FR2519501A1

FR2519501A1 - Systeme de television stereoscopique

Info

Publication number: FR2519501A1
Application number: FR8213644A
Authority: FR
Original assignee: 3D Video Corp
Current assignee: 3D Video Corp
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1983-07-08
Also published as: GB2114395B; FR2519501B1; JPS58117791A; GB2114395A; CA1203316A; DE3226703A1

Abstract

UN SYSTEME DE CINEMA STEREOSCOPIQUE COMPREND UNE CAMERA 2 POUR LA PRISE DE VUE D'UNE PAIRE STEREO D'IMAGES, UN ENREGISTREUR 3, UN CODEUR 4 POUR COLORER SELECTIVEMENT CHAQUE IMAGE DE LA PAIRE STEREO ET LES SUPERPOSER, UN MOYEN DE TRANSMISSION 6, UN MOYEN D'AFFICHAGE DE COULEUR 7 ET UN MOYEN DE VISION DE COULEUR 9, TOUS STEREOSCOPIQUES. CHAQUE IMAGE DE LA PAIRE STEREO D'UN SYSTEME DE FILM EN COULEUR EST COLOREE SELECTIVEMENT, OU EST COLOREE ELECTRONIQUEMENT DANS UN SYSTEME VIDEO EN COULEUR, DE MANIERE A ASSURER QUE LES IMAGES SONT CANALISEES SEPAREMENT DANS LE SYSTEME DE COULEUR POUR APPARAITRE A L'AFFICHAGE COMME DEUX IMAGES COLOREES DIFFEREMMENT. UN MOYEN DE VISION CHROMATIQUE, TEL QUE DES LUNETTES BICOLORES 9, EST UTILISE PAR CHAQUE OBSERVATEUR POUR CANALISER CHAQUE IMAGE VERS CHAQUE OEIL. L'OBSERVATEUR PERCOIT NORMALEMENT UNE IMAGE STEREOSCOPIQUE SENSIBLEMENT EN NOIR ET BLANC; CEPENDANT, DES MOYENS POUR LA PRISE DE VUE, L'ENREGISTREMENT, LA TRANSMISSION, LA REPRODUCTION ET L'EXAMEN D'UNE IMAGE DE TOUTES LES COULEURS SONT EGALEMENT DECRITS.

Description

1.

La présente invention concerne un système de télé-

vision stéréoscopique Tous les procédés de prise de vue

stéréoscopique nécessitent qu'une paire stéréo de deux ima-

ges d'une scène soit prise à partir de deux angles horizon-

taux légèrement différents Au dispositif de visualisation,

les deux images sont superposées et une image est canali-

sée vers chaque oeil de l'observateur Historiquement,l'un

des premier procédés d'enregistrement et d'affichage d'ima-

ges stéréoscopiques, c'est-à-dire à trois dimensions ( 3 D), destinées à un groupe d'observateurs consistait à utiliser

deux caméras pour enregistrer les deux images et deux pro-

jecteurs de diapositives pour afficher l'image stéréoscopi-

que Un codage de couleur était utilisé pour canaliser les deux images séparément vers les yeux de l'observateur par

projection bicolore (anaglyphe) et avec des lunettes bicolo-

res correspondantes.

Par exemple, une diapositive photographique en

noir et blanc de l'image gauche d'une paire stéréo enregis-

-.* trée est placée dans le projecteur gauche et une diapositi-

ve de l'image droite de la paire stéréo dans le projecteur droit Un filtre rouge est placé à l'avant de la lentille

du projecteur gauche et un filtre vert à l'avant de la len-

tille du projecteur droit Les deux projecteurs forment un angle de façon que leurs images soient superposées sur

2 2519501

2.

1 ' écran.

Sans lunettes, l'observateur voit l'objet de la

scène totalement superposé et par conséquent celui-ci pré-

sente une image presque en noir et blanc, car les intensi-

tés et les teintes des projecteurs en rouge et vert sont réglées de façon que le mélange produise des blancs et des gris Les choses situées à l'arrière de l'objet d'intérêt principal ne sont pas totalement superposées, de même que ne le sont pas celles se trouvant à l'avant de l'objet d'intérêt Cela provoque une frange en rouge ou vert sur

les bords de ces objets Des objets étroits situes à l'ar-

rière plan ou à l'avant plan tels que des poteaux peuvent

apparaltre séparés sous forme d'un poteau rouge et d'un po-

teau vert Lorsque l'observateur place les lunettes bicolo-

res (anaglyphe) à l'avant de ses yeux, avec un filtre rouge dans l'ouverture gauche et un filtre vert dans l'ouverture

droite,chaque oeil ne voit qu'une image de la paire stéréo.

L'oeil gauche voit l'image rouge de la diapositive gauche par l'interxm 4 d/iare du filtre rouge placé dans l'ouverture

-gauche des lunettes La lumière verte provenant de la diapo-

sitive droite est bloquée et absorbée par le filtre rouge.

L'oeil droit voit l'image verte, de la diapositive droite par l'interm/diaire du filtre vert place dans l'ouverture

droite des lunettes La lumière rouge provenant de la diapo-

sitive ga Uiche est bloquée et absorbée par le filtre vert.

Le cerveau procède à une fusion des deux images canalisées

pour donner une image unique en trois dimensions qui appa-

rait partout comme étant en noir et blanc.

D'autres combinaisons de filtres peuvent être uti-

lis Ses,telles qu'un filtre rouge et un filtre bleu, un filtre

vert et un filtre magenta (rouge-bleu),jaune (rouge-vert).

et bleu, et rouge et cyan (bleu-vert) Chaque combinaison présente certains avantages et certains inconvénients En général, on a trouvé que le rouge et le cyan étaient les

couleurs les plus souhaitables -pour une vision bicolore.

Une autre configuration consiste à utiliser un agrandisseur pour projeter les deux images des diapositives en noir et blanc,une à la fois, par l'intermédiaire d'un 4 '

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filtre rouge pour l'oeil gauche et d'un filtre vert pour l'oeil droit et de les enregistrer superposées sur un film en couleur Ce film en couleur peut être projeté par un seul projecteur et observé avec des lunettes bicolores comme image en trois dimensions en noir et blanc. En général, la paire stéréo de diapositives fait appel à un film en noir et blanc avec la couleur ajoutée

artificiellement par des filtres au dispositif de visuali-

sation et dans les lunettes pour le codage de couleur de faqpn à canaliser une image vers chaque oeil Chacune des

deux diapositives en noir et blanc donne une nuance simi-

laire de gris dans des zones identiques de l'image Cepen-

dant,si un filtre rouge est utilisé à l'avant d'une caméra de film en noir et blanc et un filtre cyan à l'avant d'une autre, les deux diapositives seront différentes quant à leurs nuances de gris dans des zones identiques, ce qui aura pour effet de faire apparaitre l'image projetée en

couleur et en trois dimensions.

c'est-à-dire qu'une zone rougeâtre de la scène peut être enregistrée en gris clair dans la diapositive

gauche et presque en noir dans la diapositive droite appa-

raissant, par conséquent, rougeâtre à l'observateur Une

zone cyan peut être enregistrée en noir dans la diapositi-

ve gauche et en blanc dans la diapositive droite Une zone

jaune peut être enregistrée en gris moyen dans chaque dia-

positive Des filtres de couleur correspondants placés dans le projecteur ajoutent du noir dans la scène Cependant, dans cette configuration, le bleu et le vert sont réunis en cyan et il n'est pas possible d'enregistrer, afficher ou voir le vert ou le bleu séparément ou dans leurs diverses nuances La présente ixention dans un mode de réalisation

recommandé, concerne un système et un procédé de télévi-

sion stérgoscopique à trois couleurs, qui est également ap-

plicable aux films comme indiqué précédemment à titre d'ex-

plication La scène peut être aussi enregistrée sur un

film en noir et blanc avec trois cameras Une camera com-

porte un filtre rouge sur sa lentille représentant la vue

-4 2519501

pour l'oeil gauche Les deux autres caméras représentant la vue pour l'oeil droit sont positionnées avec leurs points de prise de vue superposés optiquement à la droite de la première caméra L'une de celles- ci comporte un filtre vert et l'autre un filtre bleu Après enregistrement de la scéne,trois images de film en noir et blanc (diapositives ou cinéma) sont projetées en étant superposées sur un écran à partir de trois projecteurs, l'un avec un filtre rouge sur la lentille, un autre avec un filtre vert et le troisième avec filtre bleu Lorsque l'observateur porte les lunettes rouge-cyan (rouge pour l'oeil gauche et cyan pour l'oeil droit), l'oeil gauche voit toutes les zones en rouge de la scène et l'oeil droit voit à la fois les zones bleues et vertes séparément et sous des intensités différentes, ce qui

confère une image totalement en couleur (trois) en 3 dimen-

sions Sans les lunettes, 'l'image apparaît totalement en couleur (trois) Les franges de couleur sur les objets en

avant-plan et en arrière-plan se remarquent moins et se per-

dent dans la couleur de la scène; alors que, avec le sys-

tèMe en noir et blanc décrit précédemment, les franges de

couleur sont apparentes.

Une paire stéréo de diapositives classiques de film en couleur peut être prise avec une paire de cameras,

ou avec une camera unique sur une barre de diapositive sté-

réo ou avec une caméra stéréo à double objectif La partie

rouge du spectre de couleur est transmise par l'intermê-

dlaire d'un filtre rouge sur l'objectif de la caméra lors-

que l'image gauche est prise La partie verte du spectre est

transmise par l'intermédiaire d'un filtre vert sur l'objec-

tif de la camera lorsque l'image rouge est prise L'image bleue est absorbeé dans les filtres rouge et vert et, par

conséquent, la capacité en trois couleurs du film est dégra-

dée et l'image en deux couleurs est vue par l'observateur Ce-

pendant, une seconde image pour l'oeil droit peut être pri-

se avec un filtre bleu sur l'objectif de la caméra fournis-

sant ainsi une couleur complète (trois).

Les trois projecteurs ne nécessitent aucun filtre

de couleur à l'avant de leur objectif lorsqu'il y a projec-

2519501

tion de diapositives de film en couleur De plus, les ima-

ges de diapositives en deux (ou trois)couleurs peuvent être superposées sur une diapositive en couleur dans un agrandisseur et projetées avec un seul projecteur sans avoir besoin de filtres de couleur.

Certains problèmes psychologiques et physiologi-

ques ont été rencontrés lors de l'utilisation de lunettes bicolores Ceuxci sont largement dus au fait qu'un oeil voit son champ complet de vision par l'intermédiaire d'un filtre de couleur hautement saturé et que l'autre oeil voit son champ de vision complet par l'intermédiaire d'un filtre

différent de couleur hautement saturé Certains observa-

teurs signalent une rivalité de couleur, o l'image entiè-

re semble passer au rouge pendant un certain temps puis de-

venir cyan Cela provoque un bombardement mental de couleur

qui est ennuyeux, et pour certains observateurs peut entral-

ner une sérieuse angoisse L'utilisation de lunettes bicolo-

res dans un théâtre sombre est parfois davantage satisfai-

sante que dans une pièce de télévision plus éclairée Dans ce dernier cas, l'observateur rencontre des difficultés pour regarder autour de la pièce car chaque oeil voit une

sue de couleur différente de la même zone.

La présente invention concerne un système de télé-

vision stéréoscopique (à 3 D, c'est-à-dire à trois dimen-

sions), destiné principalement à la télévision domestique, mais qui également pourrait être utilisé pour la télévision industrielle à circuit fermé et pour les films Le système

comprend: ( 1) un moyen stéréoscopique associé à une camé-

ra pour la prise d'une vue en trois dimensions d'une scène

représentée par une paire stéréo d'images; ( 2) un moyen d'en-

registrement stéréoscopique de film, un disque stéréo, ou une bande vidéo, ( 3) un moyen de codeur stéréoscopique pour filtrer sélectivement les couleurs de chaque image ou

pour colorer chaque image de la paire stéréo et les super-

poser; ( 4) unmoyen de transmission stéréoscopique; ( 5) un

moyen de visualisation d'anaglyphe de couleur stéréoscopi-

que tel qu'un tube à rayons cathodiques d'un récepteur de télé-

vision ou une projection de télévision ou de film sur un E.

