ES2317753B1 - DEVICE FOR THE FILMING OF STEREOSCOPIC IMAGES. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la filmación de imágenes estereoscópicas.Device for shooting images stereoscopic.
Permite filmar imágenes estereoscópicas de gran calidad mediante el empleo de cámaras convencionales, constituyendo un elemento de reducido coste frente a las cámaras duales y similares. Para ello, está constituido a partir de un bastidor (1) en el que se disponen dos cámaras (3-3'') con sus ejes ópticos ortogonales entre sí, y entre ellas, formando 45° con el eje óptico de cada una, un espejo (7), que deja pasar el 50% de la luz hacia una cámara y el otro 50% lo refleja hacia la otra. Se ha previsto que una de las cámaras sea fija, y que la otra esté dotada de medios para su desplazamiento, de manera que mediante una unidad de control, tal como un ordenador o microcontrolador, con su correspondiente software o firmware de programación, se controlan y sincronizan ambas cámaras. El dispositivo se complementa con una pareja de monitores (13-13'') que invierten la imagen a la salida, de manera que mediante el concurso de unas gafas de cristal líquido, es posible visualizar estereoscópicamente las imágenes captadas.It allows filming stereoscopic images of great quality through the use of conventional cameras, constituting a low cost element compared to dual cameras and Similar. To do this, it is constituted from a frame (1) in which two cameras (3-3 '') with their orthogonal optical axes with each other, and with each other, forming 45 ° with the optical axis of each one, a mirror (7), which lets 50% of the light towards one camera and the other 50% reflects it towards the other. Be has planned that one of the cameras be fixed, and that the other be equipped with means for its displacement, so that by means of a control unit, such as a computer or microcontroller, with its corresponding programming software or firmware, are controlled and synchronize both cameras. The device is complemented by a pair of monitors (13-13 '') that reverse the image at the exit, so that through the contest of some liquid crystal glasses, it is possible to visualize stereoscopically The captured images.
Description
Dispositivo para la filmación de imágenes estereoscópicas.Device for shooting images stereoscopic.
La presente invención se refiere a un dispositivo que ha sido especialmente concebido para permitir obtener imágenes estereoscópicas, es decir en tres dimensiones.The present invention relates to a device that has been specially designed to allow obtain stereoscopic images, that is, in three dimensions.
El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo mediante el cual se puedan obtener imágenes estereoscópicas de gran calidad, con un reducido coste, merced a la utilización de cámaras de vídeo o cine convencionales.The object of the invention is to provide a device through which images can be obtained high-quality stereoscopic, with a reduced cost, thanks to the use of conventional video or film cameras.
Como es sabido, el impacto causado por las imágenes estereoscópicas, tridimensionales o en relieve, es evidentemente muy superior al causado por las imágenes planas o 2D. La visión estereoscópica permite mostrar con mucho mayor realismo y claridad diseños, formas y conceptos complejos de expresar en una imagen plana. La condición imprescindible para ello es que estén correctamente obtenidas o generadas y también correctamente presentadas. Eso no siempre es fácil, en primer lugar debido a la carencia de los conocimientos teóricos suficientes en visión estereoscópica, y en segundo lugar a los condicionantes de los equipos usados en la producción. Por ello el medio estereoscópico es usado en pocas ocasiones y en algunas en las que se ha empleado, debido a las causas apuntadas anteriormente, el resultado no es el esperado.As is known, the impact caused by stereoscopic, three-dimensional or embossed images, is evidently far superior to that caused by flat or 2D images. The stereoscopic vision allows to show with much greater realism and clarity designs, forms and complex concepts to express in a flat image. The essential condition for this is that they are correctly obtained or generated and also correctly presented. That is not always easy, first of all because of the lack of sufficient theoretical knowledge in vision stereoscopic, and secondly to the conditions of Equipment used in production. Therefore the stereoscopic medium is used rarely and in some cases in which it has been used, Due to the causes noted above, the result is not the expected.
