Stereoskopie in Mathematik und Naturwissenschaften

Anwendung des dreidimensionalen Darstellungsverfahrens in verschiedenen Forschungsfeldern

Vorschau

Leseprobe, PDF (140 KB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (88 KB)

Die Stereoskopie bezeichnet im Allgemeinen jenes optische Verfahren, bei welchem mithilfe zweier aus unterschiedlicher Perspektive erstellter Halbbilder eines Objektes beim Betrachter ein räumlicher Eindruck dieses Gegenstandes hervorgerufen wird. Hierzu ist es notwendig, jedes Halbbild dem dafür vorgesehenen Auge anhand eines Sehbehelfs (Stereoskop) oder sogenannter autostereoskopischer Verfahren (Parallel-, Kreuzblick) zuzuführen und dadurch im Gehirn einen Bildfusionsprozess in Gang zu setzen, der in besagter Tiefenwahrnehmung resultiert.
Während die Grundidee der Stereoskopie bereits auf eine jahrhundertelange Tradition zurückzublicken vermag, datiert die Entwicklung moderner stereofotografischer Techniken in das 19. und 20. Jahrhundert. Seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts fand das Raumbild seinen sukzessiven Eingang in die Wissenschaft, wobei es sich zunächst vor allem in der Meteorologie und Kartografie als brauchbares Hilfsmittel erwies. Auch in den technischen Wissenschaften und der Archäologie mit deren vermehrtem Bedürfnis nach dreidimensionaler Visualisierung von Gegenständen avancierte die Methode mitunter zu einem Standardverfahren.
Seit einigen Jahrzehnten erweisen sich die Mathematik und die naturwissenschaftlichen Disziplinen Chemie, Physik und Biologie als bevorzugte Anwendungsfelder der dreidimensionalen Bilddarstellung. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass von Seiten der Forschung und Lehre gleichermaßen der Wunsch nach einer geeigneten und verständlichen Abbildung von Körpern und Gegenständen geäußert wird. In der Mathematik ist die Stereoskopie insbesondere im Bereich der Chaostheorie und Fraktalgeometrie von erhöhter Bedeutung, wohing¬gen sich in der Chemie die räumliche Visualisierung von Orbitalen, Molekülen und Kristallen als zweckmäßig erweist. Die Physik mit all ihren Teilbereichen (Astronomie, klassische Physik, Quantenphysik) bietet ebenso wie die Biologie ein breites Spektrum an stereoskopischen Anwendungen, welche noch gar nicht vollständig ergründet worden sind.
Das vorliegende Buch bietet einen Einblick in Geschichte und Theorie der Stereoskopie beziehungsweise Stereofotografie und widmet sich in weiterer Folge zahlreichen mathematischen und naturwissenschaftlichen Anwendungsbeispielen. Das primäre Ziel der Monografie besteht darin, der Leserschaft eine Entwicklung aufzuzeigen, die vielfach erst am Anfang steht, jedoch in Zukunft möglicherweise vermehrt an Bedeutung gewinnen wird.