DE60100537T2

DE60100537T2 - Verfahren und anordnung zur wiederherstellung eines lichtsignals

Info

Publication number: DE60100537T2
Application number: DE60100537T
Authority: DE
Inventors: Laurent David; Samuel Carre
Original assignee: Centre Scientifique et Technique du Batiment CSTB
Current assignee: Centre Scientifique et Technique du Batiment CSTB
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: DE60100537D1; EP1249133A1; FR2803968A1; FR2803968B1; US6911977B2; ES2207618T3; JP2003524962A; WO2001054419A1; US20030006985A1; EP1249133B1; CA2397596A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung eines Leuchtsignals ausgehend von digitalen Daten, die mindestens eine kolorimetrische Koordinate des Leuchtsignals in einem bestimmten kolorimetrischen System definieren, wobei jede kolorimetrische Koordinate über N Datenbits kodiert ist und einem Luminanzwert entspricht, der mit einer bestimmten Komponente des Leuchtsignals in dem kolorimetrischen System in Beziehung steht.
Sie bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Bildwiedergabe und auf jede Art einer digitalen Einheit zur Wiederherstellung des Lichtes. Nachfolgend wird die Erfindung in ihrer Anwendung auf eine digitale Einheit zur Wiederherstellung des Lichtes beschrieben, die durch optische Bildprojektion auf einen Schirm funktioniert. Eine solche Einheit wird Videoprojektor genannt. Diese Auswahl ist jedoch nicht begrenzend und die Erfindung kann ebenfalls insbesondere auf eine digitale Einheit zur Wiederherstellung von Licht angewandt werden, die durch die Anzeige auf einem einem elektronischen Bildschirm vom Typ CRT funktioniert (aus dem Englischen «Cathode Ray Tube», was Kathodenstrahlröhre bedeutet) mit Flüssigkristallen, Plasma oder anderem.
Jedes Leuchtsignal kann in der Form eines Spektrums S(λ) ausgedrückt werden, wobei λ eine Wellenlänge angibt, deren bezeichnende Werte im sichtbaren Bereich im allgemeinen zwischen 380 und 780 nm (Nanometer) liegen. Durch digitale Verarbeitung wird dieses Spektrum auf ein kolorimetrisches, dem bestimmten kolorimetrischen System eigenes kolorimetrisches Zeichen projiziert. Das bekannteste dieser kolorimetrischen Systeme ist das triochromatische System Rot, Grün und Blau (anschließend RGB-System genannt). Man erhält so drei kolorimetrische Koordinaten welches dem Ausdruck des Leuchtsignals in dem besagten bestimmten kolorimetrischen System entspricht. Diese Koordinaten entsprechen den Werten der Leuchtintensität, die jeweils den drei chromatischen Komponenten des Leuchtsignals, d.h. R, G und B im RGB-System entsprechen. Jede Koordinate wird über N Datenbits kodiert, so daß der Dreierwert über 3N Datenbits kodiert wird. Die Erfindung wird nachfolgend in ihrer Anwendung auf eine digitale Einheit zur Wiederherstellung des Lichts nach dem RGB-System funktioniert. Diese Auswahl ist jedoch nicht begrenzend und die Erfindung kann ebenfalls insbesondere auf eine digitale Einheit zur Wiederherstellung von Licht angewandt werden, die nach anderen klassischen kolorimetrischen Systemen funktionieren, wie z.B. das YYZ-System.
Die Videoprojektoren die nach dem RGB-System funktionieren (hiernach RGB-Videoprojektoren genannt) akzeptieren digitale Eingangsdaten, die in dem RGB-System die kolorimetrischen Koordinaten des wiederherzustellenden Leuchtsignals definieren. Für ein Bild mit vorbestimmten auf einen weißen Bildschirm projizierten Abmessungen können die Videoprojektoren Luminanzwerte erzeugen, die zu einer Menge diskreter Werte gehören. Es sei daran erinnert, daß die Luminanz eine Größe ist, die durch die vom menschlichen visuellen System empfundene Leuchtintensität gekennzeichnet ist. Die Luminanz ist also mit der vom Videoprojektor der im Verhältnis der Oberfläche des auf den Schirm projizierten ausgesendeten Leuchtintensität verbunden. Sie wird in cd/m² gemessen (Kandela pro Quadratmeter). In der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, daß ein Videoprojektor ein Bild mit vorbestimmten Abmessungen auf einem Schirm erzeugt, d.h. z.B. ein Bild von 1 m², so daß man von Luminanzwerten und nicht von Leuchtintensitätswerten spricht. Im Falle eines Kolorimetrischen Systems wie dem RGB-System, ist die Luminanz eine nicht chromatische additive Größe. Folglich ist die Luminanz in einem beliebigen Punkt eines von einem RGB-Videoprojektor erzeugten Bildes im wesentlichen gleich der Summe der jeder R-, G-, B-Komponente dieses Punktes zugeordneten Luminanzen.
Für die gegenwärtig zur Verfügung stehenden Videoprojektoren werden die digitalen Eingangsdaten über 24 Bits, mit 8 Bit für jede G-, G- und B-Komponente, kodiert. Anders gesagt ist N für diese Videoprojektoren gleich 8 (N = 8). So ist es möglich, maximal 2²⁴, d.h. ungefähr 16 500 000 verschiedenen Farben bzw. Farbtöne zu erhalten. Jede kolorimetrische Koordinate entspricht also für die entsprechende kolorimetrische Komponente R, G oder B einem Luminanzwert, der in einer Menge von 2⁸ = 256 diskreten möglichen Werten liegt. Die jeweils mit LR, LG und LB bezeichneten Werte werden durch ein Niveau gekennzeichnet, das zwischen einem Mindestniveau 0 (Luminanz Null) und einem Höchstniveau (maximale Luminanz) liegt. Der maximale Luminanzwert eines beliebigen Leuchtsignals wird theoretisch durch die Steuerung der drei Komponenten R, G und B auf dem Niveau 256 erhalten. Man verfügt aktuell über RGB-Videoprojektoren, die eine Luminanzdynamik zwischen 0 und ungefähr 250 cd/m² überdecken. Unter der Annahme, daß die Komponenten R, V und B gleich sind es wird über Farbtöne mit Grauabstufung gesprochen um die 2⁸ = 256 möglichen Farbtöne zu kennzeichnen), weist ein derartiger Videoprojektor Luminanzsprünge auf, die im wesentlichen gleich 1 cd/m² sind. Solche Luminanzsprünge sind ausreichend gering, um Farbübergänge zu ermöglichen, die für das menschliche visuelle System global als kontinuierlich erscheinen. Es wird hingegen angestrebt, die Luminanzdynamik der Videoprojektoren zu erhöhen, um wirklichkeitsgetreuere Bilder zu erhalten. Man könnte gewiss Videoprojektoren herstellen, die eine höhere Luminanzdynamik, z.B. zwischen 0 und ungefähr 250 000 cd/m² abdecken, indem sie mit einer stärkeren Leuchtquelle ausgerüstet werden. Diese höhere Dynamik ist jedoch mit korrelativ höheren Luminanzsprüngen, die im wesentlichen gleich 100 cd/m² sind, verbunden, die es nicht mehr ermöglichen, Farbübergänge, die global als kontinuierlich empfunden werden, zu erhalten. Daraus ergibt sich, daß z.B. die Anzeige einer Farbabstufung dem Benutzer wie wie eine Aufeinanderfolge von diskontinuierlichen Farbbändern im optischen Spektrum erscheint. Dieser Nachteil ist mit der Technologie der Videokarten verbunden, die aktuell für und in den Videoprojektoren benutzt werden und die digitale Eingangsdaten verarbeiten, die höchstens über 8 Bit kodiert werden. Man verfügt nicht fortdauernd über Videokarten, die digitale Daten verarbeiten, die die über eine größere Anzahl von Bits kodieren, wodurch dieses Problem vermieden werden könnte.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Wiederherstellung eines Leuchtsignals mit einer höheren Luminanzdynamik zu ermöglichen als die der aktuell zur Verfügung stehenden Videoprojektoren ohne dem vorgenannten Nachteil zu unterliegen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dank eines Verfahrens zur Wiederherstellung des Lichts der in der Einführung definierten Art erreicht, das die folgenden Schritte aufweist:

a) Verarbeiten der N Datenbits auf solche Weise, dass ein erstes Leuchtsignal erzeugt wird, mittels einer ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1), die Luminanzwerte in einem ersten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen ersten Luminanzdynamikbereich abdeckt (0-L_max1);
b) Verarbeiten der N Datenbits auf solche Weise, dass mindestens ein zweites Leuchtsignal erzeugt wird, mittels einer zweiten Lichtwiederherstellungseinheit (V2), die Leuchtwerte in einem zweiten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen zweiten Luminanzdynamikbereich abdeckt (0-L_max2), welcher kleiner ist als der erste Luminanzdynamikbereich (0-L_max1), wobei die zweite Lichtwiederherstellungseinheit eine feinere Luminanzauflösung hat als die erste Lichtwiederherstellungseinheit;
c) Erzeugen eines dritten Leuchtsignals, das erhalten wird durch Überlagerung des ersten und zweiten Leuchtsignals.

