Stereo-Rendering (CineRender)

Verwenden Sie die Stereo-Rendering-Einstellungen zum Erstellen von zwei oder mehr Bildern mit leicht versetzten Perspektiven.

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Einführung

In den letzten Jahren wurde es durch Fortschritte in der Technologie möglich, 3D-Bilder und Filme farbgetreu anzuzeigen und ohne dass die Augen ermüden. Die meisten Techniken zeichnen zwei Bilder der gleichen Szene aus leicht versetzten Perspektiven auf (für das linke und rechte Auge). Diese beiden Bilder müssen dann dem Betrachter so angezeigt werden, dass das linke Auge nur das linke Bild wahrnimmt und das rechte Auge nur das rechte Bild; dies wird über eine speziell eingefärbte Brillen erreicht. Der Rest erfolgt mehr oder weniger automatisch: Im Gehirn werden diese beiden Bilder zu einem einzigen zusammengesetzt.

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Zwei Bilder mit verschiedenen Perspektiven werden zum Erstellen eines einzigen Stereoskop-Bilds kombiniert.

Themen in diesem Abschnitt

Optionen mit einer sphärischen Kamera

Optionen mit einer nicht-sphärischen Kamera

Stereo-Renderingoptionen

Optionen mit einer sphärischen Kamera

Es sind spezielle Einstellungen verfügbar, wenn Sie die 360°-Sicht einer sphärischen Kamera zu einem stereoskopen Bild machen wollen. Die Sicht für das linke und rechte Auge werden zu einem einzigen Bild kombiniert (links = oben; rechts = unten).

Markieren Sie die Option der sphärischen Kamera, um auf die speziellen Stereo-Renderingoptionen für eine sphärische Kamera zuzugreifen.

Wenn Sie die sphärische Kamera nicht verwenden: Siehe Optionen mit einer nicht-sphärischen Kamera.

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Stereo-Modus

Mono: Es werden keine Stereoskop-Bilder gerendert.

Parallel: Beide Kameras werden mit parallelen Blickachsen angeordnet.

Vorspur: Die Blickachsen der beiden Kameras kreuzen sich. Der Schnittpunkt kann mithilfe der Brennweite definiert werden.

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Die verschiedenen Stereomodi mit der Kameraachse (die Kameras werden intern für die das Rendering der Panoramas gedreht)

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Stereomodi liegt in der Definition der Null-Parallaxe, d. h. dem Abstand von der Kamera, in dem keine Parallaxe erzeugt wird.

Anmerkung: Parallaxe ist der erkennbare Versatz eines Objekt bei Betrachtung von zwei verschiedenen Punkten aus.

Bei Auswahl von Vorspur wird die Null-Parallaxe mithilfe der Brennweiteneinstellung definiert und kann später nicht geändert werden.

Wenn Parallel ausgewählt wird, ist die Null-Parallaxe unendlich und kann später geändert werden (durch Verschieben der linken und rechten Perspektive).

Stereo-Layout

Definieren Sie, wie die beiden Stereobilder angeordnet werden sollen, oder welches (links oder rechts) allein gerendert werden soll.

Augenabstand

Dieser Wert legt den Abstand zwischen den beiden Kameras/Augen fest. Der Standardabstand von 6,5 cm entspricht dem durchschnittlichen Abstand zwischen den menschlichen Augen.

Abstand Auge zu Hals

Je nachdem, welches Zielmodell gerendert wird, können Sie den horizontalen Abstand vom Hals zu den Augen definieren (siehe Bild oben). Wenn der Abstand Auge zu Hals auf 0 gesetzt wird, liegt der Drehpunkt der Kamera nicht mehr in der Mitte zwischen den beiden Kameras.

Brennweite

Wenn der Stereomodus auf Vorspur eingestellt ist, können Sie mit dieser Einstellung festlegen, wo die Null-Parallaxe liegen soll. Objekte, die vor diesem Punkt und in Blickrichtung der Kamera liegen, ragen aus dem Bildschirm zum Betrachter hin heraus; Objekte hinter diesem Punkt „sinken” in den Bildschirm hinein.

Glättung oberer Pol/Glättung unterer Pol

Aus technischen Gründen kann ein stereoskopes Bild um die Pole herum nicht korrekt gerendert werden. Um unerwünschte Artefakte zu vermeiden, kann der Stereoeffekt in diesen Bereichen allmählich abgeschwächt werden. In den meisten Fällen lässt sich dies problemlos erreichen, da die visuell wichtigen Elemente hauptsächlich horizontal um die Kamera herum liegen (und nicht vertikal darüber oder darunter).

