UA80627C2 - Automatic stereoscopic system - Google Patents
Automatic stereoscopic system Download PDFInfo
- Publication number
- UA80627C2 UA80627C2 UAA200601040A UAA200601040A UA80627C2 UA 80627 C2 UA80627 C2 UA 80627C2 UA A200601040 A UAA200601040 A UA A200601040A UA A200601040 A UAA200601040 A UA A200601040A UA 80627 C2 UA80627 C2 UA 80627C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- image
- elements
- raster
- anaglyph
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000016776 visual perception Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/361—Reproducing mixed stereoscopic images; Reproducing mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до техніки демонстрації стереоскопічних зображень і може бути використане в 2 телебаченні, у комп'ютинзі, у системах контролю і керування, САПР, ігровій техніці, для створення тренажерів в авіониці і приладобудуванні, у науці, освіті медицині і таке інше, - для об'ємного моделювання і візуального представлення статичних і динамічних процесів у ЗО-форматі.The invention relates to the technique of displaying stereoscopic images and can be used in 2 television, in computing, in control and management systems, CAD, gaming equipment, for creating simulators in avionics and instrument building, in science, education, medicine, and so on, - for volumetric modeling and visual representation of static and dynamic processes in ZO-format.
Створення тривимірного зображення продовжує залишатися серйозною технічною проблемою. Відомий метод кольорових анагліфів, що полягає в одержанні стереоскопічного зображення з використанням двох 70 пофарбованих у додаткові (комплементарні) кольори зображень-ракурсів, що складають стереопару, яке потім глядач дивиться за допомогою окулярів зі світлофільтрами різного кольору. При розгляді стереопари через такі окуляри кожне око сприймає тільки свій ракурс-зображення. При цьому, завдяки ефектові бінокулярного змішання кольорів, формується об'ємне зображення. Розвиток цього методу обмежено дискомфортом користувача в частині необхідності використання світлофільтрувальньїх окулярів. 12 У 1908 році Габризль Липпман запропонував технологію запису і відтворення тривимірного зображення з використанням рельєфних оптичних пластин, що складаються з упорядоченно розміщених мікролінз, і поклав початок розвиткові багатокомпонентного підходу до тривимірної графіки. |Ідею Липпмана на растровій основі розвив Моріс Бонне. Подальший розвиток вищевказаного підходу включає технічні рішення з варіаціями лінзових рельєфів або гратчастих структур, для одержання стереозображень за допомогою спеціально підготовленої для сепарації стереопари. Зазначена підготовка полягає в графічному перетворенні ракурсів стереопари так, щоб при сполученні зображення і растра, з урахуванням переломлення в ньому променів, обидва ракурси відновилися роздільно для кожного ока.Creating a 3D image continues to be a major technical challenge. The color anaglyph method is well-known, which consists in obtaining a stereoscopic image using two 70 images painted in additional (complementary) colors, perspectives, which make up a stereo pair, which the viewer then looks at using glasses with light filters of different colors. When viewing a stereo pair through such glasses, each eye perceives only its perspective-image. At the same time, due to the effect of binocular mixing of colors, a three-dimensional image is formed. The development of this method is limited by the discomfort of the user in terms of the need to use light-filtering glasses. 12 In 1908, Gabrizl Lippman proposed the technology of recording and reproducing a three-dimensional image using relief optical plates consisting of orderly placed microlenses, and initiated the development of a multi-component approach to three-dimensional graphics. Maurice Bonnet developed Lippmann's idea on a raster basis. Further development of the above approach includes technical solutions with variations of lens reliefs or lattice structures, for obtaining stereo images using a stereo pair specially prepared for separation. This preparation consists in the graphical transformation of the angles of the stereo pair so that when combining the image and the raster, taking into account the refraction of rays in it, both angles are restored separately for each eye.
Відомо технічне рішення згідно заявки (МУО 99/09750 від 25.02.1999р. МПК 7 502827/22, НО4М13/00 "Стереоскопічна система перегляду"). Відоме технічне рішення включає підготовку вихідної стереопари методом с 22 ДЛиппмана-Бонне, що полягає в тім, що ракурси стереопари перемежовуються інвертованими вертикальними Го) смугами зі збереженням порядку їхнього проходження - по числу лінзових елементів лентикулярного растра, таким чином, що при накладенні на стиснуте смугове зображення роздільно відновлюються обидва ракурси - для лівого і правого ока.The technical decision according to the application is known (MUO 99/09750 dated 25.02.1999. IPC 7 502827/22, НО4М13/00 "Stereoscopic viewing system"). A well-known technical solution includes the preparation of the original stereo pair using the DLippmann-Bonnet method with 22, which consists in the fact that the angles of the stereo pair are interspersed with inverted vertical Го) strips while preserving the order of their passage - according to the number of lens elements of the lenticular raster, in such a way that when superimposed on a compressed strip images are restored separately from both angles - for the left and right eye.
