ES2929544T3 - Procedimiento y dispositivo para la proyección simultánea de imágenes individuales para una pluralidad de observadores - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método y un dispositivo con los que se pueden mostrar imágenes individuales simultáneamente a una pluralidad de espectadores. En este caso, se pueden utilizar proyectores que proyectan periódicamente los colores de los que se componen las imágenes en sucesión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la proyección simultánea de imágenes individuales para una pluralidad de observadores

La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo con los que se pueden mostrar imágenes individuales simultáneamente a una pluralidad de observadores. En este contexto, se pueden utilizar proyectores que proyectan periódicamente en sucesión temporal los colores de los que están compuestas las imágenes.

Los sistemas de proyección estereoscópica se utilizan a menudo para la presentación de información tridimensional, por ejemplo datos CAD, sobre superficies grandes. En este contexto, sobre la misma superficie se proyecta una imagen individual para el ojo izquierdo y otra para el ojo derecho, y éstas se separan de nuevo en el lado del observador por medio de unas gafas adecuadas. Este principio también se utiliza en el cine 3D. Un procedimiento común consiste en la proyección secuencial en el tiempo, en la que las imágenes para el ojo izquierdo y el ojo derecho se proyectan alternativamente y se vuelven a separar utilizando unas, así llamadas, gafas de obturador. Las gafas de obturador solo permiten la vista al ojo cuya imagen se está proyectando en ese momento.

Si esta presentación 3D se combina con una medición de la posición espacial de la posición del observador (seguimiento de la cabeza), se puede lograr una presentación correcta en perspectiva y a escala. Este es el principio básico de los entornos virtuales basados en proyección, por ejemplo CAVE (C. Cruz-Neira, D. J. Sandin, and T. A. DeFanti, “Surround-screen Projection-based Virtual Reality: The Design and Implementation of the CAVE," en Proceedings of the 20th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, 1993, pp. 135-142). En el estado de la técnica, sin embargo, solo se puede mostrar un único par de imágenes estereoscópicas, lo que significa que la presentación espacial a escala solo es posible para un observador. Esta es una grave limitación, ya que de este modo no es posible una colaboración real entre varias personas en una CAVE.

Una solución, ya presentada, a este problema consiste en proyectar más de un par de imágenes estereoscópicas una encima de la otra y separar las mismas de nuevo con unas gafas correspondientemente adaptadas de forma que cada observador vea el par de imágenes estereoscópicas asignado a él.

En un procedimiento patentado existente (A. Zink y B. Froehlich, "Verfahren zur Darstellung von Mehreren Bildfolgen", WO2012/028586 A1) se utilizan proyectores DLP (DLP = Digital Light Processing, procedimiento de proyección en el que el elemento de imagen es una matriz de microespejos (DMD = Digital Micromirror Device)), que muestran el color de la imagen secuencialmente, es decir, el canal rojo, el verde y el azul uno tras otro. En caso de una frecuencia de imagen típica de 60 Hz, los canales de color individuales cambian con una frecuencia de 180 Hz. El color de la luz se ajusta mediante una rueda de colores con un sector rojo, uno verde y otro azul, que gira de forma sincrónica con la presentación de la imagen. Dado que la rueda de colores es el componente temporalmente más inflexible del sistema, su frecuencia de rotación y su fase determinan la temporización de la presentación de la imagen.

El proceso existente utiliza esta alta frecuencia de cambio de color para la presentación secuencial en el tiempo de las imágenes individuales para el observador, que luego se separan nuevamente mediante gafas de obturador lo suficientemente rápidas. Para ello, la rueda de colores se retira de tres proyectores del mismo tipo y la señal de reloj que falta se genera luego mediante un oscilador de reloj externo. Éste controla los tres proyectores, con lo que éstos también se sincronizan entre sí. Al retirar la rueda de colores, los proyectores solo muestran imágenes en escala de grises.

Mediante la introducción de un filtro de color (rojo, verde o azul) en cualquier punto del recorrido de la luz, por ejemplo: frente a la lente de proyección, se convierte en una imagen monocromática roja, verde o azul. Los canales de color de las tres imágenes de entrada se distribuyen entre los respectivos proyectores mediante un procesador de vídeo adecuado. Si se utilizan proyectores que ya permiten una presentación 3d secuencial en el tiempo, tres proyectores pueden generar cada uno su propio par de imágenes estereoscópicas para tres observadores. En este caso, la frecuencia de imagen se duplica a 360 Hz. En A. Kulik et al., "C1x6: A Stereoscopic Six-user Display for Co-located Collaboration in Shared Virtual Environments, "ACM Trans. Graph., vol. 30, n° 6, p. 188:1 - 188:12, 2011, se utilizan adicionalmente filtros de polarización para la separación, que duplican el número de imágenes individuales separables a 12 y, por lo tanto, permiten seis observadores independientes.