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Die Glättung kann für den oberen und unteren Pol separat definiert werden. In dem Bereich, in dem die Glättung erfolgt, werden die Sichten mit der linken und rechten Kamera entzerrt, bis sie mit der maximal möglichen Glättung übereinstimmen.

Glättungsarten

Die Glättung mit einem definierten Glättungswinkel erfolgt vom Anfang bis zum Pol hin mit einer der folgenden beiden Methoden:

Linear: Die Glättung erfolgt mit linear zunehmender Stärke, d. h. eine abrupte Umsetzung

Exponentiell: Die Glättung erfolgt mit exponentiell zunehmender Stärke, d. h. eine allmähliche Umsetzung.

Verwenden Sie die Einstellungen für Oberer/unterer Pol für die entsprechenden Optionen.

Optionen mit einer nicht-sphärischen Kamera

Wenn Sie die sphärische Kamera nicht verwenden, sind die folgenden Stereo-Renderingoptionen verfügbar.

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Modus

Mono: Dies entspricht dem normalen Kameramodus ohne Stereoskopie.

Symmetrisch: Verwenden Sie diesen Modus zum Rendern normaler Stereoskop-Bilder. Es wird von einer Doppelkamera ausgegangen, und jeder Kamera wird die Hälfte des definierten Augenabstands-Werts (entsprechend links und rechts) zugewiesen.

Je nach den definierten Parametern werden beide Kameras wie folgt entlang der Objekt-X-Achse der Kamera positioniert:

Links: Die linke Kamera ist auf 0 eingestellt, die rechte auf + Augenabstand

Rechts: Die linke Kamera ist auf – Augenabbstand eingestellt, die rechte auf 0.

Augenabstand

Dieser Wert legt den Abstand zwischen dem linken und dem rechten Auge fest. Der Standardwert von 6,5 cm entspricht dem durchschnittlichen Abstand zwischen den menschlichen Augen. Normalerweise sollte dieser Wert so klein wie möglich sein. Höhere Werte erzeugen eine entsprechend stärkere räumliche Wirkung, sind jedoch für den Betrachter anstrengender.

Ausnahme: Wenn eine Szene wie beispielsweise eine Landschaft weit weg von der Kamera dargestellt wird.

Platzierung

Es stehen zwar verschiedene Optionen zur Verfügung, die meisten wurden jedoch nur aus Gründen der Kompatibilität implementiert. Für stereoskopische Doppelbilder sollten Sie (außer bei besonderen Umständen) die Platzierung auf Abseits der Achse stellen.

Alle Beispiele in dem Bild unten verwenden ausschließlich eine Doppelkamera.

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Je nach Platzierung werden die beiden (oder weitere) Kameras unterschiedlich ausgerichtet.

Parallel: Dies ist die einfachste stereoskopische Kameraanordnung. Beide Kameras werden parallel zueinander positioniert (die Bildachsen sind ebenfalls parallel). Stereoskop-Bilder mit dieser Anordnung zeigen nur Objekte, die vor der Projektionsebene liegen. Die Null-Ebene kann daher durch Ändern des Null-Parallaxenwerts NICHT verschoben werden. Dadurch unterscheidet sich dieser Modus von den frei folgenden Modi.

Abseits der Achse: Im Wesentlichen die gleiche Kamera-Anordnung wie Parallel, aber mit einem Versatz, das bedeutet, dass die Bildachsen nicht mehr parallel sind, sondern sich schneiden. Die Null-Parallaxe liegt an diesem Schnittpunkt (siehe nächste Einstellung, Null-Parallaxe). Objekte können so dargestellt werden, dass sie räumlich vor oder hinter der Projektionsebene liegen (d. h. im oder vor dem Bildschirm).

Tipp: Dieser Modus wird für stereoskopische Doppelbilder empfohlen, weil er mit dem breitesten Spektrum von Applikationen die besten Ergebnisse liefert.

Auf der Achse: Bei Auswahl dieses Modus werden beide Kameras gedreht, sodass sich ihre Z-Achsen mit der Null-Parallaxe schneiden. Dies entspricht ungefähr der Funktionsweise des menschlichen Auges, es wird jedoch zum Erstellen von Stereoskop-Bildern nicht empfohlen, weil es zu einer vertikalen Parallaxe führen kann. Dieser Modus wird auch als „Vorspur” bezeichnet.

