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SYSTEME PRODUISANT LA VISION STEREOSCOPIQUE EN PARTANT D'UNE SEULE IMAGE,
DESCRIPTION L'image originale
L'image susceptible de procurer l'illusion du relief peut être 1) soit une photographie, une image obtenue ou reproduite électroniquement, par procédé magnétique, par fluorescence, par projection directe ou indirecte, ou par tout autre moyen, ou encore un dessin avec représentation des perspectives, 2) soit une image montrant davantage le tour des sujets représentés, ce qui est le cas lorsque l'on visionne par l'intermédiaire d' un ensemble réflecteur concave ou d'un ensemble réfracteur convergent, ou d'une combinaison de réflecteurs et réfracteurs dont l'ensemble produit un effet de convergence, des sujets réels situés avant le foyer de ceux-ci.
Il est possible de reproduire une telle image par les procédés courants (photographiques, ou autres) et d'obtenir ainsi une image unique comportant de telles caractéristiques. Il est préférable que ces réflecteurs et réfrac- teurs soient suffisamment larges, au moins autant que le diamètre de la tête humaine.
Il peut également s'agir d'une succession de ces images ou, aussi, d'une image de télévision.
Les surfaces sur ou dans lesquelles se reforment les images peuvent d'autre part être recourbées.
Principe de base
L'on obtient une impression visuelle de profondeur à partir de telles images si les yeux perçoivent respectivement à partir de celles-ci,
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simultanément ou presque simultanément, d'autres images différentes entre elles dont les variations judicieusement ordonnées, différentes pour les sujets proches et lointains, leur procurent l'illusion qu'elles constituent les images de couples stéréoscopiques ordinaires ou de suites de couples.
Variations susceptibles de produire l'illusion.du relief.
Lorsque au moyen d'un système quelconque l'on provoque un étirement d'un des côtés latéraux de tells images de manière à ce que cet étirement s'effectue d'une façon progressive d'un bord vers l'autre (ce qui signifie que des segments d'égale dimension se trouvant placés côte à côte dans l'image originale, en son sens latéral, deviennent chacun respectivement plus grand que celui qui le procède, dans une même direction) et ce avec une raison de plus en plus, également, ou de moins en moins forte;
l'on s'aperçoit que les perspectives linéaires, de même que les surfaces, représentées dans l'image varient de plus en plus fortement dans la direction de cet étirement et davantage quand ces perspectives, ou surfaces occupées par chaque objet, couvrent un champ plus large, ce qui est le cas lorsqu'un sujet est proche, que lorsque ces perspectives, ou surfaces,cou- vrent un champ plus restreint si le sujet est plus éloigné. Il semble par conséquent que l'axe d'enregistrement de cette image (l'axe de prise de vues s'il s'agit par exemple d'une photographie) s'est déplacé dans un sens. Un effet de même ordre est obtenu lorsque au lieu d'étirer l'un des côtés de l'image, l'on imprime à l'un des bords une compression produisant un effet de moins en moins accentué en direction de l'autre côté.
De même, l'on peut provoquer une compression d'un des côtés et un étirement de l'autre de telle manière que la progression obtenue d'un bord jusqu'à l'autre paraisse continue. Ce procédé offre l'avantage de permettre de conserver aux dimensions de l'image ses justes proportions sans devoir avoir recours à d'autres moyens.
En procédant d'une manière identique pour le bord opposé de l'image (c'est à dire en étirant ou comprimant l'image à partir du c8té opposé de ceux des exemples précédemment décrits) l'on obtient, une seconde image dont l'axe d'enregistrement semble s'être déplacé dans l'autre sens.
Ces deux images (l'une dont la progression s'effectue dans un sens et la seconde, dans l'autre), lorsqu'elles sont visionnées au moyen d'un stéréoscope ou par tout autre moyen équivalent (lunettes polarisantes, etc...) donne l'illusion de la "troisième dimension", quel que soit l'ordre de leur disposition. En effet, bien que cette illusion soit obtenue artificiellement (certaines parties d'une image ne convenant pas à ce genre de système), lorsqu'un effet de relief "normal" est obtenu pour certaines parties d'une image, l'effet psychologique aidant entraine automatiquement la perception du relief de l'image, le cerveau concevant extrêmement difficilement des objets qu'il est habitué à voir "ressortir" se former "en creux", et vice versa. Plus donc une image sera détaillée, plus elle comprendra de sujets "normalement" en relief, davantage l'effet sera accentué.
Les bonnes photographies et surtout les images de films comprennent infiniment de détails, notamment lorsqu'elles sont en couleur. Le spectateur; même averti, ne parvient pas à dissocier les éléments "anormalement" en relief, des autres, l'ensemble de l'image lui apparaissant "en profondeur" juste.
L'image reçue par chaque oeil peut offrir l'aspect, soit :
1) d'être étirée d'une façon progressive dans un sens, ou dans un sens plus que dans l'autre,
2) d'être comprimée d'une façon dégressive dans un sens, ou dans un sens plus que dans l'autre,
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3) d'être comprimée d'une façon dégressive dans une de ses parties latérales, étirée d'une façon progressive dans l'autre,
4) d'être comprimée d'une façon dégressive dans ses deux par- ties latérales, latérales. 5) d'être étirée d'une façon progressive dans ses deux parties latérales.