Sin embargo, la principal desventaja de este procedimiento consiste en que requiere amplias modificaciones ópticas, mecánicas y eléctricas en los proyectores utilizados. Lo que es aún más grave es que los detalles de estas modificaciones dependen en gran medida del tipo de proyector respectivo e incluso son impracticables con algunos proyectores. Esto es aplicable en particular a la retirada de la rueda de colores, para lo cual el proyector debe desmontarse en gran parte. Además, en la rueda de colores generalmente también está integrado un filtro de infrarrojos. Éste reduce la radiación térmica que incide sobre la DMD y debe reemplazarse con un filtro de infrarrojos adecuado después de retirar la rueda de colores. Dado que el proyector no suele llevar ningún dispositivo de instalación para ello, éste debe construirse y fabricarse en cada caso. Además, el suministro de la señal del reloj externo debe adaptarse a la electrónica del proyector respectivo.

Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en especificar un procedimiento y un dispositivo para la proyección simultánea de imágenes individuales para una pluralidad de observadores, en los que se pueden utilizar proyectores que proyectan los colores periódicamente en sucesión temporal de una manera predeterminada, como es el caso, por ejemplo, de los proyectores anteriormente descritos con una rueda de colores incorporada. El objeto se plantea para imágenes no estereoscópicas y estereoscópicas.

El objeto se logra mediante el procedimiento para proyectar imágenes para su visualización por una pluralidad M de observadores según la reivindicación 1 y el dispositivo de proyección para proyectar imágenes para su visualización por una pluralidad M de observadores según la reivindicación 13. Las reivindicaciones dependientes respectivas proporcionan desarrollos ventajosos del procedimiento según la invención y del dispositivo según la invención.

De acuerdo con la invención se especifica un procedimiento para proyectar imágenes para su visualización por una pluralidad de observadores. En este contexto, el número de observadores se designa con M. El concepto “proyección” puede entenderse aquí como sinónimo de “visualización”. Preferiblemente, por proyección se entiende un procedimiento de visualización en el que un proyector irradia una superficie con luz para mostrar la imagen en la superficie. La superficie es normalmente plana, pero también son posibles procedimientos en los que se irradian superficies de cuerpos tridimensionales.

Preferiblemente, pero no necesariamente, las imágenes son imágenes estereoscópicas. Las imágenes estereoscópicas son imágenes que tienen en cada caso una imagen parcial para el ojo izquierdo y para el ojo derecho de un observador.

Preferiblemente, el procedimiento según la invención proyecta varias imágenes simultáneamente, cada una de ellas asignada a un observador. Por lo tanto, se proyecta una imagen individual para cada observador. Por consiguiente, si se han de presentar imágenes para una pluralidad de M observadores m, siempre se presenta un número de M imágenes individuales B^m, m = 1, ..., M. El índice m indica aquí al observador.

Una proyección simultánea de varias imágenes debe entenderse aquí como una proyección de las imágenes individuales, que son percibidas como simultáneas por la pluralidad de observadores. Por lo tanto, los respectivos observadores perciben en el mismo momento una pluralidad de imágenes proyectadas simultáneamente. En este contexto, la percepción simultánea está determinada por la fisiología de la visión. Tal como se describirá más abajo, los componentes de color de las imágenes o imágenes parciales de los diferentes observadores se proyectan sucesivamente en el tiempo y las imágenes parciales de diferentes ojos se proyectan sucesivamente en el tiempo en caso de la proyección estereoscópica. Sin embargo, se selecciona una frecuencia de la proyección tan alta que los componentes de color se perciben como simultáneos, aunque se proyectan sucesivamente en el tiempo.

Las imágenes B^m en el caso de imágenes estereoscópicas tiene en cada caso una imagen parcial T^{m izquierda} para un ojo izquierdo del observador m y una imagen parcial T^{m derecha} para un ojo derecho del observador m. Estas imágenes parciales se han de designar aquí como T^{m a}, a ^E {izquierda, derecha}, indicando el índice “a” el ojo del observador m correspondiente. Si las imágenes B^m son imágenes no estereoscópicas, las imágenes parciales son idénticas para un observador determinado. En este caso, las imágenes parciales se deberían designar como T^{m a = ambos}. En adelante, el caso a = ambos ha de caracterizar el caso no estereoscópico. En este caso, las imágenes parciales T^{m ambos} también pueden ser las propias imágenes B^m. Aquí se designan como “imágenes parciales” para permitir una descripción coherente de ambos casos.