Практична реалізації відомої стереоскопічної системи перегляду вимагає прецизійного позиціювання в оптичних елементів лентикулярного растра щодо смужок підготовленого зображення. ГаThe practical implementation of the known stereoscopic viewing system requires precise positioning of the optical elements of the lenticular raster relative to the strips of the prepared image. Ha
Відома автостереоскопічна система - згідно (патенту КО Мо2168192 від 27.05.2001р. МПК 7 6502827/22, нНО4М13/00 "Візуальний пристрій відображення і спосіб формування тривимірного зображення"). Відоме технічне ее, рішення засноване на застосуванні гратчастої маски, що складається з окремих оптичних елементів з о перемінною фокусною відстанню, установленої поверх поля Дискретних мікрографічних елементів зображення - пікселів так, що кожен піксель позиціонований на оптичній осі окремого оптичного елемента. Зовнішнє керування со фокусною відстанню окремих оптичних елементів дозволяє імітувати розходження в глибині зорового сприйняття відповідних пікселів, тобто виявляти стерео ефект від зображення в цілому. Відоме технічне рішення є складним і громіздким по числу складових елементів і їхньої організації в єдину конструкцію. «A known autostereoscopic system - according to (patent KO Mo2168192 dated 05.27.2001. IPC 7 6502827/22, nНО4М13/00 "Visual display device and method of forming a three-dimensional image"). Known technical ee, the solution is based on the application of a grating mask consisting of individual optical elements with a variable focal length, installed over a field of Discrete micrographic image elements - pixels, so that each pixel is positioned on the optical axis of a separate optical element. External control of the focal length of individual optical elements allows you to simulate the difference in the depth of visual perception of the corresponding pixels, that is, to reveal the stereo effect of the image as a whole. The known technical solution is complex and cumbersome in terms of the number of constituent elements and their organization into a single structure. "
Головною проблемою реалізації вищерозглянутих технічних рішень є вимога прецизійного позиціювання З оптичних елементів щодо елементів спеціально підготовленого зображення на поверхні візуалізації. Практичне с використання таких систем забезпечується жорстким закріпленням їхніх оптичних елементів відносно пікселівThe main problem of the implementation of the technical solutions discussed above is the requirement of precise positioning of the optical elements in relation to the elements of a specially prepared image on the visualization surface. The practical use of such systems is ensured by rigid fixation of their optical elements relative to the pixels
Із» зображення, що виключає взаємний дрейф (зсув) оптичних елементів, і тому подібні рішення практично виключають 20/3О-конвертування.From" image, which excludes mutual drift (shift) of optical elements, and similar solutions practically exclude 20/3O-conversion.
Оскільки в даний час основні виробники і споживачі відеопродукції використовують 2О-формат її візуалізації, можливість сумісності і використання наявних 2О0-ресурсів для їхньої трансформації в ЗО-формат є со актуальною технічною задачею. ав | Відомо технічне рішення автостереоскопічної системи згідно |патенту ОБ Мо4729017 від 25.02.1986р. МПК Н 04 М 13/00). Відоме технічне рішення включає дисплейну поверхню візуалізації зі спеціально підготовленим б зображенням, що поділяється на пікселі. Елементи оптичних фат позиційовані відносно пікселів зображення й ка 20 об'єднані в автономну з'ємну гратчасту пластину. На поверхні візуалізації через гратчасту пластину глядач бачить стереоскопічне зображення. Таким чином, з'ємна гратчаста пластина повинна забезпечити тм 20/3О-конвертацію зображення. Однак, на практиці точне позиціювання гратчастої пластини на дисплеї відносно пікселів зображення є складною оптико-механічною задачею, що не вирішена у відомому технічному рішенні, й у цьому випадку неминучі викривлення зображення, яке проектується скрізь пластину, і втрата стерео ефекту. 52 Відомо технічне рішення автостереоскопічної системи - відповідно до (|патенту 05 2004263970 відSince currently the main producers and consumers of video products use the 2O-format for its visualization, the possibility of compatibility and the use of existing 2O-resources for their transformation into the ZO-format is an urgent technical task. av | The technical solution of the autostereoscopic system is known according to patent OB Mo4729017 dated February 25, 1986. IPC N 04 M 13/00). A known technical solution includes a visualization display surface with a specially prepared image that is divided into pixels. The elements of the optical panels are positioned relative to the pixels of the image and 20 are combined into an autonomous removable grid plate. On the visualization surface, the viewer sees a stereoscopic image through the lattice plate. Thus, the removable grid plate should provide tm 20/3O-conversion of the image. However, in practice, the precise positioning of the lattice plate on the display relative to the image pixels is a complex optical-mechanical problem that is not solved in the known technical solution, and in this case, distortions of the image projected throughout the plate and the loss of the stereo effect are inevitable. 52 The technical solution of the autostereoscopic system is known - according to (|patent 05 2004263970 from