L'illusion stéréoscopique est obtenue lorsque :
1) un oeil perçoit l'une quelconque de ces images, l'autre, simultanément ou presque simultanément, la même ou une autre quelconque, à condition : a) que les progressions et régressions s'effectuent ou semblent s'effectuer dans des sens opposés pour chaque oeil, b) si ces progressions et régressions s'effectuent dans les mê- mes directions pour les deux yeux, qu'elles soient de raison mathématique différente pour chaque oeil,
2) un oeil perçoit l'une quelconque de ces images, l'autre oeil recevant l'image originale sans déformation progressive ou dégressi- ve.
Remarque : ces images peuvent être rétablies dans leurs proportions, lorsqu' il y a lieu, soit en visionnant avec un oeil une image rétrécie et avec 1' autre une image élargie, soit en provoquant, avant, pendant, ou après ces variations, la rectification ou l'effet contraire adéquat, au moyen d'un système quelconque.
Système applicable devant chaque oeil, produisant pour chacun d'eux les variations nécessaires à la perception du relief artir 'une image ordinaire
Ces systèmes peuvent être employés soit en double (c'est à dire un système matériellement semblable pour chaque oeil), soit indistinctement l'un avec l'autre, soit encore isolément (un des yeux ne percevant aucune déf ormation de l'image originale, ou encore lorsque les deux visionnent à travers un système unique) -les courbures sont calculées en vue de produire pour chaque oeil les déformations adéquates décrites au paragraphe précédent intitulé "Variations susceptibles de produire l'illusion du relief" :
1) ensemble réfracteur, réflecteur, ou combinaison des deux, divergent pour l'oculaire, convergent pour l'objectif, cylindrique (s' approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets). L'image obtenue est étirée progressivement dans un sens plus que dans l'autre, ou encore dans les deux, et est élargie. La distance focale de l'oculaire ou de chaque partie de celui-ci est inférieure en valeur absolue à celle de l'objectif ou des parties lui ou leur étant correspondantes.
L'effet de prqgression peut être réglé à volonté en utilisant pour les ensembles ou seulement une des parties, des courbures progressives, c'est à dire dont les distances focales varient d'un point à un autre de ces courbures,
2) ensemble réfracteur, réflecteur, ou combinaison des deux, convergent pour l'oculaire, divergent pour l'objectif, cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets). L'image obtenue est comprimée dans un sens pl que dans l'autre, ou encore dans les deux, et est rétrécie. La distance focale de l'objectif ou de chaque partie de celui-ci est inférieure en vaeur absolue à celle de l'oculaire ou des parties lui ou leur étant correspondantes.
Même remarque que précédemment concernant les courbures progressives,
3) ensemble réfracteur, réflecteur, ou combinaison des deux, convergent pour l'oculaire et l'objectif, cylindrique (s'approchant de
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cette forme, ou encore donnant les mêmes effets). La progression est plus accentuée dans un sens, ou égale dans les deux. Remarque identique aux précédents concernant les courbures progressives. Il y aura lieu ici de redresser l'image au moyen de prismes ou par d'autres moyens,
4) ensemble convergent-divergent ou divergent-convergent pour l'oculaire, divergent-convergent ou convergent-divergent pour l'objectif, cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets). L'image est éritée dans un sens, comprimée dans l'autre.
La progression s'effectue de préférence d'une manière continue d'un bord jusqu'à l'autre. Les proportions de l'image peuvent être respectées. La disposition oculaire-objectif s'effectue de manière à ce qu'une partie divergente de l'un corresponde à la partie convergente de l'autre, et vice versa.
La distance focale d'une partie divergente ou de chaque section de celleci doit être inférieure en valeur absolue à celle de la partie convergante ou de chaque section correspondante de celle-ci lui ou leur faisant face.
Remarque identique aux précédents concernant les courbures progressives : a) les courbures des réflecteurs, réfracteurs, ou combinaison de ceux-ci épousent la forme de la terre S latine, une partie convexe cotoyant une partie concave(les courbures concaves ont toujours des distances focales inférieures en valeur absolue à celles des courbures convexes leur faisant face), b) les réfracteurs prennent la forme de ménisques. Chacuns de ceux-ci comportent une partie convergente coiofant une partie divergente.
Le signe (relatif ou positif) de la distance iocale d'une partie du réfracteur est déterminé par l'influence des courbures des deux faces de ce même réfracteur l'une envers l'autre à leur point de correspondance respec- ti@, lequel est déterminé par l'angle de visée. Si en un certain point d'un des réfracteurs la courbure concave d'une face comporte un rayon plus court que celui de la courbure convexe de l'autre face, ce point est divergent ; lorsque le rayon de la courbure concave est plus long que celui de la courbure convexe, le point est convergent.
Les divergences et convergences pour chacun des ménisques peuvent donc être judicieusement calculées en vue d'obtenir la progression désirée. c) l'oculaire comprend un ensemble du type a, l'objectif un ensemble du type b; ou vice versa,
5) chacun des réfracteurs ou réflecteur peut être de forme torique,
6) tous peuvent aussi être de forme sphérique mais leur utilisation est déconseillée autant que possivle, les variations s'effectuant selon des résultantes courbes de forme variable, rendant extrêmement difficile leur coïncidence pour les deux yeux,
7) un moyen idéal d'obvier à cet inconvénient tout en conservant aux dimensions totales de l'image ses proportions normales consiste à établir des réflecteurs et réfracteurs ont la face (une face au moins pour les réfracteurs )
comporte deux courbures cylindriques ou s'approchant de cette forme, de sens perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, une de ces courbures étant prévue pour donner à l'image les variations nécessaires à la perception du relief, l'autre pour compenser l'élargissement ou le rétrécissement général apporté à limage.