6 2519501

écran; et ( 6) un moyen bicolore de vision en couleur stéré-

oscopique. Une caméra de cinéma ou une caméra de télévision stéréoscopiaque peuvent être utilisées comme moyen de prise de vue Certains systèmes de caméra de prise de vue en 3 D font appel à deux caméras de cinéma sur une monture commune ou dans un bottier unique pour prendre une paire stéréo

d'images gauche et droite de la scène à partir d'angles lé-

gèrement différents, qui sont enregistrées sur deux bandes

de film D'autres systèmes de cinéma à 3 D utilisent un dis-

positif stéréo-optique dans une seule caméra pour prendre

et enregistrer les deux images sur une seule bande de film.

Dans ces derniers systèmes de film, les deux images peuvent être multiplexées spatialement, multiplexées temporellement ou multiplexées en couleur Dans le multiplexage spatial,

les deux images sont placées optiquement côte à côte, ou au-

dessus et au-dessous Dans des systèmes de film multiplexés

terporellement les deux images sont prises dans une séquen-

ce temporelle d'abord une image pour un oeil, puis l'ima-

ge pour l'autre oeil Dans des systèmes de film multiplexés

en couleur, chaque image de la paire stéréo prise est enre-

gistrée sous forme de couleur différente (c'est-à-dire un

système stéréoscopique anaglyphe en couleur) Le film trai-

té est placé dans une chaîne de film comprenant un projec-

teur de cinéma et une caméra de télévision pour prendre

électroniquement la première des images, puis l'autre ima-

ge du film Deux chalnes synchronisées et verrouillées sont parfois utilisées avec deux bandes de film pour une prise simultanée. Une caméra de télévision en 3 D peut être utilisée pour prendre les deux images de la scène à partir d'angles légèrement différents (correspondant à des vues pour les

yeux droit et gauche) Le bottier de la caméra de télévi-

sion en 3 D peut contenir deux têtes de caméra individuelles (une pour chaque image) ou avoir une seule tête de caméra

TV avec des systèmes optiques ou électroniques spéciaux.

Dans ce dernier cas, les images sont multiplexées électro-

niquement ou optiquement (spatialement, temporellement ou

7 2519501

7.

par couleur).

Un moyen d'enregistrement magnétique peut être

utilisé pour stocker la paire stéréo d'images de télévi-

sion sur un disque vidéo ou une bande vidéo Si on utilise deux caméras TV, une image peut être enregistrée sur chacun de deux moyens d'enregistrement magnétique En outre les

deux images peuvent être multiplexées sur un moyen d'enre-

gistrement magnétique unique dans une trame ou d'une maniè-

re séquentielle par images (une image enregistrée sur une

trame,une autre image enregistrée sur la trame suivante).

Un codeur vidéo stéréoscopique est utilisé avec deux canaux d'entrée, un pour l'image gauche et l'autre pour l'image droite Ce dispositif a une seule sortie codée en standard de radio-diffusion (NTSC,PAL ou SECAM) Les deux signaux d'entrée sont codés électroniquement en coûleur (chacun dans une couleur différente) et superposés Les

deux entrées peuvent provenir d'un système à canaux dou-

bles tel que deux têtes de caméra de TV dans une camera de télévision en 3 D ou deux cameras TV placées chacune dans

une chaîne de film-séparée De plus, les deux entrées peu-

vent provenir d'unsystme à canal unique, tel que deux com-

binaisons des sorties Rouge, Verte et Bleue-d'une seule ca-

méra de TV en couleur avec un objectif stéréoscopique spé-

cial utilise seul ou dans une chaîne de film De plus, les

deux entrées peuvent provenir de deux bandes de deux enregis-

treurs à bande vidéosynchroniséschacun d'eux ayant une ima-

ge d'une paire stéréo Le signal de sortie codé peut être

enregistré comme une bande vidéomère en 3 D ou être direc-

tement appliqué au moyen de transmission.

Le moyen de transmission relie le moyen de codeur stéréo ou le moyen de reproduction de la bande vidéo mère en

3 D au moyen de visualisation Cela peut se faire par un câ-

ble coaxial vidéo ou par un c Rble en fibre optique, ou par un émetteur RF & la station et un récepteur RF au poste de TV Dans ce dernier cas, le signal RF peut être envoyé via

un cêble TF ou par microonde ou par satellite et par des émet-

teurs de radiodiffusion hertziens dans des canaux classiques

comprenant la TV à pré-paiement (avec une image brouillée).

8. De plus, des cassettes vidéo ou des disques vidéo peuvent être utilizs pour stocker et reproduire l'image en 3 D. Un poste classique de télévision en couleur ou un projecteur de télévision affiche la paire stéréo codée en couleur des images superposées sur son écran Les observateurs portent des lunettes stéréoscopiques (bicolores) de décodage de couleur, qui canalisent l'image appropriée vers

chaque oeil.

Par conséquent,un objet principal de la présente

invention est un procédé et un système stéréoscopique per-

fectionnés. Un autre objet principal de la présente invention est un moyen peu coiteux et pratique permettant de fournir à des observateurs de télévision des images vraies en trois

dimensions ennécessitant aucune ou très peu de modifica-

tions de l'équipement de télévision existant et en utili-

sant seulement un canal de TV classique, tant pour des utili-

sations industrielles que pouf des distractions privées.

Un autre objet de la présente invention est un pro-

cédé commode d'utilisation d'images de cinéma et de diaposi-

tives en 3 D existantes et nouvellement produits, et des ban-

des vidéo en 3 D pour distraction par télévision.

Un autre objet de la présente invention est une forme améliorée de caméra de télévision en 3 D qui permet la

prise de vue (pour enregistrement ou pour des transmis-

sions "sur le vif') de nouveaux programmes Un autre objet

de la présente invention est diutiliser l'équipement de té-

lévision et les canaux de télévision existants, apportant cette nouvelle forme de distraction et d'information aux

téléspectateurs à un cout faible ou nul.

Un objet supplémentaire de la présente invention est un système'de film perfectionné à trois dimensions, qui

utilise une seule caméra et un seul projecteur.

Un objet important de la présente invention est de transmettre une information en image avec profondeur et

spatiale d'une manière perfectionnée qui ne peut être commu-

niquée avec une télévision en deux dimensions.

Un objet de la présente invention est de fournir 9 q non seulement des images ennoir et blanc et des images en

deux couleurs en trois dimensions, mais également des ima-

ges toutes en couleur.

La présente invention sera bien comprise lors de

la description suivante faite en liaison avec les dessins

ci-joints dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique

d'un systàme d'image stéreoscopique qui capte une paire sté-

réo d,'images de la scène et l'affiche dans des couleurs sé-

parées pour vision avec des lunettes bicolores; La figure 2 est une vue en coupe en plan d'une caméra stéréoscopique comprenant deux têtes de caméra de

téIlvision en couleur dirigées et mises au point directe-

ment sur la scène; La figure 2 A est une vue en coupe en plan d'une caméra stéréoscopique comprenant deux têtes de caméra de télévision en noir et blanc disposées perpendiculairement l'une à l'autre -utilisant un miroir demi-argenté pour viser et mettre au point la scène; La figure 3 est une vue en coupe en plan d'une

caméra stéréoscopique comprenant un moyen de fractionne-

ment de faisceau associé à l'objectif d'une caméra unique de TV en couleur; La figure 4 est une vue en coupe en plan d'une caméra stérécscopique comprenant un moyen de fractionnement de faisceau associé à l'objectif d'une caméra de cinéma;

La figure 5 est une vue en coupe en plan d'une ca-

méra de cinéma stéréoscopique, et d'une chaîne de film stéréoscopique avec des projecteurs de film et des caméras de TV et des enregistreurs vidéo doubles associés; La figure 6 est un schéma sous forme de blocs d'un codeur vidéo stéréoscopique en noir et blanc; La figure 6 A est un schéma sous forme de blocs d'un codeur vidéo stéréoscopique en couleur;

La figure 7 est un histogramme des valeurs lumi-

neuses dans le code NTSC des teintes de couleur primaire et secondaire;

La figure 8 est un graphe d'ondes carrées idéa-

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lisées pour chaque teinte de couleur;

La figure 9 est un graphe des couleurs primaires pro-

duites par des luminophores d'un tube à rayons cathodiques;

La figure 10 est une vue en perspective de lunet-

tes stéréoscopiques et d'un poste de TV en couleur utilisé en dispositif de visualisation d'anaglyphe stéréoscopique;

La figure 10 A est une vue schématique en plan sui-

vant la ligne A-A du dispositif de la figure 10 et de la tê-

te d'un observateur; La figure ll représente le mécanisme de filtrage optique de lunettes bicolores examinant une image en noir -et blanc; La figure 1 t A représente le mécanisme de filtrage

optique de lunettes bicolores examinant une image en cou-

leur;

La figure 12 est un schéma représentant le fonc-

tionnement d'un système de télévision stéréoscopique en noir et blanc;

La figure 13 est un schéma représentant le fonction-

nement d'un système de télévision stéréoscopique limité en couleur (deux);

La figure 14 est un schéma représentant le fonction-

nement d'un système de télévision stéréoscopique à plusieurs côuleurs (trois); La figure 15 est un schéma détaillé sous forme de blocs d'un coeur de la figure 6; La figure 16 est un schéma détaillé sous forme de blocs d'un codeur de la figure 6 A; et La figure 17 est un schéma détaillé sous forme de blocs d'un autre mode de réalisation du codeur de la figure 6 A

Dans la description suivante, la télévision est uti-

lisee comme moyen de description de l'invention et de ses

modes de réalisation donnés à titre d'exemples sous une for-

me spécifique Cependant, la présente invention n'est pas limitée à la télévision et aux affichages graphiques vidéo produits par ordinateur, mais peut Étre utilisée dans des projections de film et avec des dispositifs d'affichage l 1.

graphiques autres.

La figure 1 est une représentation schématique du système de télévision stéréoscopique Une paire stéréo de

deux images d'un objet principal l A d'une scène 1 est cap-

tée par une caméra stéréoscopique 2 qui peut être une camé- ra de télévision Si la caméra 2 est une caméra de cinéma, alors une chatne de film stéréoscopique, en option, 2 A

transforme les images photographiques en images électroni-

ques Ces deux images sont enregistrées par un enregistreur

vidéo double 3 Un codeur vidéo stéréoscopique 4 code élec-

troniquement en couleur chaque image de la paire stéréo et

superpose les deux images Le signal de sortie est générale-

* ment codé en NTSC (ou PAL ou SECAM) Un enregistreur vidéo stéréoscopique bicolore, en option, 5 peut enregistrer,

puis reproduire le signal vidéo codé en couleur stéréosco-

pique Un mryen de transmission vidéo stéréoscopique 6 émet

le signal TV stéréoscopique à partir du codeur stéréosco-

pique 4 ou de l'enregistreur stéréoscopique en option 5, vers un dispositif de visualisation d'anaglyphe stéréoscopique 7

qui affiche une image colorée stéréoscopique 8 Des lunet-

tes bicolores stéréoscopiques 9 sont utilisées par chaque

observateur pour regarder sur le dispositif de visualisa-

tion 7 une reproduction de la scène en trois dimensions.

La figure 2 est une vue en coupe en plan de la caméra stéréoscopique 2 Un bottier de caméra 10 contient

une tête de caméra de télévision gauche 11 L avec un objec-

tif 12 L et une tête de caméra de télévision droite 11 R avec

un objectif 12 R Un élément de commande 13 actionne mécani-

quement un mécanisme approprié de manière à rapprocher et éloigner les têtes 11 L et 11 R, ce qui permet de changer la "base stéréo" pour tenir compte des distances variables entre la caméra 2 et l'objet 1 A de la scène 1 Une base stéréo d'environ 63 mm est comparable à la distance inter-oculaire

d'yeux d'adulte Des bases stéréo plus petites sont souhai-

tables pour des sujets rapprochés et des bases plus gran-

des pour des sujets éloignés La distance focale des objec-

tifs de caméra 12 L et 12 R n'a aucun effet sur la base stéréo.

