1.1	Von der Camera obscura zur VR-Brille

Ein Foto ist ein zweidimensionales Medium, das räumliche Informationen als Zentralprojektion aufzeichnet. Die mathematisch korrekte Zentralprojektion ist seit Mitte des 15. Jahrhunderts nachgewiesen. Als Vorlage der Perspektive diente Malern die Camera obscura. Eine dauerhafte Aufzeichnung der Bilder wurde dagegen erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit der Entwicklung fotografischer Verfahren möglich. Sir Charles Wheastone gelang etwa zur gleichen Zeit mit seinem Stereoskop genannten Apparat der Nachweis, dass räumliches Sehen beim Menschen durch die leicht unterschiedlichen Blickwinkel des rechten und des linken Auges begründet ist.

Man kann also mittels zweier Bilder, die von unterschiedlichen Standpunkten aus aufgenommen werden, einen künstlichen Raumeindruck hervorrufen. Unter dem Begriff Stereoskopie versteht man die Gesamtheit der Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von raumgerechten Bildern. Ebenso hat sich die Bezeichnung 3D für Fotografie und Film durchgesetzt, konkurriert aber heute mit Begriffen der Computergrafik. Eine 3D-Computergrafik ist üblicherweise eine Abbildung des intern gespeicherten Datenmodells einer 3D-Szene. Man spricht auch von einem Rendering. Hingegen besteht eine 3D-Fotografie aus zwei Bildern, dem linken und rechten Halbbild eines Bildpaares, das bei binokularer Betrachtung als Raumbild erscheint. Die Stereofotografie wird auch mit dem Begriff S3D bezeichnet.

Die 3D-Fotografie hat in den letzten 150 Jahren immer wieder mal mehr und mal weniger Aufmerksamkeit hervorgerufen. In den Anfängen war es die weite Verbreitung der Stereokarten und Betrachtungsgeräte, die in den Wohnzimmern des Bürgertums präsent sein mussten. Es folgten Dokumentationen des Ersten Weltkrieges auf Glasplatten und in Deutschland die Propaganda während der NS-Herrschaft durch den Raumbild-Verlag Otto Schönstein. Um 1930 hatte Otto Gruber die Idee des View-Masters, der bis heute noch aktuell ist. Mitte des 20. Jahrhunderts wurden diverse Stereokameras für den Kleinbildfilm produziert. 2010 war das Jahr der 3D-Fernseher. Am 28. August 2010 erschien die Bild-Zeitung komplett als Anaglyphendruck in 3D. Heutzutage sind wir durch Googles Cardboard bei Virtual Reality auf dem Smartphone angekommen.

Doch worin besteht der Mehrwert eines Raumbildes? Sicher ist es immer noch der Wow-Effekt beim Tiefeneindruck, mehr noch als das Motiv selbst, das ebenso die Forderung nach 3D stellen kann. Bei der Vielzahl an Apps für Smartphones finden sich auch etliche Pseudo-3D-Apps in den Stores. Das Interesse an räumlichen Darstellungen ist demnach ungebrochen. Probieren Sie es doch einfach einmal mit Print und Stereoskop, Anaglyphenbrille, Google Cardboard oder Website aus – analog, hybrid oder digital.

Dieses Buch soll kein Kompendium der Stereoskopie sein. Es ist eine Anleitung zum Fotografieren mit bzw. in 3D sowie zur Raumbildpräsentation mithilfe der technischen Möglichkeiten von Computer und Internet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Zuge der neuen Do-it-yourself-Bewegung, der Maker-Szene, die analoge Fotografie unter den Kreativen weiterlebt. Do it yourself (kurz: DIY, Englisch für Mach es selbst) ist eine Bewegung, die Anfang der 1950er Jahre entstand. Hinter dem Begriff steht die Idee, handwerkliche Tätigkeiten selbst und ohne professionelle Hilfe auszuführen. Die Thematik ist nach wie vor aktuell und findet heutzutage Ausdruck in der Maker-Szene. In vielen Städten gibt es FabLabs, offene Werkstätten oder Maker Spaces, in denen hochtechnisierte Produktionsmittel wie 3D-Drucker oder CNC-Maschinen der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Ähnliche Motivationen zum Selbermachen findet man auch unter den Fotofreunden.