Un moyen de réaliser de telles courbures consiste à tailler la face en question ou une pièce devant servir à constituer ou devant constituer elle-même un moule ou une matrice, de la manière suivante : un couteau (relié à une machine) dont la lame plate épouse la forme d'une de ces courbes effectue un va-et-vient sur la matière à tailler, ainsi que l'on opérait pour obtenir un cylindre rectiligne, en suivant toutefois une trajectoire curviligne dans le sens de la profondeur , de courbure (concave ou convexe) conforme à l'autre courbe.
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Il va de soi que de tels réfracteurs et réflecteurs peuvent s'appliquer à chacun des systèmes précédemment décrits ; ils peuvent être utilisés à d'autres fins également.
Dans tous ces systèmes les oculaires, objectifs, ou parties de ceux-ci, peuvent ou doivent dans certains cas être inclinés ou décalés les uns par rapport aux autres pour accentuer l'effet de progression ou procurer une meilleure netteté. L'expérience permet de déterminer l'impor- tance de ces décalements et inclinaisons en fonction des facteurs ci-des- sus indiqués et de la convergence moyenne des yeux.
Le rétablissement des proportions de l'image, lorsqu'il y a lieu de le faire, s'effectue de diverses façons. Un des moyens consiste à utiliser pour un oeil un système amenant un rétrécissement de l'image et pour l'autre, un système produisant un élargissement général de celle-ci.
Un autre moyen consiste à adjoindre à ces systèmes, avant, après, ou à interposer avec ceux-ci , un système produisant un élargissement ou un ré- trécissement le plus linéaire possible, composé d'un ensemble réfracteur, réflecteur, ou combinaison des deux, cylindrique ou s'approchant de cette forme, convergent pour l'oculaire et divergent pour l'objectif, ou vice versa, l'effet élargissant ou rétrécissant pouvant selon le cas aussi bien s'effectuer dans le sens vertical que dans le sens latéral.
Un moyen aus- si consiste à tailler ou mouler une des faces des réfracteurs utilisés dans ces systèmes selon une courbure cylindrique ou s'approchant de cette forme, convergente ou divergente pour l'oculaire, divergente ou convergente pour l'objectif, le sens de cette courbure étant parallèle ou perpendiculaire, selon l'effet désiré, avec le sens de la courbure de l'autre face (provoquant les variations nécessaires à la perception du relief).
Systèmes dans lesquels l'on voit se reformer une image en relief en partant de l'image originale
Divers systèmes permettent d'obtenir à partir de telles images des multitudes de variations telles que la perception binoculaire, différente pour chaque oeil, procure directement l'illusion de la troisième dimension :
1) lorsque par l'intermédiaire d'un ensemble réflecteur concave cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets), l'on visionne de telles images formées ou placées après le foyer et de préférence à proximité de celui-ci (c'est à dire à une distance un peu plus grande du réflecteur que celle dont l'en sépare son foyer : exemple à son centre de courbure), les yeux, par suite de leur espacement, voient se former l'image utilisée en des endroits différents du réflecteur.
Celuici épousant pour les images normales (les images montrant le tour des sujets pouvant également être utilisées avec ce système) - une courbure calculée en vue de produire une divergence ou une convergence croissante des rayons incidents s'approchant de ses bords, quel que soit l'intensité de cette progression ou régression et la raison mathématique de celle-ci, la vision de l'image originale que chaque oeil obtient provient d'une partie du réflecteur dont la courbure à cet endroit comporte quelque différence avec celle de l'endroit du réflecteur où l'image se forme pour l'autre oeil et de ce fait chaque oeil semble percevoir une image différente.
Lorsque cette courbure est judicieusement choisie en vue de procurer à chaque oeil une image(provenant de l'image originale) comportant un des types de variations décrites précédemment au paragraphe intitulé 'Variations susceptibles de produire l'illusion du relief", dont le choix judicieux, indiqué pour chacun des yeux, doit provoquer un effet stéréoscopique, l'image finale obtenue donne l'illusion de la "troisième dimension".
