Dispositif pour donner avec une image plane l'illusion de la présence réelle de l'objet figuré. On a cherché depuis: longtemps à donner avec des images planes l'impression d'objets ou de groupes d'objets en relief, en vue d'ac centuer 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 diffé rente 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 par faite, ne donnent. néanmoins pas l'illusion de la présence réelle des objets et qu'au con traire la vision monoculaire d'un objet réel (par exemple lorsque l'on regarde en fer mant un #il), qui ne permet. évidemment pas la perception du relief stéréoscopique, donne néanmoins une impression généralement beau coup plus réelle que tous les procédés stéréos- copiques.
En étudiant ce problème, l'inventeur s'est rendu compte' que la différence d'im pression oculaire ressentie en regardant, d'une part, une image plane et, d'autre part, l'objet ou les objets que cette image représente, ne résidait pas essentiellement., ou tout au moins exclusivement, dans l'effet de relief.
L'inventeur a ainsi constaté que cette différence entre l'impression oculaire pro voquée par l'image et l'impression oculaire pro- voqué par la réalité résidait essentiellement dans la différence entre la brillance des dif férentes parties d'un objet ou groupe d'ob jets réels et la brillance des parties corres pondantes de l'image.
On n'arrive pas en effet. avec les procé dés graphiques et photographiques usuels à. obtenir sur une même image une zone avant la même brillance qu'une surface réfléchis sante 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 com parer 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 ou bougies par mètre carré, espacés suivant. une échelle logarithmique, la progression d'une telle échelle correspondant approximative ment à la progression des perceptions réti niennes.
L'échelle I indique la valeur en nits des parties caractéristiques !d'un objet réel. dont le centre est placé à -10 cm d'une ampoule électrique voilée par un écran diffusant d'une surface clé 100 em2 et ayant une bril lance de 1700 nits. Le point.<B>A</B>i correspond aux parties les plus sombres de l'objet, c'est-à-dire aux parties noires sur lesquelles est portée l'ombre d'un objet opaque. Sa brillance est de 0,03 nit.
Le point BI correspond aux parties blanches mates éclairées perpendiculairement et. situées à 40 cm de la. source. Sa brillance est -de 17 nits.
Le point Cl correspond à des parties réfléchissantes sur lesquelles la lumière se réflète. Sa brillance est de 1700 nits.
Bien entendu, les diverses couleurs du spectre conduisent à des valeurs intermé diaires entre les points caractéristiques Al, Bl, <I>Cl.</I>
L'échelle II indique la va-leur en nias des parties correspondantes d'une représenta tion 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 Ai, et un point C2 dont. la brillance est sensiblement égale à celle du point Bi, de sorte que pour respecter approximativement. l'échelle rela tive des valeurs, on est amené à donner au point B2 correspondant au point BI de l'ob jet réel une brillance plus faible que celle de ce point BI (par exemple 13 nits).
On conçoit .donc facilement que, quel que soit- le soin apporté à la. reproduction des couleurs réelles d'une image et au rendu de son relief, cette image ne pourra jamais don ner 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 dispositif suivant l'invention se pro pose .précisément de réaliser, d'un ôbjet quel conque, éclairé par un flux lumineux d'in tensité 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 dispositif est. le sui vant: On sait que pour augmenter la brillance clé tout ou partie d'une image, on peut soit la soumettre à un éclairage intense, soit ren dre certaines parties de l'image transparentes ou translucides et éclairer l'ensemble par une source lumineuse arrière. Mais ces deux moyens ont pour effet .d'augmenter la bril lance de toutes les parties de l'image dans les mêmes conditions.
Si l'intensité de lu mière est telle qu'elle donne au point C2 la brillance du point Cl (c'est-à-dire qu'elle multiplie par 100 la brillance du point ('2 en remplaçant le point C2 par un point C3 de brillance 1700 nits) (échelle III), les points A2 et<I>B2</I> verront leur brillance multipliée également par 100, le point A2 étant remplacé par un point A? de brillance 15 nits et le point B2 étant remplacé par un point B-. de brillance 1300. L'aspect. de l'image sera donc très .différent encore de celui de l'objet.
D'ailleurs, en se référant à l'aspect du cadre on 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.
On peut procéder de la façon suivante: 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 diffé rente de l'échelle II d'une image normale. Le point C'j a obligatoirement la même bril lance 17 que le point C2 puisque cette bril lance est .la plus intense que l'on puisse réa liser sous l'intensité lumineuse i.
Il est par contre possible, par des moyens techniques connus, d'augmenter le pouvoir d'absorption clés noirs par rapport à ce qui est obtenu sur les reproductions _-graphiques usuelles. Le point 1,1 occupera donc une position inter- médiaire (0,05 par exemple) entre celle clés points A.l et A2. On choisira ensuite pour le point B4 correspondant aux blancs une bril lance telle que son écart par rapport à.