Un élément de commande 14 actionne un mécanisme 12. approprié pour faire pivoter les têtes 11 L et 11 R sur leur axe vertical de façon que les objectifs 12 L et 12 R soient dirigés vers l'objet l A et convergent vers celui-ci Pendant le diplamnt de l'objet 1 A vers la caméra 2, l'angle de convergence doit être augmenté Lorsque l'objet 1 A s'éloi-

gne de la caméra 2, l'angle de convergence doit être dimi-

nué de façon que si l'objectif l A se trouve à l'infini les

têtes 11 L et 11 R soient parallèles.

Les éléments de commande 13 et 14 peuvent action-

ner mécaniquement à la caméra 2 ou électroniquement par un moteur placé à distance Ils peuvent être temporairement verrouillés car l'angle de convergence diminue généralement pour des objets éloignés, ce qui nécessite également une

base stéréo plus grande Inversement, l'angle de convergen-

ce augmente généralement pour des objets rapprochés, ce qui

nécessite une base stéréo plus petite.

Si les objectifs 12 L et 12 F sont des lentilles à

foyer fixe, elles doivent être adaptées étroitement en ma-

tière de distance focale Si des lentilles à focale varia-

ble (zoom>) sont utilisées, elles doivent être bien adap-

tées et fonctionner à l'unisson lors de la modification des distances focales Les éléments de commande de la focale

variable peuvent être mécaniques ou électroniques Les té-

tes de caméra ll L et 11 R peuvent être des caméras en cou-

leur avec des sorties rouge (R), verte (V) et bleue (B).

Cependant, si la sortie de chaque tête de camera est un signal codé NTSC, un décodeur NTSC-RVB peut être utilisé pour obtenir des sorties RVB Les sorties RVB des têtes

de caméra en couleur 11 L et 11 R ou leurs ensembles de com-

mande de caméra (non représentés) sont disponibles dans cer-

taines caméras Les têtes 11 L et 11 R doivent être liées élec-

troniquement l'une à l'autre avec un générateur sync commun

(non représenté).

La sortie R de la tête 11 L et les sorties V et B de la tête ll R peuvent être directement reliées à un codeur vidéo stér Soscopique 4 pour une prise 'en directe" (sans enregistreur 3) qui superpose les deux images et les code

en NTSC à la sortie Ce système ne présente pas l'inconvé-

2 $ 19501

13.

nient d'utiliser des filtres de couleur à l'avant des ob-

jectifs 12 L et 12 R ou autres systèmes optiques qui rédui-

sent la quantité de lumière atteignant les tubes de prise

de vue des caméras De plus, les réglages de la convergen-

ce et de la base stéréo peuvent être faits plus facilement. Tl y a un certain nombre d'autres configurations comportant deux têtes de caméra qui sont connues dans l'art

et sont utilisées pour des prises de vue-stéréoscopique.

La figure 2 A est une vue en coupe en plan qui re-

présente une autre configuration pour la caméra 2 Un boi-

tier 10 A contientune tête de caméra de télévision gauche

11 L avec un objectif 12 L, et une tête de camera de télé-

vision droite 11 R avec un objectif 12 R montée perpendicu-

lairement à la précédente, Un élément de commande 13 A ac-

tionne mécaniquement le mncanioe de la base stéréo et un

élément de commande 14 A actionne mécaniquement le mécanis-

me de convergence La tête 11 L est placée à 90 de l'axe de prise de vue de la caméra Une image gauche de l'objet l A est réfléchie par un miroir semi-argenté 15 et focalisée de manière appropriée par l'objectif 12 L dans la tête 11 L. Une image droite de l'objet l A est transmise par le miroir et focalisée par l'objectif 12 R dans la tête 11 R Le balayage électronique horizontal de la tête 11 L est inversé de manière à compenser le renversement d'image dû au miroir

15 Il y a une perte de plus de 50 % de la lumière attei- gnant les têtes 11 L et 11 R dans cette configuration.

L'avantage de cette configuration est la possi-

bilité d'avoir une base stéréo très petite, même avec des cameras relativement larges ou volumineuses,tout en ayant une base stéréo variable telle qu'elle est fournie par la configuration de la figure 2 La base stéréo minimum du montage de la figure 2 est limitée par la largeur de la tête de caméra qui se traduit souvent par une base stéréo

notablement supérieure à 63 mm.

Si les têtes 11 L et 11 R sont des caméras en noir et blanc, alors des signaux gauche et droit sont envoyés

au codeur vidéo stéréoscopique 4 qui colore électronique-

ment chaque image, les superpose et les code en NTSC.

14. En variante,une tête de caméra en noir et blanc

11 L pourrait comporter un filtre rouge à l'avant de l'objec-

tif 12 L et une tète de' caméra 11 R en noir et blanc pour-

rait avoir un filtre cyan (bleu-vert) à l'avant de l'objec-

tif 12 R Les deux signaux provenant des caméras fournis- sent alors une information sur la couleur ainsi que des

données stéréoscopiques, et le codeur 4 n'est pas nécessai-

re pour colorer électroniquemnt les signaux L'image affi-

chee est en 3 D et en couleur Cependant, la couleur serait limitée à celle d'un système à deux couleurs (rouge et

cyan),ce qui n'est pas aussi satisfaisant qu'avec un systé-

me à trois couleurs (rouge, vert et bleu).

Un système à trois couleurs peut être obtenu en utilisant un miroir semiargenté facultatif 15 A dans le trajet lumineux droit de la caméra 2 A et en ajoutant une autre camera 11 C et un filtre bleu à l'avant de l'objectif

12 C de manière à recevoir la caractéristique bleue de l'ob-

Jet l A, La tête 11 R aura un filtre vert pour recevoir la

caractéristique verte de l'objet 1 A Ainsi, les trois si-

gnaux séparés de couleur de la caméra 2 A seront semblables

ceux de la camera 2 de la figure 2.

Un autre procédé permettant d'obtenir trois si-

gnaux séparés de couleur en figure 2 A consiste à utiliser une tête de caméra en couleur pour la caméra 11 R avec le signal rouge déconnecté (comme en figure 2) et à utiliser une tête de camera en noir et blanc pour la caméra 11 L avec un filtre rouge à l'objectif i 2 L Cet agencement fournit

alors un signal rouge à partir de la caméra 11 L et des si-

gnaux vert et bleu à partir de la caméra 11 R Le codeur 4

de la figure 2 doit avoir trois entrées (R, V, B).

Un dispositif de fractionnement de faisceau d'anaglyphe peut être utilisé sur une seule caméra vidéo

en couleur La figure 3 est une vue en coupe en plan repré-

sentant une caméra couleur 20 à trois tubes avec un tube de prise de vue en vert 21 V, un tube de prise de vue en rouge 21 R et un tube de prise de vue en bleu 21 B, et un dispositif stéréo-optique 23 fixé à un objectif 22 de la

caméra 20 Le dispositif stéréo-optique 23 comprend des mi-

, roirs intérieurs 24 L et 24 R et des miroirs extérieurs L et 25 R La lumière provenant de l'objet l A traverse des ouvertures 26 L et 26 R comportant des filtres tels que

décrits ci-dessous Les miroirs extérieurs 25 L et 25 R ré-

fléchissent la lumière provenant de l'objet l A suivant un angle d'environ 900 vers les miroirs intérieurs 24 L et 24 R, respectivement Le miroir 24 R est à demi-argenté de manière & permettre à la lumière provenant de l'ouverture

26 L et réfléchie par les miroirs 25 L et 24 L de le traver-

ser, et à réfléchir la lumière provenant de l'ouverture 26 R qui est réfléchie par le miroir 25 R A l'ouverture 26 L, il y a un premier filtre 27 L (par exemple, un filtre rouge), et à l'ouverture 26 R un second filtre 27 R (par exemple, un filtre cyan) La caractéristique rouge de l'image l A est captée par l'intermédiaire du filtre rouge 27 L dans l'ouverture 26 L, reliée par les miroirs 25 L et 24 L et transmise par la lentille 22 au système de miroirs (ou de prismes) de la caméra TV en couleur 20, de sorte que seul le tube de prise de vue en rouge 21 R reçoit cette

image gauche.

Les caractéristiques bleue et verte de l'image l A sont captées par l'intermédiaire du filtre cyan 27 R dans l'ouverture 26 R,reliée par les miroirs 25 R et 24 R et transmises par l'objectif 22 dans le système de miroirs de la caméra 2 C, de sorte que les tubes des couleurs bleue et verte 21 B et 21 G,respectivement, reçoivent cette image droite. En variante, un filtre de polarisation 27 L avec un axe à quatre vingt dix degrés peut être utilisé dans l'ouverture 26 L et un filtre de polarisation correspondant

29 A à l'avant du tube rouge 21 R; et un filtre de polarisa-

tion 27 R avec un axe à zéro degré peut être utilisé dans

l'ouverture 26 R, et des filtres de polarisation correspon-

dants 29 B à l'avant du tube bleu 21 B et du tube vert 21 V. Les sorties des tubes 21 R, 21 V et 21 B sont appliquées au codeur 4 oa les images sont superposées La sortie du codeur

4 est un signal codé en NTSC qui porte l'image gauche (rou-

ge) et l'image droite (bleue et verte) qui seront vues par 16.

les yeux respectifs de l'observateur.

La figure 4 est une vue en coupe en plan repré-

sentant un dispositif 23 A de fractionnement de faisceau stéréoscopique d'anaglyphe similaire d'une caméra de film de cinéma immobile ou en mouvement 30 Dans ce cas, la lumière rouge transmise par l'intermédiaire d'un filtre rouge 27 L dans l'ouverture gauche 26 L du dispositif de fractionnement 23 A expose la couche rouge du film 29 Une roue de couleur motorisée et synchronisée 30 A (verrouillée & la vitesse des images du film) comporte un filtre bleu

27 B et un filtre vert 27 V situés dans le trajet de la lu-

mière passant par l'ouverture droite 26 R du dispositif de fractionnement 23 A La roue 30 est synchronisée de manière

à faire tourner d'abord le filtre bleu 27 B, puis le fil-

tre vert 27 V dans le trajet lumineux pour chaque image respective exposée du film 29 De cette manière, chaque

image du film 29 est exposée continuellement par la caracté-

ristique de lumière rouge de l'objet l A et séquentielle-

ment par les caractéristiques de lumière bleue et verte de l'objet l A. En variante, le dispositif de fractionnement stéréoscopique 23 A peut avoir une configuration telle que la lumière bleue et verte exposent continuellement le film

29 en modifiant le c 8 té droit du dispositif de fractionne-

ment de faisceau stéréoscopique 23 A Dans ce cas, le mi-

roir 25 R est semi-argenté, un autre miroir plein 25 C est

placé à l'arrière de celui-ci, et un autre miroir semi-ar-

genté 24 C à l'avant de l'objectif 22 La roue de couleur

A est éliminée, un filtre bleu 27 C est placé dans le tra-

jet lumineux entre les miroirs 25 R et 24 R, et un filtre'vert 27 V placé entre lesmiroirs 25 C et 24 C. La figure 5 est mune vue en coupe en plan d'une caméra stéréoscopique, d'une chaîne de film stéréoscopique

en option 2 A et d'un enregistreur vidéeo double 3 La ca-

méra stéréoscopique 2 est représentée comme comprenant des têtes de caméra 11 L et 11 R dans un bottier 10 Les éléments de commande de la base stéréo, de la convergence et des

objectifs ne sont pas représentés, mais peuvent être sembla-

17, 2519501

bles à ceux de la figure 2 Des chargeurs de film 33 L et 33 R sont exposés avec une paire stéréo d'images de l'objet 1 A Les deux films traités 34 L et 34 R sont placés dans la chatne de film stéréoscopique 2 A comprenant des chaînes de film 35 L et 35 R (de dispositifs de balayage par spot)

fonctionnant dans un mode synchrone et verrouillé Un pro-

jecteur de film 36 L est muni d'un chargeur de film 34 L et un projecteur 36 R d'un chargeur de film 34 R Les films sont

projetés dans des caméras de TV 37 L et 37 R Les signaux gau-

che et droite peuvent être transmis "en direct" ou enregis-

trés par l'enregistreur vidéo double 3 qui comprend deux enregistreurs à bande vidéo synchronisés 38 L et 38 R avec des bandes vidéo 39 L et 39 R En variante, une seule chaîne de film au lieu de deux peut être utilisée pour enregistrer d'abord la bande vidéo 39 L, puis la bande vidéo 39 R.

