Stereoskopie

Aufteilung der Tutorials : 1.1 Bauanleitung eines Stereoschlitten für eine Kamera 2.1 Aufnahmen stereoskoper Fotos mit einer Kamera als 3D-Bilder erstellen 3.1 Trickaufnahme mit einer (HD-)Videokamera und nachträglichem Einfügen von Raumtiefe durch Phasenverschiebung 3.1.1 Die Idee

3.1.1 Die Idee

Mehr als eine Idee und Anreiz das auszuprobieren kann ich leider nicht geben, denn ich besitze leider keine Videokamera oder gar eine HDV- oder AVCHD-Cam. Es soll in erster Linie euch interessierten und Bastlern da draußen anspornen es selber auszuprobieren und, wenn es so möglich ist und vor allem zu brauchbaren Ergbnissen führt, dann den anderen hier zu zeigen, wie es richtig geht. Wenn jemand das ausporbiert möge er doch ein Tutorial dazu machen und wir werden dass dann hier für alle lesbar hinzufügen. Wie immer unter dem Namen des spenders verffentlicht, so dass ihm der Ruhm zu teil werden kann.

Nun zur Idee: Mit auch nur einer Kamera sollte es möglich sein durch eine Trickaufnahme einen geringen Eindruck von räumlicher Tiefe hinzuzufügen.
Dazu muss mit der Kamera eine streng monotone und geradliniege Bewegung durchgeführt werden. Diese Aufnahme sollte nicht zu schnell über das Objekt ziehen, es sollte schneller Höhenwechsel der Kamera aber auch des Bildbereiches geachtet werden und auf kein Objekt direkt gezielt werden. Zusammengefasst also "Stur geradeaus filmen und dabei eine seitliche Bewegung vollziehen".
Die seitliche Bewegung und das ruhige Filmen ist notwendig, da aus diesem EINEM Videomaterial die Tiefeninformationen geholt werden. Wenn man nun diesen einen Videostrom verdoppelt und die zweite Spur zeitlich mit ein wenig Verzögerung ("Delay") abspielen lässt und über die Originalspur setzt, bekommt man fast den selben Effekt wie mit zwei getrennt aufgenommen Videoströmen. Das ist vergleichbar mit einer Kosinusschwingung, die mal als phasenverschoben mit 1/2 Pi zu Sinus ansehen kann.

Wenn nun das Objekt von der Kamera durch seitliche Bewegung aufgenommen wird und die Aufnahme zeitlich versetzt abgespielt wird ist zum Beispiel bei dem ersten Videostrom schon die linke Seite zu sehen, wobei die nachzügler Wiedergabe noch die rechte Seite zeigt. Dieses ist genau das, was bei den Augen ja auch passiert und so setzt das Gehirn aus den exakt gleichen Aufnahmen aber zeitlich versetztem Abspielen diese zusammen und erhält auch einen Tiefeneindruck.
Man muss aber auf einiges achten. So dürfen sich rotatorische bewegte Objekte nicht zu langsam überfahren werden, oder das Delay zu hoch sein. Als Beispiel kann man sich eine Windrad vorstellen. Wenn bei der ersten Spur der Flügel noch unten ist, aber das Delay auf 1 Sekunde steht kann es sein, dass der Flügel schon mehrere Grad gedreht wurde. Dieses reicht aus, damit das Gehirn einen Positionsvergleichskonflikt bekommt und die Bilder nicht opitisch verschmelzen. Das ist ebenfalls bei den vorher genannten Höhenunterschiede. Wenn die Kamera nun nach unten schwänkt, wird das ja auch erst zeitlich versetzt in der zweiten Spur geschehen. So kann es sein, dass dann die erste Spur schon die Höhge gewchselt hat, aber in der zweiten dieses nich kommt und so ein Höhenunterschied bei den Objekte vorherrscht. Also muss man testen, wie groß das Delay sein kann. Je höher das Delay, desto größer der Tiefeneindruck, aber auch je höher das Delay, desto höher die Wahrscheinlichkeit auf Höhenunterschied oder Bildveränderungen.

Als Faustformel gilt keine bewegungsreichen Objekte überfahren, die seitliche Bewegung kontrollieren und das Delay lieber gering halten. Also keine Menschenmassen oder Autorennen aufnehmen, gestütztes Aufnehmen bei langsamer Fahrt, zum Beispiel mit einem Auto über einer ordnetlicher Straße auf dem Seitenfenster aufeglehnt und ein angepasstest Delay wählen. Das Delay kann entweder berechnet werden, wenn die seitliche Geschwindigkeit bekannt ist, wie beim Autfahren mit konstanter Geschwindigkeit. Man kann die Stereobasis mit Schulmathe einfach berechnen.
Der Dreisatz geht dabei von einer Kamera mit 50fps aus und mit einer Minimalgeschwindigkeit des Atutos von 5km/h aus.

Zeit für ein Frame:
50 Frames = 1 Sek
1 Frame = ? Sek
------------------------------------------------------------------
=> (1Sek/50Frames) * 1 Frame = 0,02 Sek


Stereobasis für ein Frame bei 5 km/h Fahrt:
1 Sek = 18 m (5 km/h = [5 / 3,6] m/s = 1,39 m/s)
0,02 Sek = ? m
------------------------------------------------------------------
=> (1,39 m / 1 Sek) * 0,02 Sek = 0,028 m Stereobasis

2,8 Centimeter ist schon eine passende Stereobasis,

mit der man mittel weit entfernte Objekte ablichten sollte. Bei einem Auto lässt sich sehr schlecht unter 5km/h fahren, aber wenn man eine andere Möglichkeit hat oder das doch zu Fuß oder mit dem Fahrrad oder Dolly machen will kann auch die Geschwindigkeit weiter reduzieren und so die simulierte Stereobasis auch auf ein angemesseneres Maß verkleinern. Um auf 6 cm Stereobasis zu kommen muss bei einer 50Hz-Kamera eine seitliche Bewegung von 10,7 km/h vollzogen werden.

Der linke und simulierte rechte Videostrom müssen dann nur noch, ähnlich wie im Tutorial für Photos beschrieben, in anaglyphe Bilder gewandelt werden.

Bei diesen Ausführungen darf nicht vergessen werden, dass es sich dabei um eine Trickaufnahmen handelt und in keiner Weise an die Qualität herankommt, die man durch zwei getrennte Kameras erzielen kann. Aber aus Spass an der Freude sicherlich eine Probe wert.

3.1.2.1 Benötigtes Werkzeug:

1. Eine normale (HD-)Kamera

Software:
1. Videoberabreitungssoftware mit Funktionen für Delay und RGB-Kanaleinstellungen