EA013779B1 - Способ усиления зрительного восприятия и система - Google Patents

Abstract

Описаны система, устройство в системе и способ, предназначенные для усиления зрительного восприятия двумерного изображения и обеспечивающие у наблюдателя сетчаточную диспаратность с помощью устройства, посредством которого наблюдают двумерное изображение. За счет фузии диспаратных сетчаточных изображений наблюдатель испытывает усиление зрительного восприятия двумерного изображения. Явление усиления зрительного восприятия содержит усиление восприятия глубины и усиление восприятия ясности.

Description

В целом по классификации США настоящее изобретение относится к классу 359 «Оптическое оборудование: системы и элементы». Буквальное сходство с названием области настоящего изобретения имеют названия подклассов 462 «Стереоскопическое оборудование» и 478 «Оборудование для создания иллюзий, обусловленных рельефной поверхностью изображения». Однако описания указанных подклассов неприменимы к теории функционирования настоящего изобретения. Предположительно настоящее изобретение также можно отнести к классам 359 «Оптическое оборудование: системы и элементы» и 351 «Оптическое оборудование: исследование глаз, проверка и коррекция зрения». Иными словами, в системе классификации патентов нет разделов, к которым можно было бы отнести явления, лежащие в основе настоящего изобретения.

Уровень техники

Область, к которой относится изобретение, имеет отношение к системам, устройствам и способам усиления зрительного восприятия наблюдателем двумерного изображения, в том числе усиления восприятия наблюдателем глубины и ясности двумерного изображения. Область, к которой относится настоящее изобретение, отличается от области, к которой относится изобретение, описанное в патенте США № 5510832 (Гарсия) «Получение стереоскопических изображений из двумерных изображений» (8уп111С51/сб 51етео5сор1с ипащпд йот 1\\Ό-άίιηοη5ίοηα1 тадек). Гарсия в достаточной мере описывает эффективность и характеристики моделирования трехмерного изображения на основе двумерных видеоисточников. Область, к которой относится настоящее изобретение, также отличается от области, к которой относится изобретение, описанное в патенте США № 5541642 (Эшби) «Получение стереоскопических изображений из видеоизображений, создаваемых с помощью чересстрочной развёртки, через двояковыпуклый декодирующий экран» (§1етео8сор1с ипащпд \νίΐ1ι ш1ег1асеб \збео Штоидй а 1епИси1аг бесобег кстееп). Эшби также описывает получение стереоскопических эффектов из «моноскопического» источника путем одновременного отображения последовательных кадров киноизображения при их поперечном перемещении через его систему.

В уровне техники термины «двумерный», «моноскопический» и «монокулярный» используют для того, чтобы отличать наблюдение одиночных изображений от стереоскопического наблюдения. Стереоскопическое наблюдение - это свойство восприятия, с помощью которого наблюдатель, имеющий нормальные глаза и способность к бинокулярному зрению, видит наблюдаемое место в физическом (трехмерном) пространстве при расположении объектов на различных расстояниях от наблюдателя. Однако эти термины требуют некоторого уточнения. Термин «двумерный» при его использовании в качестве определения термина «изображение» не означает, что изображение не представляет наблюдаемое место в трехмерном виде, то есть со зрительными признаками для восприятия глубины по отношению к объектам и поверхностям на различных расстояниях в перспективе наблюдаемого места. Термин «трехмерный» при использовании его в качестве характеристики изображения не обязательно означает, что изображение является стереоскопическим, но может также означать изображение, которое отображено на плоской или искривлённой двумерной поверхности, и/или изображение, которым можно манипулировать таким образом, что объекты, представленные на нем, видимы под разными углами, посредством вращения объекта или изменения угла наблюдения с видимым изменением положения наблюдателя. Термин «монокулярный», который буквально означает «с одним глазом» в противоположность термину «бинокулярный», означающему «с двумя глазами», и который иногда используют в качестве синонима понятия «двумерный», используют для описания изображения, которое отображено на двумерной поверхности, например когда физическое место расположения объектов на разных расстояниях от наблюдателя наблюдают одним глазом, а также используют в терминах уровня техники «монокулярные признаки» и «монокулярные признаки глубины» для описания некоторых аспектов двумерного отображения трехмерного наблюдаемого места, которые отражают различные расстояния и углы между объектами в пределах вида, который они представляют. В уровне техники термин «моноскопический» используют в качестве синонима термина «монокулярный», в частности, в патенте Эшби, но обычно этот термин не используют в таком значении.

В патенте США № 5488510 (Ле Мэй) описано «восприятие глубины изображений на телевизионном экране», но не описано восприятие глубины на других типах двумерных изображений, таких как плакаты, картины, вывески, фотоснимки, кинематографические и т.д. В своем устройстве, которое должен носить наблюдатель, Ле Мэй использует сетку, аналогичную оконной противомоскитной сетке. Через указанное устройство наблюдают двумерное телевизионное изображение, что, по словам автора изобретения, создает «иллюзию». В отличие от изобретения Ле Мэй в предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения не нужно использовать приспособления для глаз или какие-либо надеваемые устройства. Настоящее изобретение обеспечивает эффект естественного стереоскопического восприятия при наблюдении двумерных изображений любых типов, в том числе фотографий, плакатов, рисунков и картин, вывесок, теле- и кинофильмов, а также проецируемых изображений в целом. Также в отличие от изобретения Ле Мэй настоящее изобретение не создает «иллюзию», а усиливает у наблюдателя восприятие глубины монокулярных признаков глубины, а также восприятие ясности двумерного изображения.

Настоящее изобретение следует отличать от стереографических устройств и способов обеспечения

- 1 013779 стереоскопического восприятия, которые требуют одновременного или попеременного отображения двух изображений, подвижного или неподвижного, причем каждое изображение получают из одного из двух монокулярных видов, действительных или имитированных, бинокулярного вида наблюдаемого места, которое наблюдают с помощью специальных очков или отображающей оптики. В то же время в настоящем изобретении отображают только одно изображение, подвижное или неподвижное, одного монокулярного вида наблюдаемого места. Необходимо отметить, что в уровне техники стереоскопическое восприятие создают искусственно, как описывает Гарсия. Стереографические устройства известны уже много лет, а принцип, лежащий в основе настоящего изобретения, с этой целью применён впервые, несмотря на то, что до конца он не изучен.

Также настоящее изобретение необходимо отличать от хорошо известного эффекта, который наблюдается при монокулярном наблюдении двумерного изображения, имеющего монокулярные признаки глубины, за которым расположен лишённый характерных черт или плоский фон, не имеющий таких признаков. Такой же эффект можно обнаружить при монокулярном наблюдении двумерного изображения, расположенного в конце замкнутого пространства. При таком наблюдении монокулярные признаки глубины на двумерном изображении ярко выражены даже при наблюдении одним глазом. Однако такое монокулярное наблюдение не только причиняет неудобство, связанное с наблюдением одним глазом, но и, что более важно, лишает наблюдателя аккомодационного рефлекса, который существует при бинокулярном восприятии и позволяет наблюдателю точно сфокусировать зрение на двумерном изображении. В результате, хотя при монокулярном наблюдении монокулярные признаки глубины двумерного изображения имеют больший эффект, чем при бинокулярном наблюдении, монокулярное наблюдение не позволяет получить такую степень фокусирования, как бинокулярное. Настоящее изобретение существенно отличается от описанного: восприятие наблюдателем глубины и ясности двумерного изображения усилено путем вызывания сетчаточной диспаратности, что приводит к фузионному эффекту. В настоящем изобретении двумерное изображение можно видеть бинокулярно с точным фокусированием посредством аккомодационного рефлекса. Такое точное фокусирование, в свою очередь, усиливает фузионный эффект, и таким образом происходит усиление восприятия глубины и ясности, обеспечиваемое настоящим изобретением.

Как указывалось выше, настоящее изобретение обеспечивает усиленное восприятие наблюдателем ясности двумерного изображения. Этот эффект обнаружили во время исследования эффекта усиления восприятия глубины, когда многие участники исследования утверждали, что при наблюдении с помощью изобретения двумерные изображения выглядели яснее, чем при наблюдении без него. Повидимому, в основе этого эффекта лежат представления о доминировании одного из глаз и бинокулярном соперничестве.

Усиление ясности по настоящему изобретению следует отличать от использования приспособлений, надеваемых на глаза, оптических систем и хирургических процедур для достижения улучшенного фокусирования изображения на сетчатке, которые хорошо известны. Настоящее изобретение также необходимо отличать от систем упражнений для глаз, которые подробно представлены в патенте США № 6742892 Либермана вместе с информативным описанием анатомии глаза, его функционирования и оптической схемы и которые прежде всего предназначены для улучшения наведения глаз, их конвергенции и аккомодации.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает усиление зрительного восприятия наблюдателем при наблюдении одиночного двумерного изображения, в том числе усиление восприятия глубины на различных типах двумерных изображений, содержащих монокулярные признаки глубины. Благодаря такому усилению восприятия указанных монокулярных признаков глубины при наблюдении обеспечен эффект стереоскопического восприятия. Усиления в соответствии с настоящим изобретением достигают путем вызывания незначительной, но достаточной сетчаточной диспаратности при наблюдении двумерного изображения. Сетчаточная диспаратность возникает у наблюдателя, имеющего нормальную способность к бинокулярному зрению, то есть к фузии диспаратных сетчаточных изображений, содержащих двумерное изображение, что обеспечивает «эффект усиления» согласно настоящему изобретению. Иными словами, настоящее изобретение усиливает восприятие наблюдателем монокулярных признаков глубины одиночного двумерного изображения таким образом, чтобы вызвать у наблюдателя фузию как при стереоскопическом восприятии. Кроме того, частью эффекта усиления согласно настоящему изобретению является усиление «ясности», с которой наблюдатель воспринимает двумерное изображение, то есть увеличение разрешения двумерного изображения при восприятии наблюдателем.

Согласно настоящему изобретению для наблюдателя создают наблюдаемое место, которое далее будем называть «усиленным наблюдаемым местом», которое содержит двумерное изображение. В соответствии с изобретением существует несколько способов создания усиленного наблюдаемого места, например:

1) установка перед двумерным изображением зрительно различимого объекта;

2) горизонтальное перемещение двумерного изображения на поверхности, на которой оно отображено;

- 2 013779

3) отображение и горизонтальное перемещение зрительно различимого объекта или его изображения на поверхности или у поверхности, на которой расположено двумерное изображение.