1.2	Stereoskopie und Stereofotografie

Die Stereoskopie entfaltete bei fast gleichzeitiger Entwicklung der Fotografie um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert eine besondere Faszination. Fotografische Apparate dieser Zeit wird man heutzutage kaum noch einsetzen, die Entwicklungen der Fotoindustrie aus den 1950er Jahren sind aber für den vorangehend erwähnten Anwenderkreis durchaus von Interesse. Eine andere Gruppe von Leuten sieht sich durch die hochaktuelle virtuelle Realität auf mobilen Computern mit der Stereoskopie und 3D-Verfahren konfrontiert.

In diesem Buch geht es um die praktische Anwendung von 3D-Fotografie – von der analogen Technik über die hybride Stereobildbearbeitung bis hin zur rein digitalen Technik. Dabei stehen Budgetlösungen für den ambitionierten Amateur im Fokus, nicht professionelle High-End-Systeme. Anstelle von umfangreichen theoretischen Abhandlungen, wie man sie in Fachbüchern zur 3D-Fotografie findet, enthält dieses Buch eine Vielzahl von praktischen Hinweisen zu Materialien, Aufnahmetechnik und Bezugsquellen.

Die zeitgleiche Aufnahme zweier parallaktisch unterschiedlicher und annähernd inhaltsgleicher Halbbilder verlangt dem Fotografen zusätzliche Fertigkeiten ab. Nur bei Einhaltung gewisser Restriktionen gelingt die Verschmelzung zum Raumbild bei der Betrachtung eines Stereobildes. Da auch die Betrachtung in aller Regel eine besondere Einrichtung erfordert, muss man sich eingangs unbedingt mit der Rechtfertigung und Charakteristik eines Raumbildes auseinandersetzen.

Auf einige Phänomene der Raumbildbetrachtung soll kurz hingewiesen werden. In monotonen Motiven tritt die Oberflächenstruktur der Objekte besser in Erscheinung. Bei Mineraliensammlern ist daher die 3D-Fotografie übliche Praxis. Auch ist dort das stereoskopische Glitzern gefragt. Die Interpretation einer extrem komplexen Szene wird durch die räumliche Betrachtung wesentlich erleichtert.

 

Andere Phänomene der Raumbildbetrachtung sind das Erkennen verdeckter Strukturen, die Akzeptanz nicht fokussierter Halbbilder oder auch das Auffüllen leerer Bildbereiche. Es ist hinreichend, wenn nur ein Halbbild die richtige Fokussierung aufweist. Das zweite Bild kann dagegen mit Unschärfe daherkommen, denn das Gehirn bevorzugt beim Verschmelzungseffekt der Bilder gewisse Daten.

Wasseroberfläche und Spiegelbild der Pergola aus Bild 1.1 stehen senkrecht aufeinander, was im Raumbild deutlicher erkennbar ist als im Monobild. Auch Bild 1.2 zeigt, dass im Raumbild mehr Information steckt – hier dargestellt durch die Halbbilder und die Tiefenmatrix, berechnet aus dem Stereobildpaar. Helle Bildbereiche liegen näher an der Kamera als dunkle Bereiche.

 

Die wissenschaftlich-technische Auswertung und Interpretation des Bildmaterials, z. B. bei der Ermittlung von maßgerechten Informationen der Objekte, ist notwendigerweise ein Einsatzgebiet der Stereoskopie. Der technisch interessierte Fotograf findet den Reiz in der besonderen Art der Bildgewinnung, während der Beobachter dem Wow-Effekt bei der Betrachtung erliegt. Machen wir uns also auf in die Welt der Stereoskopie bzw. 3D-Fotografie!

1.3	Analog fotografieren und hybrid verarbeiten

Unter Anwendung der digitalen Fotografie gelingen auch dem Fotoamateur Bilder mit beeindruckender Qualität. Ein Vollformatsensor der Auflösung von 50 MP (z. B. Canon EOS 5D 8.688 × 5.792 Pixel Auflösung) liefert hinreichend Daten für einen hochwertigen Druck in der Größe DIN A1. Berücksichtigt man die weitergehenden Möglichkeiten der Aufnahmetechnik und der digitalen Weiterverarbeitung, kommt die Frage auf, warum man überhaupt noch analog fotografieren sollte?

Aufgrund der immer schneller fortschreitenden digitalen Fototechnik, seien es Kamera- oder Softwareentwicklungen, erhält auch die Community der analogen Fotofreunde als Gegenbewegung wieder vermehrt Zuspruch. Im Internet hat sich ein Netzwerk aus Lieferfirmen für Filmbedarf und Zubehör, Entwicklungslaboren, Anwenderforen und Auktionsportalen herausgebildet. Die Ursprünge hierfür liegen sicherlich auch in der Wiederbelebung der 1982 entwickelten russischen Kleinbildkamera Lomo LC-A durch eine Gruppe Wiener Studenten, woraus der Begriff Lomografie entstanden ist.