Auf diese Weise wird ein resultierendes Leuchtsignal erhalten (das dritte Leuchtsignal), das Luminanzwerte in einer dritten Menge diskreter Werte aufweisen kann, die im wesentlichen die erste Luminanzdynamik abdeckt, und zwar mit Luminanzsprüngen, die im wesentlichen mit dem zweiten Sprungwert gleich sind. Wenn zwei Videoprojektoren ausgeführt werden, die am Eingang digitale Daten akzeptieren, die über mehr als 8 Bits kodiert werden. Daraus ergibt sich, daß die Anzahl N von Bits, die kolorimetrische Koordinaten des Leuchtsignals kodieren, für höchstens sechzehn (N = 16) vorgesehen werden kann. Das läuft darauf hinaus, die Feinheit der Kodierung der kolorimetrischen Koordinaten zu erhöhen, indem die durch die Technologie der Videokarten und der Videoprojektoren auferlegten Grenzen umgangen werden. Die Anzahl N kann selbstverständlich noch erhöht werden, indem andere Videoprojektoren ausgeführt werden. Die Erfindung erlaubt es also, ein Leuchtsignal mit Luminanzwerten zu erzeugen, die zu einer Menge von diskreten Werten gehören, die eine erhöhte Luminanzdynamik mit schwachen Luminanzsprüngen abdecken. Anders gesagt trägt das erste im Schritt a) erzeugte Leuchtsignal zur Feinheit der Luminanzsprünge dieses dritten Signals bei. Das Prinzip der Erfindung besteht in einer neuen Anwendung der Eigenschaft der Luminanz, eine additive Größe zu sein.
Die Erfindung schlägt außerdem eine Vorrichtung vor, die für die Ausführung des Verfahrens zur der obigen Wiederherstellung des Lichts geeignet ist. Sie schlägt in der Tat eine Vorrichtung zur Wiederherstellung eines Leuchtsignals ausgehend von digitalen Daten vor, welche mindestens eine kolorimetrische Koordinate des Leuchtsignals in einem bestimmten kolorimetrischen System definieren, wobei jede kolorimetrische Koordinate über N Datenbits kodiert ist und einem Luminanzwert (L₀) entspricht, der mit einer bestimmten Komponente des Leuchtsignals im kolorimetrischen System in Beziehung steht, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:

– eine erste Lichtwiederherstellungseinheit (V1), welche Luminanzwerte in einem ersten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen ersten Luminanzdynamikbereich (0-L_max1) abdeckt;
– mindestens eine zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2), welche Luminanzwerte in einem zweiten Satz von diskreten Werten erzeugt, der einen zweiten Luminanzdynamikbereich (0-L_max2) abdeckt, der kleiner ist als der erste Luminanzdynamikbereich (0-L_max1), wobei die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2) eine feinere Luminanzauflösung hat als die erste Lichtwiederherstellkungseinheit (V1)
– Verwaltungsmittel (10) zur Steuerung der ersten (V1) und der zweiten (V2) Lichtwiederherstellungseinheit als Funktion der N Datenbits, so dass sie ein erstes (S₁) bzw. zweites (S₂) Leuchtsignal erzeugen, wobei die erste (V1) und zweite (V2) Lichtwiederherstellungseinheit außerdem angeordnet sind, um ein drittes Leuchtsignal (S₁ + S₂) zu erzeugen, das durch Überlagerung des ersten (S₁) und zweiten (S₂) Leuchtsignals erhalten wird.

