FR2748822A1 - Observation system for perspective viewing of projected images - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'aide à la perception de la perspective et de l'observation du relief naturel en audiovisuel. The present invention relates to the field of devices for assisting with the perception of perspective and the observation of natural relief in audiovisual.
De nombreux dispositifs ont déjà été proposés pour tenter de permettre l'observation du relief en audiovisuel. Many devices have already been proposed in an attempt to allow the observation of the relief in audiovisual.
Le manuel "L'INIAGE EN RELIEF, De la photographie stéréoscopique à la vidéo 3D, Olivier CAHEN, Niasson 1990" donne un bon aperçu des études et propositions en la matière. The manual "RELIEF INIAGE, From stereoscopic photography to 3D video, Olivier CAHEN, Niasson 1990" gives a good overview of studies and proposals on the subject.
Les paramètres qui permettent la perception du relief sont fort complexes. The parameters that allow the perception of the relief are very complex.
On peut considérer que les principales causes qui contribuent à la perception du relief sont les suivantes - I'occultation d'un objet par un autre, - le mouvement, surtout celui de l'observateur, - les repères, surtout au sol, - les perspectives, surtout dans le cas des objets structurés, - la connaissance implicite de la taille des objets, - les textures, les ombres propres, les reflets, - la diffusion atmosphérique, surtout en contre-jour, - le manque de profondeur de champ, - l'efFort d'accommodation, - l'effort de convergence, - l'écart de convergence entre des objets distincts, - la disparité des images en situation de convergence. We can consider that the main causes which contribute to the perception of the relief are the following - the occultation of one object by another, - the movement, especially that of the observer, - the landmarks, especially on the ground, - the perspectives, especially in the case of structured objects, - the implicit knowledge of the size of the objects, - the textures, the clean shadows, the reflections, - the atmospheric diffusion, especially against the light, - the lack of depth of field, - the accommodation efFort, - the convergence effort, - the convergence gap between distinct objects, - the disparity of images in a convergence situation.
Par ailleurs les principaux procédés proposés de nos jours pour la restitution du relief d'une image sont les suivants - le relief direct, et en particulier l'holographie, - les vues imbriquées, sous forme de réseaux lenticulaires, - les vues séparées par leur spectre de couleurs (anaglyphes), - les vues juxtaposées, fusionnées par un système optique, - les vues alternées, séparées par une commutation optique, - les vues superposées, séparées par la polarisation de la lumière. In addition, the main methods proposed today for restoring the relief of an image are the following - direct relief, and in particular holography, - nested views, in the form of lenticular networks, - views separated by their color spectrum (anaglyphs), - juxtaposed views, fused by an optical system, - alternating views, separated by optical switching, - superimposed views, separated by polarization of light.
On pourra par ailleurs se référer aux documents suivants qui décrivent diverses tentatives de mise en oeuvre de dispositifs et procédés stéréoscopiques: FR-A-2707444, FR-A-2705009, FR-A-2705008, FR-A 2705007, FR-A-2705006, FR-A-2700654, FR-A-2699296, FR-A-2692745, FR-A 2G71682, FR-A-2GS0465, FR-A-2645385, FR-A-2637758, FR-A-2623680, FR-A 2599579, FR-A-2575892, FR-A-2569075, FR-A-2565755, FR-A-2555851, FR-A 2714787, FR-A-271-1881, FR-A-2711296, FR-A-2688642, FR-A-2685155, FR-A2G77519, FR-A-2675003, FR-A-2672397, FR-A-2670349, FR-A-2659816, FR-A 254291, FR-A-2647997, FR-A-2639501, FR-A-2628923, FR-A-2627047, FR-A 2623G80, FR-A-2623681, FR-A-2621205, FR-A-2620290, FR-A-2619664, FR-A 2G15062, FR-A-2605825, FR-A-2587480, FR-A-2584599, FR-A-2575892, FR-A 25G1847, FR-A-2561400, FR-A-2691818, FR-A-2676061, FR-A-2666422, FR-A2640398, FR-A-2616924, FR-A-2609338,1:R-A-2542107, FR-A-2540258, FR-A 2520518. We can also refer to the following documents which