Remarque : plus l'image originale est proche du foyer, plus elle apparaît grande et couvre de ce fait pour chaque oeil une portion plus importante du réflecteur, davantage, à ce moment, les yeux perçoivent de différence entre les images perçues; un meilleur relief étant fonction d'une plus gran-
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de différence pour les deux yeux, il y aura donc intérêt à ce que l'image originale soit située à proximité du foyer ;
pour ce type de reflecteur, la courbure sera établie en vue de produire de préférence une divergence croissante des rayons incidents s'approchant des bords de celui-ci (comme plusieurs rayons tombant sur un réflecteur concave convergent moins forte- ment lorsque sa courbure comporte un rayon, donc un foyer, plus long que lorsque ce rayon est court, la courbure d'un tel réflecteur sera donc isi plus courbe au centre et moins vers les côtés, la variation de cour- bure s'effectuant d'une manière continue du centre jusqu'à ces côtés) ;
il est préférable également (et non absolument indispensable) que la surfa- ce comportant l'image soit incurvée, la face creuse se trouvant tournée vers le réflecteur , cette courbure influant sur celle du réflecteur permet- tra soit de diminuer celle-ci, soit d'obtenir un meilleur effet de pro- gression, elle aura également pour but d'empêcher que l'image ne paraisse bombée,
2) idem, mais les images sont situées avant le foyer de celui- ci (l'effet ici est moindre du fait que les images que les yeux perçoivent se forment sur le réflecteur assez près l'une de l'autre et ne comprennent par conséquent que de faibles différences),
3) lorsque par l'intermédiaire d'un ensemble réflecteur convexe, cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets) l'in visionne de telles images s'y réfléchissant,
l'on obtient également une impression de relief, mais faible , ce système convient plus particulière- ment pour les images montrant davantage le tour des sujets, décrites précé- demment,
4) lorsque par l'intermédiaire d'un ensemble réfracteur conver- gent, cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mêmes effets), l'on visionne de telles images formées ou placées après le foyer de celui-ci, les yeux pourront percevoir de ces images des vues différentes à variations telles que l'image semblera "en relief" si toutefois l'ensem- ble des conditions convenant au cas des réflecteurs concaves, décrites au N 1, sont scrupuleusement respectées ;
de même qu'au N 1, la courbure de ce type de réfracteur devra provoquer de préférence une divergence croissan- te des rayons incidents s'approchant des bords de celui-ci, les autres for- mes de progression ou régression prévues pouvant également être produites,
5) idem, mais les images sont situées avant le foyer de celui- ci'(l'effet ici est moindre, pour le même motif qu'au n 2),
6) lorsque par l'intermédiaire d'un ensemble réfracteur di- vergent, cylindrique (s'approchant de cette forme, ou encore donnant les mê- mes effets), l'on visionne de telles images s'y réfractant, l'on peut ob- tenir également une impression de relief, selon que la courbure soit prévue à cet effet (pour les images normales et les images montrant le tour des sujets), ou non (seulement pour les dernières),
7) les réflecteurs et réfracteurs peuvent être de forme tori- que,
8)
ils peuvent également être de forme sphérique, mais leur utilisation est déconseillée,
9) ils peuvent par contre très bien épouser la forme des ré- fracteurs ou réflecteurs décrits au N 7 de la rubrique intitulée "Systè- me applicable devant chaque oeil, produisant pour chacun d'eux les varia- tions nécessaires à la perception du relief à partir d'une image ordinaire".
10) l'on peut enfin obtenir également une inpression de relief en combinant ces systèmes entre eux.
Le rétablissement des proportions de l'image lorsqu'il y a lieu de le faire s'effectue de divdrses manières : a) par-l'adjonction au
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projecteur-image ou à l'appareil de prise de vues d'un objectif amenant une déformation contraire, b) en rétrécissant ou élargissant celle-ci par un moyen électronique lorsqu'elle est formée sur l'écran d'un tube catho- dique, c) en projetant l'image par l'intermédiaire-même du réflecteur ou réfracteur, laquelle se reforme sur un écran situé aux emplacements décrits convenant à chaque système, d) par l'adjonction au système d'un autre ensemble réflecteur ou réfracteur produisant une déformation soit contraire, soit de valeur identique pour le sens opposé de l'image, e)
en taillant ou moulant des réfracteurs dont les deux faces comportent chacune une courbure dont les effets conjugués reproduisent une image con- venablement proportionnée, f) par tout autre moyen encore.
Quelques applications
Ces systèmes et appareils servent aussi bien à la vision directe qu' à la reproduction, prise de vues, tirage et projection d'ima- ges utilisables ensuite par les procédés de relief ordinaires (stéréoscopes, lumière polarisée, anaglyphes, etc...) Les objectifs de prise de vues, lorsque l'on utilise ce moyen, prennent alors respectivement la place de chaque oeil et enregistrent l'image telle que chacun d'eux la voit. Ils permettent en outre de créer certains effets spéciaux utilisables en cinématographie et télévision.
Lorsqu'un appareil de prise de vues se déplace latéralement devant un appareil de la série des systèmes dans lesquels l'on voit se reformer directement l'image en relief (secondement décrits)-ou simplement coiffé d'un appareil de la série des systèmes applicables devant chaque oeil (premièrement décrits), se déplaçait devant cette même imagele spectateur acquiert la sensation d'effectuer le tour du sujet de l'image.
Les réflecteurs dans lesquels l'on voit directement se former l'image en relief (secondement décrits) conviennent plus particulièrement au cinéma.
L'image issue du projecteur est projetée sur un écran situé aux emplacements indiqués pour chacun de ces types de réflecteurs, soit directement, soit par l'intermédiaire-même du réflecteur dans lequel les spectateurs voient se reformer cette même image "en relief". Les haut-parleurs, si possible revêtus d'un pavillon les rendant directifs, sont dirigés de préférence vers ce même réflecteur ou bien un autre, ou encore plusieurs, et placés si possible à l'endroit où se trouve l'écran. Le son paraitra jaillir de la portion de l'espace situé près du foyer du réflecteur, c'est à dire là ou à proximité du point ou se reforme l'image. En cas de stéréophonie, les haut-parleurs sont placés à une certaine distance les uns des autres, le relief sonore est ainsi parfaitement rendu.