Radial: Dieser Modus ähnelt dem Modus „Auf der Achse” mit dem Unterschied, dass nicht beide Kameras auf der Z-Achse liegen, sondern auf einem Bogen (dessen Mittelpunkt im Schnittpunkt der Null-Parallaxen der beiden Kameras liegt).

Null-Parallaxe

Die Null-Parallaxe ist eine virtuelle Ebene, die vertikal zum Kamera-Blickwinkel liegt und festlegt, wo die Projektionsebene liegt, d. h. die Ebene, die den Bildschirm in seiner Tiefe darstellt. Objekt, die in Richtung der Kamera vor dieser Ebene liegen, ragen räumlich aus dem Bildschirm zum Betrachter hin heraus; Objekte hinter dieser Ebene liegen „im” Bildschirm.

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Auto-Ebenen

Wählen Sie einen Auto-Wert von 70 oder 90 aus, oder wählen Sie Manuell aus, um separate Werte für die linke und rechte Ebene eingeben zu können.

Um auf der sicheren Seite zu sein, wählen Sie 90 aus und platzieren Sie alle sichtbaren Objekte in Richtung der Kamera und hinter dieser Ebene.

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Die Auto-Ebenen haben keine Auswirkung auf das Rendering! Sie dienen lediglich als visuelle Referenzen, die Sie manuell anpassen können. Wenn Sie über Test-Renderings feststellen, dass der optimale räumliche Eindruck mit einem bestimmten Abstand zur Kamera erzielt wurde (Objekte, die beispielsweise zu nahe an der Kamera liegen, während die Null-Parallaxe weit weg liegt, können vom menschlichen Auge nur schwer wahrgenommen werden), können Sie diese Ebenen entsprechend definieren und Objekte in der Sicht innerhalb des resultierenden begrenzten Raums richtig platzieren.

Die Optionen 70 und 90 bilden eine Parallaxe von 70 bzw. 90 Bogensekunden für die nahe Ebene. Diese Werte werden in der technischen Literatur als Werte beschrieben, bei denen das menschliche Auge ohne große Anstrengung räumlich sehen kann. Objekte sollten daher hinter dieser nahen Ebene liegen.

Eine Formel definiert die maximale Parallaxe (den Abstand zwischen Rot und Cyan (Anaglyph)):

P = tan a * D

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wobei P = Parallaxe, D = Abstand des Betrachters von der Projektionsebene (z. B. dem Bildschirm), a = Winkel zwischen 2 Punkten, die das Auge bequem wahrnehmen kann (maximal 1,5° oder etwas weniger).

Bei einem durchschnittlichen Abstand von 50 cm zwischen Augen und Bildschirm ergibt sich ein durchschnittlicher Referenzwert von 13 mm.

Stereo-Renderingoptionen

Stereoskope Bilder berechnen

Definieren Sie, wie die stereoskopen Bilder gerendert und gesichert werden sollen.

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Kombiniertes Stereoskopie-Bild: Ein Stereoskopie-Bild wird nur mit den Sichten für das linke und rechte Auge und keinen weiteren Kanälen gerendert. Dies ist der Modus, mit dem Sie normalerweise das Rendering durchführen.

Im Gegensatz zu Stereoskopie-Techniken, die zwei Kanäle verwenden, ermöglichen Mehrkanal-Techniken ein Rendern mehrerer Kameraansichten, die dann mithilfe externer Applikationen als Kanäle (oder Streams) bearbeitet werden können. Mit auto-stereoskopischen Playback-Geräten können diese Bilder dann mit zwei aufeinander abgestimmten Kanälen angezeigt werden (diese können sich je nach dem Blickwinkel ändern).

Individuelle Kanäle: Je nach Anzahl der definierten Kanäle können verschiedene Kameraansichten gerendert werden. Kanal 1 ist immer die Perspektive des linken Auges und Kanal X immer die Perspektive des rechten Auges. Wenn Kanäle größer als 2 eingestellt ist, werden zusätzliche Sichten zwischen diesen Positionen gerendert. Verwenden Sie diesen Modus, wenn Sie später im Picture Viewer oder mit einer externen Applikation ein Stereoskop-Bild erstellen wollen.

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Links eine stereoskopische Anordnung mit 2 Kanälen, rechts eine stereoskopische Anordnung mit 5 Kanälen.

Individuelle Kanäle und Kombiniertes Bild: Zusätzlich zu den Sichten des linken und rechten Auges (plus ggf. einer beliebigen Anzahl von Kamera-Zwischensichten) wird ein Stereoskopie-Bild aus einer Kombination dieser Sichten erstellt.