=1 .1 et C,l soit sensiblement .dans un rapport plus petit que l'écart réel de BI par rapport à Al et Ci. En d'antres termes, le point Bq occupera dans l'échelle une valeur telle que:
EMI0003.0001
Alors que dans toute image normale, on ob serve le contraire:
EMI0003.0004
Le demandeur a constaté que si une image conforme à. l'échelle IV est, soumise à un éclairement d'intensité I plus grande que l'in tensité i, telle qu'elle ait pour effet de porter la brillance du point. C.l à une valeur C'5 (échelle V) égale à celle du point Cl (c'est à-dire à 1700 nits dans le cas de l'expérience considérée), le point caractéristique B.l prend une brillance sensiblement. égale à celle du point caractéristique réel Bl.
Le point. Al prend une brillance A5 su périeure à celle de -11, mais on peut le rame ner à une valeur .1'S voisine de .11 en sous trayant les parties correspondantes à l'aug mentation d'intensité lumineuse.
La correspondance de l'échelle des bril lances 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'obser vateur se rend compte de l'artifice employé, c'est-à-dire se rend compte, consciemment ou lion, du fait que l'image est, soumise à une intensité lumineuse I beaucoup plus grande (lue 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 ég-alemeilt des moyens pour dissimuler la présence clé la source lumineuse spéciale et donner au con traire l'impression que l'objet figuré et. son entourage immédiat sont éclairés par une source de position et d'intensité correspon dant à celles de la source éclairant. l'objet réel.
Les fig. ? à 6 du dessin annexé montrent à titre d'exemple quelques formes d'exécu tion de l'objet de l'invention.
Les fi-. ? et 3 montrent respectivement un schéma de principe et une vue en coupe de la, première forme d'exécution du dispo sitif. Les fig. q et 5 montrent également, res pectivement, un autre schéma du principe et une vue en coupe de la seconde forme d'exé cution du dispositif.
La fi--. 6 montre une variante.
Le dispositif schématisé à la fig. 2 com porte essentiellement les éléments suivants: a,) une image 1 de l'objet réel à repré senter, réalisée \(dans des conditions qui se ront précisées plus loin) de manière qu'une.
fois soumise à un éclairage postérieur d'in- teriisité I, l'échelle des brillances de ses trois parties caractéristiques définies plus haut corresponde sensiblement à l'échelle V du graphique de la fig. 1, l'échelle des bril lances des parties intermédiaires découlant de celle-ci; b) une source lumineuse postérieure 2 di rigeant sur l'image un faisceau lumineux d'in tensité 1; c) un écran 3 prolongeant l'image 1 et.
constituant, sur la face de cette image opposée à la source 2, le cadre ou entourage de l'image; d) une source lumineuse antérieure 4 mu nie préférablement d'un écran 5, de manière à ne diriger sur l'image 1 aucun flux direct et à éclairer au contraire le contour 3 de cette image.
L'intensité (le cette source 4 est choisie telle qu'elle produise sur ce cadre 3 un éclairement sensiblement égal à celui de l'ob jet. qui a servi de modèle à l'image 1. L'ob servateur O regardant cette image aura ainsi l'impression que l'ensemble de celle-ci est. éclairé par la source 4 et lie se rendra. pas compte de la présence de la source arrière \?. 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 '?) reçoivent leur luminosité de la source -1 dont il peut apprécier l'intensité relativement faible. Il aura par suite l'im pression que l'image présente la même échelle de luminosité qu'un objet réel. II aura l'im pression de la réalité.
L'image 1 peut, être réalisée de la façon suivante dans le cas de réalisation manuelle. Le modèle étant. soumis à un éclairage analogue à celui de la source 4 seule, on place la surface à peindre dans les con ditions 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 peindre est constituée soit en une matière telle qu'un fort papier genre bristol, soit en toute autre matière translucide (de préférence blanche) susceptible d'être rendue partielle ment translucide ou même transparente, par exemple par diminution locale de son épais seur. On laisse ou on rend opaques toutes les parties de la surface 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 correspondent 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 transpa rentes de la surface, on colore les parties cor respondant à celles du modèle qui, bien que de valeur plus claire que le blanc de bril lance B1, sont elles-mêmes colorées.
Puis on traduira la valeur exacte des cou leurs et ombres du modèle, plus sombres que le blanc témoin, en prenant soin de ren forcer au maximiun les noirs pour se rappro cher de la brillance .du point l11.