Les réfracteurs de ce même groupe de systèmes (secondement décrits) conviennent plus particulièrement à la télévision. Ils sont alors placés devant l'écran de télévision sur lequel on pourra éventuellement produire une image rétrécie ou élargie,la- quelle aura ainsi ses proportions normales après sa réfraction. Les systèmes en question font se reformer l'image en relief, pour les spectateurs, dans les réfracteurs-mêmes.
Quand aux systèmes applicables devant chaque oeil ( premièrement décrits), ils conviennent soit pour des lunettes stéréoscopiques utilisables avec des images ordinaires (photos, tableaux, films de cinéma, écrans de télévision, etc...), soit pour être adaptés à des agrandisseurs ou tireuses photographiques et permettre ainsi de produire des couples stéréoscopiques à partir de négatifs ordinaires, soit pour être adaptés à des tireuses cinématographiques, dans le même but, soit pour être appliqués à des appareils de prise de vues, ainsi qu'on l'a vu précédemment, soit aussi à des appareils de projection. Dans ce dernier cas, les images convenant aux deux yeux et reproduites sur l'écran sont perçues par chacun d'eux au moyen de lunettes polarisantes.
Un appareil placé à l'objectif du projecteur, ou constituant lui-même l'objectif, sélectionne, déforme judicieusement, polarise, rétablit les proportions et fait converger sur l'écran adéquat deux images provenant de chacune des images du film. Ce résultat peut être atteint de diverses manières.
L'on peut par exemple obtenir côte à côte deux images identiques à celle du film par adjonction à l'objectif du projecteur de prismes ou de miroirs, intercepter ces images au moyen de systèmes iden-
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tiques à ceux applicables devant chaque oeil (premièrement décrits), les refaire converger sur l'écran par de nouveaux prismes ou miroirs (il suffira à cet effet de faire pivoter les prismes ou miroirs latéraux), non sans les avoir polarisées au moyen de filtres convenablement orientés l'un par rapport à l'autre (leur superposition à ce moment ne laissant passer aucune lumière), lesquels étant disposés le long du trajet lumineux emprunté par chacune de ces images.
Avec certains de ces réfracteurs et réflecteurs la convergence s'effectue d'elle-même, ne nécessitant donc pas l'emploi de la seconde série de prismes ou miroirs. Ils seront placés parfois directement devant l'objectif, c8te à côte, le décalage naturel de l'image provoqué par eux, et parfois l'absence d'un tel décalage compensé par leur inclinaison, suffisant à donner aux images une convergence permettant leur perception sans fatigue des yeux, éliminant de ce fait tout emploi de prismes et miroirs et ne réquérant que l'usage de filtres pola- risants. Ces réfracteurs et réflecteurs pourront être fabriqués à cet effet en une seule pièce ; il y aura lieu à ce moment de prévoir une séparation au milieu de ceux-ci afin de permettre une meilleure sélection des deux images.
Lorsque l'on a à sa disposition un objectif ordinaire produisant une aberration de dimension sur les côtés de l'image, il suffit d'adjoindre à l'objectif, placés côte à côte ou de toute autre manière,deux filtres polarisants convenablement orientés l'un par rapport à l'autre.
Point particulier
L'impression de relief subsiste si l'on interpose entre les réflecteurs, réfracteurs, ou ensembles, et les yeux du ou desspectateurs une surface translucide, un écran directif, ou un volume quelconque, sur ou dans lequel viendrait se reformer l'image finale ; ce moyen convient plus particulièrement pour les systèmes décrits produisant une progression identique mais opposée dans les deux sens de l'image (l'écartement des yeux suffisant à sélectionner des images différentes).
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SYSTEM PRODUCING STEREOSCOPIC VISION FROM A SINGLE IMAGE,
DESCRIPTION The original image
The image capable of providing the illusion of relief can be 1) either a photograph, an image obtained or reproduced electronically, by magnetic process, by fluorescence, by direct or indirect projection, or by any other means, or even a drawing with representation of the perspectives, 2) either an image showing more around the subjects represented, which is the case when viewing through a concave reflector assembly or a converging refractor assembly, or a combination reflectors and refractors which together produce an effect of convergence, real subjects located before the focus of these.
It is possible to reproduce such an image by current methods (photographic, or others) and thus obtain a single image comprising such characteristics. It is preferable that these reflectors and refractors are sufficiently large, at least as much as the diameter of the human head.
It can also be a succession of these images or, also, a television image.
The surfaces on or in which the images are reformed can also be curved.
Basic principle
One obtains a visual impression of depth from such images if the eyes perceive respectively from them,
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simultaneously or almost simultaneously, other images which differ from one another, the judiciously ordered variations of which are different for near and far subjects, give them the illusion that they constitute the images of ordinary stereoscopic couples or of series of couples.
Variations likely to produce the illusion of relief.
When by means of any system one causes a stretching of one of the lateral sides of such images so that this stretching takes place progressively from one edge to the other (which means that segments of equal dimension being placed side by side in the original image, in its lateral direction, each become respectively larger than the one that proceeds it, in the same direction) and this with an increasing reason, equally, or less and less strong;
we see that the linear perspectives, as well as the surfaces, represented in the image vary more and more strongly in the direction of this stretching and more when these perspectives, or surfaces occupied by each object, cover a field wider, which is the case when a subject is close, than when these perspectives, or surfaces, cover a narrower field if the subject is further away. It therefore appears that the recording axis of this image (the shooting axis if it is for example a photograph) has moved in one direction. A similar effect is obtained when, instead of stretching one of the sides of the image, one prints a compression on one of the edges producing an effect less and less accentuated towards the other side. .
Likewise, it is possible to cause compression on one side and stretching on the other so that the progression obtained from one edge to the other appears to be continuous. This method offers the advantage of making it possible to keep the dimensions of the image in its proper proportions without having to resort to other means.
By proceeding in an identical manner for the opposite edge of the image (that is to say by stretching or compressing the image from the opposite side of those of the examples previously described) one obtains a second image whose The recording axis seems to have moved in the other direction.
These two images (one which progresses in one direction and the second in the other), when viewed by means of a stereoscope or by any other equivalent means (polarizing glasses, etc. .) gives the illusion of the "third dimension", whatever the order of their arrangement. Indeed, although this illusion is obtained artificially (certain parts of an image are not suitable for this type of system), when a "normal" relief effect is obtained for certain parts of an image, the psychological effect helping automatically causes the perception of the relief of the image, the brain having great difficulty in conceiving objects that it is used to seeing "emerging" forming "hollow", and vice versa. The more detailed an image is, the more subjects it will include "normally" in relief, the more the effect will be accentuated.
Good photographs and especially film images include infinite detail, especially when they are in color. The spectator; even warned, does not manage to dissociate the elements "abnormally" in relief, from the others, the whole of the image appearing to him just "in depth".
The image received by each eye can offer the appearance, either:
1) to be gradually stretched in one direction, or in one direction more than the other,
2) to be compressed in a decreasing way in one direction, or in one direction more than in the other,
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3) to be compressed in a decreasing way in one of its lateral parts, stretched in a progressive way in the other,
4) to be compressed in a decreasing manner in its two lateral and lateral parts. 5) to be stretched in a progressive way in its two lateral parts.
The stereoscopic illusion is obtained when:
1) one eye perceives any one of these images, the other, simultaneously or almost simultaneously, the same or any other, provided: a) that the progressions and regressions take place or seem to take place in different directions opposites for each eye, b) if these progressions and regressions take place in the same directions for both eyes, whether they are of different mathematical reason for each eye,
2) one eye perceives any one of these images, the other eye receiving the original image without progressive or decreasing distortion.
Note: these images can be restored in their proportions, when necessary, either by viewing a narrowed image with one eye and with the other an enlarged image, or by causing, before, during, or after these variations, the rectification or the adequate contrary effect, by means of some system.
System applicable in front of each eye, producing for each of them the variations necessary for the perception of the relief from an ordinary image
These systems can be used either in duplicate (that is to say a materially similar system for each eye), or indiscriminately with each other, or even in isolation (one of the eyes perceiving no def ormation of the original image , or when both view through a single system) -the curvatures are calculated in order to produce for each eye the adequate deformations described in the previous paragraph entitled "Variations likely to produce the illusion of relief":
1) refractor assembly, reflector, or combination of the two, divergent for the eyepiece, converge for the objective, cylindrical (approaching this shape, or even giving the same effects). The resulting image is gradually stretched in one direction more than the other, or in both, and is enlarged. The focal length of the eyepiece or of each part thereof is less in absolute value than that of the objective or of the parts thereof or corresponding to them.
The prqgression effect can be adjusted at will by using for the sets or only one of the parts, progressive curvatures, ie whose focal distances vary from one point to another of these curvatures,
2) refractor assembly, reflector, or combination of the two, converge for the eyepiece, diverge for the objective, cylindrical (approaching this shape, or even giving the same effects). The resulting image is compressed in one direction pl than the other, or even in both, and is shrunk. The focal length of the lens or of each part thereof is less in absolute value than that of the eyepiece or parts thereof or corresponding to them.
Same remark as previously concerning the progressive curvatures,
3) refractor assembly, reflector, or combination of the two, converge for the eyepiece and objective, cylindrical (approaching
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this form, or even giving the same effects). The progression is more accentuated in one direction, or equal in both. Note identical to the previous ones concerning progressive curvatures. It will be necessary here to straighten the image by means of prisms or by other means,
4) convergent-divergent or divergent-converge assembly for the eyepiece, divergent-converge or converge-divergent for the objective, cylindrical (approaching this shape, or even giving the same effects). The image is edited in one direction, compressed in the other.
The progression is preferably carried out continuously from one edge to the other. The proportions of the image can be respected. The ocular-objective arrangement is carried out so that a divergent part of one corresponds to the convergent part of the other, and vice versa.
The focal length of a divergent part or of each section thereof must be less in absolute value than that of the converging part or of each corresponding section thereof or facing them.
Note identical to the previous ones concerning progressive curvatures: a) the curvatures of reflectors, refractors, or a combination of these follow the shape of the Latin S earth, a convex part next to a concave part (concave curvatures always have smaller focal lengths in absolute value to those of the convex curvatures facing them), b) the refractors take the form of menisci. Each of these have a converging part coiofing a divergent part.
The sign (relative or positive) of the iocal distance of a part of the refractor is determined by the influence of the curvatures of the two faces of this same refractor towards each other at their respective point of correspondence, which is determined by the angle of sight. If at a certain point of one of the refractors the concave curvature of one face has a radius shorter than that of the convex curvature of the other face, this point is divergent; when the radius of the concave curvature is longer than that of the convex curvature, the point is converge.