Andere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung erscheinen beim Lesen der folgenden Beschreibung. Diese ist ausschließlich illustrativ und muß angesichts der im Anhang befindlichen Zeichnungen gesehen werden, auf denen folgendes dargestellt ist:
auf der 1: ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall eines kolorimetrischen Systems mit Grauabstufung;
auf den 2a und 2b: Graphiken, die teilweise die Kurve der jeweils durch die erste und zweite erfindungsgemäße Lichtwiederherstellungseinheit erzeugbaren Luminanzwerte zeigen;
auf der 3: das Schema einer Variante der Vorrichtung der 1;
auf der 4: das Schema einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung der 1;
auf der 5: das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall eines trichromatischen RGB-kolorimetrischen Systems;
auf der 6: das Schema einer Verwaltungseinheit der 5;
auf den 7a und 7b: Schemata, die geometrische Deformationen eines Bildes und ihrer Korrektion nach einem Aspekt der Erfindung;
auf der 8: das Organigramm eines Verfahrens zur praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Prinzip der Erfindung wird nachfolgend beschrieben, indem zuerst der einfache Fall eines kolorimetrischen Systems mit Grauabstufung betrachtet wird. In einem solchen kolorimetrischen System wird ein Leuchtsignal durch eine einzige kolorimetrische Koordinate definiert, die einem Luminanzwert die einem im folgendenden mit L₀ bezeichneten Luminanzwert entspricht, der der einzigen Komponente des Leuchtsignals in diesem System entspricht. Es sei bemerkt dass man leicht von einem trichromatischen System, wie z.B. dem RGB-System auf ein Graustufensystem übergegangen werden kann, indem die gleiche Steuerung auf drei Komponenten R, G und B angewendet werden kann, so dass sie immer auf diesen identischen Niveaus bleiben. Übrigens wird angenommen, dass das Verhalten der Vorrichtung linear ist, d.h. dass Variationen der Steuerung am Eingang sich durch entsprechende Variationen der erzeugten Luminanzwerte ausdrücken.
In der 1 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Videoprojektor V1 auf der einen vorbestimmten Lichtfluss F2 hat, so dass F2 gleich F1/K ist, wobei K eine oberhalb der Einheit liegende Zahl ist. Bevorzugt ist das Verhältnis K zwischen dem Fluss F1 und dem Fluss F2 eine ganze Potenz von zwei, d.h. dass K = 28 ist, wobei q eine ganze Zahl ist. In einem Beispiel ist K = 256 und q also gleich 8. Auf der 1 wird der Videoprojektor wird der Videoprojektor V2 schematisch kleiner als der Videoprojektor V1 dargestellt, um den Unterschied zwischen ihren jeweiligen maximalen Lichtflüssen wiederzugeben.
Der Videoprojektor V1 erlaubt es, auf dem Schirm 20 einen maximalen Luminanzwert gleich L_max2 zu erzeugen. Selbstverständlich hängen diese maximalen Werte von der Oberfläche des Bildes das sie auf dem Schirm 20 erzeugen, ab. Diese hängt einerseits von der Ausgangsoptik OS1 und OS2 der jeweiligen Videoprojektoren V1 und V2 und andererseits vom Schirm 20, ebenso wie von der durch ihre Ausgangsoptiken OS1 und OS2 eingeführte Vergrößerungseinstellung ab. Mit einem mit Transmission funktionierenden Schirm 20 platziert sich der Benutzer 30 auf die den Videoprojektoren V1 und V2 gegenüberliegende Seite. Der Schirm 20 besteht bevorzugt aus einer Linse vom Typ Fresnel die eine gute Luminanzausbeute und eine gute Luminanzgleichförmigkeit für eine vorgegebene Position des Beobachters aufweist. Anders gesagt ist L_max2 im wesentlichen gleich L_max1/K. Die Videoprojektoren V1 und V2 sind jeweils an den Ausgang einer Videokarte CV1 und CV2 gekoppelt. Diese Videokarten sind hier in einer Verwaltungseinheit 10 enthalten. Diese umfasst außerdem eine zentrale Recheneinheit CPU, die an einen RAM-Speicher ebenso wie eventuell an einen ROM-Speicher angeschlossen ist.
Die CPU – Einheit liefert digitale Daten, die über N auf mindestens drei Datenbits, die auf mindestens zwei Gruppen von jeweils c₁ und c₂ Bits verteilt werden, wobei c₁ und c₂ Zahlen wie N = c₁ + c₂ sind. Diese beiden Bitgruppen entsprechen den Befehlen C(V1) und C(V2) der Lichtwiederherstellungseinheiten bzw. V1 und V2. Diese Befehlsdaten werden auf die Eingänge der Videokarten CV1 und CV2 übertragen. Klassischerweise verarbeiten die Videokarten digitale Daten, die über 8 Bits verarbeitet sind. Es sei also in einem Beispiel angenommen, dass N gleichbedeutend mit 16 ist und dass c₁ und c₂ jeweils gleich 8 ist (N = 18, c₁ = c₂ = 8). Der Videoprojektor V1 kann Luminanzwerte in einer ersten Menge von diskreten Werten erzeugen, die eine erste Luminanzdynamik 0-L_max1 zwischen 0 und L_max1 abdeckt. In dem einfachen Beispiel einer regelmäßigen Verteilung der Luminanzwerte zwischen 0 und L_max1, wird die erste Dynamik 0- L_max1 mit konstanten Luminanzsprüngen über die ganze Dynamik abgedeckt, mit einem ersten Sprungwert gleich L_max1/2^c1. Ebenso kann der Videoprojektor V2 Luminanzwerte in einer zweiten Menge von diskreten Werten erzeugen, die eine Luminanzdynamik 0-L_max2 zwischen 0 und L_max2 abdeckt. In dem einfachen Beispiel einer regelmäßigen Verteilung der Luminanzwerte zwischen 0 und L_max2, wird die zweite Dynamik 0-L_max2 mit konstanten Luminanzsprüngen über die ganze Dynamik abgedeckt, mit einem zweiten Sprungwert gleich L_max2/2^c2.
Diese Beispiele der regelmäßigen Verteilung der Luminanzwerte ist jedoch nicht begrenzend. In der Tat kann die Dichte im Innern der abgedeckten Dynamik variabel sein. Die zweite Luminanzdynamik ist kleiner als die erste Luminanzdynamik. Anders gesagt ist L_max1 kleiner als L_max1. Übrigens ist die Luminanzauflösung der zweiten Luminanzwiederherstellungseinheit V2 feiner als die der ersten Luminanzwiederherstellungseinheit V1. Für den oben geplanten Fall regelmäßiger Verteilungen von Luminanzwerten bedeutet das, dass der zweite Luminanzsprungwert L_max2/2^c2 kleiner ist als der erste Luminanzsprungwert L_max1/2^c1. Bevorzugterweise entspricht die zweite Luminanzdynamik im wesentlichen dem Intervall 0-ΔL, wobei ΔL die Luminanzgenauigkeit der ersten Lichtwiederherstellungseinheit V1 ist, d.h. die größte Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Werten der besagten ersten Menge von Luminanzwerten. In dem oben geplanten Fall regelmäßiger Verteilungen der Luminanzwerte bedeutet das, dass ΔL gleich dem ersten Luminanzsprungwert L_max1/2^c1 ist. Anders gesagt L_max2 = L_max1/2^c1. das läuft darauf hinaus zu sagen, dass K gleich 2^c1 ist, d.h. dass c gleich c₁ ist.
Die Art mit der die Videoprojektoren V1 und V2 durch die Verwaltungseinheit zur Wiederherstellung eines durch einen, unter L_max1 liegenden Luminanzwert L₀ entsprechende kolorimetrische Koordinaten definierten Leuchtsignals gesteuert werden.
Die Art mit der die Videoprojektoren V1 und V2 durch die Verwaltungseinheit gesteuert werden, um ein Leuchtsignal wiederherzustellen, das durch die kolorimetrische Koordinaten definiert ist, die einem Luminanzwert L₀ entsprechen der kleiner als L_max1 ist, wird jetzt unter Bezugnahme auf die Graphiken der 2a und 2b beschrieben. Auf den Graphiken ist teilweise die Kurve der Luminanzwerte L(V1) und L(V2) dargestellt worden, die die jeweiligen Videoprojektoren V1 und V2 in Abhängigkeit von einem entsprechenden Befehl C(V1) und C(V2) erzeugen können. Da diese Werte diskret sind, erscheinen diese Kurven der 2a und 2b wir quantifizierte lineare Funktionen, d.h. sie haben eine Trebenform. Im Fall oben geplanter regelmäßiger Verteilungen von Luminanzwerten, entspricht die Höhe der «Stufen» jeweils dem ersten Luminanzsprungwert L_max1/2^c1 und dem zweiten Luminanzsprungwert L_max2/2^c2.
Auf der 2a bemerkt man, dass der vom Videoprojektor erzeugbare Luminanzwert L1 gerade unter L₀ liegt. Man bemerkt n₁ als Zahl, die durch den ganzen Anteil von L₀/(L_max1/2^c1) definiert wird. In dem auf der Figur dargestellten Beispiel ist n₁ = 2, d.h. dass L₁ dem zweiten, von Null verschiedenen, vom Videoprojektor V1 erzeugbaren Luminanzniveau entspricht. Man stellt fest, dass Lr₁ die Differenz L₀-L₁ ist. Dieser Wert Lr₁ entspricht gewissermaßen dem Fehler der es dem Videoprojektor V1 erlaubt, den Luminanzwert L₀ zu erhalten. Auf der 2b ist L₂ der gerade unter Lr₁ befindliche, vom Videoprojektor V2 erzeugbare Luminanzwert. n₂ ist die Zahl, die durch den ganzen Teil von Lr₁/(L_max2/2^c2) definiert wird. In dem auf der Figur dargestellten Beispiel ist n₂ = 2 d.h. dass L₂ dem zweiten von Null verschiedenen, vom Videoprojektor erzeugbaren Luminanzniveau entspricht. Man stellt fest, dass Lr₂ die Differenz Lr₁–L₂ ist. Dieser Wert Lr₂ entspricht gewissermaßen dem Fehler der es dem Videoprojektor V2 erlaubt, den Luminanzwert Lr₁ auf dem Schirm zu erhalten, d.h. auch der Fehler der es der Menge der von den Videoprojektoren V1 und V2 gebildeten Menge erlaubt, den Luminanzwert L₀ auf dem Schirm zu erhalten. Es sei bemerkt, dass die obige Definition von L₂ nur bei der Hinzufügung eines dritten Videoprojektors, der es erlaubt, den besten Luminanzwert Lr₂ zu erhalten, erforderlich ist. Für den Fall, dass nur zwei Videoprojektoren V1 und V2 benutzt werden, kann L₂ als der vom Videoprojektor V2 erzeugbare Luminanzwert definiert werden, der am nahesten bei Lr₁ liegt (unter oder über Lr₁).
Verständlicherweise ist der CPU-Einheit Befehl C(V1) so beschaffen, dass der Videoprojektor V1 ein Leuchtsignal S1 mit einem Luminanzwert gleich L₁ erzeugt, während der von der CPU-Einheit erzeugte und über c₂ Bits kodierte Befehl C(V2) so beschaffen ist, dass der Videoprojektor V2 ein Leuchtsignal S₂ mit einem Luminanzwert erzeugt, der gleich L₂ ist. Durch Überlagerung der zwei Leuchtsignale S₁ und S₂ wird ein drittes Leuchtsignal S_{1 + 2} erzeugt, das wegen der Additivitätseigenschaft der Luminanz einen Luminanzwert von L₁ + L₂ aufweist.
In einem der 1 konformen ersten Ausführungsbeispiel wird dieses Ergebnis durch die gleichzeitige Projektion von zwei Leuchtsignalen S1 und S2 auf dem Schirm 20 erhalten. Es ist selbstverständlich erforderlich, dass die beiden Leuchtsignal S1 und S2 auf dem Schirm 20 genau zusammenfalle. Die beiden Videoprojektoren V1 und V2 können hingegen nicht die gleiche optische Achse aufweisen. Deshalb weisen ihre Ausgangsoptiken OS₁ und OS₂ Mittel zum Dezentrieren der Emission des Leuchtsignals in Bezug auf die jeweilige optische Achse auf. Diese Mittel erlauben es, die beiden Leuchtsignale dazu zu bringen, dass sie sich genau auf dem Schirm 20 überlagern. Der zwischen den beiden projizierten Leuchtsignalen verbleibende Verschiebungsfehler kann durch ein Computerprogramm in der Verwaltungseinheit 10 nach einer Technik verarbeitet werden, auf die später eingegangen werden wird. Diese Ausführungsform ist von Vorteil, da sie zwei Videoprojektoren ausführt, wie sie gegenwärtig zur Verfügung stehen. Nach einer auf der 3 dargestellten bevorzugten Variante kann es sich um zwei Videoprojektoren handeln, die denselben Lichtfluss, z.B. mindestens gleich 6000 Lumen ANSI, haben, von denen ein V2 an ein Filter F gekoppelt ist, um den maximalen Lichtfluss mit einem Verhältnis K zu senken. Auf der 3 tragen dieselben Elemente wie auf der 1 dieselben Referenzen. Übrigens, und im Gegensatz zur 1, wird der Videoprojektor V2 schematisch genauso groß wie der Videoprojektor V1 dargestellt, um zu erkennen zu geben, dass ihre jeweiligen nominalen Lichtflüsse gleich sind. Diese Variante ist von Vorteil, da sie zwei identische Videoprojektoren benutzt, wodurch die Einstellung der Überlagerung der Signale S1 und S2 auf dem Schirm vereinfacht wird.
In einer anderen Ausführungsform wird die optische Überlagerung der Leuchtsignale S1 und S2 im Innern eines Videoprojektors erhalten, d.h. vor dem Durchgang durch die Ausgangsoptik. In diesem Fall ist der Videoprojektor von besonderer Art, der auf der 4 schematisch dargestellt ist, auf den sich die Referenz V bezieht. Auf der 4 tragen dieselben Elemente der 1 und dieselben Elemente der 3 dieselben Referenzen. Der Videoprojektor V umfasst zwei Lichtwiederherstellungseinheiten URL1 und URL2, die die jeweiligen ersten und zweiten Leuchtsignale S1 und S2 erzeugen, und ebenso Mittel, um diese beiden Signale auf die Ausgangsoptik OS des Videoprojektors zu kollimieren. Solche Mittel können z.B. aus zwei Spiegeln M1 und M2 bestehen. Dank dieser Mittel werden die Leuchtsignale S1 und S2 in dem internen optischen System des Videoprojektors, d.h. vor der Projektion auf dem Schirm 20 über die Ausgangsoptik OS, überlagert. Anders gesagt wird das dritte Signal S_{1 + 2} durch die Überlagerung der Leuchtsignale S1 und S2 in dem optischen System des Videoprojektors erhalten. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, nur eine anstatt die zwei Ausgangsoptiken der vorhergehenden Ausführungsform (1 und 3) zu erfordern. Da diese Ausrüstung ein komplexes Teil ist, das im wesentlichen den Preis des Gerätes bestimmt, könnte man so eine deutliche Ersparnis in Bezug auf die vorhergehende Ausführungsform erreichen. Es ist jedoch trotzdem erforderlich, einen besonderen, der Ausführung der Erfindung eigenen, Videoprojektor zu konzipieren.
Man kann zeigen, dass das Verfahren zur Erzeugung eine Leuchtsignals durch Überlagerung von zwei Leuchtsignalen unter gewissen Bedingungen mit der Erhöhung der Kodierfeinheit gleichgesetzt werden kann. In der Tat ergibt sich folgendes, wenn die von jedem Videoprojektor V1 bzw. V2 erzeugten Luminanzwerte die Dynamik 0-L_max1, bzw. L_max2, mit regelmäßigen Luminanzsprüngen abdecken Lr1 < Lmax1/2c1 (1) Lr2 < Lmax2/2c2
Es sei übrigens daran erinnert, dass das Verhältnis der maximalen Lichtflüsse der Videoprojektoren V1 und V2 folgendermaßen ausgewählt wird Lmax2 = Lmax1/2c1 (2)
Außerdem ergibt sich definitionsgemäß Lr₂ aus folgender Formel Lr2 = Lr1-L2 (3)
Die Beziehungen (1), (2) und (3) haben also zur Folge Lr2 < (Lmax1/2c1) 2 C2 Lr2 < Lmax1/2c1+c2 (4)