Einzelkanal: Nur der mit dem Einzelkanal-Wert definierte Kanal wird berechnet. Dieser Modus wird empfohlen, wenn Sie – aus welchem Grund auch immer – nur eine einzelne Kamerasicht rendern wollen.

Legen Sie fest, welcher Kanal gerendert werden soll. 1 rendert immer die Sicht des linken Auges. Der für Kanäle definierte Wert ist die Sicht des rechten Auges. Die Zwischenwerte repräsentieren die Kamera-Zwischensichten, wie hier beschrieben: siehe Platzierung.

Monobild

Aktivieren Sie diese Option, wenn die normale Kameraansicht zusätzlich zu den stereoskopischen Sichten berechnet werden soll.

Stereo-Rendering-Modus: Anaglyph, Seite-an-Seite, Interlaced

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Anaglyph

Dies ist die bekannteste Methode, die in Kinos seit den 50er Jahren verwendet wird. Die Farbinformationen eines Bilds werden mithilfe von 2-farbigen Brillen getrennt (früher Rot-Grün, heute meist Rot-Cyan). Vorteil: einfache und preisgünstige Brille. Nachteil: Der Farbbereich ist teilweise stark eingeschränkt.

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 Methode: Stellen Sie die Farbe des Stereoskop-Bilds ein. Ein Problem mit der Anaglyph-Technik ist, dass einige Farben nicht dargestellt werden können, ohne die Augen des Betrachters zu strapazieren (Rot bei Verwendung der Rot-Cyan-Codierung). Empfehlung: Verwendung von Optimiert, weil diese Auswahl für ein weniger anstrengendes „Seh-Erlebnis” sorgt.

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Die verschiedenen verfügbaren Methoden (Komplett mit Anaglyph-Farben Rot-Blau). “Mono” = Stereo-Rendering AUS. Modelle von DOSCH Design.

Die folgende Liste wurde entsprechend der Qualität zusammengestellt, die von Anaglyph-Bildern erwartet werden kann, von der schlechtesten bis zur besten:

Voll: Die älteste Methode (mit der niedrigsten Qualität) der Anaglyph-Anzeige; die Anzeige ist dunkel und monoton. Dieser Modus wurde für die Verwendung mit den Anaglyph-Techniken Rot-Blau oder Rot-Grün konzipiert.

Grau: Das Anaglyph-Bild erscheint durch die Brille als Graustufenbild (nicht zur Verwendung mit Rot-Blau oder Rot-Grün). Für hellere Bilder verwenden Sie die Option Voll.

Halb-Farbe und Farbe: Diese Modi erlauben nur eine begrenzte Farb-Reproduktion im Vergleich zu den anderen Optionen. Blau-, Grün- und Gelbtöne können mit der gängigen Rot-Cyan-Codierung sehr gut repräsentiert werden. Bei der Auswahl von Farbe kann eine „Retina-Rivalität” auftreten, d. h. die roten Flächen (Rot-Cyan) bewirken, dass das linke Auge eine maximale Farbintensität an das Gehirn weitergibt und das rechte Auge nur „Schwarz” sieht. Dies ist irritierend und für die Augen anstregend. Dieser Effekt kann durch Auswahl von Halb-Farbe minimiert werden. Rot wird jedoch so weit verdunkelt, dass es nicht mehr als Rot erkannt wird.

Optimiert: Dieser Modus ähnelt Halb-Farbe, bietet jedoch eine bessere Farbreproduktion und minimiert den Retina-Rivalitätseffekt.

System: Definieren Sie hier die Farbe der Stereoskop-Farbcodierung bei Verwendung des Anaglyph-Modus. Beide Farben sollten mit den Farben der Linsen der verwendeten 3D-Anaglyphbrille identisch sein. Wenn Ihr Kunde keine Farbinformationen liefert, verwenden Sie Rot-Cyan.

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Definieren Sie mit der Option Manuell die individuellen Farben für die Stereoskop-Farbcodierung (es wird jedoch schwierig, eine passende Brille zu finden…). Wenn die Methode auf eine andere Einstellung als Voll gesetzt ist, können Sie lediglich die Farbe für das linke Auge festlegen. Die linke Farbe muss die gleiche sein wie die Farbe der linken Linse der Brille. Die Farbe des rechten Auges wird automatisch auf die Komplementärfarbe des linken Auges eingestellt.