describe various attempts to implement stereoscopic devices and methods: FR-A-2707444, FR-A-2705009, FR-A-2705008, FR-A 2705007, FR-A- 2705006, FR-A-2700654, FR-A-2699296, FR-A-2692745, FR-A 2G71682, FR-A-2GS0465, FR-A-2645385, FR-A-2637758, FR-A-2623680, FR -A 2599579, FR-A-2575892, FR-A-2569075, FR-A-2565755, FR-A-2555851, FR-A 2714787, FR-A-271-1881, FR-A-2711296, FR-A -2688642, FR-A-2685155, FR-A2G77519, FR-A-2675003, FR-A-2672397, FR-A-2670349, FR-A-2659816, FR-A 254291, FR-A-2647997, FR- A-2639501, FR-A-2628923, FR-A-2627047, FR-A 2623G80, FR-A-2623681, FR-A-2621205, FR-A-2620290, FR-A-2619664, FR-A 2G15062, FR-A-2605825, FR-A-2587480, FR-A-2584599, FR-A-2575892, FR-A 25G1847, FR-A-2561400, FR-A-2691818, FR-A-2676061, FR-A -2666422, FR-A2640398, FR-A-2616924, FR-A-2609338,1: RA-2542107, FR-A-2540258, FR-A 2520518.
Aucun des dispositifs jusqu'ici proposés ne donnent cependant totalement satisfaction. En particulier les dispositifs connus s'avèrent fort complexes, notamment du fait qu'ils exigent pour la plupart deux imageurs conçus pour fournir deux images au moins légèrement différentes, respectivement au deux yeux. None of the devices hitherto proposed are however entirely satisfactory. In particular, the known devices prove to be very complex, in particular because they require for the most part two imagers designed to provide two images at least slightly different, respectively to the two eyes.
La présente invention a maintenant pour but d'améliorer la situation, en proposant de nouveaux moyens permettant une perception de perspective et de relief à partir d'une même image destinée aux deux yeux, à l'aide de moyens simples et économiques. The present invention now aims to improve the situation, by proposing new means allowing a perception of perspective and relief from the same image intended for both eyes, using simple and economical means.
Ce but est atteint selon la présente invention, gràce à un dispositif d'observation comprenant deux filtres translucides de couleur complémentaires donnant en combinaison une composante de couleur blanche, conçus pour être placés respectivement devant l'un des deux X eux au moment de l'observation d'une image. This object is achieved according to the present invention, thanks to an observation device comprising two translucent filters of complementary color giving in combination a component of white color, designed to be placed respectively in front of one of the two X them at the time of observation of an image.
La présente invention concerne également un procédé d'enregistrement et de projection d'images pour l'utilisation du dispositif précité. The present invention also relates to a method of recording and projecting images for the use of the aforementioned device.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels, la figure 1 unique annexée représente schématiquement un dispositif d'observation conforme à la présente invention. Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with reference to the appended drawings given by way of nonlimiting example and in which, the single appended FIG. 1 schematically represents a device observation according to the present invention.
L'invention est basée sur le constat suivant. Les objectifs ont jusqu'ici toujours été utilisés pour former des images reçues sur des écrans plans. Ces images sont donc des projections planes. Les images en deçà et au delà de l'écran plan ne sont pas utilisées car elles apparaissent floues sur I'écran.-Mais elles existent. Si on déplace l'écran, on peut le constater : certaines deviennent nettes d'autres floues et inversement. Le flou vient des aberrations chromatiques sphériques de l'objectif. (Hallo entourant chaque point net de l'image). The invention is based on the following observation. Objectives have hitherto always been used to form images received on flat screens. These images are therefore planar projections. The images below and beyond the flat screen are not used because they appear blurred on the screen. - But they exist. If you move the screen, you can see it: some become sharp, others blurry and vice versa. The blur comes from the spherical chromatic aberrations of the lens. (Hallo surrounding each sharp point of the image).