Cada una de las imágenes parciales Tma está compuesta por N, ^ e ^ y N > 2, componentes de color Fmac, c = 1, ..., N de diferentes colores. Por lo general, el número de colores será preferiblemente N = 3. En este caso, los componentes de color F^{m a c} son los componentes de las imágenes parciales T^{m a} en estos colores. Por ejemplo, los tres colores pueden ser rojo, verde y azul. Los índices c = 1, 2, 3 corresponden entonces a los colores rojo, verde y azul en cualquier orden, pero en un orden fijo.

Según la invención, para proyectar las imágenes se utiliza una serie de N proyectores Pⁿ, n = 1, ..., N. En este contexto, el número de proyectores N es igual al número de componentes de color de los que están compuestas las imágenes. Los proyectores proyectan cada uno, en intervalos de tiempo sucesivos t ⁱ, componentes de color de las imágenes parciales en un orden fijo. Los intervalos de tiempo t ⁱ tienen por objeto designar las duraciones de tiempo en las que se presenta un componente de color de una de las imágenes parciales de una de las imágenes B^m. La longitud o duración dtⁱ un intervalo de tiempo t ⁱ puede ser de 8,33 ms, por ejemplo. En el caso de imágenes estereoscópicas, la longitud de los subintervalos t ⁱ es igual al tiempo de visualización de una imagen dividido por 2 * M * N. En caso de imágenes no estereoscópicas, la duración de los intervalos de tiempo sería, por ejemplo, el tiempo de visualización de una imagen dividido por M * N, ya que las imágenes parciales T^{m a} para ambos ojos del observador m se pueden presentar al mismo tiempo, dado que son idénticas. En este caso, preferiblemente se presenta una imagen que es vista por ambos ojos del observador m.

Según la invención, los proyectores están configurados de manera que proyectan los N colores de los componentes de color, es decir, aquellos colores de los que están compuestas las imágenes parciales, periódicamente en un orden fijo. En una configuración ventajosa de la invención, para ello los proyectores pueden presentar en cada caso ruedas de colores dispuestas en la trayectoria del haz de una fuente de luz del proyector correspondiente. En este contexto, cada una de las ruedas de colores puede tener segmentos de filtro en los colores de los N componentes de color a lo largo de su circunferencia. Las ruedas de colores están dispuestas de tal manera que la trayectoria del haz de la fuente de luz del proyector pasa por la zona de la rueda de colores por la que se mueven los segmentos del filtro durante el giro de la rueda. Por lo tanto, al girar la rueda de colores, los segmentos de filtro de los diferentes colores se mueven uno tras otro en la trayectoria del haz del proyector.

Según la invención, los proyectores se controlan de tal manera que en cada intervalo de tiempo t ⁱ se proyectan todos N componentes de color F^{m a c,} c = 1, ..., N de una imagen parcial T^{m a} para un ojo “a” en caso de imágenes estereoscópicas o para ambos ojos en el caso de imágenes no estereoscópicas de uno de los observadores m. Los conceptos momento t ⁱ e intervalo de tiempo t ⁱ deben usarse aquí como sinónimos.

Además, los proyectores juntos proyectan una vez todas las imágenes parciales T^{m a} de ambos ojos “a” de todos los observadores m en el transcurso de un período. Se considera periodo el espacio de tiempo en el que se visualiza una imagen B^m . Por lo tanto, la duración de un período es la suma de los intervalos de tiempo t ⁱ para presentar una de las imágenes B^m . Por consiguiente, si todos los intervalos de tiempo t ⁱ tienen la misma duración dt, la duración de un período es preferiblemente 2 * M * N * dt en caso de imágenes estereoscópicas o M * N * dt en caso de imágenes no estereoscópicas.

Ventajosamente, los proyectores pueden presentar la misma construcción, de modo que proyecten los colores de los componentes de color en el mismo orden. Sin embargo, dado que en un momento dado se han de presentar diferentes colores en cada caso, los proyectores preferiblemente proyectan los N colores desfasados en el tiempo entre sí.

De acuerdo con la invención, en caso de imágenes estereoscópicas, a cada ojo de cada observador m se le asigna un filtro o, en el caso no estereoscópico, a ambos ojos se les asignan conjuntamente un filtro o dos filtros conmutados de forma sincrónica, siendo los filtros conmutables en cada caso entre transparente y opaco. Si un filtro está conmutado a transparente, la luz de los colores utilizados para la presentación puede pasar a través del filtro. Si el filtro está conmutado a opaco, la luz de los colores usados para la presentación no puede atravesar el filtro.

Según la invención, el filtro asignado al ojo “a” del observador m en el tiempo t ⁱ o en el espacio de tiempo t ⁱ, conmutado a transparente, hacia los proyectores o en los mismos mostrará los componentes de color F^{m a c,} c = 1, ..., N de la imagen parcial T^{m a} . Como se ha descrito, los proyectores muestran en un intervalo de tiempo t ⁱ dado todos los componentes de color para una imagen parcial para al menos un ojo de uno de los observadores. El filtro de este ojo o estos ojos se conmuta entonces a transparente, mientras que todos los demás filtros, por lo tanto, en caso de imágenes estereoscópicas el filtro del otro ojo del mismo observador y los filtros para ambos ojos de todos los demás observadores, están conmutados a opaco.