Все эти способы могут быть реализованы механическими, электронными, оптическими средствами, средствами компьютерного программирования или путем сочетания указанных средств. В настоящее время предпочтительным способом создания усиленного наблюдаемого места является первый из указанных способов. Такое усиленное наблюдаемое место в настоящем описании также будем называть «комбинированным наблюдаемым местом», так как оно содержит двумерное изображение и дополнение в виде зрительно различимого объекта, расположенного перед двумерным изображением. Создание усиленного наблюдаемого места, которое включает двумерное изображение для наблюдения, обусловливает сетчаточную диспаратность у наблюдателя. В случае использования предпочтительного способа сетчаточная диспаратность возникает благодаря пространственному фактору по причине бинокулярного наблюдения усиленного наблюдаемого места и является незначительной, но достаточной для того, чтобы наблюдатель испытал эффект усиления. При использовании других способов получения усиленного наблюдаемого места сетчаточная диспаратность возникает благодаря временному фактору, то есть за счет изменения усиленного наблюдаемого места во времени. В настоящее время в качестве зрительно различимого объекта предпочтительно использовать рамку, которая полностью или частично окружает наблюдаемую область двумерного изображения. Такая рамка может иметь и другие признаки, такие как подсветка, форма и цвет, которые могут способствовать эффекту усиления путем их сочетания и/или управления ими в зависимости от свойств двумерного изображения и восприятия наблюдателя.

Система может содержать средства скрытия края двумерного изображения в случае, когда край двумерного изображения достаточно хорошо определен, и это приводит к снижению эффекта усиления. Система также может содержать фоновую маску усиленного наблюдаемого места для предотвращения снижения эффекта усиления посредством визуальной среды, в которой функционирует система.

Настоящее изобретение предлагает систему, устройство в системе и способ усиления зрительного восприятия наблюдателем двумерного изображения, которые усиливают восприятие наблюдателем глубины на различных типах двумерных изображений, содержащих монокулярные признаки глубины, а также увеличивают «ясность», с которой наблюдатель воспринимает двумерное изображение.

Термин «ясность» здесь означает разрешение, с которым наблюдатель воспринимает двумерное изображение, и не относится исключительно к двумерному изображению. Указанные эффекты далее будем называть «эффектом усиления». Однако так как эффект усиления имеет двойственную сущность, его разновидности в случае необходимости их разграничения будем называть «эффектом усиления восприятия глубины» и «эффектом усиления ясности». Во всех остальных случаях термин «эффект усиления» следует понимать в любом из двух указанных значений или в обоих значениях вместе в зависимости от контекста.

Настоящее изобретение описано здесь как «устройство в системе», а не просто «устройство», потому что используемое устройство реализует свои характеристики и функции во взаимодействии с другими элементами системы и/или со зрительной системой наблюдателя. Термин «зрительная система» обозначает зрительную систему человека, которая содержит глаза и все их внутренние структуры, зрительные нервы, все нервные структуры, связанные со всеми другими функциями движения глаз, их защиты или управления ими; и все нервные структуры, с помощью которых информацию, полученную глазами, обрабатывают, регистрируют и интерпретируют, в том числе человеческий мозг и особенно зрительная зона коры головного мозга.

Основой для понимания изобретения и природы эффекта усиления можно считать следующие общепринятые определения и принципы, относящиеся к зрительной системе и зрительному восприятию человека:

1. Бинокулярное поле зрения - область перекрывания полей зрения двух глаз.

2. Точка фиксации - точка или объект, на который направлены глаза и на котором зафиксирован взгляд.

3. Центральная ямка сетчатки глаза - точка сетчатки, на которой сфокусированы лучи, поступающие от объекта, на который направлен прямой взгляд, то есть от точки фиксации.

4. Монокулярные признаки глубины - зрительные признаки, которые дают информацию о взаимном расположении объектов при наблюдении одним глазом, в том числе заслонение близкими объектами далёких, воздушная перспектива, линейная перспектива (схождение в одной точке параллельных линий), относительная высота, градиенты текстуры поверхности, сочетание света и тени, относительные размеры, относительное движение (монокулярный двигательный параллакс), размер знакомого объекта.

- 3 013779

5. Сетчаточная диспаратность - различия положения двух или более изображений, спроецированных на сетчатку глаза, относительно центральной ямки сетчатки.

6. Фузия - нервный процесс, который обычно называют стереоскопическим восприятием и который, как считают, происходит в зрительной зоне коры головного мозга, сводящей два изображения, спроецированных на сетчатки, с получением единого изображения, которое называют единым составным изображением.

7. Фузионная область Панума (фузионное пространство Панума) - область зрительного пространства, при наблюдении которой человек обладает единым бинокулярным восприятием, получаемым посредством фузии бинокулярных сетчаточных изображений. За пределами фузийной области Панума имеет место физиологическая диплопия.

8. Фузионная зона Панума - зона сетчатки одного глаза, при одновременной стимуляции любой точки которой и определенной одиночной незначительно диспаратной точки на сетчатке другого глаза происходит слияние в единое изображение.

9. Диспаратные точки сетчатки - точки сетчатки, которые могут обусловливать разные главные зрительные направления и которые при их расположении в фузионной зоне Панума (зоне единого бинокулярного восприятия) могут сливаться, обеспечивая единое восприятие.

10. Диспаратные сетчаточные изображения - сетчаточные изображения, которые содержат диспаратные точки сетчатки.

11. Сетчаточная диспаратность - различие сетчаточных изображений, обусловленное диспаратными точками сетчатки, обнаруженное зрительной зоной коры головного мозга. Если указанные сетчаточные изображения расположены в фузионной зоне Панума (зоне единого бинокулярного восприятия), то возможно их слияние с обеспечением единого восприятия.

12. Бинокулярное зрение - способность воспринимать глубину, обусловленная сетчаточной диспаратностью в фузионной зоне Панума и требующая правильного функционирования бинокулярных ячеек, как полагают, существующих в зрительной зоне коры головного мозга. Бинокулярное зрение - это также способность различать относительное расстояние между объектами вследствие поперечного перемещения глаз, которое обеспечивает два незначительно отличающихся вида одного и того же объекта (диспаратные изображения).

13. Бинокулярное соперничество - попеременное подавление глаз, в результате которого происходит попеременное восприятие двух сетчаточных изображений.

Если говорить об усилении восприятия глубины, то настоящее изобретение обеспечивает наблюдателя, способного к бинокулярному зрению, эффектом стереоскопического восприятия при наблюдении одиночного двумерного изображения путем усиления восприятия глубины монокулярных признаков глубины двумерного изображения. Иными словами, эффект усиления восприятия глубины в соответствии с настоящим изобретением усиливает у наблюдателя восприятие монокулярных признаков глубины на одиночном двумерном изображении таким образом, чтобы вызвать у наблюдателя фузию как при стереоскопическом восприятии содержания указанного двумерного изображения. Что касается усиления ясности, то настоящее изобретение обеспечивает наблюдателя, способного к бинокулярному зрению, усилением восприятия ясности при наблюдении двумерного изображения даже при отсутствии на нем монокулярных признаков глубины. Обе составляющие эффекта усиления в соответствии с настоящим изобретением обеспечены посредством стимуляции в фузионной зоне Панума незначительной, но достаточной сетчаточной диспаратности. Сетчаточная диспаратность возникает у наблюдателя, имеющего нормальную способность к бинокулярному зрению, как фузия бинокулярных видов двумерного изображения при наблюдении с помощью настоящего изобретения. Теоретической основой эффекта усиления восприятия ясности также служит явление доминирования одного из глаз, то есть явление, при котором доминирующий глаз способствует бинокулярному восприятию сильнее, чем второй, и говорят, что доминирующий глаз смотрит прямо на объект. Кроме того, теоретической основой эффекта усиления восприятия ясности служит явление бинокулярного соперничества, то есть попеременного восприятия двух сетчаточных изображений, что означает, что в любой момент времени в зрительной зоне коры головного мозга происходит невральная регистрация изображения с сетчатки только одного глаза. Если эффект стереоскопического восприятия возникает при фузии незначительно диспаратных сетчаточных изображений в зрительной зоне коры головного мозга, то уменьшение интенсивности одного из этих изображений в зрительной зоне коры должно ослаблять указанный эффект. Следовательно, если один глаз является доминирующим, то для полного восприятия бинокулярных признаков от наблюдателя может потребоваться большее внимание к бинокулярному восприятию, и, следовательно, больший вклад недоминирующего глаза. При обычном наблюдении двумерного изображения без использования настоящего изобретения внимание наблюдателя, вероятно, будет расслаблено, так как в случае прямого наблюдения двумерного изображения, то есть когда линия взгляда, по существу, перпендикулярна двумерному изображению, не возникает значительного сетчаточного рассогласования. Такое расслабление внимания, повидимому, сокращает вклад сетчаточного изображения недоминирующего глаза в создании единого составного изображения, которое является результатом фузии двух сетчаточных изображений в зрительной зоне коры головного мозга. Видимо использование настоящего изобретения во время наблюдения дву

- 4 013779 мерного изображения повышает внимание, и, как следствие, повышает вклад недоминирующего глаза в создании составного изображения. Указанный повышенный вклад сетчаточного изображения недоминирующего глаза обеспечен раздражением палочек и колбочек недоминирующего глаза и влечёт за собой такое раздражение, таким образом двукратно увеличивая количество раздражённых точек, участвующих в создании составного изображения путем фузии диспаратных сетчаточных изображений в зрительной зоне коры головного мозга. При таком увеличении количества раздражённых точек, сливаемых в зрительной зоне коры головного мозга, разрешение составного изображения в зрительной зоне коры головного мозга увеличено, а, следовательно, увеличена и «ясность» двумерного изображения, воспринимаемого наблюдателем, то есть происходит эффект усиления ясности.

Система приведена здесь в нескольких вариантах реализации изобретения: механическом (статическом и динамическом), электромеханическом, электрическом, электронном, оптическом и на основе компьютерного программирования. Все варианты реализации разработаны для того, чтобы создавать эффект усиления для наблюдателя двумерного изображения посредством эффекта фузии, возникающего при наблюдении «усиленного наблюдаемого места», так называемого и далее, которое содержит двумерное изображение и устройство в системе и при наблюдении которого у наблюдателя возникает сетчаточная диспаратность.