On notera que si l'on examine l'image ainsi réalisée sans le dispositif d'éclairage, ses valeurs semblent fausses, notamment parce que les couleurs placéës sur des parties trans lucides 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 couleur ou dispositif sur verre ou sur film, im tel dispositif doit subir un traitement spécial, de manière à accentuer la différence de brillance des points extrêmes <B>A.,</B> et C1 en fonçant les parties les plus som bres, 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. d e lumière (brillance du point C1). Dans ce cas, seuls les points les plus sombres seront entièrement opaques.
Dans la pratique, les moyens d'éclairage et d'observation schématisés à la fig. 2 peuvent être réalisés de nombreuses manières.
La fig. 3 montre un dispositif qui com prend un bâti 6 muni de fenêtres de venti lation 7 et d'une fenêtre d'observation 8 dont. les bords 9 sont déterminés de manière à limiter le champ .de vision de ].'observateur.
L'image 1 est traitée comme il a été indi qué ci-dessus, de manière à. réserver des par ties noires et opaques. et des parties trans parentes apparaissant lumineuses sous l'effet de la source lumineuse arrière intense 2. La source antérieure 4 est remplacée par un mi roir 4' recevant une partie du flux lumineux de la source 1. Ce miroir est. incliné de ma nière à projeter 1u1 flux lumineux sensible ment parallèle à l'image et. semblant éclairer celle-ci alors qu'en fait cette image n'est éclai rée que par la source 2.
Cet effet factice d'éclairage est renforcé par le fait que le faisceau du miroir 4' éclaire la tranche des bords 9 de l'enceinte avec. une intensité i et que, d'autre part, l'entourage 3 de l'image est. lui-même traité comme celle-ci en présentant. une transparence telle que, éclairés en fait par la source 2, ils présentent la même bril lance que s'ils étaient éclairés directement par le miroir 4'.
La fig. 4 représente un second schéma de principe 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. r espec- tivement aux parties réfléchissantes ou lumi- neuses C1, blanches ou noires non éclairées de l'ôbjet, aient des brillances aussi voisines que possible de ces brillances.
La source '' est, dissimulée aux regards de l'observateur et. son flux lumineux est dirigé par < les écrans sur tout ou partie (le l'iinaae, en réservant son cadre 3.
Une deuxième source antérieure 4, munie de préférence d'un écran 5, éclaire au con traire le cadre, en réservant l'image 7. L'in tensité de cette source étant, déterminée de manière à produire sur ce cadre un éclaire ment de même intensité que celui auquel le modèle était, soumis, l'observateur aura l'im pression que l'image tout. entière est soumise à ce même éclairage et que c'est sous cet éclairage qu'elle présente la- même échelle de brillance que l'objet, réel. Il aura encore l'im pression de la réalité.
L'image 1 est réalisée de la façon suivante clans le cas de réalisation manuelle: lie modèle étant soumis à -Lui éclairage ana logue à celui de la source 4 seule, la surface à peindre est soumise à l'éclairage des deux sourceb 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 -1, c'est-à-dire lui donne une brillance B1.
On peindra ensuite sur ce fond en s'atta chant 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 ser vira d'ailleurs du blanc pur que pour les reflets les plus brillants (le l'objet. Pour peindre les zones les plus sombre. 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.
\4ur cette figure, les deux sources lumi neuses 2 et 4 sont, confondues en une seule. Le flux lumineux 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 (le l'image est produit par la lumière diffusée sur les parois d'un diffuseur 4' en tourant la source. Cet artifice étant invisible pour l'observateur, celui-ci aura bien l'impres sion que l'ensemble image et. cadre est éclairé par le flux lumineux de faible inten sité.
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'om bre qui permettra d'atteindre les brillances les plus faibles de l'ordre de celles indiquées en .1'S sur le schéma, de la fig. 1.
D'une façon générale, on pourra d'ail leurs renforcer les contrastes de l'image en utilisant comme écran 10 une reproduction sur verre de cette image sur laquelle les par ties claires et sombres seront contrastées au maximum comme il a été décrit. pour la réali sation de l'image du procédé des fig. 2 et 3.
La fia. 6 montre une variante de 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 sur faces 3' et 3" sont rendues très foncées, de ma nière que sous l'éclairage direct de la source lumineuse, elles présentent une brillance ana logue à celle de la paroi 11 éclairée moins in tensément par suite de l'écran 12. L'observa teur aura ainsi l'impression que l'ensemble de l'image est soumis au même éclairement faible que ces parois 11 et le résultat cherché sera obtenu.
Une disposition intéressante consiste en particulier à traiter les parties de l'image des- tirées à présenter une brillance particulière ment intense avec une peinture luminescente, la source d'éclairage intense dissimulée aux yeux de l'observateur émettant aussi le rayonnement excitateur.