Title:
Vorrichtungen und Verfahren zur Frontprojektion auf eine gewölbte Projektionsfläche
Kind Code:
A1


Abstract:

Bei einer gewölbten Projektionsfläche zur Frontprojektion soll die Projektionsqualität (in Bezug auf Leuchtdichte und In-Bild-Kontrast) in einem Vorzugsbereich der Projektionsfläche verbessert werden, wobei eine schlechtere Projektionsqualität (in Bezug auf Leuchtdichte und In-Bild-Kontrast) in einem benachteiligten Bereich der Projektionsfläche in Kauf genommen werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass zwei Projektionsflächenbereiche auf der Projektionsfläche existieren, die sich durch unterschiedliche mittlere Reflektivitäten auszeichnen, und dass sich der erste Projektionsflächenbereich zumindest teilweise innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs befindet, und dass sich der zweite Projektionsflächenbereich außerhalb des Projektionsvorzugsbereichs befindet, und dass der erste Projektionsflächenbereich eine größere mittlere Reflektivität aufweist als der zweite Projektionsflächenbereich. embedded image




Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102017000032A
Publication Date:
07/05/2018
Filing Date:
01/03/2017
Assignee:
Rößner, Max R., Dr.-Ing., 86391 (DE)
Domestic Patent References:
DE102011008471A1N/A2012-07-19
DE4041916A1N/A1991-11-14



Foreign References:
67331362004-05-11
201101576942011-06-30
WO2004010681A22004-01-29
Other References:
„CAVE“: C. Cruz-Neira, D. J. Sandin et al., „Surround-screen projection-based virtual reality: the design and implementation of the CAVE“, Proceedings of the 20th annual conference on computer graphics and interactive techniques, 1993
C. Ganter, „Projectors and Dome Effective Contrast“, Proceedings of the 21st International Planetarium Society Conference, 2012, ab Seite 6
S. Takeda, D. Iwai et al., „Inter-reflection compensation of immersive projection display by spatio-temporal screen reflectance modulation“, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2016
Claims:
Vorrichtung zur Frontprojektion auf eine gewölbte Projektionsfläche, aufweisend
einen oder mehrere Betrachter,
eine Projektionsfläche, die aus Sicht des Betrachters zumindest stellenweise konkav gewölbt ist,
mindestens einen Projektor, der Bildinhalte auf die Projektionsfläche projiziert, wobei
die Projektionsfläche einen Projektionsvorzugsbereich aufweist,
die Projektionsfläche einen ersten Projektionsflächenbereich aufweist,
die Projektionsfläche einen zweiten Projektionsflächenbereich aufweist,
der erste Projektionsflächenbereich zumindest teilweise innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs liegt,
der zweite Projektionsflächenbereich außerhalb des Projektionsvorzugsbereichs liegt,
der erste Projektionsflächenbereich stets eine größere mittlere Reflektivität aufweist als der zweite Projektionsflächenbereich.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Projektionsflächenbereich von dem zweiten Projektionsflächenbereich durch einen anderen Grauwert der Oberflächenbeschaffenheit unterscheidet und/oder sich der erste Projektionsflächenbereich von dem zweiten Projektionsflächenbereich durch eine andere mittlere Fläche von Perforations-Löchern unterscheidet und/oder sich der erste Projektionsflächenbereich von dem zweiten Projektionsflächenbereich durch einen anderen mittleren Abstand von Perforations-Löchern unterscheidet und/oder sich der erste Projektionsflächenbereich von dem zweiten Projektionsflächenbereich durch eine andere aufgebrachte Musterung aus hellen und/oder dunklen Bereichen unterscheidet.

Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche kuppelförmig oder halbkugelförmig oder kugelsegmentförmig oder zylinderförmig oder zylindersegmentförmig oder polyederförmig ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsfläche eine Projektionsfläche in einem Planetarium oder einem Simulator oder einem Kino ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sitzgelegenheiten für die Betrachter existieren, die derart angeordnet und/oder ausgerichtet sind, dass eine Mehrzahl der Betrachter in Richtung des ersten Projektionsflächenbereichs blickt.

Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Projektionsflächenbereiche existieren, deren mittlere Reflektivitäten kleiner sind als die des ersten Projektionsflächenbereichs aber größer als die des zweiten Projektionsflächenbereichs.

Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Projektionsflächenbereiche, die nicht in den ersten Projektionsflächenbereich oder den zweiten Projektionsflächenbereich fallen, in ihren mittleren Reflektivitäten derart gestaltet sind, dass sich über dem Ort auf der Projektionsfläche ein gradientenartiger Verlauf der mittleren Reflektivität von der mittleren Reflektivität des ersten Projektionsflächenbereichs zur mittleren Reflektivität des zweiten Projektionsflächenbereichs ergibt.

Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Unterschiede zwischen den mittleren Reflektivitäten benachbarter Projektionsflächenbereiche so gering sind, dass der Betrachter die benachbarten Projektionsflächenbereiche auf Grund seines begrenzten Leuchtdichteauflösungsvermögens nicht voneinander unterscheiden kann.

Verfahren zur Frontprojektion auf eine gewölbte Projektionsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.

Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Bildinhalte an die Projektionsfläche projiziert werden, die derart gestaltet sind, dass die Übergänge von einem Projektionsflächenbereich zu einem benachbarten Projektionsflächenbereich abweichender mittlerer Reflektivität nicht erkennbar werden.

Description:

Die Erfindung richtet sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur Frontprojektion auf eine gewölbte Projektionsfläche.

Vorrichtungen und Verfahren zur Frontprojektion auf eine gewölbte Projektionsfläche kommen unter anderem in Planetarien (z.B. Planetarium Stuttgart, Planetarium Hamburg), immersiven Kinos (z.B. „IMAX® Dome“ und „Omnimax®“), Panoramaprojektionen (z.B. ehemaliges „Swissorama“ im Verkehrshaus Luzern), Flugsimulatoren, Schiffsbrücken-Simulatoren und anderen Simulatoren, virtuellen Entwicklungsumgebungen (z.B. CAVE) sowie in Ausstellungen und Vergnügungsparks (z.B. Futuroscope nahe Poitiers, Frankreich) zur Anwendung, wobei aus Sicht eines Betrachters die Projektionsfläche konkav gewölbt ist. Ein Betrachter kann dabei eine Person und/oder eine Gruppe von Personen und/oder ein optoelektronischer Sensor (z.B. eine Kamera) und/oder mehrere optoelektronische Sensoren sein. Es kann auch mehrere Betrachter geben. Die Betrachter halten sich im Betrachterraum auf.

Insbesondere sind als Projektionsfläche dabei Flächen denkbar, die im Wesentlichen als Kugel oder Kugelschicht oder Rotationsellipsoid oder Zylinder oder Kegel oder Kegelstumpf oder Torus oder Polyeder oder als Segment eines der vorgenannten geometrischen Körper ausgebildet sind (insbesondere als Kugelsegment oder Halbkugel oder Kuppel, etwa in Planetarien). Es sind aber im Folgenden auch beliebige Freiformflächen als Projektionsfläche denkbar, die aus Sicht des Betrachters der Projektion zumindest stellenweise konkav gewölbt sind. (Siehe auch US 6733136 B2)

Diese Projektionsfläche wird mit einem oder mehreren Projektoren mit Bildinhalten bespielt. Im Falle der im Wesentlichen als Kuppel oder als Kugelsegment ausgebildeten Projektionsfläche ist dies unter den Begriffen „Fulldome“ und „Allsky“ und „Planetarium“ und „Kuppelprojektion“ bekannt (wobei der Rand der Projektionsfläche dabei entweder parallel zum Erdboden verlaufen oder gegenüber diesem geneigt sein kann). Im Falle von als Polyeder ausgebildeten Projektionsflächen ist dies unter dem Begriff „CAVE“ bekannt. Im Falle der beliebig ausgebildeten Projektionsflächen ist dies unter dem Begriff „Projection Mapping“ bekannt. (Zur Definition des Begriffs „CAVE“: C. Cruz-Neira, D. J. Sandin et al., „Surround-screen projection-based virtual reality: the design and implementation of the CAVE“, Proceedings of the 20th annual conference on computer graphics and interactive techniques, 1993)

Die beschriebenen Projektionsflächen können zum Beispiel aus oberflächenbeschichteten Metallblechen oder Kunststoffen oder Faserverbundwerkstoffen gefertigt sein. Sie können auch aus textilen Materialien gefertigt sein und beispielsweise durch Luftdruckdifferenzen aufrecht beziehungsweise in Form gehalten werden. Sie können auch aus Gips oder Beton gefertigt sein. Die Projektionsfläche ist je nach Ausgestaltung als im Wesentlichen lambertscher oder nicht-lambertscher Reflektor ausgebildet. (Siehe auch DE 4041916 A1)

