Wie 3D-Bilder entstehen

Die Fähigkeit des Menschen seine Umwelt plastisch wahrzunehmen beruht in erster Linie auf dem beidäugigen Sehen. Durch den Augenabstand von ca. 6,5 cm liefern die Augen unserem Gehirm zwei Bilder aus unterschiedlichen Perspektiven.

Wie Abb. 1 zeigt, werden unterschiedlich weite entfernte Objekte unter verschiedenen Winkeln wahrgenommen. Die Winkeldifferenz ist ein Maß für die Entfernung. Ab einer Entfernung von ca. 22 m wird allerdings der Unterschied zwischen den Teilbildern so gering, daß kein räumlicher Eindruck mehr auftritt. Die Astronauten können also Objekte auf der Erde nicht dreidimensional sehen.

Um einen räumlichen Eindruck von weiter entfernten Objekten zu erhalten muß man den Abstand zwischen den beiden Teilbildern stark vergrößern. Hierfür bietet sich die Flugbewegung des Space Shuttles an.

Man kombiniert zwei Aufnahmen des gleichen Gebietes die kurz nacheinander fotografiert wurden sind. Bei einer Geschwindigkeit des Shuttles von ca. 8 km/s bedeutet z.B. ein zeitlicher Abstand von 10 Sekunden, daß das Raumschiff eine Entfernung von 80 km zurückgelegt hat. Damit lassen sich auch noch Berge in einigen 100 km Entfernung plastisch darstellen.

Durch diese vergrößerte Stereobasis erscheint das Bild wie ein stark verkleinertes Modell der Natur.
In der Praxis hat man allerding mit einigen Problemen zu kämpfen. Da die Fotos nicht als Stereobildpaare aufgenommen wurden, sind einige Bedingungen meist nur unzureichend erfüllt:

Die Blickrichtung der Kamera ist nicht senkrecht zur Flugrichtung ausgerichtet. Dadurch entsteht der Eindruck, als wären die Berge zur Seite geneigt.
Die beiden Teilbilder zeigen die Erde aus unterschiedlichen Winkeln
Die Bilder überlappen sich nur teilweise
Der Aufnahmeabstand ist häufig zu groß, dadurch erscheinen die Berge unnatürlich überhöht.

Um trotz dieser Probleme zu einem brauchbaren Bildeindruck zu gelangen, war es erforderlich die Aufnahmen aufwendig zu verzerren. Dabei wurde Wert auf einen angenehmen und interessanten Bildeindruck gelegt, aber nicht auf eine wirklichkeitsgetreue Darstellung. So wurden schief liegende Ebenen möglichst begradigt. Wie stark die Bilder teilweise verzerrt werden mußten, kann man teilweise an der Bildbegrenzung sehen. Betrachten Sie daher die Stereobilder bitte nicht als ein topographisches Modell der Erdoberfläche. Um solche Bilder zu erhalten, sind speziell dafür angefertige Aufnahmen erforderlich, wie sie von Fernerkundungssatelliten geliefert werden.

Die so ver- bzw. entzerrten Aufnahmen wurden rot bzw blaugrün eingefärbt und so zu einem Bild montiert, daß mit einer Rot-Grün-Brille das linke Auge das linke und das rechte Auge das rechte Teilbild sehen.

Viel Spaß bei der Betrachtung der Aufnahmen.

K. Voigt

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