On aperçoit sur la figure 1 annexée, un dispositif d'observation conforme à la présente invention comprenant deux filtres translucides 10, 12 de couleurs complémentaires donnant en combinaison une composante de couleur blanche, conçus pour être placés respectivement devant l'un des deux yeux au moment de l'observation d'un image plane unique 20. We see in Figure 1 attached, an observation device according to the present invention comprising two translucent filters 10, 12 of complementary colors giving in combination a component of white color, designed to be placed respectively in front of one of the two eyes at moment of observation of a single plane image 20.
Dans le cadre de la présente invention, ces deux filtres 10 et 12 sont de préférence respectivement brun clair et bleu clair. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette combinaison particulière, mais peut faire l'objet de nombreuses variantes. In the context of the present invention, these two filters 10 and 12 are preferably light brown and light blue respectively. However, the invention is not limited to this particular combination, but can be the subject of numerous variants.
Plus précisément encore, selon l'invention, de préférence l'un des filtres 10 est de type brun clair pastel. Ce filtre 10 est de préférence placé devant l'oeil directeur. Il permet d'observer les tons chauds composant la lumière blanche, à savoir du noir au jaune : brun, marron, rouge, orange, jaune. Les tons chauds sont ainsi renforcés pour cet oeil, tandis que à l'inverse, pour ce même oeil, les tons froids sont atténués. More precisely still, according to the invention, preferably one of the filters 10 is of pastel light brown type. This filter 10 is preferably placed in front of the directing eye. It allows you to observe the warm tones composing white light, namely from black to yellow: brown, brown, red, orange, yellow. The warm tones are thus reinforced for this eye, while on the contrary, for the same eye, the cold tones are attenuated.
De plus, ce filtre 10 supprime en grande partie des aberrations chromatiques sphériques des tons froids améliorant ainsi la netteté de l'image vue de l'oeil directeur. In addition, this filter 10 largely eliminates spherical chromatic aberrations from the cold tones, thereby improving the sharpness of the image seen by the directing eye.
Le second filtre 12 est de préférence de type bleu clair pastel. Il permet à l'oeil dominé devant lequel il est placé, d'observer plus particulièrement les tons froids, à savoir, du jaune au noir : le vert, le bleu, le violet, c'est à dire les couleurs complémentaires des couleurs vues plus particulièrement par l'autre oeil. The second filter 12 is preferably of pastel light blue type. It allows the dominated eye in front of which it is placed, to observe more particularly the cold tones, namely, from yellow to black: green, blue, purple, that is to say the colors complementary to the colors seen more particularly by the other eye.
De plus ce filtre 12 supprime les aberrations chromatiques sphériques des tons chauds améliorant la netteté de l'image vue par l'oeil dominé. In addition, this filter 12 eliminates the spherical chromatic aberrations of the warm tones improving the sharpness of the image seen by the dominated eye.
La combinaison des deux filtres 10 et 12 permet d'observer I'ensemble des couleurs sans les dénaturer. En particulier le blanc, le gris, le noir sont respectés. Il en est de même pour le blanc et les autres couleurs. The combination of the two filters 10 and 12 makes it possible to observe all of the colors without distorting them. In particular white, gray, black are respected. The same is true for white and other colors.
En pratique ces deux filtres 10 et 12 sont de préférence disposés sur une monture de lunettes classique le cas échéant une monture portant des verres correcteurs. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette disposition et peut admettre tout autre support pour les filtres 10 et 12. In practice, these two filters 10 and 12 are preferably arranged on a conventional spectacle frame, where appropriate a frame carrying corrective lenses. However, the invention is not limited to this arrangement and can accept any other support for filters 10 and 12.
Par ailleurs la présente invention peut trouver application dans un grand nombre de domaines, et en particulier lors de l'observation d'images de télévision, de cinéma, de vidéoprojections, de diapositives, etc... Furthermore, the present invention can find application in a large number of fields, and in particular when observing images of television, cinema, video projections, slides, etc.