En una configuración ventajosa de la invención, una fuente de señales puede proporcionar un número de señales de imagen parcial igual al número de las T^{m a} , que presentan las imágenes parciales T^{m a} para ambos ojos de todos los observadores. Por lo tanto, en caso de imágenes estereoscópicas, el número de señales de imagen parcial es igual a 2 * M y, en caso de imágenes no estereoscópicas, es igual a M. En esta forma de realización de la invención, los respectivos N componentes de color de las señales de imagen se pueden distribuir entre los N proyectores suministrando para cada una de las señales de imagen parcial todos los N componentes de color de esta señal de imagen a diferentes proyectores. De este modo se asegura que ningún proyector reciba múltiples componentes de color de la misma señal de imagen parcial al mismo tiempo, ya que cada proyector en un intervalo de tiempo t ⁱ determinado puede presentar solo un componente de color de una imagen parcial. Las señales de imagen parcial pueden, por ejemplo, ser suministradas a través de dos entradas separadas (por ejemplo, HDMI) o secuencialmente en el tiempo con el doble de frecuencia de imagen (por ejemplo, con 120 Hz para una señal de imagen de 60 Hz), en cada caso con dos imágenes parciales sucesivas en el tiempo.

Preferiblemente, los componentes de color F^{m a c} suministrados respectivamente a los proyectores Pⁿ se pueden retrasar en un periodo Zⁿ de Zⁿ = dt * (n - 1), siendo dt la duración de los intervalos de tiempo t ⁱ. Aquí se supone que los proyectores están ventajosamente sincronizados entre sí y que, por ejemplo al usar ruedas de colores, la relación de fase de los colores, es decir, por ejemplo las imágenes individuales rojas, verdes y azules, está sincronizada con la señal de imagen de entrada. Por lo tanto, si un proyector alcanza sucesivamente un componente de color rojo, uno verde y uno azul, su rueda de colores está sincronizada con estas señales de entrada de tal manera que el filtro rojo está en la trayectoria del haz cuando se aplica la señal roja; el filtro verde cuando se aplica la señal verde; y el filtro azul cuando se aplica la señal azul. Si las fuentes de señales proporcionan ventajosamente las imágenes parciales T^{m a} sincronizadas, esto significa que, en las señales que salen de las fuentes de señales, los componentes de color rojo de todas las imágenes parciales son simultáneos, los componentes de color verde de todas las imágenes parciales son simultáneos y los componentes de color azul de todas las imágenes parciales son simultáneos, pero siguiéndose los diferentes componentes de color de forma sucesiva en el tiempo. En este caso, los componentes de color del mismo color están disponibles desde las fuentes de imagen al mismo tiempo, mientras que los proyectores, no obstante, deben presentar los diferentes componentes de color de la misma imagen parcial al mismo tiempo. El retraso descrito tiene entonces el efecto de que la totalidad de los N proyectores proyectan en un momento t ⁱ dado todos los componentes de color de una imagen parcial.

En una configuración ventajosa de la invención, dicho retardo puede lograrse conectando delante de los proyectores en cada caso una memoria de primera entrada/primera salida (memoria FIFO, por sus siglas en inglés), es decir, una memoria que emite los datos leídos en el orden de entrada, pero retrasados en un intervalo de tiempo determinado.

En esta forma de realización de la invención, ventajosamente, la memoria FIFO conectada delante del proyector Pⁿ puede almacenar de forma intermedia n-1 intervalos de tiempo, es decir, retrasar el suministro de la señal de la fuente de señales al proyector en (n - 1) * dt. Para el proyector P¹ se produce un retraso de 0, por lo que no es necesario conectar una memoria FIFO delante de ese proyector.

Preferiblemente, el número de componentes de color es N=3, ya que este es el caso en la mayoría de las aplicaciones. La mayoría de los proyectores están diseñados para proyectar los colores rojo, verde y azul, por lo que la invención se pone en práctica preferiblemente con los colores rojo, verde y azul. Por lo tanto, en este caso se procesan señales de imagen de los colores rojo, verde y azul. La invención se puede utilizar de manera particularmente ventajosa cuando el número de observadores es M = 3, ya que la presentación de los componentes de color de las diversas imágenes parciales tiene entonces una duración de período de 2MN para cada proyector, y vuelve a comenzar de la misma manera una vez transcurrido un período. Con más o menos de tres observadores se produce un desfase entre la presentación de los componentes de color para los ojos individuales de los observadores, pero esto también es posible.