Así pues, apenas se realizan producciones de cine 3D, de manera que las pocas existentes están dirigidas a salas de proyección específicas tipo Imax, o se presentan en parques temáticos. Este vacío responde a las dificultades y problemas que hasta ahora se presentan tanto en la obtención de las imágenes como en la edición y posterior presentación a los espectadores. Estas dificultades son la causa en muchas ocasiones de que este medio sea descartado, a pesar de las ventajas que aportaría como medio de expresión. La inexistencia de medios específicos asequibles hace también que una producción de esta clase tenga unos costos prohibitivos para productoras pequeñas o medianas, quedando únicamente al alcance de grandes productoras que exhiben sus películas en parques temáticos o exposiciones universales.Thus, hardly any productions of 3D cinema, so that the few existing are directed to theaters of specific Imax projection, or are presented in parks thematic This vacuum responds to the difficulties and problems that so far they appear both in obtaining the images as in the edition and later presentation to the spectators. These difficulties are the cause on many occasions that this medium is discarded, despite the advantages it would provide as a means of expression. The lack of specific means available makes also that a production of this class has costs prohibitive for small or medium producers, remaining only within reach of large producers that exhibit their movies in theme parks or universal exhibitions.
Hasta la fecha la filmación estereoscópica o 3D ha sido realizada fundamentalmente con cámaras de película, más o menos perfeccionadas, bien con una sola cámara con una óptica especial, bien con dos cámaras sincronizadas. En el primer caso, se obtienen los fotogramas izquierdo y derecho sobre el espacio destinado a un fotograma estándar, lo que conlleva pérdida de nitidez y de calidad, mientras que en el segundo caso se obtiene una pareja de fotogramas a plena calidad, pero aparecen problemas de sincronización, coincidencia de color, costos de material, etc.To date stereoscopic or 3D filming It has been done primarily with film cameras, more or less perfected, well with a single camera with an optics Special, good with two synchronized cameras. In the first case, it get the left and right frames on the space destined for a standard frame, which implies loss of sharpness and quality, while in the second case you get a pair of full quality frames, but problems appear synchronization, color matching, material costs, etc.
Mediante el empleo de dos cámaras se obtienen dos fotogramas simultáneos, correspondientes a cada uno de los ojos, uno para el izquierdo y otro para el derecho, de manera que son tomados desde diferentes puntos de vista, teóricamente los correspondientes a los puntos de vista de cada uno de los ojos.By using two cameras you get two simultaneous frames, corresponding to each of the eyes, one for the left and one for the right, so that they are taken from different points of view, theoretically the corresponding to the points of view of each of the eyes.
Sin embargo la separación natural de los ojos ronda los 65 milímetros, lo que supone problemas en la disposición de las cámaras, ya que las cámaras de vídeo de calidad profesional superan normalmente esta anchura, de manera que situar una cámara al lado de otra supone una separación entre los focos muy superior a la natural humana, lo que produce una imagen estéreo muy poco natural, de manera que para objetivos situados a corta distancia es casi imposible de visualizar.However the natural separation of the eyes around 65 millimeters, which means problems in the layout of cameras, since professional quality video cameras they normally exceed this width, so that placing a camera next to each other it supposes a separation between the foci much superior to the natural human, which produces a very little stereo image natural, so that for targets located at close range is Almost impossible to visualize.
Si bien existen cámaras duales especiales, de manera que con una única cámara pueden grabarse simultáneamente los dos fotogramas anteriormente citados, estas cámaras son sumamente complejas, y consecuentemente caras, por lo que están reservadas a producciones de elevados presupuestos, como son las de Imax.While there are special dual cameras, of so that with a single camera can record simultaneously the two frames mentioned above, these cameras are extremely complex, and consequently expensive, so they are reserved for productions of high budgets, such as those of Imax.
El dispositivo para la filmación de imágenes estereoscópicas que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, de manera que permite el empleo de cámaras de vídeo o cine convencionales, con unos óptimos resultados y un reducido coste.The device for shooting images stereoscopic that the invention proposes solves in a way fully satisfactory the aforementioned problem of way that allows the use of camcorders or movies conventional, with optimal results and a reduced cost.