Trotz oder gerade wegen des Siegeszuges, den die digitale Fotografie angetreten hat, besteht die Faszination des Analogen bei kreativen Fotoliebhabern weiterhin. Vergleichbares ist mit der Stereofotografie festzustellen. Noch immer tritt ein Aha-Effekt ein, wenn ein Bildpaar im Stereobetrachter zum Raumbild verschmilzt. In diesem Buch begegnen Sie den vielen Facetten der 3D-Fotografie.

Nach einem Exkurs in die Geschichte der Stereoskopie und Fotografie in Kapitel 2 wird die 3D-Fotografie ab den 1950er Jahren in Kapitel 4 nicht nur nacherzählt, sondern nachgearbeitet. Die Apparate des vergangenen Jahrhunderts sind auf den Auktionsplattformen im Internet als Sammlungsstücke und als Gebrauchsgeräte noch zu erwerben.

Neuwertige analoge Kameras, vornehmlich russischer Konstruktion, können Sie bei der Lomographischen Gesellschaft erwerben. Nachbauten deutscher Klassiker wie Leica oder Contax können Sie auf Internetauktionen ersteigern. Bei eBay finden Sie neben den fotografischen Apparaten aus vergangenen Zeiten auch die entsprechenden Ersatzteile und das Zubehör. Nicht mehr produzierte Filmformate und abgelaufenes Material sind begehrte Objekte der Bieter. Was der analoge Fotoenthusiast beim Umgang mit der alten Technik empfindet, mag ein Außenstehender nicht nachempfinden können. Doch bei der Betrachtung eines professionellen Schwarzweißfotoabzuges auf klassischem Barytpapier in Museumsqualität entdeckt auch ein unvorbelasteter Beobachter das Potenzial der analogen Fotografie wieder.

Hybride Verarbeitung ist das Stichwort beim Übergang vom Analogen zum Digitalen. Mit eben dieser hybriden Stereobildbearbeitung beschäftigt sich Kapitel 5. Den analogen Kameras wird wieder eine Chance gegeben – und zwar den Apparaten, die der Hobbyfotograf noch im Schrank hat, oder den Gebrauchsmodellen, die man auf Auktionsplattformen erwerben kann. Der Film muss mit chemischen Mitteln entwickelt werden, die Negative bzw. Diapositive kommen auf den Scanner. Dabei wird auch ein kritischer Blick auf den Einsatz der betagten Apparate geworfen. Objektiv ist der individuelle Vorzug einer analogen Stereokamera aus Leningrad gegenüber einem Gespann digitaler Kompakter selbstverständlich nicht zu beurteilen. Die Auseinandersetzung mit den Apparaten und Methoden orientiert sich an der Einstellung zu Verlangsamung und Individualität der Fotografie.

1.4	Digitale Fotos und Videos mit Smartphone, Action Cam & Co.

Die Zielsetzung dieses Buches hinsichtlich Aufnahme und Wiedergabe der seit etwa 1850 bekannten Stereoskopie ist selbstverständlich auch unter den heutigen Gegebenheiten zu sehen. Mitte des 20. Jahrhunderts wurde eine neue Generation von Kameras für die Kleinbildfotografie entwickelt. Jetzt zu Beginn des 21. Jahrhunderts sind wir mit mobilen Geräten wie Smartphone und Tablet-Computer in der virtuellen Realität angekommen. Kapitel 6 widmet sich daher den aktuellen digitalen Aufnahmesystemen und den erweiterten Techniken wie der HDR-Fotografie, dem Stacking, Panoramaaufnahmen, den VR-Formaten und dem 3D-Video. Das Cardboard aus dem Pizzakarton wird zum Stereoskop, 160 Jahre nach dessen Erfindung.

Das Angebot an klassischen digitalen Stereokameras ist nicht sehr umfangreich. Die artenreine Digitalverarbeitung bekommt jedoch einen neuen Schub durch den derzeitigen Hype um Action Cams, 360-Grad-Kameras und VR-Brillen wie Oculus Rift & Co. Spätestens beim Blick durch die VR-Brille tritt bestimmt der schon erwähnte Wow-Effekt ein.