В различных вариантах реализации изобретения указанная сетчаточная диспаратность может возникать благодаря пространственному или временному фактору:

сетчаточная диспаратность, возникающая благодаря пространственному фактору, обусловлена разностью положения глаз при создании сетчаточных изображений, как в случае, когда усиленное наблюдаемое место содержит механические элементы, которые расположены в пространстве с двумерным изображением и которые наблюдают бинокулярно, причем во время наблюдения каждый глаз осуществляет восприятие независимо от другого;

сетчаточное рассогласование, возникающее благодаря временному фактору, обусловлено тем, что создание сетчаточных изображений происходит в различные моменты времени, как в случае, когда усиленное наблюдаемое место изменяется во времени при перемещении его элементов и/или при перемещении глаз наблюдателя.

Сущность настоящего изобретения и принцип, лежащий в его основе, можно понять при изучении чертежей фундаментального варианта реализации, который также называют вариантом реализации №1. Указанный вариант реализации является статическим механическим и изображен на фиг. 1-3. Фундаментальный вариант реализации назван так потому, что эффект усиления в нем достигнут за счет рабочих деталей, состоящих в покое (не в движении), а вариант может работать со всеми типами двумерных изображений. На фиг. 1-3 и фиг. 13-19 изображены различные примеры фундаментального варианта реализации, а именно:

на фиг. 1 изображен пример с простой рамкой, на фиг. 2 изображен пример с рамкой с козырьком, на фиг. 3 изображен пример с простой рамкой, в котором изображение получают путём его проецирования;

на фиг. 13-19 изображены примеры различных неполных рамок для различных форм дисплея, причем неполные рамки представляют собой пары вертикально ориентированных панелей, которые ограничивают двумерное изображение лишь по боковым сторонам.

Необходимо отметить, что элементы, выполняющие одинаковые функции, на всех чертежах имеют одинаковое числовое обозначение.

Двумерное изображение 1 названо так потому, что по существу может быть представлено всего лишь в двухкоординатной системе независимо от формы поверхности 3 изображения. Например, поверхность может быть рельефной, имеющей различимую текстуру. Двумерное изображение может быть любого типа, в том числе фотографии, плакаты, рисунки, картины, вывески, телевизионные и компьютерные изображения; а также все формы проекций на светоотражающий и светопропускающий экран, в том числе изображения, хранимые на пленке или на электронном носителе, неподвижные или подвижные изображения; а также изображения, наблюдаемые непосредственно или с помощью других средств, полученные или отображенные механическими, оптическими или электронными средствами.

Термин «двумерное изображение» в описании настоящей заявки может означать и трехмерное наблюдаемое место, если оно имеет один или более монокулярный признак глубины, относящийся к объектам и/или поверхностям, расположенным на различных видимых расстояниях от наблюдателя. Для того, чтобы при наблюдении двумерного изображения возник эффект усиления восприятия ясности, нет необходимости в том, чтобы указанное изображение имело монокулярные признаки глубины. Однако для получения эффекта усиления восприятия глубины при наблюдении двумерного изображения, которое не представляет собой трехмерное наблюдаемое место, изображение должно иметь по меньшей мере несколько монокулярных признаков глубины, даже если они нужны только для этой цели. Термин «монокулярный», который буквально означает «имеющий только один глаз», или «с одним глазом», в настоящем описании не используют в качестве синонима понятия «двумерный» при его сочетании с понятием «двумерное изображение», и он специально исключён из этого понятия. Однако общепринятое зна

- 5 013779 чение термина «монокулярный» в настоящем описании используют для характеристики изображения физического наблюдаемого места, содержащего некоторые объекты, при наблюдении указанного изображения одним глазом и, следовательно, при возможности его отображения на двумерной поверхности. Также указанный термин используют в настоящем описании в выражениях «монокулярные признаки» или «монокулярные признаки глубины».

Поверхность, на которой представлено двумерное изображение, называют «поверхностью 3, предназначенной для отображения изображения». Поверхность 3 может быть плоской, многогранной, горизонтально и/или вертикально искривленной, сферической, может иметь другую форму или форму, описанную выше, а также может представлять собой поверхность, которая не связана с твердым физическим объектом, например поверхностное течение, распыленная жидкость или облако пара, или может представлять собой поверхность, определенную двумерным изображением в физическом пространстве и вовсе не связанную с физическими объектами.

В настоящем описании термин «горизонтальный» и все его производные формы (такая как «горизонтально», использованная выше) означают направление, по существу параллельное ориентации глаз наблюдателя, то есть в направлении линии, соединяющей центры глаз наблюдателя, даже если эта линия не является горизонтальной относительно земной поверхности. Также указанный термин может означать направление составляющей вектора расстояния между двумя точками пространства, которая, по существу, параллельна ориентации глаз наблюдателя, в случае векторного определения положения, при котором вектор расстояния для конкретного положения раскладывают на два составляющих вектора расстояния, расположенных друг относительно друга под прямым углом, при этом величина разложенного вектора равна величине гипотенузы прямоугольного треугольника, образованного разложенным вектором расстояния и двумя его составляющими. Следовательно, термин «вертикальный» и все его производные (например, «вертикально») означают направление, по существу лежащее в плоскости, перпендикулярной указанному горизонтальному направлению, и, по существу, перпендикулярное направлению взгляда наблюдателя.

Объект 6, на котором может быть отображена или расположена другим образом поверхность 3, в настоящем описании будем называть «объектом 6, предназначенным для отображения изображения». Объект 6 может быть твердым, жидким или газообразным.

Рассмотрим примеры фундаментального варианта реализации, изображенного на фиг. 1-3. Система для усиления зрительного восприятия содержит двумерное изображение 1, отображенное на поверхности 3, и устройство в системе, которое далее будем называть «усилителем». В фундаментальном варианте реализации, изображенном на фиг. 1-3, усилитель представляет собой зрительно различимый объект 2, который является физическим объектом, расположенным перед двумерным изображением 1, а, следовательно, и перед поверхностью 3. Наблюдатель воспринимает зрительно различимый объект как отдельный объект, по существу, отдельный от двумерного изображения 1 и не скрытый из-за смешения с содержанием двумерного изображения 1, расположенного за ним. Выражение «перед» двумерным изображением 1 означает сторону поверхности 3, с которой наблюдатель 9 наблюдает двумерное изображение, перед или в пределах вида 8, получаемого наблюдателем 9 усиленного наблюдаемого места 13, независимо от ориентации поверхности 3, причем не обязательно между изображением 1 и наблюдателем 9. Таким образом, утверждение, что зрительно различимый объект расположен «перед» двумерным изображением, не означает, что зрительно различимый объект закрывает какую-либо часть двумерного изображения от взгляда наблюдателя.

Предпочтительно, чтобы зрительно различимый объект 2, расположенный перед изображением 1, был расположен по существу в пределах глубины резкости наблюдателя, то есть по существу в фокусе глаз 10 наблюдателя 9, когда они сфокусированы на изображении 1, так что все усиленное наблюдаемое место 13 тоже, по существу, расположено в фокусе наблюдателя 9. Также предпочтительно, чтобы зрительно различимый объект 2 был расположен в фузионной области Панума для изображения 1. Предпочтительное расположение зрительно различимого объекта 2 в фузионной области Панума - это пограничное пространство указанной области, то есть пространство, в котором расстояние до двумерного изображения значительно больше, чем расстояние до границы фузионной области Панума перед двумерным изображением. Зрительно различимый объект 2 может быть непрозрачным, полупрозрачным, прозрачным или прозрачным, дающим искажение.

Предпочтительно, чтобы зрительно различимый объект 2 имел четко определенную границу 7, на которой во время наблюдения можно легко сфокусировать взгляд. Зрительно различимый объект 2 может загораживать от наблюдателя участок 11 изображения 1, окружать область, содержащую изображение 1, или окружать всё изображение 1 или его участок. Кроме того, расположение объекта 2 должно быть таким, чтобы чётко определённая граница 7 объекта 2, наиболее близкая к наблюдателю 9, была расположена от изображения 1 на расстоянии, достаточном для получения двух незначительно диспаратных изображений места 13 в пределах бинокулярного вида, получаемого наблюдателем, по одному изображению на сетчатке каждого глаза 10 наблюдателя 9 в фузионной зоне Панума. Таким образом, объект 2 вместе с изображением 1 в усиленном наблюдаемом месте 13 предпочтительно должен быть расположен в пределах глубины резкости вида изображения 1, и/или в пограничном пространстве фузи

- 6 013779 онной области Панума для изображения 1. Таким образом, соответствующие точки места 13 проецируют на фузионную зону Панума глаз 10 наблюдателя 9 и создают слитное составное изображение места 13. Такое слитное составное изображение места 13 создаёт у наблюдателя 9 стереоскопическое восприятие, которое обусловлено не просто различением расстояния между изображением 1 и объектом 2, но и в самом изображении 1, что обеспечено путем усиления у наблюдателя восприятия глубины в расположенных на изображении 1 монокулярных признаков глубины. Описываемый эффект усиления указывает на то, что человеческий мозг способен восстанавливать и различать стереоскопическое восприятие двумерного изображения путем стимуляции в зрительной зоне коры головного мозга фузии сетчаточной диспаратности, возникающей благодаря бинокулярным признакам глубины усиленного наблюдаемого места, которые расположены по существу в области слияния Панума.

Изобретение предназначено для того, чтобы эффективно усиливать восприятие глубины и/или ясности двумерного изображения наблюдателем, который имеет два глаза и относительно нормальные зрительную и невральную способности к стереозрению. Однако степень эффекта усиления будет переменна в зависимости от этих способностей. В этом отношении изобретение может также служить устройством для проведения экспериментов при изучении явлений зрительного восприятия как бинокулярного, так и монокулярного.

Стереоскопическое восприятие, создаваемое настоящим изобретением, превосходит уровень техники в том, что составное изображение, воспринимаемое при использовании настоящего изобретения, не имеет дефектов, описанных в разделе, касающемся уровня техники, но является естественным для наблюдателя, как нормальное стереоскопическое восприятие. Восприятие естественно, так как обусловлено собственным раздельным восприятием каждого глаза наблюдателя и способностью к стереоскопическому зрению.

Зрительно различимый объект может иметь любую форму, а также может быть выполнен с возможностью регулирования для придания ему плоской или горизонтально и/или вертикально искривленной формы. Расположение зрительно различимого объекта может быть выполнено любыми способами, такими как подвешивание в необходимое положение или прикрепление к объекту 6, при этом зрительно различимый объект может быть установлен неподвижно или с возможностью изменения расстояния от поверхности 3 и угла относительно поверхности 3.

В усиленном наблюдаемом месте зрительно различимый объект с целью получения эффекта усиления функционально связан с поверхностью изображения посредством пространственного расположения относительно неё и близости к ней. Такое состояние зрительно различимого объекта означает, что он физически не связан с наблюдателем ни путем прикрепления, ни путем его ношения наблюдателем.

В зависимости от области, в которой применяют изобретение, могут быть эффективно использованы различные типы зрительно различимых объектов. Например, зрительно различимый объект может представлять собой вертикально ориентированный стержень или трубку, установленные перед поверхностью, предназначенной для отображения изображений, со смещением вбок, и может представлять собой группу дисков, нанизанных над поверхностью, предназначенной для отображения изображений, со смещением вперёд. Зрительно различимый объект может представлять собой сетку, расположенную между наблюдателем и двумерным изображением, причем промежутки между видимыми элементами сетки достаточно широки для сведения к минимуму интерференции при наблюдении двумерного изображения. Однако так как зрительно различимый объект должен быть ясно представлен наблюдателю как составная часть усиленного наблюдаемого места, использование сетки в качестве указанного объекта может помешать восприятию наблюдателем содержания двумерного изображения в целом. В тех случаях, когда область 5 внимания наблюдателя на изображении 1 меньше всего изображения 1, может быть разработан зрительно различимый объект 2, который эффективен для указанной зоны 5, например, в форме рамки вокруг зоны 5, причём указанная рамка может частично загораживать остальную область изображения. Далее в настоящем описании зрительно различимый объект такого типа будем называть «зрительно различимый объект/рамка» 2, его примеры изображены на фиг. 1-3. Термин «область 5 внимания» здесь означает изображение 1 или его часть, на котором сфокусирован взгляд наблюдателя 9 и которое содержит точку фиксации наблюдателя 9. Зрительно различимый объект/рамка 2 может быть ограничен размером, достаточным для по существу ограничивания области 5, и быть расположенным на таком расстоянии от изображения 1, что ни один из хорошо определенных краёв 4 изображения 1 не лежит в пределах вида 8, получаемого наблюдателем 9, как показано в примере, изображенном на фиг. 1.

В случае, если из практических или эстетических целей возникает необходимость восприятия всего изображения, то отверстие 12 предпочтительного варианта реализации зрительно различимого объекта/рамки 2 полностью или частично охватывает все изображение 1 и существенно не ограничивает его обзор для наблюдателя 9. Отверстие 12 такого зрительно различимого объекта/рамки 2 может быть регулируемым, чтобы настраивать его в зависимости от положения наблюдателя 9 относительно изображения 1, угла наблюдения, формы поверхности 3 изображения, размера изображения 1 и расстояния между наблюдателем 9 и изображением 1.

Регулируемое отверстие 12 с целью повышения эффекта усиления также может быть выполнено с возможностью перемещения в горизонтальном направлении в пределах структуры зрительно различимо

- 7 013779 го объекта/рамки 2. Примеры зрительно различимых объектов/рамок, которые охватывают двумерное изображение только частично, например зрительно различимые объекты с неполными рамками, изображены на фиг. 13-19. Все указанные рамки представляют собой по существу пару вертикально ориентированных панелей 14, к которым прикреплены отдельные зрительно различимые объекты 2 или которые генерируют изображения, выполняющие функцию отдельных зрительно различимых объектов 2. Прикрепление указанных зрительно различимых объектов/рамок с неполными рамками к объекту или поверхности, предназначенным для отображения изображения, может быть выполнено различными способами:

с помощью горизонтальных зажимов 24 (фиг. 13) и вертикальных зажимов 31 (фиг. 14), к которым панели 14 прикрепляют посредством стержней 23;

путем прямого крепления или крепления с помощью стержней 23 к поверхности 3 (фиг. 15 и 19);

путем прямого крепления или крепления с помощью стержней 23 к объекту 6 (фиг. 16 и 18). Зрительно различимый объект/рамка также может быть частью корпуса дисплея, который прикреплен к объекту изображения или составляет с ним одно целое (фиг. 17).

Как было показано для зрительно различимого объекта/рамки, который ограничивает поле зрения наблюдателя особой областью внимания, видимость хорошо определенных краев двумерного изображения приводит к тому, что наблюдатель в пространстве перед собой воспринимает изображение плоским в отличие от других бинокулярных признаков в визуальной среде и, следовательно, эффект усиления снижается. Такую тенденцию далее будем называть «краевым эффектом». Краевой эффект может быть уменьшен путем уменьшения видимости края двумерного изображения, что далее будем называть «скрытием края». Устройство, применяемое для скрытия края, будем называть «устройством скрытия края».

Зрительно различимый объект/рамка 2 может представлять собой простую рамку (фиг. 1 и 3) или рамку в форме козырька (фиг. 2) с панелями 14 скрытия края, обеспечивающими отражение 15 части лучей, направляемых в сторону наблюдателя 9, от изображения 1. Зрительно различимый объект/рамка 2, имеющий форму козырька может также включать матирование отражающего края на внутренней поверхности козырька и содержать выдвижную секцию 2а, которую можно использовать для регулирования расстояния между изображением 1 и зрительно различимой границей 7 зрительно различимого объекта/рамки 2. Зрительно различимый объект/рамку 2 с простой рамкой можно использовать с отдельными панелями 14 скрытия края, как показано на фиг. 3, на котором изображение 1 получают на поверхности 3 с помощью проектора 16, причем площадь получаемого изображения ограничена панелями 14. Зрительно различимый объект/рамка 2 также может быть интегрирован с панелями скрытия края, как показано на фиг. 13 - 19, на которых изображены зрительно различимые объекты/рамки с неполной рамкой.

Как было указано выше, зрительно различимый объект 2 также сам может выполнять функцию устройства скрытия края путём скрывания краёв 4 изображения 1 от прямого вида 8, получаемого наблюдателем 9, как в случае зрительно различимого объекта/рамки 2, изображенного на фиг. 1, где края 4 изображения 1 ограничены отверстием 12 зрительно различимого объекта/рамки 2. Однако, как также было указано выше, зрительно различимый объект/рамка 2 также может иметь форму козырька, окружающего изображение 1, как показано на фиг. 2, на котором панели 14 являются отражающими и составляют часть зрительно различимого объекта/рамки 2 с козырьком. Конечно, скрытие краев двумерного изображения может быть выполнено различными средствами, причем указанные средства могут быть интегрированы со зрительно различимым объектом или быть независимыми от него. Все эти средства включены в изобретение. Как будет указано ниже, устройство скрытия края таким же образом, как и зрительно различимый объект, может выполнять функции устройства усиления. В фундаментальном варианте реализации изобретения для скрытия края изображения 1 можно использовать различные средства с использованием света, исходящего от изображения 1. В примере проекционной системы, показанном на фиг. 3, изображение 1 может быть ограничено с одного или более края 4 панелями 14, как показано в примере на фиг. 2, так что свет, исходящий от области изображения 1, которая лежит вблизи края 4, полностью или частично отражают или пропускают в сторону наблюдателя 9. Панель 14 может иметь и другие оптические свойства, которые позволяют рассеивать или искажать свет, отраженный от изображения 1, чтобы более плавно скрывать край изображения 1. Изображение 1 также может быть ограничено полупрозрачными или прозрачными панелями 14, внутренние свойства светопропускания которых позволяют таким же образом рассеивать и искажать свет, исходящий от изображения 1. Край 4 изображения 1 также может быть скрыт путем ограничения изображения на одном или более его крае 4 источником света, распределенным вдоль края 4. Другими средствами скрытия края, показанными на фиг. 9, являются маска или изображение 18В, 18\ν для скрытия края, при этом буквы В и V означают, соответственно, участки, окрашенные в черный цвет, и участки, окрашенные в белый цвет (фиг. 9). Указанная маска или изображение рассеивает или скрывает вид краев 4 изображения 1 и может быть прикреплена к поверхности 3 или отображена на ней вдоль краев 4 изображения 1. Предпочтительный вариант маски 18В, 18ν - это прозрачная маска с рисунком, полученным способом печати, причем указанный рисунок может быть непрозрачным, прозрачным, полупрозрачным или состоять из сочетания непрозрачных, прозрачных и

- 8 013779 полупрозрачных областей. Возможно, наиболее эффективным является рисунок, имеющий наибольшую прозрачность у края 4 изображения 1 с постепенным уменьшением прозрачности по мере удаления от края 4 изображения 1 в сторону его внутренней части, как показано на фиг. 9. Указанный рисунок содержит ряд точек, цвет которых близок к цвету поверхности 3, обрамляющей изображение 1. У краев маски или изображения 18В, 18\ν плотность размещения точек наибольшая, так что маска на этом участке является почти непрозрачной. По мере удаления от края маски или изображения в сторону ее внутренней границы размер точек и плотность их размещения падают до нуля. При использовании рисунка другой формы скрытие края изображения 1 происходит не только за счет изменения прозрачности между наружной и внутренней границами, но также за счет изменения окраски, отличной от черной и белой. Изменение окраски происходит тогда, когда изображение светит через неё или на неё. Возможно множество вариантов исполнения таких рисунков, причем их применимость может зависить от зрительных способностей и вкусов наблюдателя, поэтому настоящее изобретение не ограничено каким-либо определенным типом.

В случае проецирования двумерных изображений, хранимых на пленке или электронном носителе, на светоотражающий или светопропускающий экран изображения 18В, 18ν (фиг. 9) могут быть совмещены с изображением 1, так что экран будет содержать изображение, которое скрывает край. Это может быть выполнено путем наложения полученного электронными средствами изображения скрытия края на двумерное изображение с моделированием прозрачности посредством рисунка, описанного выше, путём наложения изображения скрытия края на копию фильма в случае проецирования фильма или объединения полученного электронными средствами изображения скрытия края и двумерного изображения на экране.

Указанные полученные электронными средствами изображения скрытия края могут быть статическими, имеющими различную конструкцию, или динамическими с изменяемыми во времени с целью повышения эффекта усиления конструкцией, размером, цветом, частотой и другими параметрами, как того требует характер двумерного изображения.

Изображение скрытия края, имеющее форму, показанную на фиг. 9, можно использовать независимо от варианта реализации №3, а также можно использовать в фундаментальном варианте реализации и в варианте реализации №2.

Для скрытия края 4 изображения 1 может быть использована маска другой формы, не показанная на фиг. 9. Указанную маску прикрепляют у края 4 к той части поверхности 3, которая окружает изображение 1. Такая маска может иметь рисунок для скрытия края, напечатанный на ней аналогично ряду точек для масок 18В, 18ν, но с фоном, близким по цвету к изображению 1, причём указанный участок имеет наибольшую плотность размещения точек в области маски, наиболее удалённой от края 4 двумерного изображения, а по мере приближения к краю 4 изображения 1 размер и плотность размещения точек падают до нуля.

Как было указано выше, устройство скрытия края может также выполнять функции устройства усиления аналогично зрительно различимому объекту. Иными словами, устройство скрытия края может эффективно выполнять функции зрительно различимого объекта в том случае, если оно обладает свойствами зрительно различимого объекта, описанного выше. Таким образом, панель скрытия края, имеющая оптические и/или электрические свойства, благодаря которым панель отражает свет, исходящий от двумерного изображения, и/или пропускает его таким образом, что создает зрительно различимую границу панели в фузионной зоне Панума, будет обеспечивать некоторый эффект усиления, как зрительно различимый объект, в зависимости от формы и других характеристик панели, как показано на фиг. 13-19. Что касается примеров, изображенных на фиг. 13-16, то вертикально ориентированная панель 14 будет выполнять указанные функции в отношении вертикального края двумерного изображения в том случае, если сторона панели 14, обращенная к двумерному изображению, имеет зеркальную поверхность. В другом примере панель, подобная панели 14, изображенной на фиг. 18, будет выполнять указанные функции в том случае, если часть панели является зеркальной, а часть - светопропускающей, причем зеркальная часть панели изогнута и обращена к двумерному изображению у его края, а светопропускающая часть аналогично полосе зрительно различимого объекта 2 на фиг. 18 обращена к наблюдателю. Еще одним примером панели, которая способна одновременно выполнять функции устройства скрытия края и зрительно различимого объекта, является «активная панель», которая способна отображать изображение, например жидкокристаллическая панель или плазменный дисплей, как показано на фиг. 18, или служить экраном для проецирования изображений, например спереди, как на фиг. 19, или сзади из пределов корпуса, показанного на фиг. 17. Активная панель может иметь любую форму: плоскую (фиг. 19) или изогнутую (фиг. 18), при этом поверхность, предназначенная для отображения изображения, обращена к наблюдателю. Указанную поверхность далее будем называть «активной поверхностью», а изображение, отображённое на ней, - «поверхностным изображением 27». Активную панель или ее значительную часть предпочтительно располагать под достаточным углом (более 90°) к поверхности 3, чтобы при прямом наблюдении изображения 1 наблюдатель получал угловой вид значительной части поверхности панели 14. Поверхностное изображение может иметь компонент скрытия края и/или компонент, выполняющий функции зрительно различимого объекта. Компонент скрытия края сочетают с двумерным изо

- 9 013779 бражением с искажением последнего с целью скрытия границы с двумерным изображением. Компонент, выполняющий функцию зрительно различимого объекта, обеспечивает графику, которая, в отличие от компонента скрытия края, ясно различима. Функция зрительно различимого объекта активной панели может быть ограничена функцией компонента, выполняющего функции зрительно различимого объекта, поверхностного изображения, отображённого на активной панели, или форма панели может увеличивать чёткость зрительно различимого объекта, как на фиг. 17-19.

Компоненты, выполняющие функции зрительно различимого объекта, компоненты скрытия края или и те, и другие могут быть отображены на панели неподвижными или в движении, а их соответствующие свойства можно изменять аналогичным образом, как это описано здесь в целом для зрительно различимых объектов и устройств скрытия края.

Как и в случае с краевым эффектом, ослабление эффекта усиления может также возникнуть из-за «фонового эффекта», который представляет собой пространственный зрительный контраст между двумерным изображением с усиленным восприятием глубины и наблюдаемым местом с объектами, расположенными за изображением или перед ним в области физического пространства в фокусе зрения наблюдателя. Указанный пространственный зрительный контраст также возникает, когда относительно ограниченная область пространства за двумерным изображением расположена незначительно не в фокусе зрения и содержит хорошо видимые и различимые объекты, распределенные в ней. Большие пространства за двумерным изображением с распределёнными в них объектами, на которых непросто сфокусировать зрение при наблюдении двумерного изображения, не дают пространственного зрительного контраста, обеспечивающего фоновый эффект. Также пространственный зрительный контраст не возникает в том случае, когда двумерное изображение отображено на относительно плоской стене или небольшом расстоянии от неё, а также на фоне, имеющем случайную текстуру, повторяемый рисунок или зрительно неразличимые объекты, или на небольшом расстоянии от этого фона. Фактически были предложены средства для устранения фонового эффекта, которые далее будем называть «средствами маскировки фона» и которые представляют собой механический или оптический фон усиленного наблюдаемого места, препятствующий снижению эффекта усиления из-за зрительной среды, в которой работает система, что создаёт условия для избежания пространственного зрительного контраста между зрительной средой и усиленным наблюдаемым местом.

Эффект усиления может быть повышен и/или сохранен, если подсвечивать зрительно различимый объект спереди, сзади, изнутри или если сам зрительно различимый объект полностью или частично является светящимся устройством. Подсветку зрительно различимого объекта также можно осуществлять с помощью света, испускаемого или отражаемого двумерным изображением, в случае использования видеодисплея или проекционного экрана с использованием светопропускающей или светоотражающей панели. Подсветка зрительно различимого объекта может иметь различные цвета, различную интенсивность и/или может быть поляризованной, при этом цвет, интенсивность и/или поляризация подсветки можно изменять во времени. Такие изменения свойств подсветки можно регулировать программными средствами на основании характеристик двумерного изображения, таких как яркость, цвет, разрешение, форма, данные программы, монокулярные признаки глубины и т. д., и/или на основании характеристик зрения наблюдателя.

Увеличение эффекта усиления можно получить с помощью графического рисунка 19, зрительно различимого для наблюдателя 9 и нанесенного на поверхность зрительно различимого объекта 2, которая обращена к наблюдателю 9, как изображено на фиг. 1. Указанный рисунок особенно эффективен, когда он расположен на сторонах прямоугольного зрительно различимого объекта/рамки 2, положение которых наиболее близко к горизонтальному. Рисунок можно подсвечивать и, при том, что графика нанесена непосредственно на зрительно различимый объект 2, подсвечиваемый или нет, подсветка рисунка может быть объединена с подсветкой зрительно различимого объекта или препятствовать подсветке зрительно различимого объекта 2 посредством блокирования ее определенных частей. Рисунок может представлять собой группу зрительно различимых объектов, расставленных таким образом, чтобы выполнять заданную функцию, или группа зрительно различимых объектов может быть расставлена таким образом, чтобы образовывать указанный рисунок. Указанный рисунок может также выполнять функцию распределения эффекта усиления по области 5 внимания наблюдателя.

В тех случаях, когда двумерное изображение получают не на подсвечивающих устройствах, таких как телевизионные мониторы, световые коробы или проекционные экраны, эффект усиления системы и устройства может быть увеличен путем подсветки двумерного изображения. Такую подсветку можно выполнять источниками, прикрепленными к зрительно различимому объекту, или независимыми от него, а регулирование подсветки можно осуществлять таким же образом, как регулирование подсветки зрительно различимого объекта.

Все свойства двумерного изображения и зрительно различимого объекта можно сочетать и регулировать с целью согласования их с положением наблюдателя и характеристиками его зрения, а также с целью повышения и/или сохранения эффекта усиления в зависимости от различных характеристик двумерного изображения. Весь диапазон сочетаний и регулирования включен в настоящее изобретение. Указанное регулирование системы может также быть запрограммированным, чтобы оказывать на дву

- 10 013779 мерное изображение определенные виды воздействий, и/или согласованным с источником генерирования двумерного изображения, таким как телевизионный сигнал или сигнал, поступающий с носителя информации, такого как магнитная лента для видеозаписи, компактдиск, цифровой видеодиск, цифровой видеомагнитофон или киноплёнка.

Программирование даже может быть выполнено с возможностью воспроизведения всего диапазона двумерных изображений, с которыми может работать система, как ранее существовавших, так и созданных одновременно с программированием.

Способ усиления зрительного восприятия по настоящему изобретению, для реализации которого разработаны система и устройство, может включать создание для наблюдателя усиленного наблюдаемого места. Следовательно, указанный способ может включать выбор элементов усиленного наблюдаемого места:

двумерного изображения, которое является объектом усиленного наблюдаемого места, поверхности, на которой будет отображено двумерное изображение, и усилителя.

Для усиления восприятия глубины необходимо, чтобы двумерное изображение имело монокулярные признаки глубины, а для усиления ясности наличие указанных признаков необязательно. Для усиления восприятия глубины двумерного изображения как объекта усиленного наблюдаемого места при выборе принимают во внимание следующие монокулярные признаки глубины:

заслонение близкими объектами далёких, пространственная перспектива, линейная перспектива, относительная высота, градиенты текстуры поверхности, сочетание света и тени, относительные размеры, относительное движение и размер знакомого объекта.

Кроме монокулярных признаков глубины при анализе можно принимать во внимание другие характеристики двумерного изображения, такие как собственная ясность, уровень освещения, направленного на изображение, количество объектов на двумерном изображении, похожесть объектов, хаотичное или упорядоченное расположение объектов и собственное разрешение двумерного изображения.

В случае движущихся двумерных изображений также принимают во внимание устойчивость двумерного изображения, скорость движения объектов в пределах двумерного изображения, продолжительность монтажных кадров (периодов непрерывного действия) и продолжительность периода времени, во время которого монокулярные признаки глубины непрерывно присутствуют на двумерном изображении.

В способе также можно принимать во внимание размер двумерного изображения, расстояние между наблюдателем и двумерным изображением и угол наблюдения двумерного изображения.

Затем двумерное изображение отображают на поверхности, предназначенной для отображения изображения. После этого для получения необходимого эффекта усиления можно выбрать один или более усилитель (его тип, размер и т.д.) и режим его работы (цвет, подсветка, перемещение, программирование и т.д.). В случае если усилитель представляет собой зрительно различимый объект, предпочтительно, чтобы он был функционально связан с поверхностью изображения, на которой отображено двумерное изображение. Зрительно различимый объект в сочетании с двумерным изображением образует усиленное наблюдаемое место, которое зрительная система наблюдателя воспринимает как изображение на сетчатке каждого глаза с пространственной сетчаточной диспаратностью. Другие возможные варианты усилителей включают стандартные электронные, оптические и/или механические компоненты, которые перемещают двумерное изображение по поверхности изображения в горизонтальном направлении относительно точки фиксации наблюдателя и/или генерируют горизонтально перемещаемое двумерное изображение зрительно различимого объекта у поверхности, предназначенной для отображения изображения, или на ней, причём наблюдатель видит эту поверхность вместе с двумерным изображением.

Если по меньшей мере один усилитель представляет собой зрительно различимый объект, то благодаря структуре усиленного наблюдаемого места в зрительной системе наблюдателя возникает незначительная, но достаточная сетчаточная диспаратность двумерного изображения, обусловленная простран

- 11 013779 ственным фактором. Если используют усилитель другого типа, то у наблюдателя возникает незначительная, но достаточная сетчаточная диспаратность двумерного изображения, обусловленная временным фактором. Таким образом, наблюдатель воспринимает единое слитное составное изображение, причем единое восприятие обусловлено фузией диспаратных сетчаточных изображений. При этом восприятие глубины с любыми монокулярными признаками глубины, которые может включать двумерное изображение, может быть усилено до такой степени, что наблюдатель воспринимает это как форму стереоскопического восприятия, а восприятие ясности может быть усилено настолько, что наблюдатель воспринимает это как увеличение разрешения изображения.

Критерии для анализа двумерного изображения, который проводят в связи со способом, описанным выше, могут быть включены в систему оценки двумерных изображений, предназначенную для того, чтобы информировать наблюдателя и лиц, присутствующих при воспроизведении двумерного изображения, о степени пригодности двумерного изображения для получения с помощью настоящего изобретения ожидаемого эффекта усиления. Такая система оценки может представлять количественно критерии, используемые для оценки двумерного изображения, и сообщать о результатах в числовой, речевой, графической и/или сводной форме. Полученные оценки могут также использовать лица, заинтересованные содержанием двумерного изображения с целью его продажи или с целью определения пригодности настоящего изобретения для использования.

Выше было дано описание варианта реализации №1, фундаментального варианта реализации. Далее будут описаны другие основные варианты реализации, также содержащие существенные элементы.

Вариант реализации №2: генерирование электронными средствами трехмерного зрительно разрешимого объекта для неподвижного двумерного изображения.

Вариант реализации №3: выполнение электронными или механическими средствами горизонтального перемещения двумерного изображения относительно поверхности, предназначенной для отображения изображения.

Вариант реализации №4: выполнение электронными или механическими средствами горизонтального перемещения двумерного изображения зрительно различимого объекта относительно поверхности, предназначенной для отображения изображения, для неподвижного двумерного изображения.

Вариант реализации №5: выполнение горизонтального перемещения механического зрительно различимого объекта у поверхности, предназначенной для отображения изображения, для неподвижного двумерного изображения.

Вариант реализации №6: компьютерная программа, функционирующая на компьютере и обеспечивающая горизонтальное перемещение двумерного изображения относительно поверхности, предназначенной для отображения изображения, и/или горизонтального перемещения двумерного изображения зрительно различимого объекта относительно поверхности, предназначенной для отображения изображения, для неподвижного двумерного изображения.

Путем различных сочетаний перечисленных вариантов реализации, в том числе фундаментального варианта реализации, между собой, а также с устройствами скрытия края и/или маскировки фона можно получить другие варианты реализации.

Варианты реализации со второго по пятый можно использовать с усилителями, которые представляют собой различные конструкции, содержащие стандартные компоненты: устройства, которые хорошо известны в данной области, для которой их разрабатывают и производят. Такие устройства содержат стандартные схемы обработки сигналов. Указанные схемы генерируют, объединяют, изменяют и выделяют сигналы для двумерных и вспомогательных изображений, входящих в состав вариантов реализации со второго по пятый. Конструкции, содержащие стандартные компоненты, сочетают стандартные компоненты таким образом, что они взаимодействуют и/или соединены друг с другом так, что при работе системы каждый из них выполняет свою функцию. Однако операции, выполняемые такими конструкциями, содержащими стандартные компоненты, и представленные в настоящем описании, не известны из уровня техники. Вариант реализации №6, однако, используют с компьютерной программой, которая самостоятельно генерирует и/или отображает двумерное изображение, усиливаемое за счет функционирования указанной программы при генерировании и/или отображении двумерного изображения, причём усиление получают за счет горизонтального перемещения двумерного изображения и/или горизонтального перемещения одного или более двумерных изображений зрительно различимых объектов таким же образом, как в вариантах реализации №3 и 4.

Вариант реализации №2 изображен на фиг. 4, 5, 8 и представляет собой систему, которая функционирует по существу так же, как фундаментальный вариант реализации, отличаясь лишь тем, что вместо механического зрительно различимого объекта компьютер генерирует виртуальное трехмерное изображение 17 зрительно различимого объекта (фиг. 8), которое отображают (поз. 100) электронными средствами одновременно с изображением 1. Изображение 17 генерируют с помощью стандартного оборудования 30 для генерации видеоизображений и предназначено для наблюдения через стандартные очки для трехмерного наблюдения, дающие двухцветное изображение, используемое, как правило, для чёрнобелых двумерных изображений, поляризованное изображение, или имеющие модулятор 130. Управление модулятором осуществляют с помощью стандартного устройства 110, которое подает управляющий сиг

- 12 013779 нал 120, синхронизованный с попеременно сменяющими друг друга левой и правой рамками изображения 17. Левый и правый компоненты изображения 17 генерируют (поз. 30) таким образом, чтобы при наблюдении через очки 130 для трёхмерного наблюдения изображение 17 было расположено вне поверхности 3 и перед ней. Таким образом, наблюдатель через очки 130 видит усиленное наблюдаемое место, содержащее изображения 17 и 1, как изображение 1 на поверхности изображения со зрительно различимым объектом 2, висящим перед этой поверхностью, как в случае фундаментального варианта реализации, показанного на фиг. 1. Изображение 17 может содержать устройство скрытия края изображения 1 или может само выполнять эту функцию. Как показано на фиг. 4, сигнал 40 трехмерного изображения зрительно различимого объекта, содержащий синхронизирующий управляющий сигнал 60 для управления трёхмерным зрительно различимым объектом, подают на стандартное устройство 50 объединения видеосигналов с целью объединения его с сигналом 35 двумерного изображения, входящего со стандартного видеоисточника 25. Устройство 50 пропускает сигнал 60 для его передачи на стандартное устройство 110 для управления очками для наблюдения вместе с сигналом 120.

Затем объединённый сигнал 70 изображения при необходимости конвертируют (поз. 80) в сигнал 90 видеодисплея для используемого видеодисплея 100. Как показано на фиг. 5, сигнал 60 может быть выделен из сигнала 70 путем обработки в устройстве 80 для конвертирования комбинированного сигнала с целью подачи его на дисплей. Сигнал 60 также может быть подан непосредственно на устройство 110 с устройства 30 для генерирования изображения трёхмерного зрительно различимого объекта. Использование других типов очков для трёхмерного наблюдения с целью наблюдения трехмерного зрительно различимого объекта потребует генерирования изображения трёхмерного зрительно различимого объекта, которое имеет соответствующий цвет и поляризацию, и устранит необходимость в управляющем устройстве для управления очками для трехмерного наблюдения и его управляющем сигнале. Так как вариант реализации №2 имеет недостаток, состоящий в необходимости использования приспособлений для глаз, он не является предпочтительным для нормального наблюдения, но может быть применен в области диагностики и лечения.

Вариант реализации №3, изображенный на фиг. 6 и 9, представляет собой систему, в которой эффекта усиления достигают благодаря горизонтальному перемещению 20Ь, 20К (Ь и К означают, соответственно, перемещение влево и вправо) изображения 1 по поверхности 3 относительно точки фиксации наблюдателя. Такое перемещение почти незаметно для наблюдателя, а достаточная составляющая этого перемещения, по существу, параллельна направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях указанной ориентации. Скорость и частота указанного перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя незначительную, но достаточную сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором. Термин «составляющая перемещения» в настоящем описании означает перемещение, представленное одной из составляющих вектора скорости при векторном представлении равномерного прямолинейного движения, полученной при разложении его на две составляющие, угол между которыми равен 90°, при этом величина разложенного вектора равна величине гипотенузы прямоугольного треугольника, образованного разложенным вектором и его составляющими. Как и в других описанных вариантах реализации, такая сетчаточная диспаратность, как правило, приводит к фузии сетчаточных изображений у наблюдателя 9 и, следовательно, к эффекту усиления. Перемещения 20Ь, 20К могут быть настроены по времени для конкретного наблюдателя таким образом, чтобы они обеспечивали попеременное восприятие диспаратных сетчаточных изображений. Устройства системы могут обеспечить любую скорость перемещений 20Ь, 20К, совместимую с характеристиками дисплея 100, например такой характеристикой, как частота регенерации. Также можно регулировать амплитуду, направление и частоту перемещений 20Ь, 20К, так чтобы обеспечивать перемещение изображения 1 по поверхности 3 в горизонтальном направлении 20Ь, 20К то в одну, то в другую сторону. Регулирование может быть выполнено автоматически, под непосредственным управлением наблюдателя или по программе, созданной наблюдателем. Иными словами, частота, скорость и режим перемещения, например, медленно вправо и быстро обратно влево;

быстро вправо с резким возвращением влево в исходное или другое положение;

резко вправо с медленным возвращением влево и т. д., могут быть выбраны таким образом, чтобы удовлетворять требованиям конкретного наблюдателя. Управление также может быть согласовано с содержанием изображения 1, передаваемым с сигналом 35 и как его часть, и/или с предпочтениями наблюдателя.

Вариант реализации №3 системы для выполнения горизонтального перемещения 20Ь, 20К изображения 1 может быть механическим, как в случае с кинопроектором, который проецирует подвижные или неподвижные изображения на светоотражающий или светопропускающий экран. Указанные перемещения изображения 1 можно выполнять посредством механического перемещения конкретных компонентов кинопроектора, например кадрового окна, кадровой рамки или элементов оптической схемы проектора, или электромеханически, посредством механического перемещения, обеспечиваемого электроприводом и управляемым электронно, с регулированием, которое можно осуществлять таким же образом, как в

- 13 013779 описанной выше электронной системе.

В варианте реализации №3 существует возможность при необходимости использовать очки такого же типа, что и в варианте реализации №2. Однако в этом варианте реализации во время перемещения 20Ь, 20К изображения 1 очки попеременно закрывают каждый глаз. Система по варианту реализации №3 предназначена для обеспечения достаточного эффекта усиления без необходимости использования очков, однако использование очков возможно.

Как видно из фиг. 6 и 9, вариант реализации №3 может выполнять скрытие края путем сочетания сигнала 150 изображения для скрытия края и сигнала 180 горизонтального перемещения двумерного изображения. Сигнал 150 генерируют стандартным устройством 140 для генерирования двумерного изображения для скрытия края. Стандартное устройство 160 объединяет сигнал 150 с сигналом двумерного изображения. Объединенный сигнал 70 изображения является таким, что отображённые изображения 18В, 18\ν (фиг. 9) относительно неподвижны по отношению к поверхности 3, а изображение 1 совершает горизонтальное перемещение 20Ь, 20К. Как показано на фиг. 9, цвет границ 3В, 3ν поверхности, предназначенной для отображения изображения, где буквы В и ν означают, соответственно, границы, окрашенные в черный и белый цвета, должен соответствовать цвету и/или рисунку изображений 18В, 18ν. Хотя границы 3В, 3ν на фиг. 9 с целью пояснения возможных вариантов изображены в двух цветах (белом и черном), граница поверхности 3, как правило, имеет цвет и/или рисунок, соответствующие цвету и/или рисунку изображений 18В, 18ν. Как было указано выше, изображения 18В, 18ν могут также быть динамическими по природе и могут быть предназначены для увеличения эффекта усиления для конкретного отображённого изображения 1. Также, как указывалось выше, устройство скрытия края, изображенное на фиг. 9, можно использовать отдельно от варианта реализации №3, а также с фундаментальным вариантом реализации и с вариантом реализации №2.

Вариант реализации №4 изображен на фиг. 7, 10, 11, 12 и представляет собой систему, которая вызывает незначительную, но достаточную сетчаточную диспаратность, необходимую для получения эффекта усиления, посредством горизонтального перемещения 22Ь, 22К, где буквы Ь и К означают, соответственно, перемещение влево и вправо по меньшей мере одного изображения 21 двумерного зрительно различимого объекта. Предпочтительной формой двумерного зрительно различимого объекта является рамка, а соответствующее изображение далее будем называть «изображением 21 двумерного зрительно различимого объекта/рамки». Изображение 21 отображают вместе с наблюдаемым изображением 1. Как и в случае фундаментального варианта реализации, изображение 21 может иметь форму, отличную от простой рамки, изображенной на фиг. 10. Изображение 21 может иметь форму неполной рамки 21, как показано на фиг. 11 и 12, которая представляет собой пару вертикальных полос или рисунков, наложенных на все изображение 1 или его часть. Изображение 21 перемещают в горизонтальном направлении относительно точки фиксации наблюдателя по поверхности, предназначенной для отображения изображения. Достаточная составляющая этого перемещения параллельна ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях ориентации. Это перемещение почти незаметно для наблюдателя. Перемещение совершают со скоростью и частотой (при перемещении влево и вправо), достаточными для того, чтобы вызвать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором. Изображение 21 может быть наложено на изображение 1 или окружать его. Как и в случае с другими вариантами реализации такая сетчаточная диспаратность в норме приводит к фузии сетчаточных изображений и, следовательно, к эффекту усиления. Горизонтальное перемещение 22Ь, 22К могут быть настроены по времени для конкретного наблюдателя для обеспечения попеременного восприятия диспаратных сетчаточных изображений. Устройства системы могут обеспечить любую скорость перемещений 22Ь, 22К, согласованную с характеристиками дисплея 100, например такой характеристикой, как частота регенерации дисплея. Также можно регулировать амплитуду, направление и частоту перемещений 22Ь, 22К, так чтобы обеспечивать перемещение изображения 21 по поверхности 3 в горизонтальном направлении 22Ь, 22К то в одну, то в другую сторону. Регулирование перемещений может быть выполнено автоматически, под непосредственным управлением наблюдателя или по программе, созданной наблюдателем. Иными словами, частота, скорость и режим перемещения, например медленно вправо и быстро обратно влево;

быстро вправо с резким возвращением влево в исходное или другое положение;

резко вправо с медленным возвращением влево и т.д., могут быть выбраны таким образом, чтобы удовлетворять требованиям конкретного наблюдателя. Такое управление также может быть согласовано с содержанием изображения 1, передаваемым вместе с сигналом 35 и как его часть и/или с предпочтениями наблюдателя. В случае, если изображение 21 полностью или частично окружает изображение 1, последнее может быть уменьшено в размере так, чтобы оно по существу полностью было отображено внутри рамки, то есть чтобы рамка его не обрезала.

В варианте реализации №4 также выполняют механическое, электромеханическое или механическое, обеспечиваемое электроприводом и электронно управляемое, горизонтальное перемещение изображения 21. Регулирование такого перемещения можно выполнять по существу таким же образом, как и в варианте реализации №3. Система для выполнения горизонтального перемещения 22Ь, 22К изображения 1 может быть механической, как в случае с кинопроектором, который проецирует подвижные или

- 14 013779 неподвижные изображения на светоотражающий или светопропускающий экран. Такие перемещения можно выполнять посредством механического перемещения конкретных компонентов кинопроектора, например кадрового окна, кадровой рамки или элементов оптической схемы проектора, или электромеханически, посредством механического перемещения, обеспечиваемого электроприводом и электронно управляемымым, с регулированием, которое можно осуществлять таким же образом, как в описанной выше электронной системе.

В варианте реализации №4 существует возможность использования очков такого же типа, что и в варианте реализации №2. Однако в этом варианте реализации во время горизонтального перемещения 20Ь, 20К изображения 21 очки попеременно закрывают каждый глаз. Система варианта реализации №4 предназначена для обеспечения достаточного эффекта усиления без необходимости использования очков для наблюдения, однако возможность использования очков не исключена.

В варианте реализации №4 также можно использовать изображения 18В, 18\ν для скрытия края (фиг. 9), которые, как и в варианте реализации №3, получают путем объединения сигнала 150 (фиг. 6) с сигналом горизонтально перемещаемого 22К, 22Ь изображения 21. Сигнал 150 (фиг. 6), вырабатываемый стандартным генератором 140 изображений (фиг. 6), можно также объединить с сигналом 220 изображения двумерного зрительно различимого объекта/рамки. Объединенный сигнал 70 изображения после конверсии для дисплея 90 является таким, что отображённые изображения 18В, 18ν (фиг. 9) относительно неподвижны по отношению к изображению 1 и поверхности 3, как в варианте реализации №2, а изображение 21 совершает горизонтальное перемещение 22К, 22Ь. Кроме того, изображение 21 может быть динамическим по природе аналогичным образом с динамическими изображениями 18В, 18ν, и может быть предназначено для увеличения эффекта усиления конкретного изображения 1.

Вариант реализации №5, описанный только по чертежам других вариантов реализации, содержит механический зрительно различимый объект и может быть использован похожим образом с вариантом реализации №4, но без той гибкости, которая обеспечена электронным генерированием изображения 21 (фиг. 10). Горизонтальное перемещение механического зрительно различимого объекта по поверхности 3, которое на чертежах не показано, но которое по существу проиллюстрировано на фиг. 10 при условии обозначения позицией 21 указанного зрительно различимого объекта, может быть выполнено с помощью стандартных механических приводов, приводимых в движение электрически или механически, с электронным или механическим управлением. В других случаях для получения эффекта усиления могут быть использованы по существу те же конфигурации и виды перемещений зрительно различимых объектов, как в варианте реализации №4. Как и в случае со всеми вариантами реализации, в варианте №5 для уменьшения краевого эффекта может быть использован весь диапазон способов скрытия края.

Вариант реализации №6 выполняют с помощью компьютерной программы и в рамках этой программы. Указанная программа функционирует на компьютере, который генерирует и/или отображает двумерные изображения, такие как анимация, иллюстрации, имитационные модели, графические изображения, а также изображения, полученные путем обработки и/или воспроизведения аналоговых и цифровых изображении в целом. Термин «компьютерная программа» в настоящем описании означает законченную работоспособную компьютерную программу или ее компонент, например оверлейный сегмент программы, алгоритм, записанный в форме программы, подпрограмму. Компьютерная программа содержит инструкции, предназначенные для компьютера и относящиеся к действиям, выполняемым конструкциями, содержащими стандартные элементы вариантов реализации №3 и 4. Вариант реализации №6 выполняет те же перемещения двумерного изображения и/или перемещения изображений двумерного зрительно различимого объекта, что и варианты реализации №3 и 4, причем указанное перемещение может быть задано как неотъемлемое свойство изображения и/или может быть назначаемым свойством и/или может являться случайным свойством двумерных изображений, генерируемых или обрабатываемых компьютерной программой при выполнении ее основной функции, такой как воспроизведение, игра, проектирование, создание динамических изображений, художественное выражение, обработка текста и обработка изображения.

Компьютерная программа, которая генерирует или обрабатывает неподвижные двумерные изображения, такие как фотографии, графика и текст, может содержать информацию о генерируемых видеокадрах для по меньшей мере одного изображения двумерного зрительно различимого объекта и его горизонтальном перемещении и/или информацию о горизонтальном перемещении двумерного изображения.

Информация о генерируемых кадрах двумерного изображения также может содержать информацию об изображении скрытия края. Компьютерная программа, которая генерирует или обрабатывает подвижные двумерные изображения, то есть изображения, движение которых обеспечено за счет следующих друг за другом видеокадров, например анимационные, кинематографические, телевизионные изображения, может содержать информацию о генерируемых видеокадрах изображения, подобную информации для неподвижных изображений в соответствии с характеристиками подвижного двумерного изображения. В варианте реализации №6 управление горизонтальным перемещением можно выполнять таким же образом, как в вариантах реализации №3 и 4, но с помощью программы с соответствующими входными

- 15 013779 данными.

Описанные варианты реализации № 2-4 и 6 можно использовать в электронной и электромеханической формах с любым известным на сегодняшний день способом передачи сигнала, таким как передача в форме электромагнитных волн, по кабельным линиям и компьютерным сетям, в форме видеозаписи, или с любым известным на сегодняшний день способом промежуточной электронной обработки сигналов с помощью устройств, установленных между приемником или генератором двумерных изображений и дисплеем, отображающим двумерное изображение.

Весь диапазон сочетаний способов передачи и обработки сигнала, а также весь диапазон способов управления указанными операциями может быть использован в указанных вариантах реализации и включен в настоящее изобретение. Аналогично, упомянутые выше способы практического использования применительно к любому способу управления системой и/или к любому применимому способу отображения изображения также могут быть использованы в фундаментальном варианте реализации изобретения (варианте реализации №1).

В процессе изложения настоящего описания при рассмотрении ряда вопросов указывалось, что эффект усиления по настоящиму изобретению может быть использован для изучения зрения, в частности, в области диагностики и лечения. Также указывалось, что принцип, лежащий в основе настоящего изобретения, предложен впервые. Фактически существуют дополнительные аспекты эффекта усиления, которые раскрывают не известные на сегодняшний день функции зрительной зоны коры головного мозга и принципы бинокулярного соперничества.

Несмотря на то, что изобретение было описано применительно к примерам конкретных вариантов реализации, следует понимать, что изобретение не ограничено указанными примерами. Настоящее описание имеет целью охватить общее назначение описанных способа и систем, а также различные альтернативные и эквивалентные конструкции, входящие в сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - перспективный вид механического варианта реализации системы с простым зрительно различимым объектов в форме рамки.

Фиг. 2 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различимым объектом с рамкой с козырьком и встроенным устройством скрытия края.

Фиг. 3 - перспективный вид механического варианта реализации системы для проецирования изображения на светоотражающий экран со зрительно различимым объектом в форме простой рамки и отдельным устройством скрытия края.

Фиг. 4 - блок-схема первого примера системы, использующей электронно генерируемый виртуальный трехмерный зрительно различимый объект.

Фиг. 5 - блок-схема второго примера системы, использующей электронно генерируемый виртуальный трехмерный зрительно различимый объект.

Фиг. 6 - блок-схема примера системы с горизонтальным перемещением изображения и скрытием края.

Фиг. 7 - блок-схема примера системы с горизонтальным перемещением изображения рамки.

Фиг. 8 - схематическое представление системы с генерируемым виртуальным трехмерным зрительно различимым объектом.

Фиг. 9 - схематическое представление горизонтального перемещения изображения со скрытием края.

Фиг. 10 - схематическое представление горизонтального перемещения изображения простой рамки.

Фиг. 11 - схематическое представление горизонтального перемещения изображения неполной рамки, состоящей из вертикальных полос.

Фиг. 12 - схематическое представление горизонтального перемещения изображения неполной рамки, состоящей из вертикального рисунка.

Фиг. 13 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, прикрепленного к объекту изображения с помощью горизонтального зажима.

Фиг. 14 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, прикрепленным к объекту изображения с помощью вертикального зажима.

Фиг. 15 - перспективный вид механического варианта реализации системы для проецирования изображения на светоотражающий экран со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, прикрепленным к поверхности изображения.

Фиг. 16 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, прикрепленным к объекту изображения.

Фиг. 17 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, представляющим собой часть корпуса дисплея.

Фиг. 18 - перспективный вид механического варианта реализации системы со зрительно различи

- 16 013779 мым объектом в форме неполной рамки, представляющим собой панели дисплея.

Фиг. 19 - перспективный вид механического варианта реализации системы для проецирования изображения на светоотражающий экран со зрительно различимым объектом в форме неполной рамки, подсвечиваемым при проецировании изображения.

Лучшие варианты выполнения изобретения

Выбор лучшего варианта выполнения изобретения зависит от области применения и от склонности наблюдателя к конкретному варианту из описанных выше. При использовании изобретения в области развлечений или области культуры и наличии достаточного пространства наиболее подходящими будут различные формы фундаментального варианта реализации. Для применения в компьютерах и играх лучшими вариантами будут различные формы варианта реализации №6. Для телевизионных и кабельных компаний наиболее предпочтительными могут быть различные формы варианта реализации №4. Для воспроизведения изображений в медицинских целях наиболее предпочтительным может быть вариант реализации №2.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано при любом способе воспроизведения двумерных изображений, если при этом благодаря усилению восприятия наблюдателем глубины возрастает чёткость изображения, таких как изображения в медицине, компьютерная графика, изображения в области развлечений (кинофильмы, телевидение), изображения в области культуры (рисунки, картины, фотографии и т.д.), коммерческие изображения (плакаты, рекламные щиты и т.д.). Изобретение также можно использовать в научных целях для изучения зрительной системы человека, в частности, для изучения зрительной зоны коры головного мозга и взаимодействия мозга и глаз, а также для изучения зрения в целом. Главными задачами настоящего изобретения являются усиление у наблюдателя зрительного восприятия одиночного двумерного изображения, что включает усиление восприятия наблюдателем глубины при наблюдении различных типов двумерных изображений, содержащих монокулярные признаки глубины;

Claims (9)

1. Система для усиления зрительного восприятия наблюдателем двумерного изображения, содержащая:

(a) двумерное изображение, отображённое на поверхности, предназначенной для отображения изображения, или рядом с ней; и (b) по меньшей мере один усилитель, вызывающий сетчаточную диспаратность при наблюдении указанного двумерного изображения и содержащий по меньшей мере один зрительно различимый объект, расположенный перед поверхностью, предназначенной для отображения изображения и образующий вместе с двумерным изображением комбинированное наблюдаемое место, воспринимаемое зрительной системой наблюдателя как изображение на сетчатке каждого глаза с сетчаточной диспаратностью, обусловленной пространственным фактором, причем зрительно различимый объект расположен в пограничном пространстве фузионной области Панума для указанного двумерного изображения на достаточном расстоянии от указанного двумерного изображения для того, чтобы воспроизвести в зоне слияния Панума диспаратные благодаря пространственному фактору бинокулярные сетчаточные изображения комбинированного наблюдаемого места, причём указанный по меньшей мере один зрительно различимый объект представляет собой физический объект, зрительно воспринимаемый наблюдателем как отдельный объект, по существу, отдельный от указанного двумерного изображения и не скрытый из-за смешения с его содержанием; и/или по меньшей мере один зрительно различимый объект, расположенный перед поверхностью, предназначенной для отображения изображений и образующий вместе с двумерным изображением комбинированное наблюдаемое место, воспринимаемое зрительной системой наблюдателя как изображение на сетчатке каждого глаза с сетчаточной диспаратностью, обусловленной пространственным фактором, причём зрительно различимый объект расположен в пределах глубины резкости фокуса наблюдателя двумерного изображения на достаточном расстоянии от указанного двумерного изображения для того, чтобы воспроизвести в глазах наблюдателя диспаратные благодаря пространственному фактору бинокулярные сетчаточные изображения комбинированного наблюдаемого места, причём указанный по меньшей мере один зрительно различимый объект представляет собой физический объект, зрительно воспринимаемый наблюдателем как отдельный объект, по существу, отдельный от указанного двумерного изображения и не скрытый из-за смешения с его содержанием; и/или конструкцию, содержащую электронные и/или оптические и/или механические компоненты, которая выполняет горизонтальное перемещение указанного двумерного изображения по поверхности, предназначенной для отображения изображений, относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, и/или генерирует рядом с поверхностью, предназначенной для отображения изображения, или на ней по

- 17 013779 меньшей мере одно двумерное изображение по меньшей мере одного зрительно различимого объекта, видимого наблюдателем вместе с указанным двумерным изображением, и перемещает изображение зрительно различимого объекта по указанной поверхности горизонтально относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, причём наблюдатель зрительно воспринимает указанное по меньшей мере одно изображение зрительно различимого объекта как объект, отдельный от указанного двумерного изображения и не скрытый из-за смешения с его содержанием; и/или компьютер с компьютерной программой, функционирующей на компьютере и генерирующей двумерное изображение, которая перемещает указанное двумерное изображение горизонтально по поверхности, предназначенной для отображения изображения, относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, и/или генерирует на поверхности, предназначенной для отображения изображения, по меньшей мере одно двумерное изображение по меньшей мере одного зрительно различимого объекта, видимого наблюдателем вместе с указанным двумерным изображением, и перемещает изображение зрительно различимого объекта горизонтально по указанной поверхности относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях указанной ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, причём наблюдатель зрительно воспринимает указанное по меньшей мере одно изображение зрительно различимого объекта как объект, отдельный от указанного двумерного изображения и не скрытый из-за смешения с его содержанием; и/или компьютер с компьютерной программой, функционирующей на компьютере и отображающей двумерное изображение, которая перемещает указанное двумерное изображение горизонтально по поверхности, предназначенной для отображения изображения, относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях указанной ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, и/или генерирует на поверхности, предназначенной для отображения изображения, по меньшей мере одно двумерное изображение по меньшей мере одного зрительно различимого объекта, видимого наблюдателем вместе с указанным двумерным изображением, и перемещает изображение зрительно различимого объекта по указанной поверхности горизонтально относительно точки фиксации наблюдателя таким образом, что составляющая перемещения, параллельная направлению ориентации глаз наблюдателя в обоих направлениях указанной ориентации, скорость и частота перемещения достаточны для того, чтобы вызывать у наблюдателя сетчаточную диспаратность, обусловленную временным фактором, причём наблюдатель зрительно воспринимает указанное по меньшей мере одно изображение зрительно различимого объекта как объект, отдельный от указанного двумерного изображения и не скрытый из-за смешения с его содержанием;

причём указанная система обеспечивает усиление восприятия глубины и/или ясности указанного двумерного изображения зрительной системой наблюдателя посредством фузии диспаратных сетчаточных изображений указанного двумерного изображения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один зрительно различимый объект подсвечен со стороны, обращенной к наблюдателю.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что подсветка указанного по меньшей мере одного зрительно различимого объекта выполнена изменяемой по интенсивности, цвету и/или поляризации, причём указанными изменениями управляют на основании яркости, цвета и/или монокулярных признаков глубины указанного двумерного изображения или по программе с целью повышения эффекта усиления и/или приспособления к наблюдателю.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное двумерное изображение включает по меньшей мере один монокулярный признак глубины.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что поверхность, предназначенная для отображения изображений, искривлена горизонтально, вертикально или горизонтально и вертикально.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один зрительно различимый объект представляет собой неполную рамку, имеющую две вертикальные стороны.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное двумерное изображение подсвечено.

8. Способ усиления зрительного восприятия наблюдателем двумерного изображения, включающий:

a) выбор двумерного изображения по меньшей мере с одним монокулярным признаком глубины;

b) вызывание у наблюдателя сетчаточной диспаратности бинокулярных сетчаточных изображений

- 18 013779 комбинированного наблюдаемого места, создаваемого путем введения в наблюдаемое место, содержащее двумерное изображение, по меньшей мере одного зрительно различимого объекта, располагаемого, по существу, в пределах глубины резкости фокуса глаз наблюдателя, когда указанное двумерное изображение расположено в фокусе наблюдателя.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один зрительно различимый объект располагают, по существу, в фузионной области Панума для указанного двумерного изображения.