CN1093177A - 不用摄影胶卷之制作三维照片的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种不用摄影胶卷的三维摄影扩印的 方法，其中利用视频监视器上展示的图象来代替底片 的扩印机之照明灯箱。利用这种方法，则展示的图象 透过扩印镜头直接曝光在三维晒印材料上，而这种材 料是一种微柱镜屏，其上有预涂之摄影药膜。这种直 接曝光的方法使得即映即有的三维摄影可以实现。 这种方法与装置可以用来晒印由计算机产生的图画 以及实景的图象。

Description

本发明涉及不用摄影胶卷制作三维照片的方法及装置。

三维（立体）塑型是计算机产生图画中最重要表征的一种。计算机产生的风景或物体的图象，可以呈现景物的深度，亦即第三维。三维塑型在科学上和工业上有许多用途，其范围包含由分子塑型到计算机辅助设计（CAD）。例如，计算机辅助设计系统容许使用者操作机械制作的零件汽车的车身和飞机机件的模型;而分子模型则供予化学家一种研究的工具。

自从六十年代出现到今日，计算机三维塑型已经成为一项成熟的映象技术，然而，必须用来将产生的图象呈示予观者之显示技术未能分享同样的进步。时至今日，三维图象的展示，大多数仍然采用一种二维的装置，亦即视频监视器。为了在二维的装置上形成第三维，计算机产生图画通常利用时间顺序的方式来展示，使得画面所示的物体旋转因而显露物体的不同表面，如图1所示。为使旋转物体的呈示具有真实感，计算机图画通常以大数量的画面产生，而每一画面则展示物体在稍微不同角度的图视。这样的旋转就不会显出有断续感。

若采取这类时间系列的展示方式，人们必须利用一个适当的图象系统来观看计算机产生图画的深度。对于那些不能接近到这种系统的人，要看三维景象，目前的可行方法唯有微柱镜型的摄影术。相对来说，三维照片是便宜的，也易于大量制造。这种照片可以利用邮递的方法散布，又可以夹在书藉杂志之中。

采用目前的三维摄影术，人们首先要在不同的观察点获取物体之一系列的图象，再将底片冲洗，然后将不同的景象扩印在微柱镜型的晒印材料上。人们深切希望的乃能够不用摄影胶卷来印制三维照片。

制作计算机产生图画的三维硬副本的传统方法，基本上与制作实物或实景的三维照片相同。这种传统方法曾公开在数种发明专利之中，值得注意的是美国专利3，953，869号（Wah    Lo等人）。这个方法将在下面参照图2至图5来简述。

图2显示一个单镜头摄影机用来将视频监视器上展示之图象录存在摄影胶卷上。依照这种录存图象的方法，则当显象屏上展示一系列代表物体在不同角度呈现之景像的计算机产生图画的时候，摄影机将这一系列的二维图象在胶卷上曝光。如此制成之一系列的二维底片则由图3说明。要指出的是，虽然计算机图画一般都以大数量的画面产生，但由于实用性的理由，只有其中一小部分被用来录存在底片上。图3展示的一系列的三幅图象。

由一系列的二维底片来构成一幅三维照片，一般来说，其采用的方法都类似于数项发明专利，诸如美国专利3，958，869号（Wah    Lo），4，903，069号（Lam）与4，120，562号（Lo等人）所公开。本质上，若采用数张的底片来构成一幅三维照片，则每一张底片必须在一个不同的角度曝光在晒印材料上，如图4所示。依照这种方法，则人们必须要采用一个扫描机件将扩印镜头和晒印材料横向地输送来覆及一定的距离，使得每一张底片在微柱镜屏下的摄影药膜的一个适宜的部分曝光，如往后依图5所解释的那样。在扩张底片在前面的底片曝光完成之后移入曝光的位置。