The divergences and convergences for each of the menisci can therefore be judiciously calculated in order to obtain the desired progression. c) the eyepiece comprises an assembly of type a, the objective an assembly of type b; or vice versa,
5) each of the refractors or reflector may be toroidal,
6) all can also be spherical in shape but their use is discouraged as much as possible, the variations being carried out according to the resulting curves of variable shape, making their coincidence extremely difficult for the two eyes,
7) an ideal way to overcome this drawback while keeping the total dimensions of the image its normal proportions is to establish reflectors and refractors have the face (at least one face for refractors)
comprises two cylindrical curvatures or approaching this shape, in perpendicular directions relative to each other, one of these curvatures being provided to give the image the variations necessary for the perception of the relief, the other to compensate for the general widening or narrowing of the image.
One way to achieve such curvatures is to cut the face in question or a part to be used to constitute or to constitute itself a mold or a die, as follows: a knife (connected to a machine) whose flat blade follows the shape of one of these curves back and forth on the material to be cut, as one operated to obtain a rectilinear cylinder, while following a curvilinear trajectory in the direction of depth, of curvature ( concave or convex) conforms to the other curve.
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It goes without saying that such refractors and reflectors can be applied to each of the systems described above; they can be used for other purposes as well.
In all of these systems, the eyepieces, objectives, or parts thereof, may or must in certain cases be tilted or offset with respect to each other to accentuate the effect of progression or to provide better sharpness. The experiment makes it possible to determine the importance of these shifts and inclinations according to the factors indicated above and the average convergence of the eyes.
Restoring image proportions, when necessary, is accomplished in a number of ways. One of the means consists in using for one eye a system bringing about a narrowing of the image and for the other, a system producing a general widening of the latter.
Another way is to add to these systems, before or after, or to interpose with them, a system producing an enlargement or a narrowing as linear as possible, composed of a refractor assembly, reflector, or combination of the two. , cylindrical or approaching this shape, converge for the eyepiece and diverge for the objective, or vice versa, the widening or narrowing effect being able as the case to be carried out in the vertical direction as well as in the lateral direction .
One means also consists in cutting or molding one of the faces of the refractors used in these systems according to a cylindrical curvature or approaching this shape, convergent or divergent for the eyepiece, divergent or convergent for the objective, the direction of this curvature being parallel or perpendicular, depending on the desired effect, with the direction of the curvature of the other face (causing the variations necessary for the perception of the relief).
Systems in which we see a relief image reforming from the original image
Various systems make it possible to obtain multitudes of variations from such images, such as binocular perception, different for each eye, directly providing the illusion of the third dimension:
1) when, by means of a cylindrical concave reflector assembly (approaching this shape, or even giving the same effects), such images formed or placed after the focal point and preferably close to that here (that is to say at a distance a little greater from the reflector than that from which its focus separates it: example at its center of curvature), the eyes, as a result of their spacing, see the image forming used in different places of the reflector.
This following for normal images (images showing the circumference of subjects can also be used with this system) - a curvature calculated in order to produce an increasing divergence or convergence of the incident rays approaching its edges, whatever the length. The intensity of this progression or regression and the mathematical reason for it, the vision of the original image that each eye obtains comes from a part of the reflector whose curvature at this point has some difference with that of the place of the reflector where the image is formed for the other eye and therefore each eye seems to perceive a different image.
When this curvature is judiciously chosen with a view to providing each eye with an image (from the original image) comprising one of the types of variations described previously in the paragraph entitled 'Variations liable to produce the illusion of relief', including the judicious choice , indicated for each of the eyes, must cause a stereoscopic effect, the final image obtained gives the illusion of the "third dimension".
Note: the closer the original image is to the focus, the larger it appears and therefore covers a larger portion of the reflector for each eye, the more, at this time, the eyes perceive the difference between the images perceived; better relief being a function of greater
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difference for the two eyes, it will therefore be beneficial for the original image to be located near the focus;
for this type of reflector, the curvature will be established with a view to preferably producing an increasing divergence of the incident rays approaching the edges thereof (as several rays falling on a concave reflector converge less strongly when its curvature has a radius, therefore a focal point, longer than when this radius is short, the curvature of such a reflector will therefore be more curved in the center and less towards the sides, the variation of curvature being effected in a continuous manner from center to these sides);
it is also preferable (and not absolutely essential) that the surface comprising the image is curved, the hollow face being turned towards the reflector, this curvature influencing that of the reflector will make it possible either to reduce the latter, or to obtain a better effect of progression, it will also aim to prevent the image from appearing bulging,
2) idem, but the images are located before the focal point of the latter (the effect here is less because the images that the eyes perceive are formed on the reflector quite close to each other and do not include therefore only small differences),
3) when, through the intermediary of a convex, cylindrical reflector assembly (approaching this shape, or even giving the same effects) he views such images reflecting therein,
we also obtain an impression of relief, but weak, this system is more particularly suitable for images showing more around the subjects, described above,
4) when, by means of a converging, cylindrical refractor assembly (approaching this shape, or even giving the same effects), such images formed or placed after the focus of the latter are viewed. , the eyes will be able to perceive from these images different views with variations such that the image will appear "in relief" if, however, all the conditions suitable for the case of concave reflectors, described in N 1, are scrupulously observed;
as with N 1, the curvature of this type of refractor should preferably cause an increasing divergence of the incident rays approaching the edges of the latter, the other forms of progression or regression provided for may also be produced,
5) idem, but the images are located before the focus of this one '(the effect here is less, for the same reason as in n 2),
6) when, through the intermediary of a diverging, cylindrical refractor assembly (approaching this shape, or even giving the same effects), we view such images refracting therein, we can also obtain an impression of relief, depending on whether the curvature is provided for this purpose (for normal images and images showing the circumference of subjects), or not (only for the latter),
7) reflectors and refractors may be toroidal,
8)
they can also be spherical in shape, but their use is not recommended,
9) on the other hand, they can very well match the shape of the refractors or reflectors described in No. 7 of the section entitled "System applicable in front of each eye, producing for each of them the variations necessary for the perception of the relief. from an ordinary image ".
10) one can finally also obtain an inpression of relief by combining these systems between them.
The restoration of the proportions of the image when it is necessary to do so is carried out in several ways: a) by adding to the
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image projector or to the camera of a lens causing a contrary distortion, b) by narrowing or enlarging it by electronic means when it is formed on the screen of a cathode ray tube , c) by projecting the image through the reflector or refractor itself, which is reformed on a screen located at the locations described suitable for each system, d) by adding another reflector or refractor assembly to the system producing a distortion either opposite or of identical value for the opposite direction of the image, e)
by cutting or molding refractors, the two faces of which each have a curvature whose combined effects reproduce a suitably proportioned image; f) by any other means still.
Some applications
These systems and apparatus are used both for direct vision and for reproduction, shooting, printing and projection of images which can then be used by ordinary relief processes (stereoscopes, polarized light, anaglyphs, etc.) The shooting objectives, when this means are used, then respectively take the place of each eye and record the image as each of them sees it. They also make it possible to create certain special effects that can be used in cinematography and television.
When a camera moves sideways in front of a camera of the series of systems in which we see the relief image directly reforming (secondly described) - or simply wearing a camera of the series of systems applicable in front of each eye (first described), moved in front of this same image, the viewer acquires the sensation of going around the subject of the image.
The reflectors in which the relief image can be seen directly forming (described secondly) are more particularly suitable for cinema.
The image coming from the projector is projected onto a screen located at the locations indicated for each of these types of reflectors, either directly or through the reflector itself in which the spectators see this same “relief” image reforming. The loudspeakers, if possible covered with a horn making them directional, are preferably directed towards this same reflector or another, or even more, and placed if possible where the screen is located. The sound will appear to emerge from the portion of the space located near the focal point of the reflector, that is to say there or near the point where the image is reformed. In the case of stereophony, the loudspeakers are placed at a certain distance from each other, the sound relief is thus perfectly rendered.
The refractors of this same group of systems (described secondly) are more particularly suitable for television. They are then placed in front of the television screen on which it is possible to produce a narrowed or enlarged image, which will thus have its normal proportions after its refraction. The systems in question reform the image in relief, for the spectators, in the refractors themselves.
As for the systems applicable in front of each eye (firstly described), they are suitable either for stereoscopic glasses that can be used with ordinary images (photos, tables, cinema films, television screens, etc.), or to be adapted to enlargers or photographic printers and thus make it possible to produce stereoscopic pairs from ordinary negatives, either to be adapted to cinematographic printers, for the same purpose, or to be applied to cameras, as has been previously described. seen previously, or also to projection devices. In the latter case, the images suitable for both eyes and reproduced on the screen are perceived by each of them by means of polarizing glasses.
An apparatus placed at the objective of the projector, or itself constituting the objective, selects, deforms judiciously, polarizes, restores the proportions and makes converge on the appropriate screen two images coming from each of the images of the film. This result can be achieved in various ways.
For example, two images identical to that of the film can be obtained side by side by adding prisms or mirrors to the projector lens, intercepting these images by means of identical systems.
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ticks to those applicable in front of each eye (first described), make them converge on the screen by new prisms or mirrors (it will suffice for this purpose to rotate the prisms or side mirrors), not without having polarized them by means of filters suitably oriented with respect to each other (their superposition at this time not allowing any light to pass), which are arranged along the light path taken by each of these images.
With some of these refractors and reflectors, convergence takes place on its own, therefore not requiring the use of the second series of prisms or mirrors. They will sometimes be placed directly in front of the lens, side by side, the natural offset of the image caused by them, and sometimes the absence of such an offset compensated by their inclination, sufficient to give the images a convergence allowing their perception. without eye strain, thus eliminating any use of prisms and mirrors and requiring only the use of polarizing filters. These refractors and reflectors can be manufactured for this purpose in a single piece; it will be necessary at this time to provide a separation in the middle of these in order to allow a better selection of the two images.
When we have at our disposal an ordinary lens producing an aberration of dimension on the sides of the image, it suffices to add to the lens, placed side by side or in any other way, two polarizing filters suitably oriented. 'one in relation to the other.
Particular point
The impression of relief remains if we interpose between the reflectors, refractors, or assemblies, and the eyes of the viewer (s) a translucent surface, a directional screen, or any volume, on or in which the final image would be reformed. ; this means is more particularly suitable for the systems described producing an identical but opposite progression in the two directions of the image (the separation of the eyes sufficient to select different images).