Augen
beeinträchtigt, so dass es zu Doppelbildern kam.
Eine Refraktion mit Untersuchung der Phorien und der eventuell daraus resultierenden pris-
matischen Gläser gilt hier leider nicht als Schlüssel zur Beseitigung asthenopischer Be-
schwerden. Der Nachtteil an dieser Cinemizer Brille ist, wenn man eine Fehlsichtig hat, kann
man zwar die Sphäre an der Brille selbst korrigieren, jedoch werden weder Astigmatismen,
noch Prismen berücksichtigt.
63

14 Fragebögen für die statistischen Auswertungen
Fragen vor dem Kinobesuch!
(bitte ankreuzen)
Auffälligkeiten Ja Nein gelegentlich
Ist das Ihr erster 3D
Kinobesuch?
Sind Sie Brillenträ-
ger?
Sind Sie Kontaktlin-
senträger?
Sind Sie lichtemp-
findlich?
Können Sie gut Ent-
fernungeneinschät- zen?
Kennen Sie die ma-
gischen Bilder( Ste-
reogramme)? Wenn
ja, hatten Sie Prob-
leme, diese zu erken-
nen?
Stereogrammbild
Bitte Altersklasse
ankreuzen
Sonstige Auffälligkeiten?.:
0-30
30-60
60-100
64

Fragebogen unmittelbar nach dem Kinobesuch
(bitte ankreuzen)
Auffälligkeiten Ja Nein gelegentlich
Hatten Sie Kopf-
schmerzen während
des 3D Film?
Haben Sie während
des Films oder un-
mittelbar nach dem
Film ein Gefühl von
Übelkeit verspürt?
Mussten Sie während
des Kinofilms die 3D
Brille abnehmen?
Und wenn ja warum?
Wurde Ihnen wäh-
rend des Kinofilms
schwindelig?
Hatten Sie Probleme
die 3D Situation
wahrzunehmen?
Sahen Sie mit der 3D
Brille während des
Films verschwom-
mene Bilder?
Sonstige Auffälligkeiten?.:
Vorne
/Mitte
Vorne/
Außen
Wo war Ihre Sitzposition im Kino? Bitte ankreuzen
Mitte/
Mitte
Mitte/
Außen
Hinten/
Mitte
Hinten/
Außen
65

Fragen vor der Benutzung der Cinemizer-Brille
(bitte ankreuzen)
Auffälligkeiten Ja Nein gelegentlich
Ist das das erste Mal,
dass du mit dieser
Brille einen 3-D Film
sehen wirst?
Bist du Brillenträger?
Bist du Kontaktlin-
senträger?
Bist du lichtempfind-
lich?
Kannst du gut Ent-
fernungeneinschät- zen?
Kennst du die magi-
schen Bilder( Stereo-
gramme)? Wenn ja,
hatten Sie Probleme,
diese zu erkennen?
Stereogrammbild
Bitte Altersklasse
ankreuzen
Sonstige Auffälligkeiten?.:
0-30
30-60
60-100
66

Fragen nach dem Seherlebnis mit der Cinemizer-Brille
(bitte ankreuzen)
Auffälligkeiten Ja Nein gelegentlich
Hattest du Kopf-
schmerzen während
des 3D Film?
Hattest du während
des Films oder un-
mittelbar nach dem
Film ein Gefühl von
Übelkeit verspürt?
Musstest du während
des Films die Cine-
mizer Brille abneh-
men? Und wenn ja
warum?
Wurde dir während
des Films schwinde-
lig?
Hattest du Probleme
die 3-D Situation
wahrzunehmen?
Hast du mit der 3-D
Brille während des
Films verschwom-
mene Bilder gese-
hen?
Sonstige Auffälligkeiten?.:
67

15 Asthenopische Beschwerden
15.1 Allgemein
Asthenopie bedeutet im eigentlichen Sinn Schwachsichtigkeit oder Sehschwäche. In unserem
Fall befassen wir uns mit den Ermüdungsbeschwerden des Sehorgans.
Prinzipiell gilt die Asthenopie als eine der facettenreichsten und interessantesten Erscheinun-
gen. Es gibt sehr viele körperliche Beschwerden die auf unser Sehen zurückzuführen sind.
Asthenopische Beschwerden äußern sich als ziehende, drückende oder dumpfe Schmerzen im
Bereich von Augenhöhle und Stirn, Ermüdungsgefühl und brennen in den Augen, vermehrte
Lichtempfindlichkeit, Unlustgefühle, Unschärfe, Diplopie (Doppelbilder), mangelnde Aus-
dauer bei Naharbeit oder bei Distanzwechsel sowie Lesen, Schwindelgefühl beim Auto fah-
ren. (Rüßmann, 178, 1995).
Wir haben unsere praktische Arbeit auf Kopfschmerzen, Übelkeit, und Schwindel fokussiert.
Auffallend ist, dass sich Asthenopie zumeist während oder nach sehintensiven Beschäftigun-
gen mit den Augen bemerkbar macht. Wie in unserem Beispiel, sind die 3D-Kino-Techniken
der Auslöser für die unangenehmen Nebenwirkungen.
Bei manchen betroffenen Personen können die allgemeinen Missempfindungen zu Übelkeit
und Erbrechen führen. Die Missempfindungen beeinträchtigen die betroffenen Personen nicht
ständig, sondern stellen sich mit zunehmender Intensität erst im Laufe des Tages ein.
68