当所有的底片都曝光之后，微柱镜屏下的摄影药膜将填满一系列的压缩之二维图象。图5所示都即满填图象之晒印材料的横截面。基本上，一个微柱镜屏就是一个颇大的半柱形镜的阵列，而且屏上已敷有摄影药膜以形成三维晒印材料。依照半柱形镜的聚焦性能，则进入半柱镜之平行光线将在与半柱镜底重合的聚焦面上压缩成为狭窄的条纹。为使三维照片在任何角度都可以观看，半柱镜底面的整个阔度都必须填满压缩的图象。例如，若用三张底片来构成一幅三维照片，则扫描机件必须输送扩印镜头和晒印材料，以使每一张底片在半柱镜底面的三分之一的部分曝光。

观看这幅综合的三维照片之时，由于半柱形镜的聚焦性能，在某一个观看的角度只能看见一个图象。因此之故，观者的双眼之一将看到半柱镜屏下一个不同的二维图象。如图6所示。

构成三维照片的二维底片的数目是越多越理想，如此，制成的三维图象就没有闪烁的现象。但如前面所述，由于实用性的理由，这个数目都保持小量如由三至六。因此若人采用传统的扩印方法，虽则计算机图画以大数量产生，其中大部分都不予采用来构成三维照片。

本发明的目的是提供一种方法，利用计算机产生之三维图画以制成三维硬副本。独特的是，依本发明之选取实施例的方法容许在视频监视器上展示的计算机产生图画，经由扩印镜头直接曝光在微柱镜型的晒印材料上。因此，这里公开的方法不须采用报影胶卷。更重要的是，如依照选取之实施例，则用来制作三维照片的微柱镜型晒印材料乃预涂有摄影药膜。因此之故，人们不需采用夹贴的过程来将微柱镜屏附贴在受化学处理后的摄影药膜上。换言之，微柱镜屏和摄影药膜是构成三维晒印材料之不可分开的部分。

本发明之进一步的目的是提供一种装置，这种装置能依照前述之意图将计算机产生图画制成三维硬副本。

依据本发明的扩印方法是一种单步过程，将视频显示屏上的图象直接透过微柱镜屏转移到晒印材料的预涂摄影药膜上。如果预涂的摄影药膜是适宜于即时处理过程的话，这具扩印过程使得即有的三维摄影可以实现。

如先前所述，试图以时间系列来显示的计算机产生图画的三维塑型一般来说皆含有许多画面。这些画面的全部或一大部分都可以用来构成三维照片。由于这个原因，依据本发明的方法又改进了三维摄影的素质。因为其可以制成几乎没有闪烁感的三维照片之故。

简括来说，本发明说明利用一部彩色视频监视器和其上展示的图象来代替摄影底片和扩印机的照明灯箱。如图7所示，一种扫描机件被用来将扩印镜头和晒印材料横向地输送，覆及一定的角度范围，以使每一幅展示的图象在摄影药膜的一部分上曝光。应该注意的是，由于扩印过程中没有采用底片，扫描机件不需在每幅图象曝光完成之后都停止一次，在这个扩印方法中，图象画面的变换是用电子的方法实行。扫描机件，如依据图7所示，则将扩印镜头和晒印材料由左边输送到右边。

另外一种替换的方法，则利用一部黑白监视器来展示计算机产生图画。如图8所示，扩印每一幅图画的画面须用三个分开的步骤，其中每一个步骤将红蓝绿滤色片组合中的三个滤色片之一放置在扩印镜头之前。如众所周知，彩色监视器上的彩色图象B由红绿蓝三种叠加基色所构成。在这种替换的扩印方法中，每段时间里只有画面中的一个分色图象在黑白监视器上展示，同时又选用一个对应的滤色片以使一个适当的单色图象曝光在晒印材料上。

这种不用胶卷的扩印过程也可以用来构成实物的三维照片如图9所示，一个电子成象器被用来获取一件物体在不同观看角度的图象。这些获得的图象可以直接输送到视频监视器也可以首先贮存在图象贮存、处理的装置中然后输送到监视器上。在这个增设的方法中，扩印过程与上述由计算机产生图画制作硬副本的过程完全相同，如依图7和图8所述。