En variante, la caméra stérëoscopique 2 peut compor-

ter une seule tête qui capte la paire stéréo d'images et les

multiplexe spatialement ou temporellement par l'intermé-

diaire d'un moyen de mutiplexage optique et/ou électronique.

Les images pour les yeux gauche et droit peuvent être cap-

tées alternativement ou positionnées dans une seule image au-dessus et audessous ou côte à côte Les inconvénients

d'un système à une seule caméra sont une perte de résolu-

tion (soit horizontale soit verticale) et la complexité de

l'équipement ou des circuits).

La paire stéréo d'images provenant d'une seule caméra TV est enregistrée sur unes eule bande vidéo ou un seul disque vidéo de radio par un moyen d'enregistrement 3

et des moyens électroniques sont utilisés pour faire la sé-

paration des images gauche et droite par exemple dans un système séquentiel à champ stéréoscopique La paire stéréo

d'images provenant de la seule caméra de cinéma est enre-

gistrée sur une bande unique de film Le film à 3 D peut être passé deux fois dans une chaîne de film une fois

pour l'image gauche et de nouveau pour l'image droite.

Deux bobines séparées de bande vidéo 39 L et 39 R sont ainsi réalisées. Si l'image est anamorphisée optiquement, elle

18 2519501

is. peut être désanamorphi sée électroniquement Si le format de l'image du film est trop large pour l'écran TV, on peut utiliser les techniques appelées dans l'art "Letter boxing"

ou "Pan scan".

Quand un film en 3 D réalisé précédemment est reproduit pour enregistrement sur bande vidéo ou pour

"transmission en direct", il est possible de régler la po-

sition de chaque image électroniquement ou optiquement.

Cela est fait verticalement et horizontalement de manière à corriger tout manque d'alignement qui peut s'être produit dans la prise originale d'image De plus, la convergence

peut être réglée si des erreurs ont été faites dans la pri-

se originale d'image ou si un réglage différent des conver-

gences doit fournir un résultat plus pliisant sur l'écran

de télévision Ce système permet également un réglage élec-

tronique des différences de densité entre une image de la paire stéréo et l'autre ou d'une scène à l'autre afin que les densités soient appariées Des différences de couleur qui peuvent s'être produites entre une image et une autre ou entre une scène et une autre peuvent être également ajustées Enfin, si les deux images du film sont hors de synchronisme,cela peut être réglé électroniquement Cela se produit parfois dans l'édition originale du film ou est dû à des erreurs dans l'épissure des épreuves pendant un

passage sur éçran du film.

La figure 6 est une représentation schématique d'un codeur vidéo stéréoscopique en noir et blanc 4 pour des images en noir et blanc Un signal d'image gauche et un signal d'image droite sont appliqués au codeur 4 Ces signaux peuvent provenir de la caméra 2, de la chatne de film 2 A ou de l'enregistreur vidéo double 3 (à bande ou à disque). 'ils proviennent de la caméra 2, ils ont pour

origine les têtes de caméra TV en noir et blanc qu'elle con-

tient S'ils proviennent de la caméra de cinéma 2, ils sont dus à des films en noir et blanc enregistrés par la caméra 2 et par conséquent proviennent de la chaîne de film 2 A ou d'une bande vidéo ou d'un disque vidéo de radio ic R, 51 2519501

en noir et blanc contenu dans l'enregistreur 3 En varian-

te, si une caméra de filt en couleur ou de TV en couleur

est utilisée, sa douleur d'origine peut être électronique-

ment éliminée par des circuits 40 L et 40 R dans le codeur stéréoscopique 4 de sorte que chaque image est en noir et blanc Le codeur 4 comporte des organes de commande de gain 41 L et 41 R de façon à porter chaque signal jusqu'à sa

pleine intensité.

Le codeur 4 colore différemment électronique-

ment chaque image dans des circuits de codage de couleur 42 L et 42 R par dérive du vecteur de couleur de manière à obtenir la teinte désirée Les images sont superposées pour donner un signal unique dans un circuit 43 par le type

de circuits électroniques parfois utilisés dans des géné-

rateurs d'effets spéciaux en TV Chaque couleur a un orga-

ne de réglage de niveau de signal 44 R, 44 B et 44 V Le cir-

cuit 45 code les signaux RVB en NTSC.

La figure 6 A est un schéma d'un codeur de cou-

leur simplifié 4 A Si les sorties de la caméra 2, de la chatne de film 2 A ou de l'enregistreur 3 sont des signaux

en couleur NTSC,ils peuvent être décodés en signaux RVB.

L'image gauche est alors le signal rouge et l'image droite les signaux bleu et vert Des circuits de commande de gain

44 R, 44 B et 44 V règlent'la puissance de signal selon né-

cessité Les signaux RVB sont superposés dans un codeur 45 qui fournit une sortie de signal d'anaglyphe composite ou NTSC.

La sortie d'anaglyphe stér*oscopique prove-

nant du codeur 4 peut être transmise par le moyen de trans-

mission vidéo 6 de la figure 1 De plus, la sortie peut

être enregistrée comme bande vidéo mère en 3 D sur l'enregis-

treur à bande vidéo classique 5 pour une reproduction ulté-

rieure Des copies de la bande vidéo peuvent être faites pour transmission par l'émetteur de télévision, par câble ou par poste d'abonnement, Les copies peuvent également être utilisées pour distraire les passagers des avions ou les clients des hôtels 1 S cassettes vidéo ou les disques vidéo peuvent être reproduits en série à partir de la bande

, 2519501

vidéo mère en 3 D Des applications en matière d'industrie,

d'enseignement et de médecine apparaîtront.

On traitera maintenant du codage en couleur d'anaglyphe. La sortie de la camera 2 ou des circuits 42 L et 42 R du codeur de couleur 4 de la figure 6 peut utiliser une des paires de teintes codées électroniquement indiquées dans le tableau I ci-dessous Par exemple, les sorties des têtes de caméra en couleur 11 L et 11 R de la figure 2 sont codées en couleur et peuvent être utilisées directement, ou si les têtes de caméra 11 L et 11 R en noir et blanc de

la figure 2 sont utilisées, leurs sorties peuvent être co-

dées en couleur par le codeur en noir et blanc 4 de la figu-

re 6 Dans le tableau on indique également les valeurs de la lumière en pourcentage du blanc La figure 7 indique les valeurs des teintes primaire et secondaire sous forme d'histogramme.

TABLEAU I

Plusieurs considérations sont impliquées dans le

choix de la combinaison optimum En général, il est souhai-

table que la combinaison des teintes de couleur choisie ait des pourcentages en blanc (valeurs de la lumière) pour les premier et second signaux de couleur qui sont ou peuvent être réglés de façon à être similaires, et que chacune de ces valeurs soit suffisamment forte pour avoir un rapport signal/bruit acceptable Par exemple, les combinaisons 1,

2, 4 et 5 peuvent être ajustées de manière à avoir des si-

gnaux avec des valeurs de luminance presque égales N de

comhbi ler signal de couleur 2 ème signal de cou-

naison leur n o Teinte(s) % de blanc (Teintes-) % de blanc

DEUX PRIMAIRES

1 Rouge 30 % Vert 59 % 2 Bleu 11 Rouge 30 3 Bleu 11 I Vert 59

PRIMAIRE ET SECONDAIRE

4 Rouge 30 Bleu-vert (cyan) 70 Vert 59 Rouge-bleu 41 (magenta) 6 Bleu 11 Rouge-Vert (jaune) 89

21, 2519501

sans bruit excessif lorsqu'une couleur est amplifiée de

manière à être approximativement égale à la valeur de l'au-

tre couleur Les combinaisons 3 et 6 ne sont pas souhaita-

bles car la première couleur a une valeur de seulement ll % par rapport au blanc qui est considéré comme étant 100 %; alors que les secondes couleurs ont des valeurs de 59 % et

89 % respectivement Dans ces deux combinaisons, si le pre-

mier signal-de couleur est amplifié de manière à être égal au second signal de couleur,le bruit dans le premier signal sera excessif La combinaison 2 n'est pas souhaitable car les deux signaux sont de niveau bas et tous deux devraient être amplifiés considérablement pour que chacun ait une luminance de 100 %, provoquant ainsi pour chacun un bruit excessif.

La figure 8 est un graphe représentant des cour-

bes d'ondes carrées'idéalisées de chacune des teintes du

tableau I Le système de TV en couleur d'anaglyphe compor-

te plusieurs moyens qui peuvent influencer de façon néfas-

te la couleur affichée La caméra de TV en couleur stéréo-

scopique 2, la caméra de TV en couleur 20,la caméra de ciné-

ma en couleur 30,ou les caméras de TV 37 L et 37 R de la chai-

ne de film 2 A, ont de manière classique des filtres optiques et des circuits électroniques qui ont des caractéristiques de couleur moins que parfaites Le codeur stéréoscopique 4 colore électroniquement l'image et/ou influence la couleur de l'image Les circuits électroniques et les luminophores du tube à rayons cathodiques du dispositif de visualisation stéréoscopique 7 présentent certaines caractéristiques de

couleur Chacun de ces composants ou chacune de ces carac-

téristiques peut avoir un effet néfaste sur la couleur af-

fichée, et cet effet peut se traduire par une contamination de la couleur C'est-à-dire qu'une couleur primaire de la scène peut être reproduite sous forme de couleur mélangée,

composée de la couleur primaire et d'une autre couleur.

Lorsque le signal TV en couleur codé en NTSC, PAL ou SECAM est reçu par un récepteur de télévision, son décodeur électronique fournit des sorties de signaux RVB

(rouge, vert, bleu) Ces sorties sont connectées, une cou-

22 2519501

leur primaire à chaque canon du tube à rayons cathodiques.

L'écran du tube à rayons cathodiques comporte un ensemble

de points ou de lignes de chacune des trois couleurs de lu-

minophore primaires (rouge, vert et bleu) La figure 9 représente un graphique des courbes de longueur d'onde typi-

ques d'excitation lumineuse des trois luminophores du tu-

be à rayons cathodiques Ces trois courbes ont des pentes qui sont différentes des courbes idéales de la figure 8 et se chevauchent dans certaines parties, ce qui se traduit

en outre par une certaine contamination de la couleur.

La caméra de TV en couleur 2 peut être à l'origine d'une contamination Par exemple, l'illumination en rouge

provenant de la scène ne doit être captée que par le tube.

rouge de la caméra en TV couleur 20 (figure 3), provoquant

seulement la transmission d'un signal rouge pour les élé-

ments rouges de la scène Cependant, les imprécisions élec-

troniques et optiques de la caméra ainsi que ses toléran-

oes sont telles que le tube vert peut capter un peu de lu-

miêre rouge, provoquant la contamination Cela peut se tra-

duire par le fait que dans le codeur 4 A de la figure 6 A, il y a un signal rouge dominant et un signal légèrement vert,

amenant le canon rouge du tube à exciter le luminophore rou-

ge et le canon vert A exciter et illuminer légèrement le

*luminophore yert.

De façon à réduire la contamination causée par les imprécisions de la caméra TV et le chevauchement des couleurs des luminophores du tube à rayons cathodiques, il

est souhaitable que le codeur 4 soit réglé de manière à pro-

duire un rouge foncé avec une longue longueur d'onde de lumière qui aura une contamination en vert moins grande que celle d'un rouge clair Dans le cas du bleu, le codeur 4

doit produire un bleu foncé avec une courte longueur d'on-

de de lumière de manière à réduire la contamination du vert.

Lorsque le vert est produit, il doit de même être un vert

foncé avec une longueur d'onde moyenne de manière à réduire-

la contamination du rouge et du bleu Dans le cas du cyan, le bleu doit ressortir davantage que le vert de façon

qu'il n'y ait pas de contamination du rouge Si on souhai-

23. te du jaune, il doit avoir une teinte orange, plus proche du rouge, ce qui a pour effet de réduire la contamination du vert Le magenta doit être composé d'un rouge fonce et d'un bleu foncé de manière à réduire la contamination du vert.

En liaison de nouveau avec le tableau I, la combi-

naison 2 est la plus souhaitable sur le plan de la conta-

mination car les longueurs d'onde du rouge et du bleu sont

séparées par le vert Les combinaisons 4 et 6 sont ensui-

te les plus souhaitables surle plan de la contamination.

