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La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Georges
GERARD, concerne un procédé et un dispositif de prise de vues combinées photographiques, cinématographiques ou de télévision permettant d'associer dans une même prise de vues des personnages ou objets matériels éclairés par une lumière naturelle ou artificielle avec l'image projetée sur un écran de documents plans exécutés à la main (dessin, tableaux) ou enregis- trés (photos sur papier, diapositives, films de cinéma).
Le procédé ha- bituellement utilisé pour réaliser ce genre de prise de vues connu sous le nom de "transparence" ou "back ground" consiste à placer les personnages et objets matériels éclairés devant un écran translucide sur lequel les ima- ges sont projetées au moyen d'un appareil de projection placé de l'autre cô- té du dit écran par rapport à l'appareil de prise de vues.
Ce procédé comporte deux inconvénients principaux : il nécessite l'utilisation, d'une part, d'un appareil de projection très lumineux pour pouvoir utiliser un écran assez grand et avoir une profondeur de bhamp suf- fisante, et, d'autre part, d'un studio., de prise de vues vaste en raison de l'éloignement de l'appareil de projection et de la caméra.
Pour remédier à ces inconvénients on a déjà eu l'idée d'utiliser des procédés dans lesquels les deux appareils (projection et prise de vues) sont placés du même côté d'un écran réfléchissant. On a employé, par exem- ple, un écran formé par un miroir sphérique concave de grande dimension, miroir d'une seule pièce ou composé d'éléments juxtaposés.
Ce procédé est trop délicat, le moindre déplacement accidentel d'un élément quelconque compromettant les résultats:
Le problème résolu par l'invention consiste à assurer la prise de vues en disposant le projecteur, la caméra et les objets, personnages et matériels, du même côté de l'écran et en utilisant un écran ayant un pouvoir réflecteur considérablement supérieur à celui des dits objets matériels de telle sorte que'la projection sur lui puisse être réalisée avec un éclairement suffisamment faible pour qu'elle ne soit pas réfléchie dans sa partie qui frappe les objets màtériels et, par conséquent, n'apparaisse ultérieurement que sur le fond et non sur lesdits objets ou personnages.
Dans ce but, le procédé suivant l'invention consiste à utiliser comme écran une surface autocollimatrice constituée par un grand nombre d'éléments autocôllimateurs de très petite dimension accolés les uns aux autres sur un support convenable et à disposer l'appareil de projection et la caméra de prise de vues de façon que le faisceau de rayons projetés et le faisceau de rayons reçus par la caméra semblent émaner d'un même point
On connaît de nombreux types d'éléments autocollimateurs dont la propriété est de renvoyer un rayon incident suivant un cône de très faible ouverture dont l'axe est confondu avec la direction du rayon incident et qui sont constitués par exemple par des tétraédres à arêtes orthogonales,
la réunion de deux demi-dioptres sphériques de rayons différents mais sensiblement de même centre de courbure ou de simples billes ou sphères en matière réfringente (d'indice de réfraction convenable) etc... , combinés avec une surface réfléchissante ou semi-réfléchissante.
A la fig. 1 on a représenté de façon schématique une telle surface autocollimatrice ou réflecteur réflex, sur laquelle un rayon ou faisceau arrivant obliquement produit un cône concentré de lumière réfléchie de façon réflexe revenant vers la source du rayon ou faisceau.
On connaît de nombreuses applications de ces surfaces notamment pour la vision nocturne de panneaux publicitaires, de signaux routiers, de signalisateurs de véhicules, de repères de chemins au fond des gouffres, etc.
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L'expérience montre, d'autre part, que de telles surfaces ont un pouvoir réfléchissant de l'ordre de plus de 200 fois supérieur à celui d'une surface blanche et le demandeur a constaté qu'en les utilisant comme écran de projection pour une prise de vues, il devient très facile d'assurer une projection qui soit réfléchie par l'écran sans l'être par les objets matériels placés devant lui, même si ceux-ci sont constitués par des surfaces blanches.
Le moyen le plus simple pour réaliser un tel écran est évidemment d'utiliser, comme éléments autocollimateurs, des billes sphériques de matière convenable. Mais on sait que pour qu'un dioptre sphérique soit exactement autocollimateur pour les rayons voisins de l'axe, c'est-à-dire pour que le rayon réfléchi coïncide avec le rayon incident, il faut que son indice de réfraction soit voisin de 2.
Or, d'une part, on connaît des-matiè res plastiques répondant à cette condition, et, d'autre part, des découvertes récentes ont permis la fabrication de verres d'indice de réfraction allant jusqu'à 2,05. Les essais faits avec des écrans constitués de billes de verre de cette nature d'indice croissant à partir de 1,5 ont donné d'excellents résultats et ont montré que le pouvoir réflecteur croît d' abord avec l'indice de réfraction pour passer ensuite par un maximum entre 1,7 et 2, et, plus-précisément entre 1,8 et 1,9.
On a bien déjà utilisé pour la projection de spectacles cinématographiques des écrans dits "écrans perlés", c'est-à-dire constitués par une couche de fines billes de verre ordinaire, mais de telles billes ne sont pratiquement pas autocollimatrices, mais diffusantes, c'est-à-dire que le faisceau de rayons réfléchis forme un cône très évasé, ce qui est nécessaire pour que la projection soit vue par l'ensemble des spectateurs. Le problème pour une projection destinée à une prise de vues est inverse puisque dans ce cas le faisceau réfléchi doit être concentré au maximum suivant l'axe optique de la caméra.
Ainsi de tels écrans perlés ordinaires ne'peuvent être utilisés pour le procédé suivant l'invention,car, d'une part, leur pouvoir réflecteur insuffisant exigerait une source lumineuse de projection encore trop intense et ferait apparaître l'image projetée sur les personnages et objets matériels, d'autre part, l'apparence blanche de ces dits écrans perlés noierait l'image projetée dans un voile blanc, l'écran recevant et diffusant la lumière ambiante éclairant les personnages.
En ce qui concerne le dispositif de prise de vues, il est nécessaire que l'appareil de projection et l'appareil emprise de vues soient disposés de telle sorte que le faisceau de projection semble issu de l'objectif de l'appareil de prise de vues, ce qui peut être obtenu en interposant entre les deux appareils un dispositif optique assurant la coincidence optique des centras des pupilles des objectifs des deux appareils.
D'autres caractéristiques résulteront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, qui montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention , et'.dans lequel : la Fig. 2 montre en coupe un mode de réalisation de la surface de l'écran autocollimateur; la Fig. 3 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation du dispositif de prise de vues.
En se reportant à la Fig. 2, on voit.'que la surface autocollimatrice est constituée par un support quelconque 1 sur lequel est étendue une oouche réfléchissante 2 dans laquelle sont encastrées par exemple par une partie de leur surface, des'billes transparentes 3 de petit diamètre, par exemple de l'ordre de 0,05 à 1,5 mm/m mais de préférence de 0,10 à 0,25 m/m.
Ces billes sont en un verre ou une matière plastique réfringente dont l'indice de réfraction est élevé. Une valeur d'indice de réfraction entre 1,8
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et 1,9 convient parfaitement pour donner le pouvoir réflecteur maximum.
Au-dessus de la couche réfléchissante les billes sont reliées entre elles par un liant 4 constitué par exemple par une résine et de préférence teinté en noir. Les billes sont ainsi encastrées dans la couche sur un peu plus de la moitié de leur surface.
Lorsqu'un faisceau de lumière incidente frappe la demi-sphère avant d'un autocollimateur sphérique, le flux lumineux réfléchi se répartit inégalement suivant que les rayons incidents frappent le pôle ou une région rapprochée de l'équateur de la sphère, cette répartition variant du reste avec l'indice de réfraction de la matière. En général, le flux lumineux réfléchi est maximum pour la calotte polaire et minimum pour la zone équatoriale. Cette hétérogénéité pouvant se déceler sur l'image enregistrée, il peut être nécessaire de l'atténuer en faisant varier le pouvoir réflecteur de la demi-sphère arrière, jouant le rôle de miroir. A cet effet, les billes autocollimatrices peuvent être enrobées à l'arrière dans une matière formée de couches de propriétés réfléchissantes variables.
Ainsi on peut utiliser une couche réfléchissante composite permettant de diminuer le pouvoir réflecteur réflexe pour les rayons tombant perpendiculairement ou presque perpendiculairement à l'écran. Dans ce but, le pôle postérieur des sphères peut reposer sur une surface sous-jacente à faible pouvoir réfléchissant, au-dessus de laquelle est disposée une couche de liant à grand pouvoir réfléchissant contenant par exemple des paillettes d'aluminium en suspension. Cette couche peut elle-même être surmontée par une couche de liant noir, interdisant à la lumière pénétrant dans les couches sous-jacentes de ressortir autrement qu'à travers les sphères autocollimatrices.
Bien entendu cette description n'est nullement limitative et l' écran pourra être constitùé de façon différente pourvu que soit- respecté le caractère autocollimateur de l'ensemble formé par les billes 3 et l'élément réfléchissant. On pourrait par exemple poser les billes réunies par le liant sur une surface réfléchissante, on utiliser pour les billes un liant sombre lui-même réfléchissant en y incorporant, comme pour la couche intermédiaire, des paillettes métalliques en suspension, ou utiliser un liant quelconque recouvert d'un enduit noir ou sombre, etc...
L'écran ainsi obtenu n'a pas une apparence noire mais seulement gris foncé, du fait que le verre de fort indice de réfraction employé produit une réflexion parasite très importante de la lumière ambiante sur la surface libre des billes. Pour diminuer cette réflexion parasite une couche anti-reflet peut être appliquée avantageusement sur la surface des billes de verre. Le pouvoir réflecteur en sera du même coup légèrement accru.
A la fig. 3 on a représenté à titre d'exemple un dispositif optique permettant l'emploi d'un écran tel que ceux décrits ci-dessous.
5 désigne l'écran autocollimateur, 6 la caméra de prise de vues, 7 l'appareil de projection et 8 un personnage ou objet matériel placé devant l'écran 5 et éclairé de façon quelconque, en prenant soin toitefois qu' aucune lumière ne vienne du voisinage immédiat de la caméra, cette lumière risquant d'être renvoyée par l'écran et de troubler la projection.
La caméra 6 et'le projecteur 7 sont disposés par exemple à 90 l'un de l'autre et on interpose entre eux un miroir semi-transparent 9 disposé obliquement. Grâce à cette disposition le faisceau lumineux issu du projecteur 7 et atteignant l'écran 5 sembler provenir de la caméra 6 vers laquelle il est renvoyé par l'écran autocollimateur 5. Il est évident que les deux appareils 6 et 7 pourraient être inversés par rapport au miroir semi-transparent ou encore occuper dans l'espace des positions telles que
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le faisceau lumineux paraisse toujours issu de 1 objectif de prise de vues en utilisant alors des combinaisons multiples de miroirs réfléchissants ou semi-réfléchissants, le projecteur et la,caméra pouvant être placés dans des positions parallèles, perpendiculaires ou obliques.
De même le sujet 8 au lieu d'être placé, comme représenté, entre l'écran 5 et le miroir 9 pourra avantageusement pour les prises de vues de gros plans, être placé entre le miroir 9 et la caméra 60
Dans tous les cas, les faisceaux de lumière incidente et de lumière réfléchie doivent paraître émaner du même point, qui est le centre de pupille de l'objectif de l'un des appareils et une image optique du centre de pupille de l'objectif de l'autre appareils S'il en était autrement, l'ombre portée par l'objet matériel 8 sur l'écran 5, due à l'occulta- tion de la lumière incidente, serait visible de l'objectif de la caméra et produirait un cerne noir inadmissible autour de l'objet 8.
On peut imaginer d'autres combinaisons des deux appareils : par exemple mettre le projecteur dirigé vers le sol, le faisceau lumineux étant réfléchi par le miroir parallèlement à l'axe optique de la caméra.
L'utilisation d'objectifs à foyer variable, soit sur la caméra, soit sur le projecteur peut permettre des impressions de rapprochement ou d'éloignement comparables aux mouvements appelés "travelling" en cinéma- tographie.
Pour les mouvements dits "panoramiques" de grande amplitude on adoptera un écran de forme courbe concave, la projection étant obtenue par un projecteur muni d'un objectif pivotant sur lui-même, ou simplement grande angulaire, ou encore par une combinaison de plusieurs projecteurs associés. Dans de tels mouvements panoramiques, la caméra ainsi que le ou les miroirs seront rendus mobiles sur un bâti spécial, de telle façon que dans n'importe quelle position le faisceau lumineux de projection paraisse toujours optiquement issu de l'objectif de prise de vues.
Le procédé suivant l'invention peut également être utilisé lorsque l'on désire faire apparaître un sujet matériel devant un fond très lumineux pour pouvoir ensuite utiliser comme cache un film positif obtenu par tirage très fortement contrasté dans lequel le sujet se détache en silhouette entièrement sombre sur un fond clair, sur lequel pourra être, suivant une technique connue5 rapporté un fond quelconque fixe ou animé. Dans ce cas la projection envoyée sur l'écran au moment de la prise de vues se limitera à un faisceau lumineux.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.
REVENDICATIONS.
1.- Installation de prise de vues combinées pour la photographie, le cinéma ou la télévision permettant la prise de vues simultanée de personnages ou objets matériels éclairés par une lumière naturelle ou artificielle et d'images projetées, animées ou non, comprenant un appareil de prise de vues et un appareil de projection associés situés d'un même côté par rapport à l'écran de projection, caractérisée en ce que l'écran est constitué par une surface réfléchissante autocollimatrice fournie par un grand nombre d'éléments autocollimateurs de très petite dimension accolés les uns aux autres sur un support convenable, l'appareil de prise de vues et l'appareil de projection étant disposés de façon que le faisceau lumineux projeté et le faisceau réfléchi reçu par la caméra semblent émaner d'un même point.