Eine Projektionsfläche kann aus mehreren Projektionsflächenbereichen zusammengesetzt sein. Ein Projektionsflächenbereich ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass seine Reflektivität dem Betrachter homogen erscheint. Tatsächlich kann der Projektionsflächenbereich jedoch Inhomogenitäten aufweisen, wie Löcher, Bohrungen, Bemalungen, Flecken, Verschmutzungen, Befestigungselemente und/oder Bedruckungen, die jedoch dem Betrachter auf Grund des begrenzten Auflösungsvermögens (räumlich und/oder bezüglich der Leuchtdichte) des Betrachters verborgen bleiben. Ein Projektionsflächenbereich ist damit durch einen Ort auf der Projektionsfläche, eine Ausdehnung auf der Projektionsfläche und eine mittlere Reflektivität gekennzeichnet.

Ein Projektionsflächenbereich kann eine regelmäßige (geordnete) oder unregelmäßige (zufällige), flächige Lochanordnung (sogenannte Perforation) aufweisen. Die mittlere Reflektivität des Projektionsflächenbereichs ergibt sich aus dem Grauwert seiner Oberflächenbeschaffenheit sowie gegebenenfalls den Lochgrößen, der Lochanordnung und den Lochabständen einer Perforation. Dabei kommen sowohl Löcher mit Kreisquerschnitt in Frage als auch Löcher mit Querschnitten in Vieleck- oder Freiformgestalt. Auch die Beschaffenheit einer etwaigen Hinterfütterung eines perforierten Projektionsflächenbereichs kann einen Einfluss auf seine mittlere Reflektivität haben, wenn Licht durch ein Perforationsloch hindurchtritt, an der Hinterfütterung reflektiert oder gestreut wird und durch dasselbe oder ein anderes Perforationsloch wieder in Richtung des Betrachterraums tritt.

In der beschriebenen Anwendung ist es zur Realisierung einer guten Bildqualität im Allgemeinen wünschenswert, eine Projektion mit hoher Leuchtdichte und hohem In-Bild-Kontrast zu erreichen. Der Begriff „In-Bild-Kontrast“ beschreibt dabei die relative Leuchtdichte in gleichzeitig projizierten hellen und dunklen Bildbereichen, auch bekannt unter dem Begriff „ANSI-Kontrast“.

In den genannten Anwendungen gibt es häufig einen Projektionsvorzugsbereich. Dies kann beispielsweise ein Bereich auf der Projektionsfläche sein, in dessen Richtung in Folge der Anordnung der Betrachtersitzplätze eine Mehrzahl der Betrachter blickt. Es kann dann ein Ziel sein, in diesem Projektionsvorzugsbereich eine besonders gute Projektionsqualität (das heißt hohe Leuchtdichte und hoher In-Bild-Kontrast) herzustellen, während auf die Projektionsqualität in anderen Bereichen der Projektionsfläche geringerer Wert gelegt wird (zum Beispiel weil sie sich meistens oder immer im peripheren Sichtfeld oder außerhalb des Sichtfelds einer Mehrheit der Betrachter befinden). Ein Projektionsvorzugsbereich ist damit durch einen Ort auf der Projektionsfläche und eine Ausdehnung auf der Projektionsfläche gekennzeichnet.

Stand der Technik

Es ist ein bekannter Effekt, dass es durch die Projektion auf die zumindest stellenweise konkav ausgebildete Projektionsfläche zur Streulichtbildung kommt, wodurch Bildinhalte auf der Projektionsfläche durch das Streulicht aufgehellt werden und der In-Bild-Kontrast somit abnimmt. Dieser Effekt ist technisch vergleichbar mit dem Prinzip der Ulbricht-Kugel in der optischen Messtechnik. Jedoch ist im Falle der Ulbricht-Kugel die Streulichtbildung ein beabsichtiger Effekt, wohingegen im Falle der Projektionsfläche dieser Streulichteffekt (auch genannt Kreuzreflexion, im englischen Sprachraum auch „wash out“) ein in der Regel unerwünschter Effekt ist. (L. Meier, „Der Himmel auf Erden. Die Welt der Planetarien“, Barth, 1992, ISBN 3-335-00279-2, Seite 120)