Dans la combinaison 4, le cyan peut être choisi en bleuâ-

tre afin de réduire une éventuelle contamination entre le vert et le rouge Dans la combinaison 6, le jaune peut être choisi en rougeâtre (orange) Si la combinaison 1 ou la combinaison 3 est choisie, le vert doit dériver vers le

bleu dans le premier cas, et vers le rouge dans le second.

La combinaison 5 présente l'inconvénient que le magenta a deux bords contigus entre couleurs Par conséquent, dans cette combinaison, à l'intérieur de la largeur de bande

2 Q pour chaque couleur,le vert doit avoir une longueur d'on-

de médiane, le rouge une longueur d'onde élevée et le bleu

une longueur d'onde fàJible.

Une autre critique dans le choix de la combinai-

son désirée de couleurs à partir du tableau I consiste à choisir le combinaison qui produit du blanc lorsque les

deux couleurs sont mélangées et superposées Si, par exem-

ple,on utilise une caméra de film en noir et blanc ou une caméra vidéo en noir et blanc, l'image affichée 8 doit parattre noire et blanche dans les parties de la scène qui sont superposées, car les systèmes optiques de la caméra convergent vers l'objet présentant del'intérêt Cet objet apparaîtra comme étant situé à ula fenêtre stéréo" qui est la surface du tube à rayons cathodiques Tout ce qui se trouve à l'avant de la fenêtre ou à l'arrière de celle-ci aura des franges de couleur de chaque coté, Plus l'objet

est éloigné des fenêtres stéréo, plus larges sont les fran-

ges Les franges d'un côté ont une couleur, et celles de

l'autre c Oté une seconde couleur De plus, les franges au-

24 2519501

ront des positions inversées selon que l'objet est à l'avant ou à l'arrière de la fenêtre stéréo Une image affichée, qui apparaît avant tout en noir et blanc, est souhaitable car elle est presque compatible C'est-à-dire qu'elle paratt presque nonmalé dans un poste de TV en noir

et blanc ou dans un poste en couleur Cependant, les fran-

ges sont plus évidentes dans un poste en couleur car elles constituent les seules zones colorées d'une image par

ailleurs en noir et blanc Les combinaisons 4 et 5 produi-

o 10 sent l'image en noir et blanc optimum La combinaison 6 est mauvaise et les combinaisons 1, 2 et 3 ne peuvent produire

un vrai blanc.

Si l'on utilise une caméra de cinéma en couleur ou une camera vidéo en couleur la combinaison des teintes choisies dans le- tableau I doit produire une image en couleur optimum dans les zones superposées La qualité de l'image en couleur doit être celle d'un bon système à

trois couleurs Les combinaisons 4, 5 et 6 sont les meil-

leures à cette fin La combinaison 5 est généralement consi' dérée comme produisant la meilleure image en couleur La

combinaison 4 suit,et la combinaison 6 est la moins souhai-

table Les combinaisons 1 et 2 sont bonnes et la combinai-

son 3 n'est pas souhaitable pour des images en couleur.

Les systèmes stéréoscopiques anaglyphiques dont il a été question précédemment utilisaient des caméras en trois couleurs avec un fil en couleur dans une caméra de cinéma ou dans une caméra de TV en couleur Cependant,deux couleurs (telles que le vert et le bleu de la combinaison 4) étaient liées (en cyan) rabaissant le système à un système à deux couleurs C'est-à-dire que des objets en vert ou des objets en bleu de la scène 1 sont tous deux reproduits en

cyan Le système à deux couleurs ne peut reproduire sépa-

rément le vert ou le bleu La présente invention maintient chacune des trois couleurs séparées comme cela sera décrit ultéxieurement L'affichage avec ou sans lunettes apparaît come une image totalement en couleur (trois), permettant

l'observateur de voir le rouge, le vert et le bleu de ma-

nière indépendante et des mélanges de toutes les teintes.

, 2519501

Pour résumer, la combinaison doit être choisie dans le tableau I en fonction des objectifs suivants 1 L'illumination des premier et second signaux en couleur doit être suffisamment forte pour que, après amplification, le bruit ne soit pas inutilement excessif, et l'illumination des première et seconde couleurs ne doit

pas être trop dissemblable quant à la luminosité (par exem-

ple,ncn pas une à 11 % et une à 89 %); 2 les premier et second signaux de couleur ne doivent avoir qu'une frontière commune et non pas deux;

3 la teinte réelle des signaux de couleur choi-

sie doit être sélectionnée de façon à être aussi éloignée que possible des frontières entre les couleurs primaires;

4 les premier et second signaux de couleur, lors-

qu'ils se chevauchent, peuvent être capables de produire un blanc vrai; et les premier et second signaux de couleur,

lorsqu'ils se chevauchent, doivent être capables de pro-

duire une bonne image en couleur.

Une autre considération est la compatibilité Si

une image vidéo 8 en noir et blanc en 3 D est semi-compati-

ble, elle apparaitra monochrome en 2 D avec seulement une formation minimum de franges visibles sur un appareil de TV

en noir et blanc et apparaîtra, sans utilisation des lunet-

tes 9,en noir et blanc en 2 D dans un appareil de TV en

couleur 7 avec une légère formation de franges de couleur.

Avec les lunettes stéreoscopiques 9, l'image 8 sera en 3 D et en noir et blanc sur l'appareil 7 sans formation de franges.

Si l'image vidéo 8 en couleur en 3 D est semi-com-

patible, elle apparaîtra en monochrome en 2 D sur un appa-

reil en noir et blanc avec seulement une formation minimum

de franges visibles et apparaîtra, sans utilisation des lu-

nettes 9,en couleur en 2 D sur l'appareil 7 avec une faible formation de franges en couleur, Avec les lunettes 9, l'image sera en 3 D et en couleur dans l'appareil de TV en

couleur 7 sans formation de franges.

Une autre approche de la compatibilité consiste à

26 2519501

26. utiliser une -ee colorée (généralement verte) comme signal

dominant et à transmettre le signal via le canal de luminan-

ce Le signal du canal de luminance est le seul signal qui

apparaîtra sur un appareil en noir et blanc ou sur un appa-

reil de TV en caleur lorsque la couleur est réduite L'au- tre couleur est transmise dans la partie en couleur du

signal couleur et apparart avec le vert en 3 D dans un appa-

reil de TV en couleur.

On traitera maintenant de l'affichage stéréosco-

pique. La figure 10 est une vue en perspective d'une image anaglyphique

stéréoscopique 8 constituée d'une paire stéréo d'images en rouge et vert qui apparaissent en noir et blanc sur un récepteur de télévision en couleur 7, et

les lunettes de vision bicolores 9.

Le récepteur de télévision 7 a sur son tube à rayons cathodiques en couleur 102 une image d'anaglyphe 8

reproduisant une scène en trois dimensions Cette scène com-

porte des poteaux télégraphiques blancs 104 et 105 sur une route gris foncé 106 conduisant à des montagnes gris moyen

107, Le fond constitué par le ciel et le sol est gris clair.

L'image 8 comprend une paire stéréo d'images superposées, ayant chacune une couleur différente L'image gauche 103 L est colorée électroniquement en rouge et l'image droite 103 R est colorée électroniquement en cyan Chaque image colorée représente des objets avec les mmes niveaux de variation de sa couleur entre une luminosité complète ( 100 %) et une

luminosité nulle (O %); par conséquent,l'image en trois di-

mensions sera perçue comme étant en noir et blanc car le mé-

lange additif de rouge et de cyan donne du blanc.

Les images 103 L et 103 R sont vues, sans les

lunettes 9,comme superposées sur le tube à rayons cathodi-

ques 102 avec diverses intensités de blanc, de gris et de noir et formation de franges en couleur Le premier poteau télégraphique 104 aparaît blanc car il est constitué d'un poteau télégraphique rouge 104 L et d'un poteau télégraphique cyan 104 R qui sont totalement superposes l'un sur l'autre, créant un poteau blanc à "la fenêtre stéréo", qui est

27, 2519501

l'avant de l'écran du tube 102 Le second poteau télégra-

phique 105 comprend un poteau rouge 105 L décalé d'un po-

teau cyan 105 R Une route rouge foncé 106 L et une route cyan foncé 106 R sont en concordance sur l'écran du tube 102 et paraissent grises, mais comme la route 106 s'étend dans la direction des montagnes lointaines 107, elle se sépare en 106 L et 106 R Les montages 107 sont nettement séparées en 107 L et 107 R. Les lunettes 9 comportent deux ouvertures 121 L avec un filtre rouge 140 L et 121 R avec un filtre cyan 140 R. Une image 103 L est vue dans l'ouverture 121 L et une image 103 R est perçue dans l'ouverture 121 R.

La figure 10 A est une représentation schémati-

que de dessus suivant A-A de la figure 10, représentant le tube 1 Q 2 et décrivant le type d'images qu'un observateur

108 percevra Le poteau télégraphique rouge 104 L et le po-

teau télégraphique cyan 104 R, de l'image 8 sont suppo-

sés avoir chacun une luminosité de 50 % Ils sont superposés et paraissent blancs Cette zone de l'image 8 est la plus brillante et est représentée dans la figure l OA par unniveaid'illumination arbitraire de 100 % Des

zones des images 103 L et 103 R o des objets noirs sont su-

perposés ne produisent aucune illumination apparente (O %).

Des zones des images 103 L et 103 R o des objets gris moyen

(montagnes 107) sont superposés produisent une illumina-

tion apparente de 50 % Dans la figure l OA, la tête de l'observateur 108 est représentée Les lunettes 9 avec ses ouvertures 121 L et 121 R sont portées par l'observateur 108 Un filtre rouge 140 L est disposé dans l'ouverture 121 L et un filtre çyan 14 o R dans l'ouverture 121 R.

L'oeil gauche de l'observateur 109 perçoit seu-

lement l'image 103 L et l'oeil droit 109 R seulement l'image

103 R à cause des filtres de couleur Le cerveau de l'obser-

vateur procède à la fusion des images 103 L et 103 R pour

former une imageunique à trois dimensions 112 Dans l'ima-

ge 112, le poteau télégraphique blanc 104 est vu à "la fe-

nêtre stéréo",Le poteau télégraphique blanc 105 est vu à l'intérieur du tube à rayons cathodiques 102 La route gris 28. foncé 106 est perçue commr s'étendant profondément dans le tube 102 et avec les montagnes en gris moyen 107 a une certaine distance au-delà de la "fenétre stéréo" Le fond

comportant le ciel et le sol apparait gris clair.

On traitera maintenant de l'examen d'anaglyphe.

La figure 11 est un schéa qui représente le méca-

nim Se optique des lunettes bicolores classiques 9 L'image

d'anaglyphe en noir et blanc 8 sur le tube 102 est indi-

qu 6 e avec deux points d'illumination, c'est-à-dire le po-

teau télégraphique rouge 105 L et le poteau cyan 105 R Le poteau rouge 105 L est transmis par le filtre rouge 140 L des lunettes N,et le poteau cyan par le filtre cyan 140 R Le

poteau rouge, 1 OSL est absorbé et n'est pas perdu par l'in-

terédiatre du filtre cyan 140 R Le poteau cyan 105 R est absofé et n'est pas perçu par l'intermédiaire du filtre rouge 140 L Chaque oeil O 109 L et 109 R de l'observateur 108

ne voit que l'image qui lui est destinée par l'intermédiai-

re des filtres respectifs 140 L et 140 R On suppose que les

filtres 140 L et 140 R sont presque parfaitement adaptés aux -

l-J ores de couleur du tube 102 et que ces luminopho-

res sont éclairés électroniquement de manière a produire

l';"ge d'anaglyphe 8 L'autre hypothèse est que les fil-

tres sont 100 % parfaits.

Alors, le poteau télégraphique 104 apparaît 100 % blnc av ec ou seas lunettes 9 car il est une superposition

du poteau rouge 104 L et du poteau cyan 104 R Le poteau rou-

ge 105 L et le poteau cyan 105 R apparaissent à chacun com-

e étant éclairés à 50 % sans utilisation des lunettes 9 et 100 % blancs avec les lunettes 9 La route gris foncé 3 106 M(contre le fond clair) apparaît généralement 12,5 %

blanc sans lunettes et 25 % blanc avec les lunettes 9.

