LichtFeld Display: 360 Grad 3D-Rendering

LichtFeld Kameras zeichnen das sogenannte Lichtfeld auf – also alle Lichtstrahlen im Raum. In anderen Worten: Es wird nicht nur eine zweidimensionale Repräsentation einer Ebene festgehalten, sondern die tatsächlichen Lichtstrahlen, die durch das Objektiv zum Sensor gelangen.

Die Arbeit von Andrew Jones vom Institut für Kreative Technologien (ICT) an der University of Southern California und seiner Kollegen geht in genau die andere Richtung: Sie arbeiten an einem Display, das ein dreidimensionales Bild in den gesamten Raum projiziert, und erschaffen dadurch ein 360 Grad 3D-Rendering das von jedem Punkt um das Display herum angesehen werden kann.

Um dieses Ziel zu erreichen, verwenden die Forscher einen rotierenden Spiegel (15-20 Umdrehungen pro Sekunde) und einen digitalen Projektor. In Kombination dieser Elemente entsteht eine effektive Bildrate von ca. 4300-5800 Bildern pro Sekunde (fps). Der funktionierende Prototyp, der bereits 2007 erstmals vorgestellt wurde, erzeugt dadurch ein 13 Kubikzentimeter großes 3D-Bild mit einer Auflösung von 768×768 Pixeln.

Die Funktionsweise ist leicht erklärt: Durch die Drehung des Spiegels und die hohe Framerate des Projektors wird alle 1,25 Grad ein anderes Bild in den Raum projiziert. Dadurch entsteht ein horizontaler Ring mit jeweils anderen Lichtstrahlen um den Spiegel herum. Wird die Ausgabe richtig vorbereitet, entsteht ein überzeugender 3D-Effekt. Für Unterschiede in der Höhe des Betrachters wird allerdings sogenanntes “Tracking” benötigt, mit dem das Bild um den geänderten Blickwinkel korrigiert wird.

Das dazugehörige Demovideo:

Ein solches Display hat einige bemerkenswerte Vorteile gegenüber anderen Arten von 3D-Displays:

• Brillenfrei: Weil das Bild autostereoskopisch ist, werden keine speziellen 3D-Brillen (z.B. Shutterbrillen) benötigt.
• Großes Publikum: Das Display schickt Lichtstrahlen in alle horizontalen Richtungen aus, d.h. es können viele Zuseher praktisch rund herum stehen und die Anzeige betrachten.
• Interaktiv: Die Anzeige kann in Echtzeit aufbereitet und gerendert werden, und mit einer Bildfrequenz von 200 Hz geändert werden.

Mehr Informationen zum LichtFeld Display gibt es in der wissenschaftlichen Publikation und auf der Projekt-Website.