Seite-an-Seite

Das linke und rechte Bild wird vertauscht und in eine normale Bildgröße gestaucht. Manche Fernsehgeräte verwenden diese Technik für HD 3D, weil die Übertragungs-Bandbreite mit der HD-Bandbreite identisch ist. Das Endgerät muss in der Lage sein, diese Doppelbilder zu decodieren und sequenziell anzuzeigen (am gängigsten in Verbindung mit Shutterbrillen). Nachteil: reduzierte Auflösung, teure Technologie (spezielle Hardware erforderlich).

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Ausrichtung: Dieser Modus legt fest, ob beide Bildteile nebeneinander angeordnet werden sollen oder nicht (horizontal oder vertikal).

Links spiegeln X/Links spiegeln Y/Rechts spiegeln X/Rechts spiegeln Y: Verwenden Sie diese Kontrollkästchen zum Spiegeln der Bildhälften entlang der X- oder Y-Achse.

Interlaced

Diese Methode erfordert einen Monitor mit einem Polarisationsfilter und eine Brille mit polarisierten Gläsern. Da beide Bilder in einem einzigen Bild codiert sind (z. B. linkes Auge alle geraden Linien, rechtes Auge alle ungeraden Linien), wird die Auflösung halbiert. Vorteil: preisgünstige Brille, gute Farbreproduktion. Nachteil: spezieller Bildschirm erforderlich, reduzierte Auflösung.

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Definieren Sie, ob die Codierung über Offset-Linien (Horizontal) oder Spalten (Vertikal) erfolgen soll. Schachbrett ist eine Kombination beider Modi.

Zusätzliche Parallaxe (Pixel)

Verschiebt die Bildhälften um den definierten Wert in Pixeln. Damit kann der stereoskopische Effekt verstärkt werden.

Links/Rechts vertauschen

Wenn diese Option aktiviert ist, werden die rechten und linken Bildhälften vertauscht.

Einige Tipps, um gute Stereoskop-Bilder zu erzielen

Beim Erstellen von stereoskopen Bildern sind einige Regeln einzuhalten. Dies ist notwendig, um die Bilder leicht betrachten zu können, ohne dass die Augen übermäßig angestrengt werden. Daher sollten die folgenden Richtlinien eingehalten werden.

Schärfentiefe: Im Allgemeinen empfiehlt es sich, einen größeren Schärfenbereich zu definieren (d. h. nur wenig Unschärfe). Eine gängige 2D-Technik verringert mit einer leichten Begrenzung der Schärfentiefe die Dominanz weniger wichtiger Bildbereiche (z.B. Hintergrund). Eine unscharfe Wand hinter einem scharf dargestellten Objekt lässt den Hintergrund flacher aussehen. Solche Techniken kollidieren mit dem Prinzip der Stereoskopie.

Abstand vom Objekt: Der 3D-Effekt hängt stark davon ab, wie weit der Betrachter von der Projektionsebene (Bildschirm, Leinwand, Papier etc.) entfernt ist. Je weiter der Betrachter von der Projektionsebene entfernt ist, desto stärker ist der 3D-Effekt (der wahrgenommene Tiefeneindruck zwischen einem nahe liegenden und einem weit entfernten Objekt)! Dies sollte bei der Einrichtung einer Stereoskopie-Szene berücksichtigt werden.

Beim Geister-Effekt nimmt ein Auge die Bildinformationen des anderen Auges wahr (dies führt zu Irritationen). Dies ist besonders auffällig bei Bildern mit hohem Kontrast (besonders bei Anaglyph-Bildern kann dieser Effekt auftreten). Vermeiden Sie daher nach Möglichkeit zu starke Kontraste in Ihren Bildern. Sehr kleine Parallaxen-Werte können auch den Geister-Effekt reduzieren.

Es ist häufig irritierend für die Augen, wenn Objekte an der Kante des Bilds abgeschnitten werden (wenn sie nicht auf der Projektionsebene liegen). Da jedoch immer Objekte auf der Kante eines Bilds liegen, sollte es wenigstens nicht das wichtigste Objekt in dem Bild sein, das abgeschnitten wird.

Bei Videos ist es wichtig, dem Auge Zeit zu geben, sich an starke Parallaxenänderungen (zwischen verschiedenen Einstellungen) anzupassen. Kurze, schnelle Schnitte sollten daher vermieden werden.

Vermeiden Sie Übertreibungen: Szenen wie Kettensägen, die ständig auf den Betrachter zu fliegen, können für die Augen ermüdend sein. Setzen Sie solche visuellen Gimmicks sparsam und mit Bedacht ein.