Para ello, y de forma más concreta, el dispositivo que se preconiza incorpora un bastidor de reducido peso, en el que se disponen dos cámaras de vídeo o cine convencionales dispuestas perpendicularmente entre sí, de manera entre ambas se dispone un espejo que deja pasar el 50% de luz hacia una cámara y el otro 50% lo refleja hacia la otra.To do this, and more specifically, the The recommended device incorporates a reduced frame weight, in which two video or movie cameras are arranged conventional arranged perpendicular to each other, so between them there is a mirror that lets 50% of the light in one camera and the other 50% reflect it towards the other.
Una de las cámaras se dispone sobre una zapata fija con su eje óptico formando un ángulo de 45º con el citado espejo, mientras que la otra, cuyo eje óptico también forma un ángulo de 45º con el espejo, se dispone sobre una zapata móvil que permite tanto el desplazamiento lateral como el giro de dicha cámara, el cual está asistido mediante los correspondientes medios eléctricos/electrónicos, controlados a través de un programa informático.One of the cameras is arranged on a shoe fixed with its optical axis forming an angle of 45º with the aforementioned mirror, while the other, whose optical axis also forms a 45º angle with the mirror, it is arranged on a mobile shoe that it allows both lateral displacement and rotation of said camera, which is assisted by the corresponding means electrical / electronic, controlled through a program Person who is dedicated to computer science.
El citado bastidor podrá ir dispuesto sobre un trípode, grúa, o cualquier elemento convencional apropiado de los utilizados en el ámbito de la filmación cinematográfica.The aforementioned frame may be arranged on a tripod, crane, or any appropriate conventional element of the used in the field of film filming.
El sistema cuenta con un sistema de nivelación mecánico de las cámaras que permite asegurar que el desplazamiento vertical entre las imágenes captadas por una y otra cámara sea en todo momento inferior al 1%.The system has a leveling system mechanical of the cameras that allows to ensure that the displacement vertical between the images captured by one camera and another be in every moment less than 1%.
Mediante los medios de desplazamiento de una de las cámaras, asociados al citado programa informático, es posible ampliar la distancia focal de las cámaras, es decir realizar un "zoom" de forma simultánea, corrigiendo de forma dinámica la posición relativa de los ejes ópticos mediante el desplazamiento lateral y giratorio de una de las cámaras.By means of displacement of one of the cameras, associated to the aforementioned computer program, it is possible extend the focal length of the cameras, that is to say "zoom" simultaneously, dynamically correcting the relative position of the optical axes by displacement side and swivel of one of the cameras.
La estructura anteriormente descrita se complementa con una pareja de monitores dispuestos sobre el bastidor, uno para cada cámara, que permiten al usuario del dispositivo visualizar las imágenes tomadas, de manera que si dichas imágenes son invertidas, y mediante el empleo de unas gafas de cristal líquido, se puede visualizar de forma estereoscópica y en tiempo real las imágenes captadas por el dispositivo.The structure described above is complements with a pair of monitors arranged on the frame, one for each camera, which allow the user of the device display the images taken, so if these images are inverted, and through the use of glasses of liquid crystal, it can be visualized stereoscopically and Real-time images captured by the device.
Por último cabe destacar que, a fin de dotar al dispositivo una mayor versatilidad, éste podrá disponer de un sistema de infrarrojos, a través del que de forma automática y merced al microprocesador al que está asociado el citado programa informático de control, se calcula de forma automática la distancia al objetivo, fondo y convergencia de cada toma, en orden a permitir filmar en tiempo real sin necesidad de introducir de forma manual los citados parámetros.Finally, it should be noted that, in order to provide the device greater versatility, it may have a infrared system, through which automatically and thanks to the microprocessor to which the aforementioned program is associated computer control, distance is calculated automatically to the objective, substance and convergence of each take, in order to allow shoot in real time without entering manually The aforementioned parameters.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as part member of that description, a set of drawings where with illustrative and non-limiting nature, what has been represented next:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un dispositivo para la filmación de imágenes estereoscópicas realizado de acuerdo con el objeto de la invención.Figure 1.- Shows a perspective view of a device for filming stereoscopic images carried out in accordance with the object of the invention.
La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo de la figura anterior girado 180º.Figure 2.- Shows a perspective view of the device of the previous figure rotated 180º.
La figura 3.- Muestra una vista en alzado lateral del dispositivo de las figuras anteriores.Figure 3.- Shows an elevation view side of the device of the previous figures.
La figura 4.- Muestra una vista en alzado frontal del mismo dispositivo.Figure 4.- Shows an elevation view front of the same device.
La figura 5.- Muestra, finalmente, un detalle ampliado del conjunto cámara horizontal/zapata dispuesta sobre la correspondiente guía sobre la que es desplazable.Figure 5.- Shows, finally, a detail enlarged horizontal chamber / shoe set arranged on the corresponding guide on which it is scrollable.
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el dispositivo para la filmación de imágenes estereoscópicas que la invención propone está constituido a partir de un bastidor (1) de reducido peso, preferentemente obtenido a base de perfiles de aluminio, convenientemente fijados entre sí, perfiles (2) determinantes de un soporte horizontal, sobre el que se dispone una cámara de vídeo (3) convencional, soporte del que emerge perpendicularmente un soporte vertical a base de perfiles (4) sobre el que se dispone a su vez una segunda cámara de vídeo (3') también convencional, quedando reforzada la unión entre soportes a través de perfiles oblicuos (5).In view of the figures outlined you can be seen as the device for shooting images stereoscopic that the invention proposes is constituted from of a frame (1) of reduced weight, preferably obtained from Aluminum profile base, conveniently fixed together, profiles (2) determining a horizontal support, on which a conventional video camera (3) is available, support from which a vertical profile-based support perpendicularly emerges (4) on which a second video camera is in turn (3 ') also conventional, the union between supports through oblique profiles (5).
Tal y como se observa especialmente en la figura 3, las cámaras de vídeo (3-3') están relacionadas con sus respectivos soportes a través de sendas zapatas (6-6'), de manera que en el ejemplo de realización práctica elegido la zapata (6'), correspondiente a la cámara (3') dispuesta verticalmente es fija, mientras que la zapata (6), asociada a la cámara (3) dispuesta horizontalmente incorpora medios de desplazamiento en sentido transversal a su eje focal, así como de medios de basculación.As seen especially in the figure 3, the video cameras (3-3 ') are related with their respective supports through footings (6-6 '), so that in the embodiment example practice chosen the shoe (6 '), corresponding to the chamber (3') vertically arranged is fixed, while the shoe (6), associated to the chamber (3) arranged horizontally incorporates means of displacement transverse to its focal axis, as well as of tipping means.
Entre dichas cámaras de vídeo (3-3') se dispone un espejo (7), especialmente visible en la figura 1, formando 45º con los ejes focales de ambas cámaras y sustentado mediante perfiles (8) que se unen por sus extremos a ambos soportes, espejo (7) con la especial particularidad de que deja pasar el 50% de luz hacia una cámara, y el otro 50% lo refleja hacia la otra.Between these video cameras (3-3 ') a mirror (7) is arranged, especially visible in figure 1, forming 45º with the focal axes of both cameras and supported by profiles (8) that are joined by their ends to both supports, mirror (7) with the special feature that lets 50% of light into a camera, and the other 50% reflects towards the other.
Las citadas cámaras (3-3'), y más concretamente las zapatas de fijación de las mismas disponen de un sistema de nivelación mecánica de su posición, en orden a que las imágenes captadas por una y otra cámara a través del espejo (7) coincidan en su ángulo de campo vertical, con un desfase máximo entre ellas del 1%.The aforementioned cameras (3-3 '), and more specifically the fixing shoes thereof have a mechanical leveling system of its position, in order to the images captured by one camera and another through the mirror (7) match their vertical field angle, with a maximum offset 1% among them.
En el caso de la cámara vertical (3'), ésta se regulará mediante tres tomillos, como los utilizados en los teodolitos, mientras que la cámara horizontal y móvil (3), además de estar asociada a dichos tomillos, incorpora tres motores eléctricos paso a paso de gran sensibilidad para su desplazamiento y basculación, permitiendo asimismo su movimiento en dirección al espejo.In the case of the vertical chamber (3 '), it is regulate using three thymes, such as those used in theodolites, while the horizontal and mobile camera (3), in addition if associated with these thyme, incorporates three engines Electric step-by-step high sensitivity for travel and tilting, also allowing movement in the direction of mirror.
El dispositivo está asociado a una unidad de control, no representada en las figuras, la cual puede materializarse en un ordenador, o simplemente en un circuito asociado a un microprocesador o microcontrolador él cual, en cualquier caso, incorporará un software o firmware de programación específico para la sincronización de forma automática entre ambas cámaras (3-3'), ajustando mediante el desplazamiento de la cámara móvil (3) la separación óptima entre cámaras con respecto a la distancia al objetivo principal de filmación.The device is associated with a unit of control, not represented in the figures, which may materialize in a computer, or simply in a circuit associated with a microprocessor or microcontroller which, in In any case, it will incorporate software or firmware programming specific for synchronization automatically between the two cameras (3-3 '), adjusting by scrolling of the mobile camera (3) the optimal separation between cameras with regarding the distance to the main objective of filming.
Así pues, el sistema de control actuará eléctricamente sobre los tres motores de actuación sobre el zoom, el iris y el foco de que disponen internamente ambas cámaras, así como sobre los medios de desplazamiento de la cámara (3), la cual, tal y como se representa en la figura 5, es desplazable transversalmente respecto de su eje óptico a través de una guía (9), contando su zapata (4) con un sistema de motores (10) regido por el citado software que corrige dinámicamente la posición del eje de la cámara horizontal (3) respecto de la vertical (3'), pudiendo bascular ésta sobre el eje X a través de la base de basculación (11), sobre el Y a través de la base de giro (12) y sobre el Z, girando sobre el plano que constituye el soporte horizontal.Thus, the control system will act electrically on the three actuators on the zoom, the iris and the focus that both cameras have internally, as well as on the means of movement of the chamber (3), which, as shown in figure 5, it is scrollable transversely with respect to its optical axis through a guide (9), counting your shoe (4) with an engine system (10) governed by the aforementioned software that dynamically corrects the position of the axis of the horizontal chamber (3) with respect to the vertical one (3 '), being able to swing this on the X axis through the base of tilting (11), on the Y through the pivot base (12) and on the Z, turning on the plane that constitutes the support horizontal.
El dispositivo incorporará asimismo un sensor de infrarrojos asociado al citado microprocesador, en orden a calcular de forma totalmente automática los parámetros de las tomas, tales como la distancia al objetivo, el fondo y la convergencia, incorporando asimismo un mando a distancia de control.The device will also incorporate a sensor infrared associated with said microprocessor, in order to calculate the parameters of the shots, automatically such as distance to target, background and convergence, also incorporating a remote control.
El citado bastidor se complementará con un trípode para facilitar su manejo, no representado en las figuras, incorporando igualmente una pareja de monitores (13-13'), cada uno de ellos asociado a su respectiva cámara de vídeo (3-3'), que invierten la imagen a la salida, de manera que el usuario del dispositivo, mediante el concurso de unas gafas de cristal líquido, puede visualizar estereoscópicamente las imágenes captadas por el dispositivo.The aforementioned frame will be complemented with a tripod for easy handling, not shown in the figures, also incorporating a pair of monitors (13-13 '), each of them associated with their respective video camera (3-3 '), which invert the image to the output, so that the user of the device, through the contest of liquid crystal glasses, you can visualize stereoscopically the images captured by the device.
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