ГФ) 30.12.2004р. МПК б 02 В 27/22 "Сопмепіріе ашозіегеозсоріс Паї рапеї! аізріау" (найближчий аналог)|). Відома система включає плоский екран монітора - поверхня візуалізації, на якій знаходиться піксельне зображення о стереопари, підготовленої до сепарації методом Липпмана-Бонне, а також з'ємний екран у виді лентикулярного растра розташованого паралельно поверхні візуалізації. Відома автостереоскопічна система включає засоби для 60 юстування у формі оптичного тесту, реалізованого у виді орієнтованого щілинного растра на екрані монітора разом із пристроєм механічного зсуву з'ємного екрана з оптичними елементами щодо підготовленого зображення на поверхні візуалізації. Очевидним обмеженням відомої системи є вимога плоского моніторного екрана і дискомфортність від непереборних спеціальних дій користувача по підстроюванню положення з'ємного екрана, що вимагають часу і супроводжуються неминучою утратою відеоінформації. бо Задачею технічного рішення, що заявляється, є створення комфортної автостереоскопічної системи, що забезпечує високу якість стереоскопічного зображення при конвертуванні 20-формата у ЗО-формат.GF) 30.12.2004 IPC b 02 V 27/22 "Sopmepirie ashoziegeozsoris Pai rapei! aizriau" (closest analogue)|). The known system includes a flat monitor screen - a visualization surface on which there is a pixel image of a stereo pair prepared for separation by the Lippmann-Bonnet method, as well as a removable screen in the form of a lenticular raster located parallel to the visualization surface. The known autostereoscopic system includes means for 60 alignment in the form of an optical test implemented in the form of an oriented slit raster on the monitor screen together with a device for mechanical displacement of the removable screen with optical elements relative to the prepared image on the visualization surface. An obvious limitation of the known system is the requirement of a flat monitor screen and discomfort from the irresistible special actions of the user to adjust the position of the removable screen, which require time and are accompanied by the inevitable loss of video information. because the task of the proposed technical solution is to create a comfortable autostereoscopic system that provides high quality stereoscopic image when converting 20-format to 3-format.
Поставлена задача вирішується тим, що в автостереоскопічній системі, що включає поверхню візуалізації з підготовленою до сепарації стереопарою і з'ємний екран з растровою оптичною структурою, розташований перед поверхнею візуалізації, відповідно до технічного рішення, що заявляється, підготовлена до сепарації стереопара виконана у виді анагліфа, а з'ємний екран складається з двох растрів, розташованих по різні сторони загальної фокальної площини, що розсіює світловий потік, кожний з яких складається з лінзових елементів і/або їхніх оптичних еквівалентів, покладених на поверхні без проміжків, з утворенням співвісних пар лінзових елементів, кожна з яких містить анагліфічний фільтр. 70 Суть винаходу полягає в тім, що сепарація ракурсів стереопари анагліфічно підготовленого зображення здійснюється передбаченою в технічному рішенні, що заявляється, растровою структурою з анагліфічною фільтрацією, що не вимагає прецизійного позиціювання щодо поверхні візуалізації. Це забезпечує конвертацію 20О0-формата в ЗО-формат, виключає необхідність підстроювання з'ємного екрана в процесі його установки і використання, а також забезпечує відтворення стерео ефекту зі стійкою якістю анагліфічної технології.The task is solved by the fact that in the autostereoscopic system, which includes a visualization surface with a stereo pair prepared for separation and a removable screen with a raster optical structure, located in front of the visualization surface, according to the technical solution, the stereo pair prepared for separation is made in the form of an anaglyph , and the removable screen consists of two rasters located on different sides of the common focal plane that scatters the light flux, each of which consists of lens elements and/or their optical equivalents laid on a surface without gaps, forming coaxial pairs of lens elements , each of which contains an anaglyph filter. 70 The essence of the invention is that the separation of angles of a stereo pair of an anaglyphically prepared image is carried out by a raster structure with anaglyphic filtering provided in the claimed technical solution, which does not require precise positioning relative to the visualization surface. This ensures the conversion of the 20O0-format into the ZO-format, eliminates the need to adjust the removable screen during its installation and use, and also ensures the reproduction of the stereo effect with stable quality of anaglyph technology.