Die Beziehung (4) drückt die Tatsache aus, dass im Rahmen der oben genannten Hypothesen der Fehler, mit dem es die Vorrichtung erlaubt, erfindungsgemäß die Luminanz L0 durch die Ausführung eines einzigen Videoprojektors zu erhalten, der die Dynamik 0-L_max1 aufweist, und der über N = c₁ + c₂ Bits kodierte digitale Daten akzeptiert (d.h. 16 = 8 + 8 Bits in diesem Beispiel). Die Erfindung erlaubt es also, ein Leuchtsignal wiederherzustellen, dessen kolorimetrische Koordinatenwerte (L₀ in dem Beispiel) über höchstens sechszehn Bits kodiert sind, wobei Videoprojektoren benutzt werden die über maximal 8 Bits kodierte digitale Daten akzeptieren.
In der Praxis können verschiedene Werte K des Verhältnisses zwischen dem Lichtstrom F1 des Videoprojektors V1 und dem Lichtstrom F2 des Videoprojektors V2 gewählt werden. In der obigen Darlegung war der Wert K = 28 (q = 8). In Anbetracht der Kodierungsgrenzen über acht von den aktuellen Videoprojektoren zugelassenen digitalen Eingangsdatenbits, gibt dieser Wert das beste Ergebnis, was die Verbesserung der Kodierungsfeinheit der kolorimetrischen Daten anbetrifft. Es kann jedoch in gewissen Fällen günstig sein, ein kleineres Verhältnis zu wählen. In der Tat weisen gewisse Videoprojektoren eine Anzeigequalität von Schwarz auf, die sich wegen der Lichtverluste mit der im selben Bild anzuzeigenden Weißmenge degradiert (maximaler Kontrast). Es wird von Schleier oder Parasitweiss gesprochen, um den von den Lichtverlusten erzeugten Effekt zu kennzeichnen. Um dieses Phänomen im Rahmen der Erfindung zu begrenzen, ist es möglich, den Einsatz des leistungsfähigsten Videoprojektors, d.h. von V1, abzuschwächen und den Einsatz des leistungsschwächsten, d.h. von V2, zu verstärken. Es ist in der Tat der erste Videoprojektor, der den stärksten Verfall der Anzeigequalität vom Schwarz hervorruft. Um das oben beschriebene durchzuführen, ist es möglich, den maximalen Lichtfluss des leistungsschwächsten Videoprojektors, d.h. von V2, in Bezug auf den Maximalfluss des leistungsstärksten d.h. von V1, zu verstärken. So wird z.B. ein Verhältnis K wie K = 2^q ausgewählt wobei q eine Zahl unter 8 (q < 8) ist. Das erlaubt eine Verbesserung der Schwarzanzeigequalität, führt jedoch zu einer weniger guten Erhöhung der Kodierfeinheit der kolorimetrischen Koordinaten. Die kolorimetrischen Koordinaten werden in der Tat z.B. mit einem Verhältnis von K = 2⁴ = 16 über nur 12 Bits kodiert (im allgemeinen N). Genauer gesagt wird der Befehl C(V1) des leistungsstärksten Videoprojektors V1 bevorzugt nur über c₁ = 4 Bits (c₁ = q im allgemeinen Fall) kodiert, so dass die Luminanzdynamik 0-L_max1 dieses Videoprojektors mit den Luminanzsprüngen L_max1/16 (im allgemeinen Fall L_max1/2^q) abgedeckt ist. Anders gesagt werden die kolorimetrischen Koordinaten des von dem leistungsstärksten Videoprojektor zu erzeugenden Leuchtsignals über 2^q Bits kodiert. Der Befehl C(V2) des leistungsschwächsten Videoprojektors V2 wird also über c₂ = 8 Bits (c₂ = N Bits im allgemeinen Fall) kodiert, so dass die Luminanzdynamik 0-L_max2 dieses Videoprojektors mit den Luminanzsprüngen L_max2/256 (im allgemeinen Fall L_max1/2^N–q) abgedeckt ist. Anders gesagt werden die kolorimetrischen Koordinaten des von dem leistungsschwächsten Videoprojektors zu erzeugenden Leuchtsignals über 2^N–q Bits kodiert.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführung von zwei Lichtwiederherstellungseinheiten V1 und V2 begrenzt die zwei überlagerte Leuchtsignale S1 und S2 erzeugen. Sie ist ebenfalls anwendbar auf die Ausführung einer beliebigen Anzahl von n wobei n eine Zahl über 1 ist) solcher Lichtwiederherstellungseinheiten Vi, die jede ein Leuchtsignal Si mit einer Luminanz Li erzeugen, wobei die Leuchtsignale Si anschließend überlagert werden, um folgende resultierende Luminanz zu erhalten
Wenn die folgende Differenz Lri berechnet wird
stellt man fest, dass die Reihe Li nach Null strebt, wenn i ins Unendliche strebt. Anders gesagt: Je höher die Anzahl der ausgeführten Videoprojektoren ist, desto kleiner ist der Fehler mit dem es die Gesamtheit dieser Videoprojektoren erlaubt, einen beliebigen Luminanzwert L₀ wiederherzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung jetzt beschrieben, indem der Fall eines trichromatischen kolorimetrischen Systems wie z.B. dem RGB-System betrachtet wird. In einem solchen System wird ein Leuchtsignal durch drei in der Reihe mit L_R, L_V, L_B bezeichnete chromatische Komponenten definiert. Außerdem wird immer vorausgesetzt, dass das Verhalten der Vorrichtung linear ist. Es sind Methoden zur Wiederherstellung eines definierten Leuchtsignals in einem solchen kolorimetrischen System bekannt, die darin bestehen, drei Leuchtsignale zu erzeugen, eines für jedes der drei Leuchtsignale und anschliessende Erzeugung eines resultierenden Leuchtsignals durch Überlagerung dieser drei Leuchtsignale z.B. auf einem Schirm. Das stellt ein bekanntes Anwendungsbeispiel für die Eigenschaft der Luminanz dar, eine additive Größe zu sein.
Es wird jetzt ein wiederherzustellendes Leuchtsignal betrachtet, das durch sein Spektrum S(λ) definiert ist. Die auf den Eingang eines Videoprojektors RVB aufzubringenden Befehle C_R, C_V und C_B zur Anzeige dieses Leuchtsignals vermischt sich mit den jeweiligen kolorimetrischen Koordinaten des wiederzugebenden Signals in dem Bezugssystem RVB. Folglich sind die Befehle durch die folgenden Formeln bestimmt
Wobei die Funktionen r(λ), v(λ) und b(λ) generische oder spezifische Kurven der benutzten Lichtwiederherstellungseinheiten darstellen, um die jeweilige Komponente R, V und B wiederherzustellen und wobei die Werte λa und λb momentane Grenzen des Signalspektrums sind. Die Befehle C_R, C_V und R_G werden auf den Eingang des Videoprojektors beaufschlagt. Sie erzeugen Leuchtsignale, die jeweils jeder chromatischen Komponente des wiederherzustellenden Signals entsprechen und und die Luminanzwerte L_R, L_V und L_B wiedergeben. Im Stand der Technik ist jede dieser Luminanzwerte höchstens über acht Bits, unter Berücksichtigung der 8-Bit-Technologie der Videokarten kodiert.
Das oben beschriebene Verfahren zur Verbesserung der Kodierfeinheit kann unabhängig auf jede der chromatischen Komponenten L_R, L_V und L_B des Leuchtsignals angewendet werden. In einem Beispiel besteht das erfindungsgemässe Verfahren drei Gruppen von n mi Sri, Svi und Sbi bezeichneten Leuchtsignalen zu erzeugen, wobei i von 1 bis n geht. Und jede Gruppe einer jeweiligen chromatischen Komponente zugeordnet ist, d.h. insgesamt 3n Leuchtsignale, um anschließend ein resultierendes Leuchtsignal unter Berücksichtigung der Überlagerung dieser 3n Signale zu erzeugen.
Auf der 5 ist ein Beispiel der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall eines solchen kolorimetrischen Systems dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ergibt sich aus einer Variante der 3 Für die n gleich 2 ist. In der Tat weist die bevorzugte Vorrichtung drei Paare von Lichtwiederherstellungseinheiten auf, von denen jedes Paar VR1-VR2, VV1-VV2 und VB1-VB2 an die Wiederherstellung eines Leuchtsignals angepasst ist wobei das besagte Leuchtsignal jeweils der chromatischen Komponente R, V und B des wiederherzustellenden Leuchtsignals zugeordnet ist. Die Ausgangsoptiken der Einheiten VR2, VV2 und VB2 sind an entsprechend indizierte Filter F_R, F_V und F_B gekoppelt, um ein gewisses Verhältnis ihrer maximalen Lichtflüsse der anderen Einheit jeden Paars, d.h. jeweils VR1, VV1 und VB1 zu respektieren. Diese Verhältnisse werden jeweils K_R, K_V und K_B genannt. Es sei bemerkt, dass die Verhältnisse K_B, K_V und K_R nicht unbedingt gleich untereinander sind. Sie werden bevorzugt als ganze Potenzen von zwei geschrieben, d.h., wobei q_R, q_V und q_B nicht unbedingt identische ganze Zahlen sind. Die Lichtwiederherstellungseinheiten VR1, VR2, VV1, VV2 und VB1, VB2 empfangen Befehle C_R1, C_R2, C_V1, C_V2, C_B1 und C_B2, um entsprechende Leuchtsignale S_R1, S_R2, S_V1, S_V2, S_B1 und S_B2 mit entsprechenden Luminanzwerten L_R1, L_R2, L_V1, L_V2, L_B1 und L_B2 zu erzeugen. Diese Leuchtsignale werden durch Projektion direkt auf den Schirm 20 überlagert um ein resultierendes Leuchtsignal S_{1 + 2} zu erhalten. Dieses resultierende Signal weist einen Luminanzwert L mit der Genauigkeit der nahen Vorrichtung auf.
Ausserdem kann das weiter oben im Rahmen eines kolorimetrischen Systems mit Grauabstufung gesagte unabhängig auf jede chromatische Komponente R, V und B für den Fall eines trichromatischen kolorimetrischen Systems angewendet werden. Das kann selbstverständlich ebenfalls auf den Fall eines anderen kolorimetrischen Systems wie z.B. das X, X und Z-System angewendet werden. Das kann ebenfalls auf jedes kolorimetrische System angewendet werden, bei dem die Anzahl der chromatischen Komponenten von drei verschieden ist.
In der Praxis sind die Lichtwiederherstellungseinheiten VR1, VV1 und VB1 ist einem ersten mit V1 indizierten Videoprojektor RVB (Rot-Grün-Blau) enthalten, während die die Lichtwiederherstellungseinheiten VR2, VV2 und VB2 ist einem zweiten mit V2 indizierten Videoprojektor RVB (Rot-Grün-Blau) enthalten sind, der von dem ersten Videoprojektor V1 verschieden ist. Das erlaubt es in der Tat, RGB-Videoprojektoren RVB zu benutzen, die gegenwärtig im Handel sind.
Es sei bemerkt, dass, nach den verschiedenen Ausführungsformen intermediäre Leuchtsignale entweder durch Überlagerung für jeden Wert von i zwischen 1 und n der drei Signale S_Ri, S_Vi, S_Bi erhalten werden können, die jeder entsprechenden chromatischen Komponente zugeordnet sind oder durch Überlagerung für jede chromatische Komponente der entsprechenden n Signale S_Ri, S_Vi, S_Bi für i zwischen n und 1. Im ersten Fall werden n intermediäre Leuchtsignale erhalten. Im zweiten Fall werden drei intermediäre Leuchtsignale erhalten. In beiden Fällen wird das resultierende Signal durch die Überlagerung der oben definierten intermediären Signale erhalten. Man stellt übrigens fest, dass in anderen Ausführungsbeispielen die Anzahl von den zwei unterschiedlichen chromatischen Komponenten zugeordneten Lichtsignale nicht unbedingt gleich sind. Die Vorrichtung kann z.B. n_R Videoprojektoren für die Komponente L_R, n_V Videoprojektoren für die Komponente L_V und n_B Videoprojektoren für die Komponente L_B aufweisen, wobei n_R, n_V und n_B nicht unbedingt identisch sein müssen.
Auf der 6 ist schematisch eine Verwaltungseinheit 10 dargestellt worden, die zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet ist. Auf dieser Figur tragen die Elemente wie auf den 1, 3 und 4 die gleichen Referenzen. Die zentrale Steuereinheit ist mit dem RAM-Speicher und eventuell mit einem ROM-Speicher verbunden, in dem bzw. in denen die digitalen Bilddaten die sie verarbeiten, gespeichert sind. Diese digitalen Bilddaten können je nach dem Typ der Anwendung feststehenden Bildern, animierten Bildern oder in Echtzeit berechneten Bildern entsprechen. Sie können durch analog/digital-Umwandlung des analogen Signals das durch einen analogen Videowandler (eine analoge Kamera) oder direkt durch einen digitalen Videowandler (eine digitale Kamera bzw. ein digitales Gerät) ausgeliefert wird, erzeugt werden. Sie können auch durch eine digitale Berechnung in der Zentraleinheit CPU für den Fall eines synthetischen Bildes oder eines durch physikalische Simulation erzeugten Bildes erzeugt werden.
Die Zentraleinheit CPU ist ebenfalls an Videokarten CV angeschlossen um an jede einen der Befehle C_Ri, C_Vi und C_Bi zu übertragen, wobei i von 1 bis n geht (hier n = 2). Die Ausgänge der Videokarten CV sind dafür vorgesehen, an entsprechende Eingänge der Lichtwiederherstellungseinheiten VRi, VVi, und VBi angeschlossen zu werden. Die in der CPU-Einheit verarbeiteten digitalen Bilddaten werden über n Bits pro kolorimetrische Komponente kodiert, mit N z.B. gleich 8 × n (d.h. N = 16 für n = 2) für den Fall wo die Videokarten digitale Daten verarbeiten, die über höchstens acht Bits kodiert sind. So erlaubt es also die Definition eines beliebigen Leuchtsignals in dem trichromatischen System, das drei verschiedene kolorimetrische Komponenten aufweist, die digitalen Daten über höchstens 3 × 8 × n Bits zu kodieren (d.h. 48 Bits in dem Beispiel). Für die Wiederherstellung dieses Leuchtsignals werden diese 48 Bits zunächst in drei Gruppen von 16 Bits zerlegt mit einer Gruppe pro kolorimetrische Komponente. Dann werden die relevantesten Bits jeder Gruppe den jeweiligen Befehlen C_R1, C_V1 und C_B1 zugeordnet, die zu den Videokarten, die den entsprechenden Lichtwiederherstellungseinheiten VR1, VV1 und VB1 des leistungsstärksten Videoprojektors V1 zugeordnet sind, übertragen werden, während die weniger relevanten Bits jeder Gruppe den entsprechenden Befehlen C_R2, C_V2 und C_B2 zugeordnet werden, die zu den Videokarten, die den entsprechenden Lichtwiederherstellungseinheiten VR2, VV2 und VB2 des leistungsschwächsten Videoprojektors V2 zugeordnet sind, übertragen werden.
In der Praxis stellt man fest, dass gewisse benutzte Lichtwiederherstellungseinheiten (insbesondere die Videoprojektoren, die für den Fall einer Widerherstellung durch Projektion benutzt werden) können Luminanzeinheitlichkeitsfehler aufweisen. Unter diesem Ausdruck versteht man die Tatsache, dass die maximal auf dem Schirmrand erhältliche Luminanz unter der liegt, die im Zentrum erhalten werden kann. Es ist wünschenswert, die digitalen Bilddaten so zu verarbeiten, dass dieser Einheitlichkeitsfehler korrigiert wird. Das wird z.B. durch die Informatik erreicht, indem digitale Bilddaten durch einen den entsprechenden Bereichen des Schirms zugeordneten Multiplikationskoeffizienten gewichtet werden. Dieser Koeffizient ist kleiner als 1 so dass in den Bereichen nahe dem Schirmzentrum die maximal erhaltbaren Luminanzwerte gedämpft werden damit sie denen der weniger beleuchteten Umfangsbereiche gleich sind. Die erforderlichen Koeffizienzwerte werden in einer sogenannten Luminanzanpassungs-Tabelle gespeichert, und zwar z.B. im ROM-Speicher der Verwaltungseinheit 10. Diese Tabelle wird bei der Eichungsphase vor dem Betrieb der Vorrichtung im Bildwiederherstellungsmodus erhalten, die folgende Schritte aufweist