15.2 Kopfschmerzen
Kopfschmerzen können auf nicht oder falsch korrigierte Refraktionsfehler zurückzuführen
sein, wobei auch ein Mangel an Konvergenz eine Rolle spielt.
Bei Vertikalphorien können bereits geringfügige Abweichungen zu subjektiven Beschwerden
führen.
Klingen die Beschwerden beim Schließen eines Auges ab, so ist dies ein Hinweis auf mögli-
che Störung des Binokularsehens.
Für die durch Heterophorien verursachten asthenopischen Beschwerden werden einerseits
Überanstrengungen im Muskelapparat des Auges und andererseits Überanstrengungen im
Gehirn, die durch die zur Kompensation der Heterophorie erforderliche gesteigerte Hirntätig-
keit hervorgerufen werden, verantwortlich gemacht. Wesentlich dürfte die gesteigerte Aktivi-
tät des Gehirns sein. Die äußeren Augenmuskeln ermüden aufgrund ihren histologischen und
physiologischen Eigenschaften und ihrer extrem guten Blut- und Sauerstoffversorgung nur
sehr langsam. (vgl. Berke, S.193, 2001)
15.3 Schwindel
Schwindel entsteht, wenn die Koordination des visuellen Systems mit dem Gleichgewichts-
system gestört ist und das Gehirn widersprüchliche Informationen über Kopf—und Körper-
bewegungen sowie die Lage im Raum erhält. Man spricht dann von einem „sensory mis-
match―. (vgl. Berke, S. 194, 2001)
69

15.4 Asthenopische Beschwerden durch 3D Filme
Seit der Innovation der 3D-Technik werden immer mehr Kinofilme im 3D-Format abgespielt.
Entwicklung braucht Zeit. Dies gilt auch in der Filmtechnikindustrie. 3D-Filme ermöglichen
ein ganz spezielles Kinoerlebnis, aus welchem aber leider auch viele Beschwerden einherge-
hen. Diese Technik verlangt unserem Sehorgan Höchstleistungen ab und somit steht die Frage
im Raum, ob unsere Augen diese Art von dreidimensionalem bzw. Stereosehen überhaupt
vertragen.
Die Bilder die uns hier begegnen, werden in einer übertriebenen Form von schnell ablaufen-
den Bildsequenzen dargestellt. Grund dafür ist die Tatsache, dass 3D-Kino gleichzeitig auf
zwei verschiedenen Sehebenen stattfindet. Je weniger Bilder pro Sekunde abgespielt werden,
desto unschärfer erscheinen die Ränder. Unser menschliches Gehirn ist auf den Ausgleich der
zwei unterschiedlichen Ebenen nicht trainiert. Wiederrum ist das der Auslöser dafür, dass ein
unnatürlicher Seheindruck entsteht. Das Duo, Auge und Hirn, muss deswegen reichlich Ener-
gie aufwänden. Die unnatürlichen Bilder müssen „richtig― verarbeiten werden. Von Kopf-
schmerzen bis hin zu Übelkeit oder auch geröteten Augen ist die Folge des aufgezwungenen
räumlichen Seheindrucks.
70

16 StatistischeAuswertung
Probleme bei Stereogramm
Enztfernungen einschätzen
Lichtempfindlich
Kontaktlinsenträger
Brillenträger
Erster 3D Film
Erster 3D
Film
Messungen vor dem Kino
0 20 40 60 80
Brillenträger KontaktlinsenLichtempfindlEnztfernunge
Probleme bei
träger ich n einschätzen Stereogramm
Gelegentlich 15 8 12
NEIN 65 45 67 56 25 42
JA 20 40 18 14 52 31
71

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Erster 3D Film 20 65 0
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Brillenträger 40 45 0
53%
Erster 3D Film
76%
JA NEIN
Brillenträger
JA NEIN
24%
47%
72

Häufigkeit
Kontaktlinsen- ja nein gelegentlich
träger 18 67 0
Kontaktlinsenträger
79%
JA NEIN
Häufigkeit
21%
Probleme bei ja nein gelegentlich
Stereographie 31 42 12
Probleme bei Stereogramm
JA NEIN Gelegentlich
49%
14%
37%
73