Völlig neue Wege werden durch die 360-Grad-Videotechnik beschritten, die der Kategorie Virtual Reality zugeordnet wird (Kapitel 7). Auch Reality Capture ist eine der aktuellen Aufnahmetechniken (Kapitel 8). Hier wird nicht nur mit RGB-Kameras gearbeitet, sondern Tiefenkameras ermitteln das räumliche Abbild, während der Fotosensor für die Textur sorgt. Somit kommt es zu Modellen der Wirklichkeit, die in Computerszenarien eingefügt werden oder den 3D-Drucker füttern. Wer von diesen Modellen ein stereoskopisches dreidimensionales Bild (S3D) oder Video erzeugen möchte, der definiert in der Rendersoftware eines Animationsprogramms eine stereoskopische Kamera.

Sobald wir in die Trickkiste der Digitalfotografie greifen, müssen wir uns auch mit der Anwendungssoftware auseinandersetzen (Kapitel 7). Hier werden wir fast ausschließlich auf Open-Source-Tools und Freeware zurückgreifen. Bildverarbeitung und Stereomontage sind gefragt. Mit ImageMagick und FFmpeg, den Kommandozeilenwerkzeugen für Foto und Video, geht es der Sache auf den Grund. Bei Bedarf schauen wir nach einem Panoramatool, bemühen Programme für das Reality Capture und nutzen die Blender Render Engine.

1.5	Bildbetrachtung mit Stereoskop oder Anaglyphenbrille

Nach einem Blick auf die ersten Jahre der Stereoskopie und Fotografie in Kapitel 2 wendet sich Kapitel 4 der analogen Aufnahmetechnik aus Sicht des Fotoenthusiasten sowie der Präsentation des Originalbildmaterials zu. Es wird gezeigt, wie man mit den zweiäugigen Sucherkameras aus den 1950er Jahren Diapositive im Bildbetrachter und in der Projektion mit Polfiltertechnik anschauen kann. Mit der hybriden Methode, das heißt der digitalen Auswertung und Bearbeitung analoger Aufnahmen, die in Kapitel 5 vorgestellt wird, wachsen die Aufnahmewelten der Veteranen mit denen moderner Kameras zusammen.

Kapitel 9 zeigt, wie das erstellte Bildmaterial zeitgemäß publiziert wird. Die Daten lassen sich nicht nur in Form von Printmedien, sondern auch via TV und Beamer präsentieren. Internet, Tablet-Computer, Smartphone und natürlich VR-Brillen sind die angesagten Medien.

Im Buch sind analoge Stereobilder als Stereokarten im Side-by-Side-Format gestaltet (siehe Bild 1.3). Das Bildformat ist konform zum Raumbild-Verlag-Stereoskop. Die Halbbildbreite beträgt 52 mm, die Seitenverhältnisse sind 1 : 1, 3 : 2 oder 4 : 3. Mit den gängigen Prismenbetrachtern und Lorgnetten bzw. über den sogenannten Parallelblick stellt sich das Raumerlebnis ebenfalls schnell ein. Bitte erlauben Sie den Augen ein paar Sekunden Eingewöhnungszeit. Wenn Sie Bedarf an einem Loreo Lite 3D Viewer oder an einer Lorgnette haben, dann besuchen Sie http://perspektrum.de als Bezugsquelle für Stereozubehör. Natürlich gibt es auch andere Bezugsquellen, aber diese Empfehlung gestatte ich mir.

 

Des Weiteren finden Sie großformatige Anaglyphenbilder für die Betrachtung mit einer Rot-Cyan-Brille (siehe Bild 1.4), die diesem Buch beiliegt, und Anordnungen für den freiäugigen Kreuzblick im Buch (siehe Bild 1.5).

Die Bildmotive haben nicht den Anspruch, höchste fotografische Qualität zu erreichen. Es steckt meistens auch ein experimenteller Charakter in den Abbildungen. Die entsprechende Hardware (Kameras sowie Betrachtungseinrichtungen) sollte unbedingt zum Einsatz kommen. Dem Alter der Geräte entsprechend kommen in den folgenden Kapiteln zunächst das Glyphoscope von Jules Richard, die Stereo Realist und die Belplasca zur Anwendung. Die analoge Phase wird mit den russischen Zweiäugigen (Sputnik) beendet. Anhand digitaler Twin-Sets und der zweiäugigen Fuji Real 3D werden die entsprechenden Aufnahmetechniken vorgestellt. Sodann sind wir schon bei den Gadgets, den Action Cams, der Smartphone-Fotografie und den 360-Grad-Formaten in der heutigen Welt des Internets angelangt. Hardware und Software haben Vortritt gegenüber Bildgestaltung und Motivwahl.