<Desc/Clms Page number 1>
B r e v e t d' 1 n v e n t ion Procédé et dispositif pour donner aveo des images planes l'illusion de la présence réelle de l'objet figuré.- Roger LANNES de LONTEBELLO
On a cherché depuis longtemps à donner avec des images planes, l'impression d'objets on de groupes d'objets en relief, en vue d'accentuer l'illusion de la présence réelle de ces objets. En dehors des procédés classiques de peinture en trompe-l'oeil, on a ainsi imaginé des procédés basés sur la perception différente d'un même ensemble par les deux yeux de l'observateur, et rentrant plus ou moins dans le cadre de l'un des deux procédés bien connus du stéréoscope ou des anaglyphes.
On constate que de tels procédés, même s'ils donnent une impression de relief parfaite, ne donnent néanmoins pas l'illusion de la présence réelle des objets et
<Desc/Clms Page number 2>
qu'au contraire, la vision monoculaire d'un objet réel (par exemple lorsque l'on regarde en fermant un oeil) qui ne permet évidemment pas la perception du relief stéréoscopi- que, donne néanmoins une impression généralement beaucoup plus réelle que tous les procédés stéréoscopiques.
En étudiant ce problème, le demandeur s'est rendu eompts que la différence d'impression oculaire ressen- tie en regardant d'une part une image plane et, d'autre part, l'objet ou les objets que cette image représente, ne rési- dait pas essentiellement, ou tout au moins exclusivement, dans l'effet de relief.
Le demandeur a ainsi constaté que cette dif- férence entre l'impression oculaire provoquée par l'image et l'impression oculaire provoquée par la réalité résidait es- sentiellement dans la différence entre la brillance des dif- férentes parties d'un objet ou groupe d'objets réels et la brillance des parties correspondantes de l'image.
On n'arrive pas en effet aveo les procédés gra- phiques et photographiques usuels à obtenir sur une même i- mage, une zone ayant la même brillance qu'une surface réflé- chissante éclairée directement et une zone aussi noire que la partie d'un objet réel noir sur lequel se porte l'ombre d'un autre objet opaque.
Le graphique de la fig. 1 permet de comparer les brillances des diverses parties d'un objet réel et de sa représentation par les moyens connus.
Ce graphique est, à la manière usuelle pour ce genre de mesure, établi en nits espacés suivant une échel- le logarithmique, la progression d'une telle échelle corres- pondant approximativement à la progression des perceptions rétiniennes.
<Desc/Clms Page number 3>
L'échelle 1 indique la valeur en nits des parties caractéristiques d'un objet réel dont le centre est placé à 40 cm d'une ampoule électrique voilée par un écran diffusant d'une surface de 100 cm2 et ayant une brillance de 1700 nits. Le point A1 correspond aux parties les plus som- bres de l'objet, c'est-à-dire aux parties noires sur lesquel- les est portée l'ombre d'un objet opaque. Sa brillance est de 0,03 nits.
Le point B1 correspond aux parties blanches mates éclairées perpendiculairement et situées à 40 cm de la source. Sa brillance est de 17 nits.
Le point C1 correspond à des parties réflé- chissantes sur lesquelles la lumière se reflète. Sa brillan- ce est de 1700 nits.,
Bien entendu, les diverses couleurs du spec- tre conduisent à des valeurs intermédiaires entre les points caractéristiques A1 B1 CI*
L'échelle II indique la valeur en nits des parties correspondantes d'une représentation graphique ou photographique usuelle, éclairée dans les mêmes conditions que l'objet.
On voit que ces valeurs s'échelonnent entre un point A2 de brillance 0,15 c'est-à-dire moins sombre que le point Al et un point C2 dont la brillance est sensiblement égale à oelle du point B1 de sorte que pour respecter appro- ximativement l'échelle relative des valeurs, on est amené à donner au point B2 correspondant au point B1 de l'objet réel, une brillance plus faible que celle de ce point B1 (par exemple 13 nits).