L'inventeur a constaté que le port du dispositif à deux filtres 10 ct 12 précité permet après un temps d'adaptation variable d'un individu à l'autre, généralement au minimum de l'ordre de quelques minutes (typiquement de l'ordre de 1 à 60 mn selon les individus, plus précisément de l'ordre de 1 à 15mm pour 80% environ des individus), de percevoir un relief lors de l'observation d'images planes. The inventor has found that the wearing of the aforementioned device with two filters 10 ct 12 allows after a variable adaptation time from one individual to another, generally at least of the order of a few minutes (typically of the order from 1 to 60 minutes depending on the individual, more precisely on the order of 1 to 15mm for around 80% of individuals), to perceive a relief when observing plane images.
L'utilisation du dispositif conforme à l'invention requiert une 'ue binoculaire de 8/10e en moyenne avec un écart de 2 à 3/10e maximum entre les deux yeux. Les filtres 10 et 12 doivent etre utilisés en plus des verres correcteurs, lorsque de tels verres correcteurs sont requis par l'utilisateur. The use of the device according to the invention requires a binocular eye of 8/10 on average with a difference of 2 to 3 / 10th maximum between the two eyes. Filters 10 and 12 must be used in addition to corrective lenses, when such corrective glasses are required by the user.
L'inventeur attribue l'observation du relief qu'il a constaté lors de l'utilisation de son dispositif, au phénomène suivant : la disparité créée par les filtres permet d'observer simultanément les images en ton chaud dc l'oeil directeur et en ton froid de l'oeil dominé. Le cerveau analyse la disparité des deux images perçues, il observe la perspective monoculaire de l'oeil directeur et la perspective monoculaire de l'oeil dominé. Il est mis cn quelque sorte en éveil par les différences de couleurs et de teintes observées d'une part et de l'autre en tenant compte de sa mémoire. Le cerveau qui reçoit ces familles d'image, les distingue et incite à une scrutation attentive de toutes les formes et de tous les paramètres disponibles sur l'image qui permettent une perception du relief. The inventor attributes the observation of the relief which he observed when using his device, to the following phenomenon: the disparity created by the filters makes it possible to simultaneously observe the images in warm tone from the directing eye and in your cold eye dominated. The brain analyzes the disparity of the two perceived images, it observes the monocular perspective of the directing eye and the monocular perspective of the dominated eye. He is sort of awakened by the differences in colors and hues observed on the one hand and on the other taking into account his memory. The brain that receives these image families, distinguishes them and encourages careful scrutiny of all the forms and all the parameters available on the image that allow a perception of the relief.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, lors de la prise de vue, pour l'enregistrement de l'image 20, le diamètre du diaphragme de l'objectif de prise de vue est au moins égal au dixième de la dimension de l'image obtenue dans le plan focal de l'objectif. According to another advantageous characteristic of the present invention, when shooting, for recording the image 20, the diameter of the diaphragm of the shooting lens is at least equal to one tenth of the dimension of l image obtained in the focal plane of the lens.
Par ailleurs le diamètre utile de l'objectif de prise de vue est de préférence supérieur au dixième de la focale. Furthermore, the useful diameter of the shooting lens is preferably greater than one tenth of the focal length.
L'objectif de projection doit répondre aux mêmes critères, l'idéal étant d'utiliser, lors de la projection le même objectif que celui utilisé pour la prise de vue. The projection objective must meet the same criteria, the ideal being to use, during projection, the same objective as that used for the shooting.
En tout état de cause, on utilise lors de l'observation, une focale la plus proche possible de celle de l'objectif de prise de vue, et si possible plus petite, tout en respectant la règle du 1/10sème précitée. In any case, during the observation, a focal length as close as possible to that of the shooting objective is used, and if possible smaller, while respecting the aforementioned 1 / 10th rule.