Таким чином, конвертація 20-формата в ЗО-формат для користувача зводиться тільки до приєднання з'ємного екрана до поверхні візуалізації з підготовленим зображенням. При цьому, представлення стереопари у виді анагліфа забезпечує розміщення кожного її ракурсу на всій поверхні візуалізації, що забезпечує високу якість представлення кожного ракурсу стереозображення за рахунок виключення втрати точності - чіткості і контрастності, непереборну в найближчому аналогу, де використовується тільки половина кінцевого числа пікселів на поверхні візуалізації.Thus, the conversion of the 20-format to the ZO-format for the user is reduced only to the attachment of the removable screen to the visualization surface with the prepared image. At the same time, the representation of a stereo pair in the form of an anaglyph ensures the placement of each of its angles on the entire visualization surface, which ensures high quality of the representation of each angle of a stereo image by eliminating the loss of accuracy - clarity and contrast, which is insurmountable in the closest analogue, where only half of the finite number of pixels on the surface is used visualization.
Крім відзначеного, представлення стереопари у виді анагліфа на поверхні візуалізації інваріантно відносно: поліграфічної що не передбачено найближчим аналогом, або екранної (телевізійні, комп'ютерні або спеціальні монітори/індикатори) поверхонь візуалізації; топології і організації кольорово-світлоформуючих пікселів; цей режим не підтримується найближчим сч ов аналогом при нерозмірності мікрографічної геометрії екрана й елементів растра, а також у випадку о горизонтального розміщення кольоровоутворюючих піксельних елементів; цифрового або аналогового, включаючи ЕПТ, - відтворення зображень на поверхні візуалізації; найближчий аналог, через локальну нестабільність зображення на ЕПТ- екрані, не підтримує такий режим;In addition to the above, the presentation of a stereo pair in the form of an anaglyph on the visualization surface is invariant relative to: polygraphic, which is not provided by the nearest analogue, or screen (television, computer or special monitors/indicators) visualization surfaces; topology and organization of color-light-forming pixels; this mode is not supported by the closest analogue in the case of non-dimensionality of the micrographic geometry of the screen and raster elements, as well as in the case of horizontal placement of color-forming pixel elements; digital or analog, including CRT - reproduction of images on the visualization surface; the nearest analogue, due to local instability of the image on the CRT screen, does not support this mode;
Крім того слід зазначити, що анагліфічне представлення стереопари, у силу особливостей його формування, М зо зберігає повне (без топологічних деформацій) відтворення кожного її ракурсу; це дозволяє пряме (без з'ємного екрана) візуальне сприйняття зображення, що неможливо в найближчому аналогу, а також виключає с непереборну в найближчому аналогу половинну втрату освітленості (світловіддачі - для випромінюючих екранів) Ге кожного ракурсу стереопари, оскільки зображення в рішенні найближчого аналога займає лише половину поверхні візуалізації; оIn addition, it should be noted that the anaglyph representation of the stereo pair, due to the peculiarities of its formation, Mzo preserves a complete (without topological deformations) reproduction of each of its angles; this allows direct (without a removable screen) visual perception of the image, which is impossible in the nearest analogue, and also excludes the irresistible half-loss of illumination (light reflection - for emitting screens) of each angle of the stereo pair, since the image in the nearest analogue solution occupies only half of the visualization surface; at
Растрова структура технічного рішення, що заявляється, успадковує і розвиває відомий багатокомпонентний со підхід у побудові автостереоскопічної системи. Два растри, кожний з яких складається з лінзових елементів і/або їхніх оптичних еквівалентів, покладених на поверхні без проміжків, з утворенням співвісних пар лінзових елементів, і симетрично розташованих щодо загальної фокальної площини, що розсіює світловий потік, - забезпечують кодування-декодування об'ємної сцени, що неспотворює зображення з боку об'єктива і його « стерео-відтворення для глядача з боку окуляра, як якби він спостерігав об'ємну сцену через прозорий екран. Ця в с функціональна прозорість растрової конструкції технічного рішення, що заявляється, означає можливість його позиціювання на довільному місці між об'єктом і глядачем. Як наслідок, виключається обмеження найближчого ;» аналога на використання з'ємного екрана тільки для плоских поверхонь візуалізації, на примикання з'ємного екрана, а також можливий вплив товщини зовнішнього матеріалу монітора і його оптичних властивостей.The raster structure of the proposed technical solution inherits and develops the well-known multi-component approach in the construction of an autostereoscopic system. Two rasters, each of which consists of lens elements and/or their optical equivalents, placed on a surface without gaps, forming coaxial pairs of lens elements, and symmetrically located with respect to the common focal plane that disperses the light flux, provide encoding-decoding of of the capacitive scene, which does not distort the image from the lens side and its "stereo-reproduction for the viewer from the eyepiece side, as if he were watching a three-dimensional scene through a transparent screen. This functional transparency of the raster structure of the claimed technical solution means the possibility of its positioning at an arbitrary place between the object and the viewer. As a result, the limitation of the closest ;" analog on the use of a removable screen only for flat visualization surfaces, on the attachment of a removable screen, as well as the possible influence of the thickness of the external material of the monitor and its optical properties.
Допускається також визначене зрушення (поворот/зсув у власній площині) растрової конструкції технічногоA defined shift (rotation/shift in its own plane) of the technical raster design is also allowed
Го! рішення, що заявляється. Крім того, за рахунок можливої роздільної зміни кривизни лінз у растрів-компонентів, - маємо відсутню в аналогах можливість оптичного регулювання стерео ефекту в частині зміни паралакса й о опто-зффектів у формі наближення-віддалення об'єктної сцени. б Растри-компоненти можуть бути не тільки лентикулярними, як у найближчому аналогу, але також кусочно-лінійними (зі східчастим зсувом лінзових елементів, - для згладжування розривів між фронтальними ю зонами перегляду) і іншими мультилінзовими, або їх оптичними еквівалентами (френелєвскими, щілинними, "М голограмними). Параметри растрів-компонентів (кривизна лінзових елементів, крок/геометрія розміщення, матеріал) технологічно визначаються завданням дистанції фронтального видалення глядача від поверхні візуалізації і кутами перегляду цієї поверхні.Go! the decision being made. In addition, due to the possible separate change in the curvature of the lenses in the component rasters, we have the possibility of optical adjustment of the stereo effect in terms of parallax change and optical effects in the form of zooming in and zooming out of the object scene, which is absent in analogues. b Raster components can be not only lenticular, as in the closest analogue, but also piecewise-linear (with a stepped shift of the lens elements, - to smooth out the gaps between the frontal and viewing zones) and other multilenses, or their optical equivalents (Fresnel, slit, "M holographic). The parameters of raster-components (lens element curvature, pitch/placement geometry, material) are technologically determined by the task of the viewer's frontal removal distance from the visualization surface and viewing angles of this surface.
Таким чином, оптичні властивості растрової конструкції технічного рішення, що заявляється, допускають: - не тільки паралельне або щільне розташування з'ємного екрана щодо поверхні візуалізації (як уThus, the optical properties of the raster design of the claimed technical solution allow: - not only a parallel or dense arrangement of the removable screen relative to the visualization surface (as in
Ф) найближчому аналогу), але також його нееквідістантне розташування щодо цієї поверхні; ка - не тільки плоску поверхню візуалізації (як у найближчому аналогу), але також кривизну цієї поверхні в діапазоні стандартних значень для зовнішніх поверхонь телевізійних, комп'ютерних і спеціальних моніторів; 60 - повне виключення прецизійного горизонтально-вертикального настроювання положення растрової конструкції технічного рішення, що заявляється, за рахунок відзначеної інваріантості оптичних ефектів при вертикальному і/або горизонтальному зсуві з'ємного екрана щодо поверхні візуалізації; - повне виключення кутового настроювання положення з'ємного екрана, за рахунок інваріантості оптичних ефектів при поворотах растрової конструкції технічного рішення, що заявляється, щодо поверхні візуалізації на в5 Кути в діапазоні припустимих поворотів світлофільтровальної пари в анагліфічній технології; - оптичне регулювання паралакса і наближення/віддалення об'єктної сцени за рахунок можливості реалізації різної кривизни лінзових елементів на растрах-компонентах растрової конструкції технічного рішення, що заявляється.F) the closest analogue), but also its non-equidistant location relative to this surface; ka - not only the flat visualization surface (as in the closest analogue), but also the curvature of this surface in the range of standard values for the external surfaces of television, computer and special monitors; 60 - complete exclusion of precise horizontal-vertical adjustment of the position of the raster structure of the claimed technical solution due to the noted invariance of optical effects when the removable screen is moved vertically and/or horizontally relative to the visualization surface; - complete exclusion of the angular adjustment of the position of the removable screen, due to the invariance of optical effects during rotations of the raster design of the claimed technical solution, with respect to the visualization surface at 5 Angles in the range of permissible rotations of the light filtering pair in anaglyph technology; - optical adjustment of parallax and zooming in/out of the object scene due to the possibility of implementing different curvature of the lens elements on the raster components of the raster structure of the claimed technical solution.
Анагліфічні фільтри, створені так, що їхня оптична проекція на фокальну площину лінзової пари заповнює цю площину й утворює дві суцільні різнобарвні зони, що симетрично примикають до оптичної площини циліндричної лінзи, або до діаметра заданої орієнтації в проекції сферичної лінзи на фокальну площину.Anaglyph filters, created so that their optical projection onto the focal plane of the lens pair fills this plane and forms two continuous multi-colored zones symmetrically adjacent to the optical plane of the cylindrical lens, or to the diameter of the given orientation in the projection of the spherical lens onto the focal plane.
Сукупність анагліфічних фільтрів окремих лінзових пар, створюють інтегральний анагліфічний фільтр-сепаратор системи. При фокальному розміщенні локальних анагліфічних фільтрів утвориться суцільний анагліфічний фільтр системи. 70 У суцільному анагліфічному фільтрі системи, наприклад на базі лентикулярного растра, суміжні локальні анагліфічні фільтри примикають один до одного областями різних кольорів і утворюють регулярну структуру з паралельних смуг однакової ширини (розміром п/2), з чергуванням фарбування, кожна пара позиційована під циліндричними лінзами растра. При цьому, парні смуги пофарбовані одним кольором, непарні - іншим; а одноколірні смуги чергуються з кроком растра п. Для інших мультилінзових растрів суцільні фокальні /5 анагліфічні фільтри також мають регулярну структуру, визначену щільною геометрією розміщення, наприклад, сферичних лінз і примиканням їхніх фокальних областей.A set of anaglyph filters of separate lens pairs create an integral anaglyph filter-separator system. At the focal placement of local anaglyph filters, a continuous anaglyph filter of the system will be formed. 70 In a continuous anaglyph filter system, for example, based on a lenticular raster, adjacent local anaglyph filters are adjacent to each other by areas of different colors and form a regular structure of parallel strips of the same width (size n/2), with alternating coloring, each pair is positioned under cylindrical lenses raster At the same time, the even stripes are painted in one color, the odd stripes in another; and the single-color bands alternate with the raster pitch n. For other multi-lens rasters, solid focal /5 anaglyph filters also have a regular structure determined by the dense placement geometry of, for example, spherical lenses and the adjacency of their focal regions.
Функціональне поєднання растрової конструкції й анагліфічного сепаратора ракурсів у з'ємний екран забезпечує прояв автостереоскопічного ефекту при зручному користуванні - вільному навішенні з'ємного екрана на анагліфічне зображення на поверхні візуалізації. Це підтверджується прикладом виконання технічного Вішення автостереоскопічної системи , що заявляється.The functional combination of a raster design and an anaglyphic angle separator in a removable screen ensures the manifestation of the autostereoscopic effect with convenient use - free hanging of the removable screen on the anaglyph image on the visualization surface. This is confirmed by an example of the implementation of the technical hanging of the claimed autostereoscopic system.
На Фіг.1 показана автостереоскопічна система (загальний вид);Figure 1 shows an autostereoscopic system (general view);
На Фіг.2 показана растрова конструкція з'ємного екрана (варіант лентикулярних растрів); (а) - растрова конструкція в зборі, (б) - компоненти з'ємного екрана;Fig. 2 shows the raster design of the removable screen (variant of lenticular rasters); (a) - raster structure as a whole, (b) - components of a removable screen;
На Фіг.3 показана пара лінзових елементів із загальною оптичною віссю; счFigure 3 shows a pair of lens elements with a common optical axis; high school
На Фіг.4 показана схема прояву стереоефекту.Figure 4 shows a diagram of the stereo effect.
Автостереоскопічна система, включає поверхню 1 візуалізації з підготовленою до сепарації стереопарою і і) з'ємний екран 2 з растровою оптичною системою, розташованою перед поверхнею 1 візуалізації. Стереопара виконана у формі анагліфу, а з'ємний екран 2 складається з двох растрів - 3, 4, розташованих по різні сторони загальної фокальної площини 5, що розсіює світловий потік, . Кожний із двох растрів 3, 4, складається з МThe autostereoscopic system includes a visualization surface 1 with a stereo pair prepared for separation and i) a removable screen 2 with a raster optical system located in front of the visualization surface 1. The stereo pair is made in the form of an anaglyph, and the removable screen 2 consists of two rasters - 3, 4, located on different sides of the common focal plane 5, which disperses the light stream. Each of the two rasters 3, 4 consists of M
Зо Ллінзових елементів 6 і/або їхніх оптичних еквівалентів, розташованих на поверхні без проміжків, з утворенням пар 7 лінзових елементів 6 с загальною оптичною віссю 8. Кожна пара 7 співвісних лінзових елементів постачена с анагліфічним фільтром 9. Кожен анагліфічний фільтр 9 складається зі світлофільтровальної пари Ге комплементарних кольорів - наприклад, фільтра червоного кольору 10 і фільтра синього кольору 11.From lens elements 6 and/or their optical equivalents located on a surface without gaps, forming pairs of 7 lens elements 6 with a common optical axis 8. Each pair of 7 coaxial lens elements is supplied with an anaglyph filter 9. Each anaglyph filter 9 consists of a light filtering pair He of complementary colors - for example, the filter of red color 10 and the filter of blue color 11.
Автостереоскопічна система функціонує таким чином: оThe autostereoscopic system functions as follows: o
Прояв стереоефекту автостереоскопічної системи при використанні анагліфічного зображення стереопари і со лентикулярної растрової структури (растри 3, 4, і фокальна площина 5) з анагліфічним мультифільтром, який в свою Чергу складається з анагліфічних фільтрів 9 кожної пари 7 співвісних лінзових елементів б з фокальним розміщенням анагліфічного фільтра 9 включає наступні етапи: - випромінений (відбитий) анагліфічним зображенням інтегральний світловий потік самофокусується в « фокальній площині 5 симетрично відносно оптичного центра 12 лінзи-соб'єктива 13, тобто птв) с горизонтально-інвертований фрагмент лівого ракурсу відбивається в зоні розсіювання праворуч від оптичної . віссі 8 лінзової пари 7. Аналогічно, інвертований фрагмент правого ракурсу відбивається в зоні розсіювання и?» ліворуч оптичної віссі 8 лінзової пари 7. Відбулось автоматичне кодування зображення, аналогічне методуManifestation of the stereo effect of the autostereoscopic system when using an anaglyph image of a stereo pair and a lenticular raster structure (rasters 3, 4, and focal plane 5) with an anaglyph multifilter, which in turn consists of anaglyph filters 9 of each pair of 7 coaxial lens elements b with a focal placement of the anaglyph filter 9 includes the following stages: - the integral light flux radiated (reflected) by the anaglyph image self-focuses in the focal plane 5 symmetrically relative to the optical center 12 of the objective lens 13, i.e., the horizontally inverted fragment of the left perspective is reflected in the scattering zone to the right of the optical . axis 8 of lens pair 7. Similarly, the inverted fragment of the right perspective is reflected in the scattering zone y? to the left of the optical axis 8 of the lens pair 7. Automatic encoding of the image took place, similar to the method
Липпмана-Бонне у зоні розсіювання лінзової пари 7; - змішані кольорові образи проекуються через світлофільтри 10,11 і розсіюються в тіло прилеглогоLippmann-Bonnet in the scattering zone of the lens pair 7; - mixed color images are projected through light filters 10,11 and diffuse into the body of the adjacent
Го! окулярного растра 14. При цьому фільтр червоного кольору 10 виділяє лівий ракурс, а фільтр синього кольору 11 - правий ракурс початкової стереопари; о - декодування інтегральних образів ракурсів відбувається автоматично на основі властивостейGo! eyepiece raster 14. At the same time, the red filter 10 selects the left angle, and the blue filter 11 - the right angle of the initial stereo pair; o - decoding of integral images of angles occurs automatically on the basis of properties
Ге» мультилінзового окулярного растра 14, у фокальній площині 5 якого , у зоні розсіювання, розташовується зображення, закодоване аналогічно методу Липпмана-Бонне, тобто параксіальні промені розсіяного о випромінювання , а також нецентральні промені, які переломляються - для нефронтального огляду, "М забезпечують реінверсію ракурсних фрагментів та їх кутове орієнтування для бінокулярного (стереоскопічного ) сприйняття декодованого зображення глядачем на заданій дистанції перегляду.Ge" of the multilens eyepiece raster 14, in the focal plane 5 of which, in the scattering zone, there is an image coded similarly to the Lippmann-Bonnet method, that is, paraxial rays of scattered radiation, as well as non-central rays that are refracted - for non-frontal examination, "M provide reinversion perspective fragments and their angular orientation for binocular (stereoscopic) perception of the decoded image by the viewer at a given viewing distance.
Таким чином, на прикладі показано, що сукупність суттєвих ознак технічного рішення, що заявляється, ов Вирішує поставлену задачу створення комфортної автостереоскопічної системи, що забезпечує високу якість стереоскопічного зображення при конвертуванні 20-формата в ЗО-формат. Растрова структура з убудованимThus, the example shows that the set of essential features of the proposed technical solution solves the task of creating a comfortable autostereoscopic system that provides high quality stereoscopic image when converting 20-format to 3-format. Raster structure with built-in
Ф) анагліфічним фільтром одночасно виконує дві функції: сепарацію ракурсів і їхнє кодування-декодування. ка Оптичні властивості з'ємного екрана, який включає растрову структуру і анагліфічний фільтр, забезпечують фрагментовану сепарацію окремими фільтрами ракурсів анагліфічного зображення з поверхні візуалізації во растром-об'єктивом і упорядковане симетрироване оптичне самофокусування цих фрагментів у фокальній площині окулярного растра, що забезпечує глядачеві прояв автостереоскопічного ефекту для об'ємних сцен.F) an anaglyphic filter simultaneously performs two functions: separation of angles and their encoding-decoding. The optical properties of the removable screen, which includes a raster structure and an anaglyph filter, ensure fragmented separation of the angles of the anaglyph image from the visualization surface in the raster-lens by separate filters and an ordered, symmetrical optical self-focusing of these fragments in the focal plane of the ocular raster, which provides the viewer with a manifestation autostereoscopic effect for three-dimensional scenes.
Тим самим технічне рішення, що заявляється вирішує поставлену задачу - забезпечує високий ступінь комфортності для користувача і належний ступінь якості стереоскопії при 20/3О-конвертації вихідного зображення. Показано також, що можливості автостереоскопічної системи, що заявляється, інваріантні щодо 65 аналогового або цифрового представлення зображень, для статичної або динамічної графіки. Реалізація автостереоскопічної системи, що заявляється, можлива в конструктивно простих, пасивному або активному,Thus, the proposed technical solution solves the task - it provides a high degree of comfort for the user and an appropriate degree of stereoscopic quality with 20/3O-conversion of the original image. It is also shown that the capabilities of the claimed autostereoscopic system are invariant to 65 analog or digital representation of images, for static or dynamic graphics. Implementation of the proposed autostereoscopic system is possible in constructively simple, passive or active,
варіантах виготовлення растрової структури, допускає як її начіпне, так і убудоване застосування в засобах візуалізації без обмежень, пов'язаних з вимогами прецизійності позиціювання на поверхні візуалізації.options for manufacturing a raster structure, allows both its attached and built-in use in visualization tools without restrictions related to the requirements of precision positioning on the visualization surface.
Система, що заявляється, придатна для будь-яких засобів індикації (включаючи різні моніторні екрани) і є повністю сумісною з довільними пристроями 20-формату і поліграфією. При цьому використовується стандартне анагліфічне представлення стереопари, освоєне і підтримуване в поліграфії, у компьютинзі і на телебаченні, - без яких-небудь медико-біологічних обмежень для глядачів.The claimed system is suitable for any means of indication (including various monitor screens) and is fully compatible with arbitrary 20-format devices and polygraphy. At the same time, the standard anaglyph representation of the stereo pair, mastered and supported in printing, in computing and on television, is used - without any medico-biological restrictions for viewers.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200601040A UA80627C2 (en) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Automatic stereoscopic system |
| PCT/UA2006/000016 WO2007089212A1 (en) | 2006-02-03 | 2006-03-30 | Self-stereoscopic system 'stereostep' |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200601040A UA80627C2 (en) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Automatic stereoscopic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA80627C2 true UA80627C2 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=38327693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200601040A UA80627C2 (en) | 2006-02-03 | 2006-02-03 | Automatic stereoscopic system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA80627C2 (en) |
| WO (1) | WO2007089212A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB779471A (en) * | 1954-06-30 | 1957-07-24 | Eastman Kodak Co | Improvements in or relating to stereo contour projectors |
| US4222653A (en) * | 1978-12-04 | 1980-09-16 | Leo Beiser | Visual effects optical relay |
| WO1999065249A1 (en) * | 1998-05-27 | 1999-12-16 | Svyatoslav Ivanovich Arsenich | Stereoscopic system |
-
2006
- 2006-02-03 UA UAA200601040A patent/UA80627C2/en unknown
- 2006-03-30 WO PCT/UA2006/000016 patent/WO2007089212A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007089212A1 (en) | 2007-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1977544B (en) | 3D display method and apparatus | |
| TWI625551B (en) | 3d light field displays and methods with improved viewing angle depth and resolution | |
| KR100416548B1 (en) | Three dimensional image displaying apparatus | |
| EP3023830B1 (en) | Imaging system | |
| CN108803053A (en) | 3 d light fields display system | |
| US11546574B2 (en) | High resolution 3D display | |
| CN108319030B (en) | Free stereo display system | |
| JP2016161912A (en) | Projection type image display device | |
| EP2408217A2 (en) | Method of virtual 3d image presentation and apparatus for virtual 3d image presentation | |
| UA14885U (en) | Automatic stereoscopic system (stereostep) | |
| US11595628B2 (en) | Projection system and method for three-dimensional images | |
| RU2643917C2 (en) | Autosteroscopic system | |
| UA80627C2 (en) | Automatic stereoscopic system | |
| JP5365726B2 (en) | Color stereoscopic display device | |
| CN104698592A (en) | Fresnel lens based naked-eye suspension stereo display system and method | |
| JP6326678B2 (en) | Autostereoscopic system | |
| WO2008091237A1 (en) | Autostereoscopic 'stereostep-eclipsmethod' system | |
| CN104270628A (en) | Naked eye suspended stereo display system based on Fresnel lenses and using method thereof | |
| CN104267573A (en) | Novel naked eye suspension stereo display method based on optical parallax | |
| GB2309610A (en) | Viewing system for electronic 3-D animation | |
| KR100416549B1 (en) | Multi-view three dimensional image displaying apparatus | |
| CN204925516U (en) | Integrated control total mark formation of image record playback system | |
| KR20110107988A (en) | Method and system for displaying 3-dimensional images using depth map | |
| UA22927U (en) | Automatic stereoscopic system "stereostep-eclipse method" | |
| KR20120131409A (en) | 3-dimensional image providing apparatus |