简而言之，图1是一个图解图，呈示利用一部视频监视器来展示电脑产生的一个物体在不同角度的画面。

图2表示利用一个单镜头摄影机获取视频显示屏上展示的图象。

图3表示一系列的底片，代表由计算机产生在不同角度观看的图象之三幅不同的画面。

图4表示依照传统的三维扩印方法将三幅二维底片曝光在晒印材料上的三个扩印角度。

图5表示多个半柱形镜头的横截面以及三个半柱镜下面已经曝光的摄影药膜。

图6是一个示意图，显示当观看一幅三维照片时，观看者的双眼看到不同的二维图象。

图7表示一个不用胶卷的扩印系统，其中一部彩色视频监视器展示由计算机产生的在不同观看角度的物体画面，以及一个扩印镜头用来将展示之图象曝光在晒印材料上。

图8表示一种替换的扩印方法，其中红绿蓝的分色图象在一部黑白监视器上分别展示。一个红绿蓝滤色片的组合被用来将适当的单色图象选取以及曝光在晒印材料上。

图9表示一个不用摄影胶卷的扩印系统的图解图，其中物体在不同角度观看的图象由一个电子成象器获取并且贮存在图象贮存、处理的装置内。获取的图象被输送到视频监视器上展示。

详细来阐述，则图1表示一个计算机图象。展示系统，其中参考数字1指示一部视频监视器其上展示由计算机2产生的图象。数字11，12和13指示所展示之不同角度观看的计算机产生图画。如果计算机产生图画依照时间系列展示，则图象表示一个旋转中的物体，因而表露了同一物体的不同表面。

图2中，一部单镜头摄影机3被用来摄取在视频监视器1上面展示的图象。要指出的是，计算机产生图画的一个选取系列被展示在监视器上，以使这些图象在摄影机的胶卷上以数个画面曝光。

图3表示由数字4指示之一短条底片，上面呈示由数字31，32和33指示之三个不同的底片画面。底片画面的三幅图象：21，22和23与图1所示之展示图象11，12和13对应。

图4表示依照传统方法将三张二维底片曝光以构成一幅三维照片。在图4中，数字5指示照明用的灯箱。此灯箱将底片4上的图象，经过扩印镜头6，投射在晒印材料7上。如图所示，三幅二维图象21，22和23在三个不同的角度分别曝光，在晒印材料上形成三个对应的图象71、72和73。扩印镜头和晒印材料是由一种扫描机件（不予图示）输送，使得每张底片的曝光覆及微柱镜屏的一个适当的部分，如图5所示。在每张底片曝光完成之后，扫描机件必须暂停，容许另一张底片进入曝光的位置。

图5表示晒印材料7上之数个半柱形镜的横截面半柱形镜集体地以数字8指示。在这个图中，三张二维底片被用来构成一幅三维照片。因此，每一个半柱形镜下面的摄影药膜必须以三个相等的部分填满三个底片的压缩图象。在图5中，数字81，82和83指示每一个半柱形镜下面的压缩图象，与三个二维图象21，22和23对应。压缩图象81，82和83也代表图4中图象71，72和73的局部。

图6是一幅示意图，表示一幅三维照片由一观者观看的情形。如图所示，观者的每只眼睛看到一幅不同的二维图象。在图中，当眼睛50看到由数字44指示的图象之同时，眼睛51看到由数字42指示的图象，42和44是一对立体图象。

图7表示依照本发明之最佳实施例之不用摄影胶卷的扩印系统，用来制作由计算机产生图画之三维硬副本，数字1表示一视频监视器，用以展示由计算机产生的在不同角度所看到的物体图象。本质上，视频监视器上展示的图象取代了图4中显示之图象21，22和23，但曝光的过程则基本上与传统方法相同。如图7所示，扩印镜头6是用来将视频监视器1上展示之图象投射到微柱镜型晒印材料上。与图4呈示之曝光过程相似，一个扫描机件（未示出）将扩印镜头和晒印材料输送到一个适当的距离，以使微柱镜屏的底面填满压缩之图象。但是，在这种不用胶卷的扩印系统中，监视器上的画面是用电子的方法变换的。

因此，扫描机件不须暂停来转换画面。而且，在整个扩印过程中，曝光可以连续不断地进行。当只有小数量的图象被用来扩印的时候，如果想要的话，则间歇的扫描方法也可以采用。应知，视频监视器是连接到一个产生图画或者贮存图象的计算机。