Les montagnes gris moyen 107 L et 107 R apparaissent 25 %

rouge et 25 % cyan, respectivement, sans lunettes Lors-

qu'elles sont fondues dans les lunettes 9, les montagnes

107 apparaissent 50 % gris Cela suppose, à titre d'expli-

cation, que l'éclairage des deux images est additif menta-

llnpt e 100 %, En pratique réelle,si les fitres 140 L et 140 R

29 2519501

sont en plastique, il est difficile d'obtenir une adapta-

tion exacte entre eux et les luminophores rouges, verts

et bleus du tube 102 Si des filtres d'interférence dichroi-

ques sont utilisés, les caractéristiques des luminophores sont davantage adaptées Cependant, le type d'interférence

des filtres comporte certains inconvénients Il sont géné-

ralement placés sur une plaque en verre, ce qui se traduit par des verres beaucoup plus lourds qu'avec des filtres en matériau plastique En outre, l'effet de filtrage des filtres est de nature très directionnelle Les filtres doivent

être perpendiculaires à la lumière tombant dans l'oeil.

S'ils sont légèrement inclinés latéralement ou dirigés

vers le haut ou vers le bas, les caractéristiques de cou-

leur changent Les types souhaitables de filtres en maté-

riau plastique sont des filtres dits Wratten Ils sont fa-

briqués avec précision et présentés sôus diverses couleurs.

Cependant, aucune des couleurs des filtres Wratten n'est

adaptée aux couleurs typiques des luminophores du tube 102.

Des filtres d'interférence et des filtres Wratten sont con-

teux et ne permettent pas pour une fabrication en série.

Des filtres en matériau plastique du type gélatine ou émail-

-lé ont un prix plus faible et peuvent répondre à des spé-

cifications qui permettent une adaptation raisonnable aux

luminophores du tube 102.

Une autre caractéristique souhaitable des filtres L et 140 R est qu'ils doivent avoir une passe-bande

étroite Par exemple, le filtre rouge 140 L doit transmet-

tre la totalité de la lumière rouge et ne doit transmettre

aucune lumière cyan Cela est difficile à obtenir en prati-

que et généralement une partie de la lumière de l'autre couleur passe Pour cette raison, il est souhaitable de

choisir les couleurs pour les filtres 140 L et 140 R de maniè-

re à être aussi éloignées que possible dans le spectre, et par conséquent le rouge et le cyan constituent de bons

choix.

Une autre considération consiste à utiliser deux

couleurs de luminophore et deux couleurs de filtre qui pré-

sentent une intensité d'éclairage presque égale Par exem-

2519501

30. ple, en télévision, l'intensité relative de luminosité pour les trois couleurs primaires est: vert 59 %, rouge 30 % et bleu U % Dans ce cas, le cyan est 70 % ( 59 % plus 11 %)

qui contrebalance de loin les 30 % pour le rouge Par consé-

quent,la prise et l'affichage d'une image d'anaglyphe en

noir et blanc rouge-cyan doivent être ajustées électronique-

ment de façon que l'intensité du cyan soit réduite à celle

du rouge ou 30 % Cela veut dire que l'intensité de somma-

tion relative du blanc sur le tube 102 dans un tel système d'anaglyphe à deux couleurs est 60 % au lieu de 100 % Par cons quent,l'image n'est pas aussi brillante et ne doit pas avoir autant de niveaux de gris qu'une image classique en trois couleurs Si la luminosité des deux luminophores est équilibrée,les objets en concordance apparaissent

blancsi noirs ou gris à l'observateur ne portant pas de lu-

nettes et ne sont pas rougeâtres ou n'ont pas une couleur

proche du cyan.

Dans la pratique normale, un filtre rouge (Wrat-

ten ou filtre du type à gel ou émaillé) transmet environ 14 % de la luqière et un filtre cyan (Wratten n 44 A ou filtre du type à gel ou émaillé) transmet environ 15 % de la lumière L'image d'anaglyphe'en trois dimensions 8 lorsqu'elle est examinée avec les lunettes 9 à filtre est vue avec une intensité considérablement réduite par rapport à l'éclairage perçu de l'image 8 sans lunettes Les filtres * 14 OL-et 140 R des lunettes 9 doivent être quilibrés d'un

oeil à l'autre de façon à réduire la possibilité de rivali-

té de la rétine Une zone blanche ayant une température de couleur de 6500 Kelvin sur le tube 102 doit être transmise 39 avec une intensité égale par les filtres 140 L et 140 R de façon qu'elle apparaisse comme ayant la même température de couleur blanche pour l'observateur Si un filtre est moins dense que l'autre, il y a dominance de cet oeil et l'image 8 appérait soit rougeétre soit plus ou moins cyan Dans ce caas, l'observateur peut être soumis à un bombardement de

couleur, car l'autre oeil tente de s'adapter à l'oeil préfé-

ré.

On procèdera maintenant à une discussion théori-

31 2519501

que d'un système d'anaglyphe en couleur.

La figure 11 A est un schéma représentant le méca-

nisme optique des lunettes bicolores 9 lors de l'examen de l'image d'anaglyphe 8 en couleur (trois) Cinq point d'éclairage sont représentés, c'est-à-dire X (noir), R (rou- ge), V (vert), B (bleu), W (blanc) Le point rouge R avec une luminosité de 30 % est transmis par le filtre rouge

L dans les lunettes 9 Le point vert V avec une luminosi-

té de 59 % et le point bleu B avec une luminosité de 11 % sont bloqués par le filtre rouge 140 L Seule la composante rouge ( 30 %) du point blanc W ayant une luminosité de 100 % est trans ise par le filtre rouge 140 L. Le point rouge R est bloqué par le filtre cyan R Les points vert V et bleu B sont transmis séparément par le filtre cyan 14 OR Seules les composantes verte et bleue du point blanc sont transmises par le filtre cyan R On fait l'hypothèse que les filtres 140 sont parfaits à 100 % et que l'clairage des deux images est mentalement

additive & 100 %, L'observateur perçoit une image d'anagly-

phe 8 en couleur conmme étant une image stéréoscopique to-

talement en couleur, bien équilibrée Dans la pratique réel-

le, le cerveau a certaines difficultés pour fondre et combi-

ner les paires stéréo d'images ou une couleur primaire appa-

ralt dans lune grande partie d'une image et une partie corres-

pondante noire apparatt dans l'autre image Cela constitue une difficulté particulièrement avec le rouge de couleur primaire Par conséquent, il est généralement souhaitable, s'agissant des grandes parties rouges, de laisser passer

par le filtre cyan une certaine lumière rouge Cela se tra-

duit par un certain filage de l'image rouge dans l'oeil droit (cyan) De façon obtenir les résultats optimum, le filtre cyan dbit ftre conçu de façon que le filage soit minimum, tout en ayant une transission suffisante de lumière rouge pour donner une image stéréoscopique en couleur, avec les couleurs seulement atténuées, Des courbes de transmission convenables des longueurs d'onde permettent d'obtenir le

résultat souhaité.

Les figures 12, 13 et 14 représentent schématique-

32 2519501

32. ment divers types de systèmes stéréoscopiques d'anaglyphe rouge-cyan La figure 14 représente un procédé nouveau de captage, transmission et affichage de scènes en couleur en

trois dimensions Le captage et l'affichage d'une informa-

tion sur la profondeur ont été décrits précédemment Les

systèmes des figures 12-14 et leur description sont limités

au domaine "couleur" de ces systèmes Les valeurs de lumi-

nosité et antres calculs figurant ici ne sont donnés qu'à titre d'illustration et n'ont pas la prétention d'être

exacts.

La figure 12 est une représentation schématique d'un systè de télévision d'anaglyphe en noir et blanc La

scène 1 est une mire 130 contenant sept puces avec une let-

tre de désignation de la teinte au-dessus et une désigna-

tion en % de la luminosité au-dessous de chaque puce La puce X est noire avec une luminosité de O % La puce G est grise avec une luminosité de 50 % La puce W est blanche avec une luminosité de 100 % La puce R est rouge avec une luminosité de 30 % La puce B est bleue avec une luminosité

de l %à La puce V est verte avec une luminosité de 59 %.

La puce C est cyan avec une luminosité de 70 %.

La caméra de télévision stéréoscopique 2 comprend deux têtes de caméra de TV en noir et blanc cormme dans la figure 2 A pour prendre une paire stéréo d'images La tête 11 L est le moyen de prise de vue gauche et la tête 11 R le moyen de prise de vue droit La tête 11 L prend l'image électronique 131 L dans les mêmes tons de noir, blanc,et gris que la tête 11 R pour l'image électronique 131 R.

Les deux images de la camera 2 sont connectées in-

dividuellement et électroniquement aux entrées de signal gauche et droit d'un codeur vidéo stéréoscopique en noir et blanc 4 tel que représenté en figure 6 La commande de gain

gauche 41 L (non représentée) permet de régler électronique-

ment le niveau de signal de l'image électronique gauche 131 L de façon que la puce W ait une luminosité égale à 30 % Une

commande de gain droit 41 R (non représentée) permet de ré-

9 ler le aimea de l'image électronique droite 131 R de façon que la puce W ait une luminosité de 70 % Cette différence

33 2519501

de gain donne au cyan et au rouge les valeurs nécessaires

pour un système de télévision en couleur équilibré qui main-

tient le blanc à une température de couleur de 6500 K.

Un codeur de couleur 42 L (de la figure 6) colore électroniquement l'image gauche 132 L en rouge De même, le codeur 42 R code électroniquement en couleur l'image droite 132 R en cyan Les valeurs de luminosité de l'image gauche 132 L des puces rouge (R) et blanche (W) de la mire 130 sont toutes deux de 30 % et le gris (G) a une valeur de 15 % car seule est produite la composante rouge du blanc

(qui est un mélange des composantes rouge, verte et bleue).

Les valeurs de luminosité des puces en cyan (C) et blanc (W) dans l'image droite 132 R sont toutes deux de 70 % et

le gris (G) est de 35 % car seule est produite la composan-

te en cyan du blanc Les puces en bleu (B) et vert (V) sont chacunecolorées électroniquement dans des tons de cyan, par exemple 11 % et 59 % respectivement Elles diffèrent

seulement en valeur de luminosité, non en couleur Les ima-

ges électroniques 132 L et 132 R sont superposées dans le

dispositif de superposition 43 (de la figure 6).

L'image résultante 8 est affichée visuellement

sur le récepteur de télévision en couleur 7 L'image 8 ap-

parait en noir et blanc, car l'image rouge 132 L est super-

* posée sur l'image en cyan presque identique 132 R S'il y a

des différences dans les images 132 L et 132 R dues à la pro-

fondeur de la scène 1, des franges en couleur, comme cela

a été précédemment décrit, apparattront dans l'image 8.

Les lunettes bicolores stéréoscopiques 9 compor-

tent le filtre rouge 140 L dans l'ouverture gauche 121 L et le filtre cyan 140 R dans l'ouverture droite 121 R Les deux filtres 140 L et 140 R ont des densités telles que la puce blanche (W) de l'image 8 a une valeur de luminosité de 30 % lorsqu'elle est vue par l'intermédiaire soit du filtre 140 L soit du filtre 140 R, Le cerveau de l'observateur 108 crée une image pour l'oeil gauche 103 L comme image visuelle de l'image électronique rouge 132 L et une image pour l'oeil droit 103 R comme image visuelle de l'image électronique cyan 132 R Ces images 103 L et 103 R sont alors mentalement

34 2519501

3. superposées pour donner une image composite en noir et blanc

112, quiest une reproduction mentale de l'image 8 L'ima-

ge 8 est ai Tni une reproduction en noir et blanc de la mire De plus, l'image composite 112 est une reproduction mentale de la mire 130. Si le système de la figure 12 est un système de film d'anaglyphe, en noir et blanc, la caméra 2 contiendra deux têtes de camera de cinéma l L et 11 R (voir figure 2 A), chargées avec un film en noir et blanc Les images 131 L et 131 R sont enregistrées sur chaque film Dans un processeur optique, l'image 131 L est projetée par un filtre

rouge créant l'image rouge 132 L, et l'image 131 R est proje-

tée par l'intermédiaire d'un filtre cyan, créant l'image cyan 132 R Les images 132 L et 132 R sont enregistrées en

étant superposée dans une caméra de cinéma en couleur.