Suponiendo el caso ventajoso de imágenes estereoscópicas con tres componentes de color y tres observadores, las señales de imagen se pueden proyectar de manera particularmente ventajosa en un período de la siguiente manera:

Proyector 1: L¹¹, L²², L³³, R¹¹, R²², R³³, ...

Proyector 2: L¹², L²³, L³¹, R¹², R²³, R³¹, ...

Proyector 3: L¹³, L²¹, L³², R¹³, R²¹, R³², ...

En este contexto, L^mc designa el componente de color c para el ojo izquierdo del observador m y R^mc el componente de color c para el ojo derecho del observador m.

En general, preferiblemente M <= N. Para N > 3, las señales de imagen también están presentes preferiblemente en N componentes de color individuales, en cuyo caso los proyectores puedan procesar una señal de entrada con N componentes de color. Dada esta suposición, el esquema anterior puede generalizarse simplemente insertando una fila para cada componente de color adicional y una columna para cada período, por ejemplo, para N = 4:

Proyector 1: L¹¹, L²², L³³, L⁴⁴, R¹¹, R²², R³³, R⁴⁴, ...

Proyector 2: L¹², L²³, L³⁴, L⁴¹, R¹², R²³, R³⁴, R⁴¹, ...

Proyector 3: L¹³, L²⁴, L³¹, L⁴², R¹³, R²⁴, R³¹, R⁴², ...

Proyector 4: L¹⁴, L²¹, L³², L⁴³, R¹⁴, R²¹, R³², R⁴³, ...

Para dos observadores, todos los filtros estarían cerrados durante el tercer intervalo de tiempo respectivo, o se repetiría la imagen de uno de los dos observadores. Esto último permitiría al observador duplicar el brillo de la imagen percibida.

Más de tres observadores requieren el mismo número de componentes de color. La generalización tiene entonces el siguiente aspecto (M = número de observadores, N = número de canales de color, P = proyector). Aquí solo se muestra el ojo izquierdo L, el esquema se repite correspondientemente para el ojo derecho R:

P1: L11, L22, ..., LMN, R...

P2: L12, L23, ..., LM(1), R...

P3: L13, L24, ..., LM(2), R...

PM: L1N, L2(1), ..., LM(N-1), R...

Ventajosamente, los proyectores iguales reciben los mismos componentes de color de las imágenes B^m para diferentes ojos del mismo observador m. De este modo resulta la misma distribución de los componentes de color entre los proyectores para ambos ojos.

Los filtros descritos pueden estar configurados ventajosamente como gafas, de modo que en cada caso un filtro para el ojo derecho y un filtro para el ojo izquierdo del mismo observador están configurados como unas gafas. Esta configuración permite una fácil observación de las imágenes proyectadas. Cuando se proyectan imágenes no estereoscópicas, los dos filtros de un par de gafas pueden estar ventajosamente sincronizados en cada caso.

Ventajosamente, como se ha descrito, los proyectores pueden proyectar los componentes de color en el mismo orden. Para ello, de forma especialmente preferida, los proyectores tienen cada uno una rueda de colores, que gira en la trayectoria del haz de una fuente de luz del proyector correspondiente y que presenta segmentos de filtro en los N componentes de color a lo largo de su circunferencia. Los segmentos de filtro están dispuestos de tal manera que, cuando se gira la rueda de colores, se mueven periódicamente uno tras otro a través de la trayectoria del haz de la fuente de luz hacia la superficie de proyección. De esta forma, el proyector genera sucesivamente imágenes de los diferentes colores.

Preferiblemente, todos los proyectores están sincronizados entre sí para que proyecten los diferentes componentes de color en cada caso simultáneamente. Los periodos t ⁱ son por lo tanto simultáneos para todos los proyectores. Sin embargo, preferiblemente, los mismos colores de los diferentes proyectores están desfasados entre sí por parejas, de manera que dos proyectores nunca proyectan el mismo color en ningún momento.

Ventajosamente, las imágenes B^m descritas son fotogramas de una imagen en movimiento o una película con M componentes para los M observadores. Por lo tanto, cada observador puede ver una película diferente. Una película o una imagen en movimiento también debe entenderse aquí como aquellas secuencias de imágenes que se generan digitalmente, por ejemplo, mediante programas informáticos que muestran datos en movimiento.

De acuerdo con la invención, también se especifica un dispositivo de visualización para la proyección simultánea de imágenes individuales, preferiblemente estereoscópicas, para su visualización por una pluralidad M de observadores. El dispositivo de visualización tiene N proyectores, donde N es el número de componentes de color de las imágenes que han de ser proyectadas. El dispositivo de visualización también tiene 2M filtros, cada uno de los cuales se puede conmutar entre transparente y opaco. Según la invención, este dispositivo de visualización está configurado para llevar a cabo un procedimiento diseñado tal como se ha descrito anteriormente. El dispositivo de visualización tiene preferiblemente un procesador, como por ejemplo una CPU, que controla las etapas del procedimiento anteriormente descrito. Lo que se ha descrito para el procedimiento se aplica de manera análoga al dispositivo de visualización.