Häufigkeit
Kontaktlinsen- ja nein gelegentlich
träger 18 67 0
Kontaktlinsenträger
79%
JA NEIN
Häufigkeit
21%
Probleme bei ja nein gelegentlich
Stereographie 31 42 12
Probleme bei Stereogramm
JA NEIN Gelegentlich
49%
14%
37%
74

Verschwommene Bilder
Probleme die 3D Situatuion
wahrzunehmen
Schwindelgefühl
Brille abgenommen
Übelkeit
Kopfschmerzen
Kopfschmerz
en
Messungen nach dem Kino
0 20 40 60 80
Übelkeit
Brille
Probleme die
Schwindelgef 3D Situatuion Verschwomm
abgenommen ühl wahrzunehme
n
ene Bilder
gelegentlich 5 1 2 1 7 23
nein 66 80 68 74 65 58
ja 14 4 15 10 13 4
75

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Kopfschmerzen ? 14 66 5
Kopfschmerzen
ja nein gelegentlich
78%
6%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Übelkeit? 4 80 1
16%
Übelkeit
ja nein gelegentlich
94%
1%
5%
76

Häufigkeit
Probleme die 3D ja nein gelegentlich
Situatuion wahrzunehmen? 13 65 7
Probleme
die 3D Situatuion wahrzunehmen
ja nein gelegentlich
77%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Verschwommene Bilder? 4 58 23
8%
15%
Verschwommene Bilder
ja nein gelegentlich
27%
5%
68%
77

Häufigkeit
3D-Brille ja nein gelegentlich
abgenommen? 15 68 2
3D-Brille abgenommen
80%
Häufigkeit
18%
ja nein gelegentlich
Schwindelgefühl? 10 74 1
2%
ja nein gelegentlich
Schwindelgefühl
ja nein gelegentlich
87%
1%
12%
78

Lichtempfindlich?
Brillenträger ?
Probleme bei Stereogramm ?
Entfernungen einschätzen ?
Kontaktlinsenträger?
Erster 3D-Film
Messungen vor dem Cinemizer
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Erster 3D-Film Kontaktlinsent
räger?
Entfernungen
einschätzen ?
Probleme bei
Lichtempfindli
Brillenträger ?
Stereogramm ? ch?
gelegentlich 0 0 0 1 0 0
nein 3 8 2 4 5 5
ja 5 0 6 3 3 3
79

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Erster 3D-Film 5 3 0
Erster 3D-Film
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
38%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Kontaktlinsenträger? 0 8 0
0%
0%
100%
62%
Kontaktlinsenträger
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
80

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Entfernungen einschätzen ? 6 2 0
Entfernungen einschätzen
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
25%
Häufigkeit
Probleme ja nein gelegentlich
beim Stereogramm ? 3 4 1
0%
75%
Probleme beim Stereogramm
ja nein gelegentlich
50%
13%
37%
81

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Brillenträger ? 3 5 0
Brillenträger
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
63%
37%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Lichtempfindlich ? 3 5 0
0%
Lichtempfindlich
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
63%
0%
37%
82

Cinemizer Brille abgenommen?
Verschwommene Bilder?
Probleme die Situatuion wahrzunehmen?
Kopfschmerze
n?
Messungen nach dem Cinemizer
Schwindelgefühl?
Übelkeit verspürt?
Kopfschmerzen?
Übelkeit
verspürt?
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Probleme die
Situatuion
Verschwomme
wahrzunehmen
ne Bilder?
?
Cinemizer
Brille
abgenommen?
Schwindelgefü
hl?
gelegentlich 0 0 0 0 0 0
nein 5 7 6 6 6 8
ja 3 1 2 2 2 0
83

Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Kopfschmerzen ? 3 5 0
Kopfschmerzen
63%
ja nein gelegentlich
0%
Übelkeit verspürt? 1 7
37%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Übelkeit verspürt
Häufigkeit ja Häufigkeit nein Häufigkeit gelegentlich
88%
12%
84

Häufigkeit
Probleme die 3D ja nein gelegentlich
Situatuion wahrzunehmen
? 2 6 0
Situatuion wahrzunehmen
75%
ja nein gelegentlich
0%
25%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Verschwommene Bilder ? 2 6 0
Verschwommene Bilder
75%
ja nein
25%
85

Häufigkeit
Cinemizer Brille ja nein gelegentlich
Abgenommen ? 2 6 0
Cinemizer Brille
abgenommen
ja nein gelegentlich
75%
25%
Häufigkeit
ja nein gelegentlich
Schwindelgefühl ? 0 8 0
0%
100%
0%
Schwindelgefühl
ja nein gelegentlich
86

17 Danksagung
Zum Abschluss unserer Diplomarbeit möchten wir uns recht herzlich bei Herrn Ing. Leopold
Maurer für die Betreuung unserer Arbeit bedanken.
Weiterer Dank gilt:
Dem Österreichischen Filmarchiv für die Bereitstellung vieler Interessanter Unterla-
gen und Zeitungsartikel
Dem Metropol Kino für die Bereitstellung der Räumlichkeiten
Firma Carl Zeiss für die Bereitstellung der 3D- Videobrille (Cinemizer 3 plus®)
Ing. Markus Rainer, Direktor der HTL für Optometrie
Annemarie Sieß für ihre tatkräftige Unterstützung und Beratung
87

18 Stundenverzeichnis Diplomarbeit 3D
Stundenverzeichnis Diplomarbeit 3D
Tag Thema Popov Behr Fritz
1 Mi 20.10.2010 Antragstellung 2 2 2
2 Sa 23.10.2010 Themenfindung 2 2 2
3 So 24.10.2010 Unterhaltung über Thema 2 2 2
4 Mi 27.10.2010 Zeitplan erstellt 2 2 2
5 Mi 03.11.2010 Rücksprache mit Herrn Maurer & 3D - Clustering 4 4 4
6 So 14.11.2010 Zusammentragen von Wissen über unser Thema 2 2 2
7 Mi 17.11.2010 Besprechung mit Frau Sieß & grobe Einteilung 4 4 4
8 Do 06.01.2011 Text verfasst 8 8 8
9 Fr 07.01.2011 Text verfasst 8 8 8
10 Sa 08.01.2011 Text verfasst & Zeitplan aktualisiert 6 6 6
11 So 09.01.2011 Bildmaterial organisiert 3 3 3
12 Di 15.03.2011 Besprechung 3 3 3
13 Mi 16.03.2011 Bearbeitung der Kontakte 4 4 4
14 Do 17.03.2011 Text verfasst 2 2 2
15 Sa 19.03.2011 Text verfasst 5 8 8
16 So 20.03.2011 grobes Inhaltverzeichnis 2 2 2
17 Mo 21.03.2011 Themenverteilung 1 1 1
18 Di 22.03.2011 Text verfasst 6 6 6
19 Mi 23.03.2011 Schriftabgleich/ Datensammlung 2 2 2
20 Sa 26.03.2011 Biblothek 7 7 7
21 Mi 30.03.2011 Werbebanner hergestellt 3 3 3
22 Fr 01.04.2011 Filmmuseum & Archiv (inkl. Kontaktherstellung) 8
23 Sa 02.04.2011 Kontakt zu 3D Labor in Innsbruck 4,5
24 Di 05.04.2011 Kontakt zu Zeiss zwecks Cinemizer Brille 2,5
25 Mi 06.04.2011 Biblothek & Text verfasst 6 6 6
26 Di 12.04.2011 Kontakt zum Buchbinder 2
27 Mi 13.04.2011 Text verfasst & Schriftabgleich 6 6 6
28 Do 14.04.2011 Kontakt zum Kino & Besichtigung vor Ort 1,5 1,5 1,5
29 Mo 18.04.2011 Geräte für Messung besorgt 3 3 3
30 Di 19.04.2011 Messung im Metropol - Kino 9 9 9
31 Mi 20.04.2011 Messung im Metropol - Kino 9 9 9
32 Do 21.04.2011 Messung im Metropol - Kino 8 8 8
33 Fr 22.04.2011 Kontakt zu Kurier 1
34 Sa 23.04.2011 Auswertung der Messungen 10 10 10
35 So 24.04.2011 Auswertung der Messungen 10 10 10
36 Mo 25.04.2011 Schilderung von Problemen 4 4 4
37 Mi 27.04.2011 Synchronisierung & Rücksprache mit Hr. Maurer 4 4 4
38 Mi 04.05.2011 Diplomarbeit formatiert 4 6 4
39 Fr 06.05.2011 Stundenverzeichnis fertiggestellt 2 2 2
40 Sa 07.05.2011 Quellenverzeichnis fertiggestellt 3 3 3
88

41 Mi 11.05.2011 Inhaltsverzeichnis erstellt 6 6 4
42 Fr 13.05.2011 Deckblattentwurf 3,5 3,5 3,5
43 So 15.05.2011 Korrekturlesen 6 6 6
44 Mo 16.05.2011 Ausbesserung 4 4 4
45 Di 17.05.2011 letzte Überarbeitung & Korrektur 10 10 7
46 Mi 18.05.2011 Druck & Übergabe an Buchbinder 2,5 2,5 2,5
Summe der Arbeitsstunden 198,5 199 192
89

19 Quellenverzeichnis
90