Lorsque le film en couleur est projeté sur l'écran 7, l'image 8 est perque Cette image est presque identique à l'image 8 dusystèm de TV décrit précédemment, sauf en ce qui c Qncerne les différences dans la reproduction de couleur 2 Q entre TV et film Les lunettes stéréoscopiques 9 et leur

fonction sont telles que décrits précédemment.

La figure 33 est un diagramme d'un système de télé-

vision d'anagiyphe en couleurs limitées (deux) La camera

de télévision st 6 réoscopique 2 comprend deux têtes de camé-

ra en noir et blanc 11 L et 11 R A l'avant de l'objectif 12 L (non représenté) de la tête 1 IL se trouve un filtre rouge 133 L et à l'avant de l'objectif 12 R (non représenté) de la tête 11 R un filtre cyan 133 R Les densités des filtres 133 L et 144 R sont différentes, de sorte que la puce blanche (W) apparattra avec une luminosité de 30 % dans une image 131 L et que le blanc appara:tra avec une luminosité de 70 % dans une image 131 R Les densités de ces filtres sont semblables aux intensités associées aux tubes de rouge et bleu plus

vert d'une caméra de télévision en couleur classique.

La tête 11 L crée l'image électronique 131 L de la paire stéréo dans des tons de noir, blanc et gris autres que les tons dans lesquels la tête 11 R créé l'image 131 R.

Les images électroniques 131 L et 131 R de la camé-

2519501

ra 2 sont reliées électroniquement aux entrées gauche et

droite du codeur en noir et blanc 4 représenté en figure 6.

Les commandes de gain gauche et droit 41 L et 41 R sont des circuits antifading qui maintiennent électroniquement les niveaux de signal des images gauche et droite. Le codeur de couleur 42 L colore électroniquement l'image gauche 132 L en rouge et le codeur 42 R l'image droite

132 R en cyan Si deux têtes de caméra en couleur sont utili-

sées,comme dans la figure 2, les filtres 133 L et 133 R et les codeurs de couleur 42 L et 42 R ne sont pas nécessaires

sous forme d'ensembles séparés Dans ce cas, des filtres ap-

propriés sont incorporés: dans les têtes de caméra en couleur.

Les images électroniques 131 L et 131 R sont semblables aux images électroniques 132 L et 132 R car le codage en couleur a lieu dans les têtes 11 L et 11 R Les sorties en bleu et

vert de la tête 11 R sont liées.

Les images 132 L et 132 R sont superposées dans le

dispositif de superposition 43 (figure 6) L'image résul-

tante 8 est affichée sur le réoepteur de TV en couleur 7.

L'image 8 apparatt en couleurs limitées (deux) car l'image rouge 132 L est superposée à l'image cyan 132 R et chacune

des images contient des informations différentes sur la cou-

leur Cependant, des objets en bleu et vert apparaissent dans le mne ton de cyan Un ciel bleu et des pommes vertes

semblent avoir la même couleur, c'est-à-dire être cyans.

Les lunettes 9 comportent des filtres ayant des

densités différentes Uil filtre rouge 140 L transmet une lu-

minosité de 30 % pour les puces rouge (R) et blanche (W).

Un filtre cyan 140 R transmet une luminosité de 70 % pour les puces cyan (C) et blanche (W) Les images 103 L et 103 R sont mentalement superposées dans une image composite 112 qui est

une reproduction en couleurs limitées de la mire 130.

Si le système de la figure 13 était un système de film d'anaglyphe en couleurs limitées (deux), la camera 2

contiendrait deux têtes de caméra de cinéma 11 L et 11 R char-

gées d'un film en noir et blanc, avec un filtre rouge à l'avant de l'ôbjectif 12 L et'un filtre cyan à l'avant de l'objectif 12 R Dans un processeur optique, l'image 131 L est

36 2519501

projetée par l'intermédiaire d'un filtre rouge, créant une image rouge 132 L et l'image 131 R l'est par l'intermédiaire d'un filtre cyan créant une image cyan 132 R Les images

132 L et 132 R sont superposées et enregistrées dans une camé-

ra de cinéma en couleur Lorsque le film en couleur est projeté sur l'écran de cinéma 7, l'image 8 est perçue par

l'intermédiaire des lunettes 9 comme étant limité en cou-

leurs (deux).

La figure 14 est une représentation schématique d'un systàme de télévision d'anaglyphe en couleur (trois) La caméra de télévision stéréoscopique 2 comprend trois têtes de caméra en noir et blanc 11 L, ll Rl et 11 R 2 La tête 11 LL

capte l'image gauche de la paire stéréo d'images de la scè-

ne 1 Les têtes l IR 1 et 11 R 2 utilisent un moyen optique du

type de la configuration alternée de la figure 2 A pour pren-

dre deux inaes de la scène 1 à partir du même point de vue,qui ensemble représentent l'image droite de la paire stéréo. A l'avant de l'objectif 12 L (non représenté) de la tête l IL se trouve un filtre rouge 133 L; à l'avant de l'objectif 12 R 1 (non représenté) de la tête ll Rl se trouve un filtre bleu 133 R 1, et à l'avant de l'objectif 12 R 2 (non

représenté) de la tête 11 R 2 se trouve un filtre vert 133 R 2.

Les densités des filtres 133 L, 133 R 1 et 133 R 2 sont différen-

tes, de sorte que la puce de blanc (W) apparaît avec une luminosité de 30 % dans l'image 131 L, une luminosité de 11 % dansl'image 131 R 1 et une luminosité de 59 % dans l'image

131 R 2 Les densités de ces filtres sont semblables aux den-

sités associées aux tubes de rouge, vert et bleu d'une ca-

miéra de télévision en couleur classique.

La tête 11 L crée une image électronique 131 L, la tête 11 R une image électronique 131 R 1 et la tête 11 R 2 une image électronique 131 R 2 Chacune de ces trois images

est prise dans des tons différents de noir, blanc et gris.

L'image électronique gauche 131 L est reliée à

l'entrée gauche du codeur de couleur 4 Les images électro-

niques droite 131 R 1 et 131 R 2 sont reliées aux entrées droi-

tes du codeur 4 comme représenté en figure 6 A Les comman-

37. des de gain 44 R, 44 B et 44 V (figure 6 A) sont de préférence des circuits antifading qui maintiennent électroniquement

les niveaux de signal.

Des codeurs de couleur tels que 42 L et 42 R de la figure 6 ne sont pas nécessaires sous forme d'ensembles sépa- rés dans le codeur 4 car la caméra 2 est essentiellement une caméra de télévision en couleur avec le tube de rouge séparé optiquement de façon à obtenir une paire stéréo d'images Des filtres appropriés sont conventionnellement incorporés dans les têtes de caméra en couleur La caméra 2 fournit des sorties RVB qui sont superposées et codées

en NTSC par le codeur 45 de la figure 6 La figure 2 re-

présente une configuration o deux caméras identiques en couleur sont utilisées avec la sortie en rouge de la tête de caméra droite 11 R non mise en oeuvre et les sorties en

bleu et vert de la tête gauche 11 L non mises en oeuvre.

L'image résultante 8 est affichée sur le récepteur de TV en couleur 7 L'image 8 apparaît en trois couleurs car des

valeurs variables de luminosité de chacune des trois cou-

leurs primaires sont présentées, donnant ainsi un large spectre de teintes Les lunettes 9 comportent des filtres

ayant des densités différentes Le filtre rouge 140 L trans-

met 30 % de la luminosité pour les puces rouge (R) et blanc (W) Le filtre cyan 140 R transmet 70 % de la luminosité pour

les puces en cyan (C) et en blanc (W) Le filtre 140 R trans-

met également 11 % de la luminosité pour la puce bleue (B) et 59 % de la luminosité de la puce verte (V) Les images 103 L et 103 R sont mentalement superposées pour donner une image composite 112 qui est une reproduction en couleur de

la mire 130.

Si le système de la figure 14 était un système de film d'anaglyphe en couleur (trois), la caméra de cinéma 2 contiendrait trois têtes de caméra de cinéma lîL, ll Rl et 11 R 2, chargées avec un film en noir et blanc, et avec un filtre rouge à l'avant de l'objectif 12 L, un filtre bleu à l'avant de l'objectif 12 R 1 et un filtre vert à l'avant de l'objectif 12 R 2 Dans un processeur optique, l'image 131 L est projetée par l'intermédiaire d'tun filtre rouge, créant une image rouge 132 L; l'image 131 R 1 par l'intermédiaire d'un filtre bleu, créant une image bleue 132 R 1; et l'image 131 R 2 par l'intermédiaire d'un filtre vert, créant une image verte 132 R 2 Les images 132 L, 132 R 1 et 132 R 2 sont superposées et enregistrées dans une caméra de cinéma en couleur Lorsque le film en couleur est projeté sur un écran de cinéma 7, l'image 8 est perçue par l'intermédiaire des lunettes g comme étant en couleur (trois) Au lieu du film

en noir et blanc et des filtres placés à l'avant des objec-

tifs des têtes 11 L, ll Rl et 11 R 2, un film en couleur pour-

ratt être utilisé dans les têtes La même procédure que la

procédure décrite précédemment est utilisée dans le proces-

seur optique.

La figure 15 est un schéma électrique fonctionnel

plus détaillé sous forme de blocs d'un codeur vidéo stéré-

oscopique d'anaglyphe en noir et blanc 4 Pendant l'expéri-

mentation initiale, une matrice résistante fut utilisée pour créer les valeurs électriques du rouge, du vert et du bleu

à partir des signaux d'entrée monochromes gauche et dro Ces signaux furent appliqués à un codeur en NTSC Divers

problèmes furent rencontrés dans l'utilisation de ce sys-

tême Les matrices Y, I et Q utilisées dans le codeur en

NTSC ont rendu impossible l'obtention d'un vecteur de satu-

ration pure ayant l'annulation nécessaire à la séparation des images gauche et droite De plus, la luminance (niveau Y) dut être réduite à un niveau o la séparation pouvait

être obtenue, ce qui avait pour effet d'augmenter le bruit.

En outre, la sortie du décodeur initial représentait la gam-

me tonale complète entre le rouge et le cyan de sorte que des zones intermédiaires étaient affichées sous forme de teintes de bleu et de magenta, ou avec des coefficients alternés, de jaune et vert Finalement, cette approche d'une conception de codeur a rendu impossible la production d'une image rouge avec une valeur de lumière supérieure à 30

% de la pointe en blanc.

Un autre procédé essayé fut celui d'un système en 3 D "compatible", o l'une des paires stéréo de signaux fut codée totalement en chrominance n'ayant aucune valeur 38. lumineuse, et l'autre signal n'avait que la caractéristique lumineuse Cela produisit une image utilisable (bien que sombre) La difficulté rencontrée pendant l'enregistrement et la reproduction du signal fut que le vecteur Q était davantage sujet au bruit à cause de son amplitude réduite.

Le vecteur I souffrait également, mais pas au même degré.

Une image ayant un bruit marginalement acceptable en ré-

sulta.

Le codeur 4 de la figure 15 est un système prati-

1 O que qui élimine sensiblement ces difficultés Les conditions établies sont: ( 1) maximaliser le contenu en lumière du signal total de manière à réduire les effets du bruit, ( 2) égaliser les largeurs de bande des signaux lumineux pour minimiser la formation de franges colorées indésirables, et ( 3) produire seulement les vecteurs rouge et cyan et aucun

vecteur intermédiaire qui produirait des teintes intermé-

diaires.

Le système de la figure 15 présente les caracté-

ristiques suivantes Il a une matrice de luminance variable dissociée de la matrice de couleur Une matrice de couleur

différentielle sépare les signaux L-R et R-L Un disposi-

tif de sectionnement sépare les signaux soustractifs et

additifs et les applique à des modulateurs séparés Des mo-

duiateurs totalement variables permettent le codage pour toute teinte ou tout vecteur Cela permet une réduction de

la bande de luminance.