A continuación, la invención se explicará a modo de ejemplo con referencia a algunas figuras. En este contexto, los símbolos de referencia iguales designan características iguales o correspondientes. Además, las características descritas en los ejemplos se pueden realizar independientemente de los ejemplos correspondientes y se pueden combinar entre diferentes ejemplos.

Se muestran

Figura 1 un esquema de tiempo de un ejemplo de realización del procedimiento según la invención y

Figura 2 un flujo de señales con clasificación de canales de color y mecanismos de retardo.

La Figura 1 muestra un esquema cronológico de un ejemplo del procedimiento según la invención, en el que se presentan imágenes estereoscópicas. El procedimiento se lleva a cabo aquí con tres proyectores 1a, 1b, 1c y con tres observadores 2a, 2b, 2c. El curso a lo largo del tiempo se traza en la dirección horizontal. Las filas al lado de los proyectores 1a, 1b, 1c muestran la secuencia cronológica de los componentes de color que proyecta el proyector en la fila correspondiente. Las líneas junto a los observadores 2a, 2b, 2c muestran el estado de los filtros frente a los ojos de los observadores 2a, 2b, 2c, estando aquí unidos en cada caso dos filtros 3a, 3b para formar unas gafas 3 para los dos ojos de un observador. Si un filtro 3a se muestra en blanco, significa que es transparente a la luz. Si un filtro 3b se muestra en negro, es opaco a la luz en ese momento.

El procedimiento se puede transferir sin más al caso de imágenes no estereoscópicas, en cuyo caso, en lugar de imágenes parciales izquierda y derecha, se visualizan imágenes parciales para ambos ojos de un observador dado.

Cada una de las columnas de la Figura 1 representa un intervalo de tiempo t ⁱ en el que los proyectores proyectan un determinado componente de color y los filtros 3a, 3b de las gafas 3 tienen un determinado estado de transparencia (transparente u opaco). Las entradas en los campos de las tres líneas superiores describen sucesivamente el ojo (L para la izquierda y R para la derecha), luego el observador (1,2 o 3) y el color del componente de color (r para el rojo, g para el verde y b para azul).

El principio básico consiste aquí en que los proyectores 1a, 1b, 1c se sincronizan entre sí de tal manera que la presentación secuencial en el tiempo de las imágenes individuales rojas, verdes y azules tiene lugar en cada caso desfasada en un color. De este modo, en cada momento un proyector 1a, 1b, 1c muestra una imagen individual roja, verde o azul. En el ejemplo mostrado, en el primer intervalo de tiempo t¹ se muestran los componentes de color para el ojo izquierdo del primer observador 2a; en el segundo intervalo de tiempo t² , los componentes de color para el ojo izquierdo del segundo observador 2b; y, en el tercer intervalo de tiempo t3, los componentes de color para el ojo izquierdo del tercer observador 2c. A continuación, en el cuarto subintervalo t⁴ se muestra el componente de color para el ojo derecho del primer observador 2a, después el componente de color para el ojo derecho del segundo observador 2b, y luego el componente de color para el ojo derecho del tercer observador 2c.

Los filtros 3a, 3b de las gafas 3 se controlan de forma sincrónica con los intervalos de tiempo indicados de tal manera que el filtro 3a, 3b respectivo es transparente frente al ojo del observador correspondiente, por lo tanto, en el primer intervalo de tiempo t ¹, el filtro 3a frente al ojo izquierdo del primer observador 2a; en el segundo intervalo de tiempo t² , el filtro frente al ojo izquierdo del segundo observador 2b; en el tercer intervalo de tiempo t³, el filtro frente al ojo izquierdo del tercer observador 2c; en el cuarto intervalo de tiempo t4, el filtro del ojo derecho del primer observador 2a; en el quinto intervalo de tiempo t5, el filtro del ojo derecho del segundo observador 2b; y, en el sexto intervalo de tiempo t6, el filtro frente al ojo derecho del tercer observador 2c. En los intervalos de tiempo siguientes se repite el orden en el que se presentan los colores y la conmutación a transparente de los filtros 3a, 3b. La disposición cronológica de las columnas también se puede cambiar.

Muchos proyectores sincronizan sus ruedas de colores y, por lo tanto, la relación de fase de las imágenes individuales rojas, verdes y azules con la señal de la imagen de entrada. Por lo tanto, el desfase en un canal de color puede lograrse simplemente suministrando señales de imagen desfasadas en el tiempo en cada caso. En la Figura 2 se muestra una posibilidad ejemplar para generar este desfase en el tiempo a partir de señales de imagen previamente sincrónicas.