图8表示一种替换的扩印方法。其中彩色画面中之红绿蓝的分色图象在一部黑白监视器11上分别和顺序地展示。一个红绿蓝滤色片的组合9被用来将三个分色图象中的适当颜色逐色传导，以为曝光用。扩印的其余过程基本上与图7的详细描述相同。

图9是不用摄影胶卷之扩印系统的示意图，与图7的详细描述相似。所不同的是视频监视器上展示的二维图象不是由计算机产生。图9显示的实施例中，视频监视器1上展示的图象是实物的图象。这些图象由一个电子成象器在不同的横向据点A，B和C所获取。这些获取的图象可以直接输送到视频监视器上，也可以贮存在一个图象贮存、处理的装置16内，容许贮存的图象以后取出以及输送到视频监视器作扩印用。依照本发明之三维照片的扩印方法，人们可以将电子成象器移至不同的据点，也可以将实物旋转。无论是采用这两种方法的哪一种，扫描的过程都可以是连续不断的，也可以是间歇性的。

本发明虽然参照选取的实施例来阐述，本领域的技术人员都应该了解：实施例可以更改，其中的元件可以用相当的物件来代替，仍不脱离本发明的范围。因此，本发明的意旨将包括与下面所附的权利要求符合的所有实施例。

Claims (8)

1、一种不用摄影胶卷的直接摄影方法，将一个物体的三维图象以连续变化的观景扩印在微柱型晒印材料上，其特征在于包括以下步骤：

a)一系列的二维视频图象在视频监视器上顺序地展示，而监视器上的图象则保持适当的对齐；

b)此系列的二维视频图象透过一个扩印镜头，顺序地投射和晒印在微柱镜型晒印材料上，扩印镜头则聚焦在视频监视器所示的图象上。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于视频监视器上展示之视频图象是由电子成象器从不同的观点获取的。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于一单件电子成象器，与物体相对地，被放置以及移动到若干不同的观点，以便扫描和获取物体的一系列的图象;同时，视频图象以扫描的方式一系列地被投射和晒印在微柱镜型晒印材料上。

4、一种不用摄影胶卷的直接摄影方法，将一个物体的三维图象以连续变化的观景扩印在微柱镜型晒印材料上，其特征在于包括以下步骤：

a）一系列的计算机产生图画在视频监视器上顺序地展示，而监视器上的图象则保持适当的对齐;

b）此系列的视频图象透过一个扩印镜头，顺序地投射和晒印在微柱镜型晒印材料上，扩印镜头则聚焦在视频监视器所示之图象上。

5、一种不用摄影胶卷的摄影装置以连续变化的观景在微柱镜型晒印村材料上构成一幅三维图象，其特征在于包括以下步骤：

a）至少一个电子成象器，用来获取一系列之视频图象;

b）一部视频监视器，用来展示由电子成象器获取的一系列之视频图象，又同时保持图象的适当对齐;

c）一个扩印镜头，用来将视频监视器上展示之视频图象顺序地投射和晒印在微柱镜型晒印材料上;

d）一种扫描机件，用来输送微柱镜型晒印材料和扩印镜头，以覆及扩印过程中所需的距离。

6、根据权利要求5的装置，其特征在于，电子成象器是为了获取物体在不同观点之一系列的视频图象而设的。

7、根据权利要求6的装置，其特征在于，电子成象器与物体相对地放置以及移动到若干不同的观点以便扫描和获取物体的一系列的图象。

8、一种不用摄影胶卷的直接摄影方法，以连续变化的观景在微柱镜型晒印材料上构成一幅物体的三维图象，其特片在于包括以下步骤：

a）一系列的视频图象是由至少一个电子成象器获取的，而且，这些图象被分析成为三个单色而这些单色图象顺序地一一在视频监视器上展示而监视器上的图象则保持适当的对齐;

b）视频图象是由一个扩印镜头来投射和晒印在微柱镜型晒印材料上，而扩印镜头则聚焦在视频监视器所示之图象上。

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