Le codeur fut monté pour un test subjectif de ma-

nière à pouvoir optimiser le système Les valeurs et teintes

de matrice furent modifiées pour minimiser le filmage (dia-

phonie) ou le manque de séparation entre les images pour

les yeux gauche et droit, et la coloration de zones additi-

ves et soustractives de couleur Les coefficients de code et les caractéristiques trouvées comme étant effectifs sont

résumés ci-après.

39,

2519501

CAACTERISTIQUES ELECTRONIQUES ROUGE (L) CYAN (R)

Coefficient de luminance 0,42 0,58 Coefficient de différence de couleur 1, 00 1,00 Angle de vecteur codé 350 170 Amplitude de saturation maximum (en % de la pointe en blanc) 63 % 70 % Le codeur stérêoscopique en noir et blanc 4 de

la figure 15 comporte une entrée de signal d'image mono-

chrome gauche et une entrée de signal d'image monochrome

droite appliquées à des circuits d'effacement et de ver-

rouillage 180 L et 180 R, respectivement Ces deux circuits sont connectés à un circuit de sommation 181 dans lequel le coefficient Y est réglé par un circuit 181 A La sortie unique du circuit 181 traverse un filtre passebas 182,un additionneur synchrone 183 et un circuit à retard 184 La sortie du circuit retard est la sortie du codeur 4 et est

-un signal d'anaglyphe composite.

Une partie des signaux provenant des circuits L et 180 R est appliquée à des circuits de blocage 185 L et-185 R Les circuits 185 L et 185 R ont des circuits de

réglage,de l'équilibre du noir 186 L et 186 R, respective-

ment Les circuits 186 L et 186 R sont réglés de façon à four-

nir un équilibre classique en noir des deux signaux La

sortie du circuit 185 L traverse un inverseur 187 La sor-

tie de l'inverseur 187 et le circuit 185 R sont connectés à un circuit de sommation 188 Le circuit 188 est affecté par la commande de réglage d'équilibre du blanc 189 Le ôircuit 189 est réglé de façon à fournir l'équilibre de blanc classique des deux signaux La sortie du circuit 188 passe dans un dispositif de découpage 190 Sa sortie L-R est reliée à un modulateur 191 L comportant un dispositif

de réglage d'amplitude gauche 192 L La sortie R-L du dis-

positif 190 est connectée à un modulateur 191 R comportant un circuit de réglage d'amplitude droite 192 R Les sorties des moidlateurs 191 L et 191 R sont connectées ensemble et appliquées par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande 193

demnière à être combinées avec le signal provenant du cir-

cuit à retard 184 et, ainsi, constituent une partie du si-

gnal de sortie d'anaglyphe composite.

Un signal de sous-porteuse provenant de l'en-

semble de commande de la caméra TV est appliqué au codeur

4 et est connecté a un circuit de déphasage 194 R qui com-

porte une commande de réglage de teinte droite (cyan) R, et & un circuit de déphasage 194 L qui comporte une commande de réglage de teinte gauche (rouge) 195 L Les commandes 195 R et 195 L sont réglées de façon à produire

la couleur désirée La sortie du circuit 194 L est connec-

tée à une autre entrée dix modulateur 191 L, et la sortie du circuit 194 R a une autre entrée du modulateur 191 R Les cmwxs d'amplitude 192 L et 192 R sont réglées de façon

que les amplitudes des signaux soient essentiellement éga-

les La sortie du codeur 4 est un signal codé, et si ce signal est examiné dans un vecteurscope, on verra que l'image gauche produit une forte pointe à 350 et l'image droite à 170 Le codeur 4 de la figure 15 est semblable au codeur 4 de la figure 6 Cependant, dans la figure 6, les divers blocs sont représentés et décrits en termes de fonction; alors que la figure 15 représente les circuits électroniques plus en détail, La figure 16 est un schéma elctrique fonctionnel

plus détaillé sous forme de blocs d'un codeur vidéo stéré-

oscopique en couleur 4 A, Le signal d'entrée d'image gauche est appliqué à un décodeur 170 L, et le signal d'entrée d'image droite à un codeur 170 R Une commande manuelle de réglage d'équilibre du blanc 171 est réglée de manière à

obtenir une température de couleur de 6500 K pour le co-

deur 4 A Une commande de réglage automatique de tempéra-

ture de couleur 172 reçoit un signal d'entrée de tempéra-

ture de couleur de référence en provenance du codeur 170 R et contr Cle et règle automatiquement le décodeur 170 L de manière à maintenir la température de couleur d'éqỉlibre du blanc choisie manuellement (par exemple 6500 K) par le circuit manuel d'équilibre du blanc 171, Les décodeurs 170 L et 170 R ont des sorties RVG (rouge, vert et bleu) Les sorties R V et B du décodeur L ne sont pas utilisées lorsqu'un commutateur 2 D/3 D, 41, 42.

174, se trouve dans la position 2 D et dans ce cas la sor-

tie R du décodeur 170 R est connectée à l'entrée R d'un codeur en NTSC 173 Les sorties V et B du décodeur 170 R sont directement connectées aux entrées V et B du codeur 173 Comme cela apparaîtra, le signal de sortie composite résultant en provenance du codeur 173 est une image à

deux diensions composée seulement du signal d'image droi-

te. D'autre part,si le commutateur 2 D/3 D est dans

la position 3 D, la sortie R du décodeur 170 L est connec-

t.e & l'entrée R du codeur 173 Les sorties V et B du déco-

deur 170 R restent directement connectées aux entrées V et

B.du codeur 173 La sortie du codeur 173 est alors un si-

gnal d'anaglyphe composite avec la composante rouge re-

présentant le signal d'image gauche et les composantes bleue et verte le signal droit La commande manuelle d'équilibre du blanc 171 et la température de couleur 172 assurent que

la température de couleur d'équilibre du blanc de ce si-

gnal composite est correcte.

On notera que,avec l'enregistreur vidéo double 3 et l'enregistreur en option 5, un système de télévision stéréoscopique utilise trois enregistreurs à bande vidéo et ceux-ci sont commandés par ordinateur de la manière

classique La figure 5 représente l'enregistreur vidéo dou-

ble 8 qui contient l'enregistreur à bande vidéo 38 L avec la bande vidéo d'image gauche 39 L et l'enregistreur à bande

vidéo 38 R avec la bande vidéo d'image droite 39 R La sor-

tie des enregistreurs 38 L et 38 R peut être reproduite par l'intermédiaire du codeur de couleur 4 A et enregistrée

sur un enregistreur vidéo stéréoscopique d'anaglyphe 5.

Coxme indiqué précédemment, l'enregistrement vidéo ou l'en-

registrement sur film stéréoscopique d'origine peut com-

prendre des scènes of le caméraman a mal réglé la commande de convergenge horizontale ou désaligné verticalement la

paire stéréo d'images Alors que les bandes vidéo sont re-

produites par les enregistreurs 38 L et 38 R, la sortie de signal d'anaglyphe composite du codeur 4 A peut être examinée

avec des lunettes 9 directement sur un moniteur 7 de TV.

43 * L'image stéréoscopique 8 peut être trouvée comme étant mal enregistrée Pour cette raison, deux autres circuits sont prévus dans le codeur 4 A de la figure 16 de façon à

permettre à l'opérateur de régler la convergence horizon-

tale et verticale des deux images Ceux-ci sont un circuit de blocage 175 (générateur synchrone) et un circuit de

convergence 176 Les sorties de ces deux circuits fournis-

sent un signal de référence à l'enregistreur gauche 38 L et

un signal de référence à l'enregistreur droit 38 R Le si-

l O gnal provenant du circuit 175 fournit la synchronisation

à l'enregistreur gauche 38 L Les signaux de référence prove-

nant du circuit 176 permettent à l'opérateur, via des com-

mandes manuelles horizontale et verticale 176 A, de régler séparément la convergence horizontale et la correspondance verticale de l'image Les images peuvent être examinées sur un moniteur dans un mode de répétition, puis enregistrées sur l'enregistreur vidéo 5 Le cas échéant, les commandes

manuelles verticale et horizontale 176 A peuvent être combi-

nées dans une même commande du type à levier.

La figure 17 représente un autre schéma électri-

que fonctionnel sous forme de blocs du codeur vidéo stéréo-

scopique en couleur 6 A Le signal d'entrée d'image gauche est appliqué à un circuit éliminateur de couleur 200 L et le signal d'entrée droit à un circuit éliminateur de couleur

200 R La sortie du circuit 200 L est un signal YL et la sor-

tie du circuit 200 R, un signal YR' Les signaux YL et YR sont appliqués à un modulateur 201 Est également connecté au modulateur 201 un signal de sous-porteuse de 3,58 Mh Z

provenant de la commande de caméra de télévision (non re-

présentée) Le modulateur 201 fournit un signal de sortie

(YL YR) cos I qui est appliqué à un réseau de résistan-

ces 204.

Une partie du signal YR provenant du circuit QQR est connectée à un inverseur 202 Le signal de sortie de l'inverseur 202, plus une partie du signal de sortie Y provenant du circuit élimnateur de couleur 200 L et une partie du signal d'image droite sont appliqués à un réseau de résistances 203, Les sorties des réseaux 203 et 204 se combinent et fournissent comme sortie un signal de couleur

codé + ( 0,7 YR + 0,3 YR) cos I qui est le signal d'anagly-

phe composite.

La différence fonctionnelle entre le codeur de couleur 4 A de la figure 17 et le codeur de couleur 4 A de la figure 16 apparaît dans les zones à 3 D (franges) de l'image 8 La constitution de ces franges dans le codeur 4 A de la figure 16 est représentée par "(ROUGEL -(VERTR + BLEU)) cos I' Les franges du codeur 4 A de la figure 17 sont représentées par (IYL YR) cos I" Les avantages de la figure 17 sont que: ( 1) le filage (c'est-à- dire la fuite des images l'une dans l'autre, avec pour effet qu'une

partie de chaque image est vue par le mauvais oeil) est ré-

duit, et ( 2) la résolution de la zone à franges est augmen-

tée, d'ot il résulte un renforcement de l'effet stéréosco-

pique.

L'appréciation de certaines des valeurs de mesu-

res indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en

unités métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes

qui apparaltront À l'homme de l'art.

44.

, 2519501

Claims

REVENDICATIONS

1 Système synoptique stéréoscopique permettant de fournir des images en trois dimensions à un observateur, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de prise de vue pour la prise de vue d'une paire stéréo d'images; un moyen pour fournir des images colorées o l'une des images de la'paire a une couleur et l'autre une seconde et une troisième couleur distinctes; un moyen pour acheminer les images colorées; un moyen pour-afficher les images colorées, et un.moyen d'anaglyphe pour permettre aux images colorées d'être séparées pour être perçues par l'observateur, et o le moyen d'anaglyphe comprend un filtre sensiblement de la première couleur et un second filtre sensiblement d'une couleur correspondant à une combinaison des seconde et

troisième couleurs.

2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de prise de vue comprend une caméra de 2 Q télévision stéréoscopique comportant au moins deux moyens de prise de vue pour la prise de vue de la paire stéréo d'images,

3 Système selon la revendication le caractéri-

sé en ce que la première couleur est rouge, la seconde cou-

leur est verte, et la troisième couleur est bleue, et en ce que le moyen d'anaglyphe comporte un filtre rouge et

un filtre cyan.

4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de prise de vue comprend une caméra de télévision stéréoscopique comportant deux têtes de couleur, et enfce que le moyen pour la coloration des images comprend des moyens de circuit pour obtenir des images de la première

couleur à partir d'une première tête en couleur de la camé-

ra et des moyens pour obtenir des images des seconde et troisième couleurs à partir d'une seconde tête en couleur de 'la caméra, Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nmoyen de prise de vue comprend une caméra pour 46. La prise de voue de la paire stéréo d'images- , et en ce que le moyen pour colorer les images com-' prend un moyen de codeur pour la coloration de la première des images de la première couleur, et la coloration de la seconde image de la paire d'images des seconde et troisième couleurs.

6 Système selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que la combinaison des première, seconde et troi-

sième couleurs est blanche.

7 Système selon la revendication 1, caractéri-

sê en ce que la combinaison des première, seconde et troi-

sième couleurs est blanche, et en ce que les images en trois dimensions sont sensiblement dans les mêmes couleurs

que le sujet d'origine.