a) Projektion auf den ganzen Schirm eines Bildes mit der maximalen Luminanz an jedem Punkt des Schirms (z.B. mit den Befehlen 255, 0, 0 für ein rotes Bild, die Befehle 0, 255, 0 für ein grünes Bild und die Befehle 0, 0, 255 für ein blaues Bild);
b) Messen der Luminanz in jedem Bereich des Schirms wobei jeder Bereich mindestens ein Pixel ist, und im allgemeinen Fall eine Menge von aneinander angrenzenden Pixeln), z.B. mit Hilfe eines Videoluminanzmessgeräts (eine luminanzmässig geeichte Kamera) das an den vermuteten Ort der Augen eines Benutzers angeordnet wird;
c) Berechnung der Luminanz-Gewichtungskoeffizienten, um im wesentlichen den gleichen Luminanzwert in jedem Bereich des Schirms zu erhalten.

Erfindungsgemäß wird eine Luminanzanpassungstabelle für jede Lichtwiederherstellungseinheit vorgesehen. So erlaubt es die für jede der Lichtwiederherstellungseinheiten ausgeführte Korrektur, die einer vorbestimmten kolorimetrische Komponente zugeordnet ist, einen räumlichen Vereinheitlichungseffekt der Luminanz des resultierenden Bildes (S_{1 + 2}, 1, 3 und 4) über die ganze Luminanzdynamik die von der Vorrichtung für diese kolorimetrische Komponente zu erreichen. Diese für jede kolorimetrische Komponente ausgeführte Korrektur erlaubt es übrigens einen räumlichen Vereinheitlichungeffekt (S_{1 + 2}, 5) des sich ergebenden trichromatrischen Bild zu erhalten, das durch Überlagerung der jeder kolorimetrischen Komponente entsprechende Bilder erhalten wird.
Als Variante kann die Vereinheitlichung durch Hinzufügung eines Filters erreicht werden, der z.B. direkt auf den Schirm geklebt wird. Der Transmissionsanteil dieses Filters ist kleiner im Zentrum als am Umfang so dass das angezeigte Bild nach dem Filtern ohne digitale Vorverarbeitung des Leuchtsignals durch die Anpassungstabelle uniform erscheint. Diese Variante ist vorteilhaft da sich die digitale Vorverarbeitung des Leuchtsignals sich in einer Verringerung der Luminanzauflösungsfeinheit in Bezug auf die Feinheit ausdrückt die man ohne eine solche Vorverarbeitung erhalten kann.
Ein anderer Nachteil der Lichtwiederherstellungseinheiten, den man im allgemeinen in der Praxis feststellt, äußert sich durch geometrische Verzerrungen des Bildes. Diese Verzerrungen erscheinen z.B. auf dem Schirm im Falle einer Wiederherstellung durch Projektion. Die 7a stellt dieses Phänomen dar. Es zeigt wie ein rechteckiges Bild 70 auf ein Schirm in der Form eines Bildes 71 wiederhergestellt werden kann, dessen Form immer im wesentlichen rechteckig ist, es weist jedoch Konturen auf, die nicht gerade verlaufen, die die geometrische Verzerrung der Gesamtheit wiedergeben. Die Verzerrungen des Bildes 70 können gemessen werden, indem als Bild 70 ein Mustergitter gewählt wird und indem das wiederhergestellte Bild 71 mit einem Referenzgitter 72 verglichen wird das die selben Abmessungen und die selben Maschen wie das Mustergitter hat. Dieser Fehler der Lichtwiederherstellungseinheiten erklärt sich durch eine gewisse Verzerrung die durch die Gesamtheit ihrer optischen Elementen eingeführt wird. Diese Verehrung nimmt eine besondere Wichtigkeit in der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens 1 und zwar in dem Maße, in dem es einen Überlagerungsschritt von Leuchtsignalen aufweist. In der Tat, könnte jede räumliche Verschiebung zwischen Leuchtsignalen die überlagert werden müssen, sei es auf dem Schirm oder im Inneren des Videoprojektors, das sich aus dieser Verzehrung ergibt, sich in gewissen Fällen durch eine tatsächliche Abwesenheit der Überlagerung ausdrücken. Unter diesen Bedingungen, gibt es keine Addition der jeweiligen Luminanzen dieser Signale. Dieser Fehler erzeugt den gleichen Effekt wie eine schlechte Einstellung der Ausgangsoptiken der Lichtwiederherstellungseinheiten, woraus sich eine schlechte Anpassung der zu überlagernden Leuchtsignale ergibt, die in Wirklichkeit nicht genau überlagert sind. Deshalb werden sie nach einem Kennzeichen der Erfindung auf die folgende Weise verarbeitet. Es sind in der Tat erfindungsgemäß gemeinsame Mittel zur Korrektur der geometrischen Bildverzehrungen und von Anpassungsfehlern des Bildes der Lichtwiederherstellungseinrichtung vorgesehen. Diese Mittel sind im wesentlichen Informatikmittel. Diese Mittel erlauben es, Bilder die man erhalten kann, indem die Ausgangsoptiken der Videoprojektoren so gut wie möglich eingestellt werden. Sie erlauben es, insbesondere an jedem Punkt des durch eine vorbestimmte Wiederherstellung erzeugte Bild auf eine besondere Weise zu transformieren, so dass das Bild einerseits eine Verzerrung erfährt die umgekehrt ist wie die die von den optischen Elementen der Lichtwiederherstellungseinheit eingeführt ist und andererseits muss sie vollständig mit dem von den anderen Lichtwiederherstellungseinheiten erzeugten Bildern übereinstimmen.
Um die auszuführenden Transformationen zu bestimmen, weist eine Messphase der Verzerrung und der räumlichen Verschiebung des Bildes die folgenden Schritte auf, die aufeinanderfolgend für jede Lichtwiederherstellungseinheit ausgeführt werden

a) Projektion eines Mustergitters pro Lichtwiederherstellungseinheit;
b) Vergleich mit einem bestimmten Referenzgitter das auf dem Schirm aufgebracht wird, um einen Abdriftwert von jedem Schnittpunkt des angezeigten Gitters im Bezug auf den entsprechenden Schnittpunkt des Referenzgitters zu messen;
c) Bestimmung und Speicherung von Transformationswerten die auf jeden Punkt des Bildes aufgebracht werden müssen, durch bi-lineare Interpolation zwischen den Driftwerten der benachbarten Schnittpunkte des Mustergitters.

Es ist natürlich dasselbe Referenzgitter, das im Schritt B für jede Lichtwiederherstellungseinheit benutzt werden muss, um eine gute Anpassung der Bilder untereinander zu erreichen. Betreffend den Schritt C, sei bemerkt dass sich jeder Bildpunkt zwangsläufig im Innern eine Masche des Mustergitters befindet und das folglich ihr Transformationswert aus den Driftwerten der vier Enden dieser Maschen für die eine Messung im Schritt ausgeführt wird, abgeleitet wird. Es sei bemerkt, dass die Maschen der Mustergitter und der Referenzgitter klein sind, das heißt je größer die Anzahl von Punkten ist für die der Driftwert im Schritt B gemessen worden ist, desto besser ist die geometrische Korrektur der Berechnung der Transformationswerte die b im Schritt C ausgeführt ist.
Auf der 7b, sind die Konturen eines Bildes 74 dargestellt, das sich aus der Transformation ergibt, die auf jeden der Punkte des wiederherzustellenden Bildes 70, ebenso wie des Bildes 75 angewendet wird, das tatsächlich durch die erfindungsgemässe Vorrichtung aus den Bilddaten 74 die genaue gesagt die Daten des transformierten Bildes sind, wiederhergestellt ist. Durch Vergleich mit dem Referenzgitter 72, kann man aus der Figur sehen, dass dieses wiederhergestellte Bild 75 vollständig rechteckig ist und geometrisch mit dem Bild 70 übereinstimmt.
Ein andere Fehler der benutzten Lichtwiederherstellungseinheiten der in der Praxis festgestellt worden ist, kommt aus der Tatsache dass das Verhalten dieser Einheiten nicht vollständig linear ist. Die optische Antwort eines Videoprojektors ist in der Tat nicht perfekt an die Befehle mit denen er beaufschlagt wird gebunden und zwar insbesondere wegen der Existenz des Phänomens des fokalisierten Lichtverlust (Schleierphänomen), dessen Höhe von der erzeugten Lichtintensität abhängt. Es existieren übrigens für den Fall eines trichromatischen Videoprojektors optische Kopplungsphänomen von einer Komponente auf die andere und außerdem elektronische Pumpphänomenen zwischen den Komponenten die mit den Grenzen der elektrischen Stromzufuhr des Videoprojektors verbunden sind. Man spricht von Isolierungsfehlern der verschiedenen Komponenten um diese beiden Arten von Phänomenen zu kennzeichnen. Das Schleierphänomen und die Isolierungsfehler der verschiedenen Komponenten stören die Anwendung des theoretischen Prinzips der Addition der Luminanzen der verschiedenen überlagerten Leuchtsignale. Ausserdem kommen zu diesen Störungen noch der benutzte Schirmtyp und/oder die seinen Benutzungsbedingungen inhärenten Unvollkommenheiten hinzu. Aus dem Gesagten geht hervor, dass bei der Beaufschlagung in den Eingang eines Videoprojektors RVB die Befehle, wie sie oben definiert sind, die auf dem Schirm erhaltenen Luminanzwerte nicht genau die sind, die man erwartet hat. Anders gesagt, ist das Spektrum des wiederhergestellten Leuchtsignals nicht genau dem Spektrum S(λ) des wiederherzustellenden Spektrums getreu. In der Folge wird mit «Nichtlinearität» die Gesamtheit der Phänomene bezeichnet, die zu dieser Unvollkommenheit der Lichtwiederherstellungseinheit führen.
Um schließlich die Wirkung dieser Nichtlinearität so gut wie möglich zu beseitigen, sieht die Erfindung die Ausführung von Kompensierungsmitteln in jeder benutzten Lichtwiederherstellungseinheit vor. Die Kompensierung besteht darin, die kolorimetrischen Koordinaten des wiederherzustellenden Leuchtsignals die z.B. durch Projektion des Spektrums S(λ) des wiederherzustellenden Leuchtsignals in dem Bezug eines beliebigen kolorimetrischen Systems der Leuchteinheit in Befehlswerte in dem kolorimetrischen der Leuchteinheit zu konvertieren, d.h. ein Leuchtsignal wiederherzustellen bei dem die mit der Nichtlinearität verbundenen Störungen existieren. Anders gesagt werden die Befehle C_R, C_V und C_B, die am Eingang eines Videoprojektors RVB für die Anzeige dieses Leuchtsignals aufgebracht werden sollen, nicht direkt durch die obigen Formeln, die die kolorimetrischen Koordinaten des wiederherzustellenden Leuchtsignals in dem Bezug des kolorimetrischen Systems der Lichtwiederherstellungseinheit ergeben, bestimmt, sondern aus den kolorimetrischen Koordinaten, auf die eine Korrektur der Lichtlinearitätswirkung angebracht wurde.
Anlässlich einer Eichungsphase vor der Inbetriebnahme der Vorrichtung im normalen Wiederherstellungsmodus wird für jeden Videoprojektor der Vorrichtung eine Eichungstabelle erzeugt und gespeichert. Diese Tabelle umfasst für eine gewisse Anzahl von bestimmten Befehlen C_R, C_V und C_B die kolorimetrischen Koordinaten des Signals in einem bestimmten kolorimetrischen System, wobei das besagte Signal bei der Aufschlagung auf den Videoprojektor durch diesen wiederhergestellt wird. Aus Vereinfachungsgründen der oben angegebenen benutzten Bezeichnungen, werden die kolorimetrischen Koordinaten, die durch Projektion des Spektrums des wiederhergestellten Signals auf den Bezug XYZ des kolorimetrischen Systems erhalten worden sind, betrachtet. Es sei jedoch bemerkt dass dies nicht als begrenzend zu erstehen ist. Man wird jedoch sehen, dass die Benutzung von kolorimetrischen Koordinaten im XYZ-System sehr vorteilhaft ist, unabhängig von der oben erwähnten angestrebten Vereinfachung der Benutzten Bezeichnungen. Diese Eichtabelle kann automatisch erzeugt werden, indem sie von einem Informatikprogramm gesteuert wird, das drei Videokarten steuert (oder bevorzugterweise eine trichromatische Karte), wobei die drei Befehle C_R, C_V und C_B bestimmt werden und das Signal am Ausgang des Videoprojektors von einem Spektrophotometer oder einem Kolorimeter aufgefangen wird. Dieses Ausgangssignal wird anschließend durch digitale Berechnung auf das Bezugssystem XYZ projeziert. Diese im folgenden mit RVB_TO_XYZ bezeichnete Eichtabelle erlaubt es, die kolorimetrischen Koordinaten des wiederhergestellten Signals in dem XYZ-Bezugssystem zu erkennen sobald die Befehle C_R, C_V und C_B am Eingang des Videoprojektors RVB beaufschlagt werden. Jeder Befehl ist über 8 Bits kodiert. Selbstverständlich werden die drei Werte C_R, C_V und C_B so gewählt, dass das ganze Nutzspektrum des Videoprojektors abgedeckt wird. Jedes der drei kolorimetrischen Koordinaten des in dem XYZ-Bezugssystem wiederhergestellten Signals ist über 16 Bits kodiert. Es sind also insgesamt digitale Daten mit 48 Bits die in der RVB_TO_XYZ-Tabelle gespeichert werden.
Die Eichungsphase weist anschließend eine Phase zur Erzeugung und Speicherung einer anderen Tabelle auf, die Konversionstabelle genannt und im folgenden mit XYZ_TO_RVB bezeichnet wird die durch Inversion der Eichungstabelle RVB_TO_XYZ erhalten wird. Für jede der drei kolorimetrischen Koordinaten X₀, Y₀, Z₀ einer Menge die ungefähr tausend solcher Dreierwerte aufweist, die (in dem XYZ-System) ebenso vielen bestimmten Leuchtsignalen entspricht, die im wesentlichen dem ganzen Nutzspektrums des Videoprojektors abdeckt, werden folgende Schritte ausgeführt

a) Bestimmung von M Dreierwerten kolorimetrischer Koordinaten Xj, Yj, Zj (mit j von 1 bis M), die in der Eichungstabelle RVB_TO_XYZ gespeichert werden und dem Dreierwert X₀, Y₀, Z₀ am nächsten sind;
b) Bestimmung eines Koordinaten-Dreierwerts der Befehle C_Rj, C_Vj und C_Bj (mit j von 1 bis M), die den M Dreierwerten der kolorimetrischen Koordinaten Xj, Xj, Zj zugeordnet sind;
c) Bestimmung eines Dreierwerts ganzer kolorimetrischer Koordinaten C_R0, C_V0 und C_B0, die durch Interpolation der besagten M Dreierwerte C_Rj, C_Vj und C_Bj (mit j von 1 bis M) erhalten werden und wobei nur der ganze Wert jeder Komponente des Dreierwerts berücksichtigt wird, der aus dieser Interpolation entstanden ist;
d) Speicherung des besagten Dreierwerts C_R0, C_V0 und C_B0 in der Konversionstabelle XYZ_TO_RVB des Videoprojektors.

Die Umwandlungstabelle ordnet also den Werten der kolorimetrischen Koordinaten eines bestimmten, über 16 Bits kodierten, Leuchtsignals Befehlswerte zu, die auf die Lichtwiederherstellungseinheiten zu beaufschlagen sind um ein Leuchtsignal zu erhalten, das so nahe wie möglich an dem bestimmten Leuchtsignal ist, wobei jeder Befehlswert über 8 Bits kodiert wird. Die Interpolation von der im Schritt c) die Rede ist, kann linear sein, quadratisch oder anders. Es sei bemerkt, dass die Größe einer solchen Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ ausreichend sein muss, um diese Interpolation zu ermöglichen. In der Praxis ist eine Tabelle mit tausend Eingängen (C_R, C_V und C_B) ausreichend. Die Größe der Kalibrierungstabelle (ausgedrückt in Anzahl von Speicher-Oktets) kann vorteilhafterweise dynamisch bestimmt werden, indem der erforderliche Speicherplatz unter Berücksichtigung der Kennzeichen des Videoprojektors während der Kalibrierung zugeordnet wird. Das erlaubt es, nur die Messzeit, die Rechenzeit (insbesondere für die Inversion dieser Tabelle, was die Inversionstabelle ergibt) und Speicherplatte zu benutzen, die erforderlich sind um eine ausreichende Kalibrierung des Videoprojektors zu erhalten. Unter Berücksichtigung der großen Anzahl von Werten der Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ kann der Begriff der Nähe, der in dem Schritt a) auftritt, auf sehr einfache Weise in Abhängigkeit von einer mathematisch definierten kartesischen Entfernung definiert werden. Es sei bemerkt, dass der Rückgriff auf das XYZ-System zur Zerlegung in kolorimetrische Koordinaten des wiederherzustellenden Signals systemgemäß sehr vorteilhaft ist, da alleine die Komponente Y das Wesentliche der Luminanzinformation des Signals aufweist, wobei die beiden anderen Komponenten X und Z eine im wesentlichen chromatische Information umfassen. Dieses Kennzeichen erleichtert die Ausführung des Schrittes a) in dem Maße dass der Begriff der Nähe im wesentlichen auf diese Komponente angewendet werden kann.
Das Organigramm der 8 illustriert die Schritte des Lichtwiederherstellungsverfahrens wie sie in der Praxis mit einer Vorrichtung wie sie schon auf der 5 dargestellt worden ist, ausgeführt werden, die jedoch nicht linear ist. Man stellt jedoch die Hypothese auf nach der die Luminanzantwort der Vorrichtung die nicht linear ist trotzdem eine ansteigende Funktion der auf die Lichtwiederherstellungseinheiten aufgebrachten Befehle ist. Es wird ein beliebiges wiederherzustellendes Leuchtsignal S betrachtet. Die drei kolorimetrischen Koordinaten des Signals S in dem Referenzsystem XYZ werden durch die CPU Einheit in der Form über 16 Bits kodierte digitale Daten ausgeliefert (das heißt insgesamt 48 Bits). Diese Werte werden als X_S, Y_S und Z_S bezeichnet. Ein Umwandlungschritt 101 erlaubt es, in Abhängigkeit von der Umwandlungstabelle YYZ_TO_RVB des ersten leistungsfähigsten Videoprojektors V1 mit der Referenz 100 die Werte der Befehle C_R1, C_V1, C_B1 zu erhalten, die alle über 8 Bits kodiert sind und die auf den besagten Videoprojektor V1 beaufschlagt werden um ein Leuchtsignal zu erzeugen das so nahe wie möglich an dem Signal S ist. Ein Erzeugungsschritt 102 erlaubt es, mit Hilfe des Videoprojektors V1 in Abhängigkeit von den besagten Befehlen C_R1, C_V1, C_B1 ein erstes Leuchtsignal zu erzeugen, dessen Luminanz kleiner ist als die des Signals S unter der Berücksichtigung der Werte der Umwandlungstabelle (siehe oben Schritt c) des Verfahrens zur Erhaltung dieser Tabelle) und indem man gleichzeitig die oben formulierte Hypothese berücksichtigt. Dieses erste Signal wird in dem System XYZ durch die Koordinate X₁, Y₁, Z₁ definiert. Anschließend besteht ein Schritt 103 darin, die Differenz zwischen den Koordinaten X_S, Y_S und Z_S des wiederherzustellenden Leuchtsignals S und der Koordinaten X₁, Y₁, Z₁ des besagten ersten Signals zu bestimmen. Es sei bemerkt, dass die letzteren durch das Einlesen in der Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ des ersten Videoprojektors V1 in Abhängigkeit von den Werten C_R1, C_V1, C_B1 erhalten werden. Man erhält so die Koordinaten X_S', Y_S', Z_S' eines ersten Fehlersignals, das der Genauigkeit entspricht, mit der der Videoprojektor V1 in der Lage ist, das wiederherzustellende Leuchtsignal anzuzeigen.
Die obigen Schritte werden anschließend für das erste Fehlersignal X_S', Y_S', Z_S' wiederholt, um dieses Fehlersignal mit Hilfe des zweiten leistungsschwächeren Videoprojektors V2 wiederherzustellen. Ein Umwandlungschritt 201 erlaubt es insbesondere, in Abhängigkeit von der Umwandlungstabelle XYZ_TO_RVB des zweiten leistungsschwächeren Videoprojektors V2 mit der Referenz 200 die Befehlswerte C_R2, C_V2, C_B2 zu erhalten, die auf dem besagten Videoprojektor beaufschlagt werden müssen um ein Leuchtsignal zu erzeugen, dass so nahe wie möglich an dem Fehlersignal X_S', Y_S', Z_S', ist. Ein Erzeugungsschritt 202 erlaubt es mit Hilfe des Videoprojektors V2 ein zweites Leuchtsignal in Abhängigkeit von den besagten Befehlen C_R2, C_V2, C_B2 zu erhalten. Dieses zweite Signal wird in dem System XYZ durch die Koordinaten X₂, Y₂, Z₂, definiert. Es sei bemerkt, dass diese letzteren Koordinaten durch das Auslesen in der Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ des zweiten Videoprojektors V2 in Abhängigkeit von den Werten C_R2, C_V2, C_B2 erhalten werden.
Ein resultierendes Signal wird wie vorher beschrieben durch Überlagerung des ersten und zweiten Leuchtsignals erzeugt. Selbstverständlich unterscheidet sich dieses resultierende Signal vom wiederherzustellenden Leuchtsignal S mit einer Differenz, die durch ein zweites Fehlersignal ausgedrückt wird und das dem Fehler entspricht, mit dem der zweite Videoprojektor V2 in der Lage ist, das erste Fehlersignal X_S", Y_S", Z_S" wiederherzustellen. Man kann also die kolorimetrischen Koordinaten X₂, Y₂, Z₂, des zweiten Signals aus der Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ des zweiten Videoprojektors V2 einlesen, den Unterschied zwischen den Koordinaten X_S', Y_S', Z_S', und den Koordinaten X₂, Y₂, Z₂, berechnen um die Koordinaten X_S", Y_S", Z_S" des zweiten Fehlersignals zu erhalten und anschließend die obigen Schritte wiederholen um dieses zweite Fehlersignal X_S", Y_S", Z_S" mit Hilfe eines dritten Videoprojektors wiederherzustellen usw.
Die Schritte des Verfahrens werden mit Hilfe der Befehle der zentralen Recheneinheit CPU (8) ausgeführt. Die Umwandlungsschritte 101, 201 . . . werden mit Hilfe von Umwandlungstabellen XYZ_TO_RVB 100 und 200 jedes Videoprojektors ausgeführt und werden in einem ROM-Speicher der Verwaltungseinheit 10 gespeichert. Die Differenzberechnungsschritte 103 . . . werden mit Hilfe der Kalibrierungstabelle RVB_TO_XYZ jedes Videoprojektors ausgeführt und werden ebenfalls in dem ROM-Speicher der Verwaltungseinheit 10 gespeichert. In gewissen Anwendungen muss die Kalibrierungsphase vor der normalen Inbetriebnahme im Wiederherstellungsmodus bei jedem Einschalten der Vorrichtung ausgeführt werden. In diesem Fall, können die Kalibrierungs- und Umwandlungstabelle in einem ROM-Speicher gespeichert werden.
Die Kompensierung der Nichtlinearitäten der so erhaltenen Lichtwiederherstellungseinheit ist in der Praxis sehr einfach auszuführen, da man das Verhalten dieser Vorrichtung nicht genau zu kennen und zu modellisieren braucht. Es wird nur die Beziehung zwischen den Ein- und Ausgängen der Vorrichtung berücksichtigt und das wird nur mit Hilfe von Versuchen bestimmt und zwar durch die Erzeugung einer Kalibrierungstabelle für jeden Videoprojektor wie es oben erklärt worden ist.

Claims

Verfahren zur Wiederherstellung eines Leuchtsignals ausgehend von digitalen Daten, die mindestens eine kolorimetrische Koordinate des Leuchtsignals in einem bestimmten kolorimetrischen System definieren, wobei jede kolorimetrische Koordinate über N Datenbits kodiert ist und einem Luminanzwert (L₀) entspricht, der mit einer bestimmten Komponente des Leuchtsignals in dem kolorimetrischen System in Beziehung steht, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst, welche darin bestehen: a) Verarbeiten der N Datenbits auf solche Weise, dass ein erstes Leuchtsignal erzeugt wird, mittels einer ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1), die Luminanzwerte in einem ersten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen ersten Luminanzdynamikbereich abdeckt (0-L_max1); b) Verarbeiten der N Datenbits auf solche Weise, dass mindestens ein zweites Leuchtsignal erzeugt wird, mittels einer zweiten Lichtwiederherstellungseinheit (V2), die Leuchtwerte in einem zweiten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen zweiten Luminanzdynamikbereich abdeckt (0-L_max2), welcher kleiner ist als der erste Luminanzdynamikbereich (0-L_max1), wobei die zweite Lichtwiederherstellungseinheit eine feinere Luminanzauflösung hat als die erste Lichtwiederherstellungseinheit; c) Erzeugen eines dritten Leuchtsignals, das erhalten wird durch Überlagerung des ersten und zweiten Leuchtsignals.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dynamikbereich (0-L_max2) im wesentlichen der Luminanzauflösung der ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1) entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leuchtsignal (S₁), das von der ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1) im Schritt a) erzeugt wird, einen Luminanzwert (L₁) präsentiert, der definiert ist als der Luminanzwert des ersten Satzes, der gerade kleiner ist als der bestimmte Luminanzwert (L₀).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leuchtsignal (S₂), das von der zweiten Lichtwiederherstellungseinheit (V2) in dem Schritt b) erzeugt wird, einen Luminanzwert aufweist, der definiert ist als der Luminanzwert des zweiten Satzes, der gerade kleiner ist als, oder am nächsten liegt zur Differenz (Lr₁) zwischen dem bestimmten Luminanzwert (L₀) und dem Luminanzwert (L₁) des ersten Satzes, der gerade kleiner ist als der bestimmte Luminanzwert (L₀).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) darin besteht einen Befehl (C_V1) für die ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1) zu erzeugen, der über q Bits kodiert ist, und der Schritt b) darin besteht einen Befehl (C_V2) für die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V1) zu erzeugen, der über N–q Bits kodiert ist, wobei q eine ganze Zahl ist, so dass 1 ≤ q < N–1.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Leuchtfluss der ersten Lichtwiederherstellungseinheit K mal größer ist als jener der zweiten Lichtwiederherstellungseinheit, mit K = 2^q.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz 2^q diskrete Werte umfasst, und der zweite Satz 2^N–q diskrete Werte umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz Luminanzwerte umfasst, die regelmäßig verteilt sind auf den ersten Dynamikbereich (0-L_max1), so dass die erste Lichtwiederherstellungseinheit den ersten Dynamikbereich mit Luminanzschritten abdeckt, die im wesentlichen gleich einem ersten Schrittwert (L_max1/2^c1) sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz Luminanzwerte umfasst, die über den zweiten Dynamikbereich (0-L_max2) regelmäßig verteilt sind, so dass die zweite Lichtwiederherstellungseinheit den zweiten Dynamikbereich mit Luminanzschritten abdeckt, die im wesentlichen gleich einem zweiten Schrittwert (L_max2/2^c2) sind.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schrittwert (L_max2/2^c2) kleiner als der erste Schrittwert (L_max1/2^c1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass N den Wert sechzehn (N = 16) hat und q den Wert acht (q = 8) hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) verwirklicht wird durch optische Überlagerung des ersten (S₁) und zweiten (S₂) Leuchtsignals, projiziert auf einem Schirm (20).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) durch optische Überlagerung des ersten (S₁) und zweiten (S₂) Leuchtsignals nach der Projektion auf einen Schirm (20) verwirklicht ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kolorimetrische System das trichromatische Rot-Grün-Blau-System ist, und die Schritte a) bis c) für jede der drei Komponenten (R, V, B) des Leuchtsignals im kolometrischen System ausgeführt werden.
Vorrichtung zur Wiederherstellung eines Leuchtsignals ausgehend von digitalen Daten, welche mindestens eine kolorimetrische Koordinate des Leuchtsignals in einem bestimmten kolorimetrischen System definieren, wobei jede kolorimetrische Koordinate über N Datenbits kodiert ist und einem Luminanzwert (L₀) entspricht, der mit einer bestimmten Komponente des Leuchtsignals im kolorimetrischen System in Beziehung steht, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine erste Lichtwiederherstellungseinheit (V1), welche Luminanzwerte in einem ersten Satz von diskreten Werten erzeugen kann, der einen ersten Luminanzdynamikbereich (0-L_max1) abdeckt; mindestens eine zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2), welche Luminanzwerte in einem zweiten Satz von diskreten Werten erzeugt, der einen zweiten Luminanzdynamikbereich (0-L_max2) abdeckt, der kleiner ist als der erste Luminanzdynamikbereich (0-L_max1), wobei die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2) eine feinere Luminanzauflösung hat als die erste Lichtwiederherstellungseinheit (V1); Verwaltungsmittel (10) zur Steuerung der ersten (V1) und der zweiten (V2) Lichtwiederherstellungseinheit als Funktion der N Datenbits, so dass sie ein erstes (S₁) bzw. zweites (S₂) Leuchtsignal erzeugen, wobei die erste (V1) und zweite (V2) Lichtwiederherstellungseinheit außerdem angeordnet sind, um ein drittes Leuchtsignal (S₁ + S₂) zu erzeugen, das durch Überlagerung des ersten (S₁) und zweiten (S₂) Leuchtsignals erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dynamikbereich (0-L_max2) im wesentlichen der Luminanzauflösung der ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verwaltungsmittel (10) einen Befehl (C_V1) für die erste Lichtwiederherstellungseinheit (V1) liefert, der über q Bits kodiert ist, und einen Befehl (C_V2) für die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V1), der über N–q Bits kodiert ist, wobei q eine ganze Zahl ist, so dass 1 ≤ q < N–1.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2) einen maximalen Leuchtfluss (F2) präsentiert, der K mal schwächer als jener (F1) der ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1).
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2) einen maximalen Fluss präsentiert, der nominal gleich jenem der ersten Lichtwiederherstellungseinheit (V1) ist, aber mit einem Filtermittel (F) gekoppelt ist, das eine Absenkung des maximalen Flusses, den sie erzeugen kann, in einem Verhältnis, das gleich K ist, absenken kann.
Vorrichtung nach Anspruch 17 und 18, oder nach Anspruch 17 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass K = 2^q.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz 2^q diskrete Werte umfasst, und das der zweite Satz 2^N–q diskrete Werte umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz Luminanzwerte umfasst, die regelmäßig verteilt sind auf den ersten Dynamikbereich (0-L_max1), so dass die erste Lichtwiederherstellungseinheit (V1) den ersten Dynamikbereich mit Luminanzschritten abdeckt, die im wesentlichen gleich einem ersten Schrittwert (L_max1/2^c1) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz Luminanzwerte umfasst, die regelmäßig verteilt sind auf den zweiten Dynamikbereich (0-L_max2), so dass die zweite Lichtwiederherstellungseinheit (V2) den zweiten Dynamikbereich mit Luminanzschritten abdeckt, die im wesentlichen gleich einem zweiten Schrittwert (L_max2/2^c2) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schrittwert (L_max2/2^c2) kleiner ist als der erste Schrittwert (L_max1/2^c1).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass N den Wert sechzehn (N = 16) hat und q den Wert acht hat (q = 8).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schirm (20) umfasst, und die erste (V1) und zweite (V2) Lichtwiederherstellungseinheit angeordnet sind, um gleichzeitig das erste (S₁) und zweite (S₂) Leuchtsignal auf den Schirm (20) zu projizieren, so dass das dritte Leuchtsignal (S_{1
+ 2}) durch ihre optische Lagerung auf dem Schirm (20) erhalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ausgangsoptik (OS, 4) umfasst, und Mittel zum Kolimieren des ersten (S₁) und zweiten (S₂) Leuchtsignals auf die Ausgangsoptik.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Regeln der Überlagerung der Bilder umfasst, die von der ersten (V1) bzw. zweiten (V2) Bildwiederherstellungseinheit erzeugt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Korrigieren von Luminanzeinheitlichkeitsfehlern der Lichtwiederherstellungseinheiten (V1, V2) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Korrektur der Geometriedeformierungsfehler und der Einstellung de Lichtwiederherstellungseinheiten (V1, V2) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, um die an die Lichtwiederherstellungseinheiten (V1, V2) anzulegenden Befehle zu bestimmen, als Funktion der kolorimetrischen Koordinaten des wiederherzustellenden Leuchtsignals, um die Auswirkung von Nichtlinearitäten der Vorrichtung zu kompensieren.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Umwandlungstabelle (XYZ_TO_RVB) umfassen, welche mit Werten kolorimetrischer Koordinaten in einem bestimmten kolorimetrischen System des wiederherzustellenden Leuchtsignals Befehle (C_R1, C_V1, C_B1; C_R2, C_V2, C_B2) in Beziehung setzt, die an die Lichtwiederherstellungseinheiten (V1; V2) anzulegen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungstabelle erhalten wird durch Inversion einer Kalibrierungstabelle (RVB_TO_XYZ), die für eine bestimmte Zahl bestimmter Befehle die kolorimetrischen Koordinaten im bestimmten kolorimetrischen System in Beziehung setzt, von dem Signal, welches durch die Lichtwiederherstellungseinheiten (V1, V2) wiederhergestellt wird, wenn die Befehle an diese angelegt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm vom Fresnel-Linsen-Typ ist.