Las dos señales de imagen suministradas a los proyectores 1b y 1c se almacenan aquí en una memoria de primera entrada/primera salida (memoria FIFO o cola de espera), cuya longitud corresponde a un tercio o dos tercios de una imagen individual. Específicamente, la Figura 2 muestra lo siguiente.

Se proporciona una señal 4a, 4b, 4c de imagen para cada observador, cada una de las cuales tiene tres componentes de color r, g, b. Las señales 4a, 4b, 4c de imagen se conducen a las entradas 5a, 5b, 5c de los proyectores 1a, 1b, 1c. Se ha de señalar que aquí las entradas 5a, 5b, 5c pueden ser dispositivos independientes de los proyectores, pero unidos a éstos, que se pueden conectar delante de proyectores 1a, 1b, 1c disponibles comercialmente, por ejemplo.

Cada una de las entradas 5a, 5b, 5c tiene entradas R, G, B para los diferentes componentes de color. Los componentes de color r, g, b de las señales 4a, 4b, 4c de imagen se distribuyen entre las entradas R, G, B de los proyectores 1a, 1b, 1c de tal manera que todos los componentes de color de las señales 4a, 4b, 4c de imagen se distribuyen en cada caso entre diferentes entradas de los proyectores 5a, 5b, 5c. Por ejemplo, el componente de color rojo r de la señal 4a se distribuye a la entrada roja R de la entrada 5a del proyector 1a. El componente de color verde g de la señal 4a de imagen se distribuye a la entrada G de la entrada 5c del proyector 1c y el componente de color azul b de la señal 4a se distribuye a la entrada B de la entrada 5b del proyector 1b. Las señales 4b y 4c de color se distribuyen correspondientemente.

Desde de la entrada 5a, 5b y 5c respectiva se emiten los componentes de color R, G, B uno tras otro, es decir, en intervalos de tiempo t ⁱ sucesivos. Las señales emitidas desde la entrada 5a se envían directamente al proyector 1a. Las señales de color emitidas desde la entrada 5b se envían al proyector 1b a través de la interposición de una memoria FIFO 6, que retrasa las señales en una longitud dt de los intervalos de tiempo t ⁱ, es decir, en un tercio de la duración de una imagen parcial. Por lo tanto, los componentes de color presentados por el proyector 1b se desfasan un intervalo de tiempo t ⁱ con respecto a los presentados por el proyector 1a.

Las señales de color emitidas desde la entrada 5c son retrasadas por una memoria intermedia FIFO 7 en dos intervalos de tiempo dt, es decir, en dos tercios de la duración de una imagen individual. De este modo, el proyector 1c presenta los componentes de color con un retraso de dos intervalos de tiempo dt con respecto al proyector 1 a. De esta manera resulta el esquema mostrado en la Figura 1.

Alternativamente, el desfase de tiempo también puede tener lugar a través de una sincronización externa desfasada en el tiempo de los proyectores a través de la señal del reloj de la rueda de colores. Sin embargo, para ello se requiere una modificación eléctrica de los proyectores.

El procedimiento descrito también se puede utilizar para tecnologías de proyección distintas de DLP, siempre que se basen en un procedimiento secuencial de color. Dichas tecnologías de proyección son, por ejemplo, proyectores LCOS monochip.

La invención se puede utilizar en todas las aplicaciones de entornos virtuales basados en proyección. Permite por primera vez un trabajo colaborativo real, por ejemplo en ingeniería, pero también en otros dominios de aplicación. Además, son posibles muchas otras aplicaciones, incluidas aquellas que no requieren estereoscopia, por ejemplo la presentación simultánea de diferentes películas en la misma pantalla de proyección.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la proyección simultánea de imágenes individuales para una pluralidad M de observadores, en donde cada imagen B^m, m=1, ..., M, presenta para un observador m en cada caso una imagen parcial T^{m a} , a ^E {izquierda, derecha} para un ojo izquierdo y para un ojo derecho “a” del observador m, o

una imagen parcial T^{m a = ambos} para ambos ojos de un observador m;

en donde cada imagen parcial ^{T m a} está compuesta por N, ^ € ^ y N > 2, componentes de color ^{F m a c ,} c = 1, ..., N de diferentes colores;

en donde N proyectores Pⁿ, n = 1, ..., N, proyectan en cada caso los componentes de color de las imágenes parciales en intervalos de tiempo t ⁱ sucesivos;

en donde cada proyector proyecta todos los N colores de los componentes de color periódicamente en un orden fijo uno tras otro;

en donde los N proyectores juntos proyectan todos los componentes de color F ^{m a c} , c = 1, ..., N, de una imagen parcial T^{m a} para uno o ambos ojos “a” de uno de los observadores m en cada intervalo de tiempo t ⁱ ; y en el transcurso de un período proyectan una vez todas las imágenes parciales T^{m a} de ambos ojos “a” de todos los observadores m;

en donde cada ojo “a”, a ^E (izquierdo, derecho, ambos) de cada observador tiene asignado un filtro que puede conmutarse entre transparente y opaco; y

en donde el filtro asignado en cada caso al ojo “a” del observador m se conmuta a transparente en el intervalo de tiempo t ⁱ en el que los proyectores muestran los componentes de color de la imagen parcial T^{m a} .