On conçoit donc facilement que, quel que soit le soin apporté à la reproduction des couleurs réelles d'une
<Desc/Clms Page number 4>
image et au rendu de son relief, cette image ne pourra jamais donner l'illusion de la présence réelle de l'objet figuré, tant que l'échelle des brillances de ses différentes parties s'écartera à ce point de celle de l'objet réel.
Le procédé suivant l'invention se propose précisément de réaliser, d'un objet quelconque, éclairé par un flux lumineux d'intensité appropriée i, une image qui,, tout en apparaissant à l'observateur soumise uniformément à ce même éclairage d'intensité i, présente en ses différentes parties, des brillances égales le plus exactement possible à celles des parties correspondantes de l'objet.
Le principe de ce procédé est le suivant :
On. sait que pour augmenter la brillance de tout au partie d'une image, on peut soit la soumettre à un éclairage intense, soit rendre certaines parties de l'image transparentes ou translucides et éclairer l'ensemble par une source lumineuse arrière. Bais ces deux moyens ont pour effet d'augmenter la brillance de toutes les parties de l'image dans les mômes conditions.
Si l'intensité de lumière est telle qu'elle donne au point C2 la brillance du point C1 (c'est-à-dire qu'elle multiplie par 100 la brillance du point C2 en remplaçant le point C2 par un point C3 de brillance 1700 nits) (échelle III), les points A2 et B2 verront leur brillance multipliée également par 100, le point A2 étant remplacé par un point A3 de brillance 15 nits et le point B2 étant remplacé par un point B3 de brillance 1300.
L'aspect de l'image sera donc très différent encore de ce- lui de l'objet. D'ailleurs, en se référant à l'aspect du cadre ou de l'entourage de l'image, l'observateur se rendra immédiatement compte de l'artifice et l'effet de présence réelle ne sera de toutes façons pas obtenu.
<Desc/Clms Page number 5>
Le procédé conforme à l'invention est alors le suivant :
Prenant pour modèle un objet soumis à un éclairage donné d'intensité i, on réalise tout d'abord de cet objet une image dont l'échelle des brillances (échelle IV) est différente de l'échelle II d'une image normale. Le point C4 a obligatoirement la même brillance 17 que le point C2 puisque cette brillance est la plus intense que l'on puisse réaliser sous l'intensité lumineuse i. Il est par contre possible, par des moyens techniques appropriés, d'augmenter le pouvoir d'absorption des noirs par rapport à ce qui est' obtenu sur les reproductions graphiques usuelles.
Le point A4 occupera donc une position intermédiaire (0,05 par exemple) entre celle des points A1 et A2. on choisira ensuite pour le point B correspondant aux blancs, une brillanoe telle que son écart par rapport à A4 et C4 soit sensiblement dans un rapport plus petit que l'écart réel de B1 par rapport à A1 et C1.
En d'autres termes, le point B4 occupera dans l'échelle une valeur telle que :
A4 C4 A1 C1 >
A4 B4 A1 BL Alors que dans toute image normale, on observe le contraire :
A2 C2 A1 C1 <
A2 B2 A1 B1
Le demandeur a constaté que si une image con- forme à l'échelle III est soumise à un éclairement spécial d'intensité I>i telle qu'elle ait ppur effet de porter la brillance du point C4 à une valeur C5 (échelle v) égale à celle du point C1 (c'est-à-dire à 1.700 nits dans le cas de l'expérience considérée) le point caractéristique B4 prend
<Desc/Clms Page number 6>
une brillance sensiblement égale à oelle du point carac- téristique réel B1.
Le point A4 prend une brillance A5 supê- rieure à celle de A1 mais on peut le ramener à une valeur A'5 voisine de Al en soustrayant convenablement les parties correspondant à l'augmentation d'intensité lumineuse.
La correspondance de l'échelle des brillan- ces de l'image avec celle des brillances de l'objet ne peut néanmoins donner l'illusion de la présence réelle de cet objet, si l'observateur se rend compte de l'artifice emplo- yé, c'est-à-dire se rend compte consciemment ou non que l'image est soumise à une intensité lumineuse I beaucoup plus grande que celle à laquelle était soumis l'objet qu'elle représente, en constatant notamment le contraste entre l'image elle-même et son entourage.
L'invention concerne donc également des moyens pour dissimuler la présence de la source lumineuse spéciale et donner au contraire l'impression que l'objet figuré et son entourage immédiat sont éclairés par une source de position et d'intensité correspondant à celles de la source éclairant l'objet réel.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple quelques modes de réalisation de ces moyens.
Les fig. 2 et 3 montrent respectivement le principe d'une première réalisation et une vue en coupe d'un appareil pour sa mise en oeuvre.
Les tige 4 et 5 montrent également, respeo- tivement le principe d'une deuxième réalisation et une vue en coupe d'un appareil pour sa mise en oeuvre.
La fige 6 montre une variante de la réali- sation de la fig. 4.
<Desc/Clms Page number 7>
Le dispositif schélatisé fig. 2 opmporte essentiellement les trois éléments suivants : a) une image 1 de l'objet réel à représenter, réalisée (dans des conditions qui seront précisées plus loin de manière qu'une fois soumise à un éclairege postérieur d'intensité I, l'échelle des brillances de ses trois parties ca- ractéristiques définies plus haut, corresponde sensiblement à l'échelle v du graphique de la fig. 1, l'échelle des brillances des parties intermédiaires décodant de celle-ci.
b) une source lumineuse 2 dirigeant sur l'image un faisceau lumineux d'intensité I, c) un écran 5 prolongeant l'image 1 et constituant, sur la face de cette image opposée à la source 2, le oadre ou entourage de l'image. d) une source lumineuse 4 munie préférablement d'un écran 5 de manière à ne diriger sur l'image 1 aucun flux
3 direct et à éclairer au contraire le contour/de cette image.
L'intensité de cette source 4 est choisie telle qu'elle produise sur ce cadre 3 un éclairement sensi- blement égal à celui de l'objet qui a servi de modèle à l'i- mage 1. L'observateur 0 regardant cette image aura ainsi l'impression que l'ensemble de celle-ci est éclairé par la source 4 et ne se rendra pas compte de la présence de la source arrière 2. Il aura par suite l'impression que les points les plus lumineux de l'image 1 (qui ne doivent en fait leur luminosité qu'à la source arrière 2) reçoivent leur lu- minosité de la source 4 dont il peut apprécier l'intensité relativement faible. Il aura par suite l'impression que l'image présente lamême échelle de luminosité qu'un objet réel.
Il aura l'impression de la réalité,
<Desc/Clms Page number 8>
L'image 1 est réalisée de la façon suivante dans le cas de réalisation manuelle.
Le modèle étant soumis à un éclairage ana- logue à celui de la source 4 seule, on place la surface à peindre dans les conditions mêmes d'éclairage où l'image est destinée à être ensuite présentée (éclairage postérieur par la source 2 et éclairage antérieur par la source 4 munie ou non de son écran 5). La surface à peindra est constituée soit en une matière telle qu'un fort papier genre bristol, soit en une matière translucide (de préférence blanche) susceptible d'être rendue translucide ou même transparente.
On laisse ou on rend opaques toutes les parties de la sur- face à peindre correspondant aux parties du sujet dont la brillance est égale ou inférieure au blanc ( point B1 du graphique de la fig. 1) .
On rend alors plus ou moins translucides ou même transparentes les parties de cette surface qui cor- respondent à des valeurs du modèle ayant une brillance plus élevée de manière que sous l'effet de la source arrière 2 elles présentent cette même brillance plus élevée.
Sur les parties translucides ou transparen- tes de la surface, on colore les parties correspondant à celles du modèle qui, bien que de valeur plus claire que le blanc de brillance B1,sont elles-mêmes colorées.
Puis on traduira la valeur exacte des couleurs et ombres du modèle, plus sombres que le blano témoin, en prenant soin de renforcer au maximum les noirs pour se rapprocher de la brillance du point A1.
On notera que si l'on examine l'image ainsi @ réalisée sans le dispositif d'éclairage, ses valeurs sem- blent fausses, notamment parce que les couleurs placées sur
<Desc/Clms Page number 9>
des parties translucides paraissent trop foncées.
Les objets brillants ne portent aucune indication sensible de la place de leurs reflets.
Si l'on utilise pour réaliser cette image une photographie en codeur ou diapositif sur verre ou sur film, un tel diapositif doit subir un traitement spécial de manière à accentuer la différence de brillance des points extrêmes A1 et Ci en fonçant les parties les plus sombres de manière qu'elles restent noires même sous l'effet de l'éclairage arrière intense et en rendant les parties claires plus transparentes encore de manière à donner l'impression du reflet ou de lumière (brillance du point Ci) Dans ce cas, seuls les points les plus sombres seront entièrement opaques.
Dans la pratique, les moyens d'éclairage et d'observation schématisés fig. 2 peuvent être réalisés de nombreuses manières.
La fig. 3 montre une réalisation dans laquelle l'ensemble du dispositif est logé dans un bâti 6 muni de fenêtres de ventilation 7,et d'une fenêtre d'observation 8 dont les bords 9 sont déterminés de manière à limiter le champ de vision de l'observateur..
L'image 1 est traitée comme il a été indiqué ci-dessus, de manière à réserver des parties noires et opaques et des parties transparentes, apparaissant lumineuses sous l'effet de la source lumineuse arrière intense 2 La source antérieure 4 est remplacée par un miroir 4' recevant une partie du flux lumineux de la source 1. Ce miroir est incliné de manière à projeter un flux lumineux sensiblement parallèle à l'image et semblant éclairer celleci alors qu'en fait cette image n'est éclairée que par la source 2.
Cet effet factice d'éclairage est renforcé par
<Desc/Clms Page number 10>
le fait que le faisceau du miroir 4' éclaire la trahche des bords 9 de l'enceinte avec une intensité i et que, d'autre part, les contours 3 de l'image sont eux-mêmes traités comme celle-ci en présentant une transparence telle que, éclairés en fait par la source 2, ils présentent la même brillance que s'ils étaient éclairés directement par le miroir. De plus, à la limite des contours de l'image, limite que l'observateur peut apercevoir lorsqu'il se déplace, on dispose des miroirs perpendiculaires à l'image qui reflètent celle-ci dans son prolongement et empêchent ainsi l'observateur de constater la différence d'éclairement au- delà des contours de l'image.
La fig. 4 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Conformément à cette réalisation, l'image 1 est traitée, dans les conditions qui seront précisées plus loin, de manière que, soumise à l'éclairage d'une source antérieure intense 2, ses parties correspondant respectivement aux parties réfléchissantes ou lumineuses Ci, blanches ou noires non éclairées de l'objet, aient des brillances aussi voisines que possible de ces brillances.
La source 2 est dissimulée aux regards de l'observateur et son flux lumineux est dirigé par des écrans ou des diapositifs appropriés sur tout ou partie de l'image, en réservant son cadre 3.
Une deuxième source antérieure 4, munie de préférence d'un écran 5, éclaire au contraire le cadre, en réservant l'image 1. L'intensité de cette source étant déterminée de manière à produire sur ce cadre un éclairement de même intensité que celui auquel le,modèle était soumis,
<Desc/Clms Page number 11>
l'observateur aura l'impression que l'image toute entière est soumise à ce même éclairage que le modèle et que c'est sous cet éclairage qu'elle présente la même 'échelle de bril- lance que l'objet réel. Il aura encore l'impression de la réalité.
L'image 1 est réalisée de la façon suivante dans le cas de réalisation manuelle :
Le modèle étant soumis à un éclairage ana- logue à celui de la source 4 seule, la surface à peindre est soumise à l'éclairage des deux sources 2 et 4 dans les mêmes conditions que pour l'observation de l'image terminée.
La surface à peindre, de préférence lisse, est tout d'abord revêtue d'un fond gris très foncé tel que l'éclairage de la source 2 fasse paraître ce fond aussi blanc qu'un blanc de l'objet soumis uniquement à la source 4, c'est-à-dire lui donne une brillance B1.
On peindra ensuite sur ce fond en attachant à rendre les valeurs exactes réelles du modèle. Ceci sera aisé, puisque, dès que l'on se servira d'un ton plus clair que le fond gris foncé, ce ton paraîtra obligatoirement plus @ clair que du blanc, c'est-à-dire présentera une brillance plus grande que B1. On ne se servira d'ailleurs du blanc pur que pour les reflets les plus brillants de l'objet..
Pour peindre les zones les plus sombres, on utilisera les peintures les plus absorbantes possibles et elles seront vernies. Le renforcement des noirs pourra d'ailleurs être obtenu par les moyens spéciaux exposés plus loin en décri- vant la fig. 5.
Sur cette figure, les deux sources lumineu- ses 2 et 4 sont confondues en une seule. Le flux lumineux
<Desc/Clms Page number 12>
intense éclairant l'image proprement dite 1 étant obtenu par un condenseur de lumière 2', tandis que le flux lumineux moins intense éclairant le cadre 3 de l'image est produit par la lumière diffusée sur les parois d'un diffuseur 4' entourant la source. Cet artifice étant invisible pour l'observateur, celui-ci aura bien l'impression que l'ensemble image et cadre est éclairé par le flux lumineux de faible intensité.
Pour renforcer les noirs de l'image on peut; dans ce cas, interposer, en avant du condenseur, un écran transparent 10, rendu opaque dans les parties placées sur le trajet des rayons lumineux frappant les parties de l'image qui doivent être les plus sombres. On obtiendra ainsi sur ces parties un effet d'ombre qui permettra d'atteindre les brillances les plus faibles de l'ordre de celles indiquées en A'5 sur le schéma de la fig. 1.
D'une façon générale, on pourra d'ailleurs renforcer les contrastes de l'image en utilisant comme écran une reproduction sur verre de cette image sur laquelle les parties claires et sombres seront contrastées au maximum comme il a été décrit pour la réalisation de l'image du procédé des fige 2 et 3.
La fig. 6 montre une variantede la fig. 5 dans laquelle on n'utilise également qu'une seule source 2-4 mais dans laquelle l'effet de contraste entre l'éclairement de l'image et l'éclairement de son cadre est obtenu par des moyens différents. L'image 1 est entourée par un cadre en saillie 11 disposé de manière que l'observateur ne puisse voir autour de l'image que les parties 3', 3" et 11 . Un écran absorbant 12 est placé sur le trajet des rayons lumineux atteignant la paroi 11 et les surfaces 3' et 3" sont
<Desc/Clms Page number 13>
rendues très foncées de manière que sous l'éclairage direct de la source lumineuse, elles présentent une brillance ana- logue à celle de la paroi 11 éclairée moins intensément par suite de l'écran 12.
L'observateur aura ainsi l'impres- sion que l'ensemble de l'image est soumis au même éclaire- ment faible que ces parois 11 et le résultat cherché sera obtenu.
Bien entendu, beaucoup d'autres dispositifs d'éclairage peuvent être encore réalisés sans sortir du ca- dre de l'invention et d'autres moyens que ceux décrits peu- vent être pratiquement employés pour réaliser des images sa- tisfaisant aux conditions qui ont été définies.
Une disposition intéressante consiste en par- ticulier à traiter les parties de l'image destinées à présen- ter une brillance particulièrement intense avec une peinture luminescente, la source d'éclairage intense dissimulée aux yeux de l'observateur étant alors une source de lumière de Wood.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.