Les écrans sont généralement plans et mats par raison de facilité de réalisation, les écrans perlés cylindriques ou sphériques concaves axés sur l'axe de projection et de rayons égaux à la distance de projection (distance objectif du projecteur à l'écran) donnent un meilleur rendement pour l'observation, ils sont plus lumineux et l'éclairement est mieux réparti. The screens are generally flat and mat for reasons of ease of realization, the cylindrical or spherical concave beaded screens centered on the projection axis and with radii equal to the projection distance (objective distance from the projector to the screen) give a better performance for observation, they are brighter and the illumination is better distributed.
Les écrans translucides cylindriques ou sphériques observés par transparence (rayon de la distance de projection) donnent un meilleur résultat que les écrans plans. (Les écrans télé en sont un modèle réduit. L'objectif est alors une lentille électronique au lieu d'une suite de lentilles optiques). Translucent cylindrical or spherical screens observed by transparency (radius of the projection distance) give a better result than flat screens. (TV screens are a reduced model. The objective is then an electronic lens instead of a series of optical lenses).
En outre les écrans utilisés pour la projection doivent respecter le relief fourni par les objectifs. Les écrans à plusieurs épaisseurs (treillage, perforations ...) donnent sur ce plan satisfaction. Des écrans lenticulés, c'est à dire incorporant des petites lentilles accolées en nids d'abeilles donnent également de bons résultats. In addition, the screens used for projection must respect the relief provided by the objectives. The screens with several thicknesses (trellis, perforations ...) give satisfaction on this level. Lenticular screens, that is to say incorporating small lenses attached to honeycombs also give good results.
A titre d'exemples non limitatifs, le diamètre utile (pupille d'entrée) des objectifs qui doit être le plus grand possible, est de : 6,6 cm pour les objets à plus de 10m, 2,5 cm pour les objets à plus de 2 m, et 1,5 cm pour les objets à moins de 50 cm. By way of nonlimiting examples, the useful diameter (entrance pupil) of the objectives which must be as large as possible, is: 6.6 cm for objects over 10m, 2.5 cm for objects at more than 2 m, and 1.5 cm for objects less than 50 cm.
Le relief est accentué avec des objectifs de diamètre utile supérieur à la distance de l'écartement pupillaire (de l'ordre de 6,5 cm). The relief is accentuated with objectives of useful diameter greater than the distance of the pupillary spacing (of the order of 6.5 cm).
Le dispositif conforme à la présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux systèmes antérieurs connus. The device according to the present invention offers numerous advantages over known prior systems.
En particulier le dispositif conforme à la présente invention ne nécessite pas de générer deux images différentes respectivement pour chacun des deux yeux ou de déplacer l'appareil de prise de vue, mais ne requiert qu'une seule et même image, fixe ou non mise à disposition des deux yeux. In particular, the device according to the present invention does not require generating two different images respectively for each of the two eyes or moving the camera, but only requires one and the same image, fixed or not brought to light. arrangement of both eyes.
Le dispositif conforme à la présente invention est utilisable par le grand public. The device according to the present invention can be used by the general public.
Le dispositif conforme à la présente invention ne requiert aucune modification des conditions d'acquisition ou de projection d'images, que ce soit par télévision (y compris par cable, satellite...), projection, sur écran etc... The device according to the present invention does not require any modification of the conditions of acquisition or projection of images, whether by television (including cable, satellite, etc.), projection, on screen, etc.
La présente invention offre un libre choix à chaque spectateur d'utiliser le dispositif pour une observation en relief, ou de ne pas l'utiliser pour une observation classique. The present invention offers a free choice to each spectator to use the device for a relief observation, or not to use it for a conventional observation.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui v ient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to any variant in accordance with its spirit.
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| FR2748822B1 FR2748822B1 (en) | 1998-08-14 |
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Family Applications (1)
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- 1996-05-15 FR FR9606069A patent/FR2748822B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2748822B1 (en) | 1998-08-14 |
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| ST | Notification of lapse |