Zur Begrenzung dieses Streulichteffekts wird nach dem Stand der Technik vorgeschlagen, die Reflektivität der Projektionsfläche auf der gesamten Projektionsfläche zu verringern. Dies ist nachteilig, weil zum Erreichen einer bestimmten Leuchtdichte der Projektion im Gegenzug der Lichtstrom der Projektoren erhöht werden muss oder zusätzliche Projektoren installiert werden müssen. (L. Meier, „Der Himmel auf Erden. Die Welt der Planetarien“, Barth, 1992, ISBN 3-335-00279-2, Seite 120)

Es wird ferner nach dem Stand der Technik zur Begrenzung des Streulichteffekts vorgeschlagen, die Projektoren mit Bildsignalen mit erhöhtem Kontrast und/oder erhöhter Farbsättigung zu speisen, sodass sich nach dem Stattfinden des Streulichteffekts der gewünschte Bildeindruck einstellt. Diese Vorgehensweise vermag den Streulichteffekt jedoch nicht vollständig zu kompensieren. Insbesondere kann eine Aufhellung von Bildinhalten, die als vollständig schwarz dargestellt werden sollen, nicht kompensiert werden. Somit ist diese Vorgehensweise ebenfalls nachteilig. (O. Bimber, A. Grundhöfer et al., „Compensating indirect scattering for immersive and semi-immersive projection displays“, Virtual Reality Conference, 2006)

Im Falle der Planetariums-, Fulldome- oder Allsky-Projektion wird ferner nach dem Stand der Technik zur Begrenzung des Streulichteffekts vorgeschlagen, den Raumwinkel, den die Projektionsfläche (die hier zumeist als Halbkugel, Kuppel oder Kugelsegment ausgeführt ist) umfasst, zu reduzieren. Dies ist nachteilig, weil der immersive Bildeindruck kompromittiert wird und weil eine vollständige Nachbildung himmelsmechanischer und horizontastronomischer Effekte zum Zwecke der Simulation und Ausbildung nicht mehr möglich sein kann. Auch bei anders geformten Projektionsflächen und in anderen Anwendungen als Planetariums-, Fulldome- oder Allsky-Projektionen ist die Reduzierung des Raumwinkels, den die Projektionsfläche umfasst, nachteilig, weil der immersive Bildeindruck kompromittiert wird. (C. Ganter, „Projectors and Dome Effective Contrast“, Proceedings of the 21st International Planetarium Society Conference, 2012, ab Seite 6)

Es wird ferner nach dem Stand der Technik zur Begrenzung des Streulichteffekts vorgeschlagen, vorzugsweise dunkle Bildinhalte zu projizieren oder die Bildinhalte auf kleine Anteile (kleine Bereiche) der Projektionsfläche zu beschränken, sodass die Bildung des Streulichts und damit der Streulichteffekt insgesamt verringert wird. In der Literatur wird dies als niedriger „fill factor“ bezeichnet. Dies ist nachteilig, weil diese Vorgehensweise die mögliche Mannigfaltigkeit der zu projizierenden Bildinhalte erheblich einschränkt. (C. Ganter, „Projectors and Dome Effective Contrast“, Proceedings of the 21st International Planetarium Society Conference, 2012, ab Seite 6)

Es wird ferner nach dem Stand der Technik zur Begrenzung des Streulichteffekts vorgeschlagen, die Projektionsfläche nicht als im Wesentlichen lambertscher Lichtstreuer auszubilden, sondern so, dass die Lichtreflexion zumindest zum Teil gerichtet in Richtung eines Betrachters der Projektion erfolgt (auch bezeichnet als spekulare Reflexion oder Gewinn, im englischen Sprachraum auch als „gain“). Dies ist nachteilig, weil sich für Betrachter an verschiedenen Stellen des Betrachterraums unterschiedliche Leuchtdichten- und somit Bildeindrücke einstellen. Dies ist ferner nachteilig, weil bei Anwendung mehrerer Projektoren die räumliche Überblendung der nebeneinanderliegenden Projektionsfelder sich in der Regel nicht mehr als von jedem Ort des Zuschauerraums im Wesentlichen unsichtbarer Übergang gestalten lässt. (US 2011/0157694 A1 und DE 10 2011 008471 A1 und L. Skolnick, J. W. Callahan, „Luminance Calculation on a Spherical Projection Surface with Varying Screen Gain Characteristics“, IMAGE VII Conference, 1994)

Es wird ferner nach dem Stand der Technik zur Begrenzung des Streulichteffekts vorgeschlagen, die Reflektivität der Projektionsfläche über der Zeit entsprechend des projizierten Bildinhalts zu ändern. Dafür wird vorgeschlagen, eine Vielzahl von Ultraviolett-Leuchtdioden hinter der Projektionsfläche anzubringen, die eine Verfärbung der entsprechend lichtempfindlich ausgeführten Projektionsfläche bewirken können. Durch entspreche Ansteuerung der Ultraviolett-Leuchtdioden können Projektionsflächenbereiche in ihrer Reflektivität über der Zeit verändert und somit dem projizierten Bildinhalt mit dem Ziel einer verringerten Streulichtbildung angepasst werden. Dies ist nachteilig, weil eine große Fläche lichtempfindlich präpariert werden muss, eine große Anzahl von Ultraviolett-Leuchtdioden nötig ist und ferner die Ansteuerung der großen Anzahl von Ultraviolett-Leuchtdioden entsprechend des projizierten Bildinhalts aufwändig ist. Diese Vorgehensweise unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 schon dadurch, dass die Reflektivität zeitlich veränderlich ist. (S. Takeda, D. Iwai et al., „Inter-reflection compensation of immersive projection display by spatio-temporal screen reflectance modulation“, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2016)

Es wird ferner nach dem Stand der Technik vorgeschlagen, einen Projektor mit Fischaugen-Weitwinkelobjektiv nicht in das Zentrum einer kuppelförmig ausgebildeten Projektionsfläche zu platzieren, sondern mehr in die Nähe eines Projektionsvorzugsbereichs an der kuppelförmigen Projektionsfläche, um so die Leuchtdichte und die Bildpunktdichte innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs zu erhöhen. Diese Vorgehensweise unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 schon dadurch, dass nicht die Reflektivität der Projektionsfläche zur Verbesserung der Bildqualität in dem Projektionsvorzugsbereich herangezogen wird, sondern die Wahl des Projektor-Aufstellorts. Diese Vorgehensweise ist außerdem nachteilig, da sie auf Projektoren mit Fischaugen-Weitwinkelobjektiv beschränkt ist. (WO 2004/010681 A2)

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gewölbte Projektionsfläche zur Frontprojektion zu schaffen, die die Projektionsqualität (in Bezug auf Leuchtdichte und In-Bild-Kontrast) in einem Vorzugsbereich der Projektionsfläche verbessert, wobei eine schlechtere Projektionsqualität (in Bezug auf Leuchtdichte und In-Bild-Kontrast) in einem benachteiligten Bereich der Projektionsfläche in Kauf genommen werden kann.

Lösung

Bei einer Projektionsfläche der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Vorzugsbereich auf der Projektionsfläche festgelegt wird (sogenannter Projektionsvorzugsbereich) und die mittlere Reflektivität der Projektionsfläche über dem Ort in Stufen oder stufenlos (in der Art eines Verlaufs oder Gradients) derart verändert wird, dass sich innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs eine erhöhte mittlere Reflektivität ergibt und sich außerhalb des Projektionsvorzugsbereichs eine verminderte mittlere Reflektivität ergibt. Dies konstituiert mindestens zwei Projektionsflächenbereiche, die sich durch unterschiedliche mittlere Reflektivitäten auszeichnen. Der erste Projektionsflächenbereich liegt zumindest teilweise innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs, der zweite Projektionsflächenbereich liegt außerhalb des Projektionsvorzugsbereichs, und der erste Projektionsflächenbereich weist stets eine größere mittlere Reflektivität als der zweite Projektionsflächenbereich auf.

Vorteile der Erfindung

Auf diese Weise wird erreicht, dass sich innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs durch die vergleichsweise hohe mittlere Reflektivität eine Projektion mit hoher Leuchtdichte ergibt. Gleichzeitig wird durch die verminderte mittlere Reflektivität außerhalb des Projektionsvorzugsbereichs die dortige Bildung von Streulicht, das in den Projektionsvorzugsbereich einstreuen und dort zu vermindertem In-Bild-Kontrast führen kann, begrenzt.

Eine solche Projektionsfläche ermöglicht damit innerhalb des Projektionsvorzugsbereichs hohe Leuchtdichte und hohen In-Bild-Kontrast, somit hohe Projektionsqualität.

Weiterbildungen und Ausbildungen der Erfindung

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Änderung der Reflektivität der Projektionsfläche über dem Ort dadurch erreicht, dass der Grauwert der Projektionsflächen-Oberfläche entsprechend geändert wird. Dieser Grauwert kann durch entsprechende Wahl eines Anstrichs, einer Beschichtung, eines Eloxats oder einer Materialzusammensetzung ausgelegt werden, entweder in der Vorproduktion der Projektionsflächensegmente oder während der Montage am Aufstellort der Projektionsfläche.

Die Änderung der Reflektivität der Projektionsfläche über dem Ort kann ferner dadurch erreicht werden, dass die mittlere Fläche von Perforations-Löchern in der Projektionsfläche oder deren mittlerer Abstand zueinander örtlich geändert wird. In der Produktion kann eine solche Perforations-Loch-Anordnung beispielsweise in die Oberfläche durch rechnergesteuerte spanhebende Verfahren oder Laser-Werkzeuge eingebracht werden, entweder in der Vorproduktion der Projektionsflächensegmente oder während der Montage am Aufstellort der Projektionsfläche.

Die Änderung der Reflektivität der Projektionsfläche über dem Ort kann ferner dadurch erreicht werden, dass ein Muster aus hellen oder dunklen Bereichen auf die Projektionsfläche aufgebracht wird. In der Produktion kann ein solches Muster beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines Laserdruckverfahrens oder eines Laser-Farbabtragverfahrens oder eines Laser-Anlaufbeschriftungsverfahrens auf die Projektionsfläche aufgebracht werden, entweder in der Vorproduktion der Projektionsflächensegmente oder während der Montage am Aufstellort der Projektionsfläche. Die Dimensionen der Musterung sind dabei vorzugsweise deutlich kleiner als die Größe der Abbildung eines Projektor-Bildpunkts auf der Projektionsfläche.

In den genannten Varianten der betrachteten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich der erste Projektionsflächenbereich vom zweiten Projektionsflächenbereich also durch einen anderen Grauwert der Oberflächenbeschaffenheit und/oder durch eine andere mittlere Fläche der Perforations-Löcher und/oder durch einen anderen mittleren Abstand der Perforations-Löcher und/oder durch eine andere aufgebrachte Musterung aus hellen und/oder dunklen Bereichen.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Projektionsfläche im Wesentlichen kuppelförmig oder halbkugelförmig oder kugelsegmentförmig oder zylinderförmig oder zylindersegmentförmig oder polyederförmig ausgebildet. So wird ein Betrachter von der Projektion umgeben, sodass sich ein immersiver Bildeindruck ergibt.

In einer Ausführungsform der Erfindung kommt die Projektionsfläche in einem Planetarium oder einem Simulator oder einem Kino zum Einsatz.

In einer Ausführungsform der Erfindung befinden sich Sitzgelegenheiten für die Betrachter im Betrachterraum, wie beispielsweise Stühle, Sessel, Hocker, Polster oder Sitzstufen, wobei die Sitzgelegenheiten derart gegenüber der Projektionsfläche angeordnet und/oder ausgerichtet sind, dass eine Mehrzahl der Betrachter in Richtung des ersten Projektionsflächenbereichs blicken. So wird für die Verbesserung der Projektionsqualität für eine Mehrzahl der Betrachter erreicht.

In einer Ausführungsform der Erfindung existieren neben einem ersten Projektionsflächenbereich und einem zweiten Projektionsflächenbereich, die sich in ihren mittleren Reflektivitäten voneinander unterscheiden, noch weitere Projektionsflächenbereiche, wobei deren mittlere Reflektivitäten zwischen der mittleren Reflektivität des ersten Projektionsflächenbereichs und der mittleren Reflektivität des zweiten Projektionsflächenbereichs liegen. Auf diese Weise kann der Unterschied in der mittleren Reflektivität zwischen benachbarten Projektionsflächenbereichen vermindert werden, was das Ausmaß der Inhomogenitäten in der mittleren Reflektivität auf der Projektionsfläche vermindert.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die mittleren Reflektivitäten der Projektionsflächenbereiche so gestaltet, dass sich ein kontinuierlicher, gradientenartiger Verlauf der mittleren Reflektivitäten auf der Projektionsfläche ergibt. Ein unstetiger Übergang der mittleren Reflektivitäten zwischen benachbarten Projektionsflächenbereichen wird damit vermieden.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Unterschiede der mittleren Reflektivitäten benachbarter Projektionsflächenbereiche derart gering ausgelegt, dass sie für den Betrachter nicht erkennbar werden, etwa auf Grund des begrenzten Auflösungsvermögens des Betrachters bezüglich der resultierenden Leuchtdichte. Die Projektionsfläche erscheint dadurch dem Betrachter homogen.

In einer Ausführungsform der Erfindung kommt eine der beschriebenen Vorrichtungen zur Anwendung, sodass sich die Vorteile realisieren.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Projektionsfläche mit Bildinhalten bespielt, die in der Weise gestaltet sind, dass Unstetigkeiten in der mittleren Reflektivität benachbarter Projektionsflächenbereiche nicht erkennbar werden. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Stellen mit Unstetigkeiten in der mittleren Reflektivität nicht mit Bildinhalten bespielt werden. Es kann ferner beispielsweise dadurch erfolgen, dass die von den Projektoren projizierte Leuchtdichte gegenläufig ist zum Verlauf der mittleren Reflektivität auf der Projektionsfläche.

Figurenliste

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der beispielhaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

  • Zeichnung 1: Ansicht einer als Kuppel ausgebildeten Projektionsfläche, die einen Projektionsvorzugsbereich aufweist.
  • Zeichnung 2: Detailansicht eines Ausschnitts aus einer Projektionsfläche mit sich über dem Ort ändernder Perforations-Lochgröße.
  • Zeichnung 3: Detailansicht eines Ausschnitts aus einer Projektionsfläche mit sich über dem Ort ändernder Punkt-Musterung.

Beschreibung der einzelnen Figuren

Zeichnung 1 zeigt eine kuppelförmig ausgebildete gewölbte Projektionsfläche 5, die durch die Innenseite einer Halbkugelkonstruktion 1 gebildet wird und durch den Kuppelrand 2 abgegrenzt ist. Eine Mehrzahl der Betrachter der Projektion (nicht dargestellt) blicke in Richtung des Projektionsvorzugsbereichs 4. Im Projektionsvorzugsbereich 4 wird somit erfindungsgemäß eine hohe Reflektivität der Projektionsfläche vorgesehen. Die gestrichelt eingezeichneten Linien 3 symbolisieren Linien gleicher Reflektivität; ausgehend vom Projektionsvorzugsbereich 4 nimmt die Reflektivität ab.

Zeichnung 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Projektionsfläche 6, die mit einer Perforation versehen ist, die aus einer Vielzahl von Löchern 7 besteht. Durch eine Änderung des Lochdurchmessers über dem Ort der Projektionsfläche 6 ergibt sich eine entsprechende Änderung der Reflektivität der Projektionsfläche 6. In diesem Beispiel nimmt die Reflektivität von links nach rechts zu.

Zeichnung 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Projektionsfläche 6, die mit einer Muster-Bedruckung versehen ist, die aus einer Vielzahl von schwarzen Kreisen 8 besteht. Durch eine Änderung des Kreisdurchmessers über dem Ort der Projektionsfläche 6 ergibt sich eine entsprechende Änderung der Reflektivität der Projektionsfläche 6. In diesem Beispiel nimmt die Reflektivität von links nach rechts zu.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 6733136 B2 [0003]
  • DE 4041916 A1 [0005]
  • US 2011/0157694 A1 [0015]
  • DE 102011008471 A1 [0015]
  • WO 2004/010681 A2 [0017]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • „CAVE“: C. Cruz-Neira, D. J. Sandin et al., „Surround-screen projection-based virtual reality: the design and implementation of the CAVE“, Proceedings of the 20th annual conference on computer graphics and interactive techniques, 1993 [0004]
  • C. Ganter, „Projectors and Dome Effective Contrast“, Proceedings of the 21st International Planetarium Society Conference, 2012, ab Seite 6 [0013]
  • S. Takeda, D. Iwai et al., „Inter-reflection compensation of immersive projection display by spatio-temporal screen reflectance modulation“, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2016 [0016]