2. Procedimiento según la reivindicación precedente, en el que todos los proyectores proyectan los N colores de los componentes de color en el mismo orden, pero desfasados en el tiempo entre sí.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en donde una fuente de señales proporciona un número de señales de imagen parciales igual al número T^{m a} , que representan las imágenes parciales T^{m a} ;

en donde los N componentes de color respectivos de las señales de imagen parciales se distribuyen entre los N proyectores, suministrando a diferentes proyectores, para cada una de las señales de color, los N componentes de color de esta señal de imagen; y

los componentes de color F^{m a c} suministrados respectivamente al proyector Pⁿ se retrasan preferiblemente en un período de tiempo Zⁿ de Zⁿ = dt * (n - 1), siendo dt la duración de los intervalos de tiempo t ⁱ.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en donde el procedimiento es un procedimiento para la proyección simultánea de imágenes estereoscópicas individuales para la pluralidad de observadores;

en donde cada imagen B^m, m = 1, ..., M para uno de los observadores m presenta en cada caso una imagen parcial T^{m a} , a ^E {izquierda, derecha} para un ojo derecho y un ojo izquierdo “a” del observador m;

en donde los N proyectores juntos proyectan en cada período de tiempo t ⁱ todos los componentes de color F^{m a c}, c = 1, ..., N, de una imagen parcial T^{m a} para exactamente uno de los ojos “a” de uno de los observadores m;

y proyectan todas las imágenes parciales T^{m a} de ambos ojos “a” de todos los observadores m una vez en el transcurso de un período;

en donde a cada ojo “a”, a ^E {izquierda, derecha, ambos} de cada observador se le asigna un filtro que se puede conmutar entre transparente y opaco; y

en donde el filtro respectivo asignado al ojo “a” del observador m se conmuta a transparente en el intervalo de tiempo t ⁱ en el que los proyectores muestran los componentes de color de la imagen parcial T^{m a} .

5. Procedimiento según la reivindicación precedente, en donde el retraso de los componentes de color suministrados al proyector Pⁿ se efectúa de tal modo que los componentes de color suministrados al proyector Pⁿ se conducen a través de una memoria de primera entrada/primera salida, en la que se almacenan de forma intermedia n-1 intervalos de tiempo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

en donde el número de componentes de color es N = 3 y/o el número de observadores es M = 3.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el número de componentes de color es N = 3 y el número de observadores es M = 3, y las señales de imagen se proyectan a los proyectores de la siguiente manera:

Proyector 1: L¹¹, L²², L³³, R¹¹, R²², R³³, ^...

Proyector 2: L¹², L²³, L³¹, R¹², R²³, R³¹, ^...

Proyector 3: L¹³, L²¹, L³², R¹³, R²¹, R³², ...

en donde L^{m c} designa el componente de color F^{m izquierda c} para el ojo izquierdo del observador m y R^{m c} el componente de color F^{m derecho c} para el ojo derecho del observador m.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde se suministran componentes de color iguales de las imágenes para diferentes ojos del mismo observador al mismo proyector.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde en cada caso un filtro para el ojo derecho y un filtro para el ojo izquierdo del mismo observador están configurados como unas gafas.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde todos los proyectores proyectan los componentes de color en el mismo orden, teniendo cada uno de los proyectores preferiblemente una rueda de colores que gira en la trayectoria del haz de una fuente de luz del proyector correspondiente y que presenta segmentos de filtro en los N componentes de color a lo largo de su circunferencia.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde todos los proyectores se sincronizan entre sí de modo que en cada caso proyectan simultáneamente un componente de color y proyectan los mismos colores desfasados por parejas en un intervalo de tiempo.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde las imágenes B^m son fotogramas de una imagen en movimiento o de una película que tiene M componentes para los M observadores.

13. Dispositivo de visualización para la proyección simultánea de imágenes estereoscópicas individuales para su visualización por una pluralidad M de observadores, que comprende

N proyectores, siendo N el número de componentes de color de las imágenes que han de ser proyectadas; 2M filtros que se pueden conmutar entre transparente y opaco,

en donde el dispositivo de visualización está configurado para realizar un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes.

14. Dispositivo de visualización según la reivindicación precedente,

que comprende un procesador con el que se pueden realizar las etapas de un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes.