FR2880955A1

FR2880955A1 - IMPROVEMENTS TO A SYSTEM OF VISUALIZATION OF IMAGES IN RELIEF

Info

Publication number: FR2880955A1
Application number: FR0500574A
Authority: FR
Inventors: Rosenthal Patrick Olivier Levy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2006-07-21
Also published as: WO2006077324A1

Abstract

L'invention concerne un système de restitution d'images en trois dimensions.Ce système comprend :- un premier écran (100) et au moins un second écran (1101) recevant et restituant des images, ces deux écrans étant à distance l'un de l'autre,- un dispositif optique (381) pour produire une image des écrans dans l'espace, et- des moyens de synchronisation de la nature des images produites à la position dans l'espace du spectateur par rapport au système, afin, d'une part, que l'image reste dans le champ de vision du spectateur et, d'autre part, que l'angle de vue de l'image obtenue sur les écrans corresponde à la position du spectateur, notamment celle de son visage.The system comprises: - a first screen (100) and at least one second screen (1101) receiving and reproducing images, these two screens being at a distance from one another; on the other, an optical device (381) for producing an image of the screens in the space, and means for synchronizing the nature of the images produced at the position in the spectator's space with respect to the system, in order to on the one hand, that the image remains in the spectator's field of vision and, on the other hand, that the angle of view of the image obtained on the screens corresponds to the position of the spectator, in particular that of his face.

Description

PERFECTIONNEMENTS A UN SYSTEME DE VISUALISATION D'IMAGES EN RELIEFIMPROVEMENTS TO A SYSTEM OF VISUALIZATION OF IMAGES IN RELIEF

L'invention est relative à un système de visualisation ou restitution d'images en relief, permettant l'observation de scènes sous des angles divers. The invention relates to a system for viewing or restoring images in relief, allowing the observation of scenes from various angles.

Les systèmes de visualisation d'images en relief ou à trois dimensions, sont de natures diverses: systèmes à hologramme, systèmes nécessitant le port de lunettes, système à lentille de Fresnel, etc. L'invention part de la constatation que ces systèmes connus ne permettent pas aux spectateurs de voir sans effort la scène représentée sous des angles divers et selon plusieurs axes. Par scène on entend ici un élément quelconque: un ou plusieurs objets, un ou plusieurs personnages, un ou plusieurs animaux, végétaux, paysages, etc. L'invention fournit un système de génération d'images, en trois dimensions permettant de réaliser cette fonction. Ainsi, le système conforme à l'invention comprend: - un écran mobile recevant et projetant des images, un moyen pour produire une image de l'écran fournissant une impression de relief, et - des moyens de synchronisation pour ajuster la position de l'écran et les images projetées en fonction de la position dans l'espace du spectateur par rapport au système. The systems for displaying three-dimensional or relief images are of various kinds: hologram systems, systems requiring the wearing of spectacles, Fresnel lens system, etc. The invention starts from the observation that these known systems do not allow viewers to see effortlessly the scene represented in various angles and along several axes. By scene we mean here any element: one or more objects, one or more characters, one or more animals, plants, landscapes, etc. The invention provides a three-dimensional image generation system for performing this function. Thus, the system according to the invention comprises: a mobile screen receiving and projecting images, a means for producing an image of the screen providing an impression of relief, and synchronization means for adjusting the position of the screen and projected images according to the position in the viewer's space relative to the system.

Dans ces conditions, si les images apparaissant sur l'écran proviennent de moyens informatiques contenant ou recevant des images d'une scène prise sous divers angles de vue, les moyens de synchronisation fournissent les images correspondant à la position du spectateur et assurent un déplacement de l'écran pour que le spectateur garde toujours la vision de l'image. In these conditions, if the images appearing on the screen come from computer means containing or receiving images of a scene taken from various angles of view, the synchronization means provide the images corresponding to the position of the spectator and ensure a displacement of the screen so that the viewer always keeps the vision of the image.

Dans une réalisation, les images prises sous divers angles de vue sont extraites d'une mémoire. In one embodiment, the images taken from various angles of view are extracted from a memory.

Dans une autre réalisation, les images parvenant sur l'écran proviennent de moyens de prises de vue pouvant capter des images de la scène sous divers angles en fonction de la position du spectateur. In another embodiment, the images on the screen come from shooting means that can capture images of the scene from different angles depending on the position of the viewer.

Les moyens de synchronisation sont par exemple tels que l'angle de vue de l'image projetée varie en proportion du déplacement du spectateur. Dans une réalisation, l'angle de vue de l'image projetée varie de façon plus importante que le déplacement du spectateur afin de minimiser les déplacements du spectateur par rapport au système. The synchronization means are for example such that the viewing angle of the projected image varies in proportion to the movement of the viewer. In one embodiment, the viewing angle of the projected image varies more significantly than the viewer's movement to minimize the viewer's movement relative to the system.

Dans une réalisation, le système comprend des moyens de prise de vues, tels qu'au moins une caméra, pour surveiller en temps réel la position du spectateur dans l'espace. La position du spectateur est déterminée par la position d'une partie de son corps, de préférence au moins l'une des parties suivantes: les yeux, le nez, les mains, les pieds. In one embodiment, the system includes shooting means, such as at least one camera, for real-time monitoring of the viewer's position in the space. The position of the viewer is determined by the position of a part of his body, preferably at least one of the following parts: the eyes, the nose, the hands, the feet.

Pour la détection d'une partie du corps, on peut par 30 exemple faire appel aux produits logiciels distribués par la société australienne Seeing Machines. For the detection of a part of the body, it is possible, for example, to use the software products distributed by the Australian company Seeing Machines.

Selon une réalisation, le système comprend, d'une part, des moyens de détection d'une partie du visage telle que les yeux ou le nez et, d'autre part, des moyens de détection d'une autre partie du corps du spectateur, notamment sa main, ou ses deux mains. Dans ce cas, de préférence, les moyens de détection de la main (ou autre partie du corps) du spectateur détectent la présence de la main dans la zone où le spectateur voit l'image en relief et, le système comporte des moyens pour faire interagir ces moyens de détection de la main avec des moyens de création ou sélection d'images. Ainsi, par exemple, une pression de la main dans la zone où doit se trouver un objet qui, lorsqu'il est réel, est mou, entraîne une déformation de cet objet, ou un geste provoque le déplacement de l'objet. According to one embodiment, the system comprises, on the one hand, means for detecting a part of the face such as the eyes or the nose and, on the other hand, means for detecting another part of the spectator's body , especially his hand, or both his hands. In this case, preferably, the detection means of the hand (or other part of the body) of the viewer detect the presence of the hand in the area where the viewer sees the relief image and, the system comprises means for making interacting with these means for detecting the hand with means for creating or selecting images. Thus, for example, a pressure of the hand in the area where should be an object which, when real, is soft, causes deformation of this object, or a gesture causes the displacement of the object.

De façon générale, l'interaction entre la main, ou une autre partie du corps, et la scène, peut changer d'autres paramètres de la scène virtuelle, par exemple sa couleur ou sa texture. In general, the interaction between the hand, or another part of the body, and the scene, can change other parameters of the virtual scene, for example its color or texture.

Ainsi, l'interaction entre le spectateur et la scène virtuelle vue en relief (c'est-à-dire la synchronisation de la nature des images produites et de la position de l'écran à la position dans l'espace du spectateur par rapport au système) s'effectue de deux manières: selon la première manière, le déplacement du spectateur, notamment son visage, provoque la représentation d'un angle de vue différent de la scène virtuelle. Par exemple, si le spectateur passe de la position assise à la position debout, il passe d'une vue de face d'un objet à une vue de dessus de cet objet. Selon la seconde manière, un geste de la main entraîne une modification ou un déplacement d'un objet virtuel. Thus, the interaction between the viewer and the virtual scene seen in relief (that is to say the synchronization of the nature of the images produced and the position of the screen at the position in the space of the viewer relative to to the system) is carried out in two ways: in the first way, the movement of the viewer, including his face, causes the representation of a different angle of view of the virtual scene. For example, if the viewer moves from sitting to standing, he or she switches from a front view of an object to a top view of that object. In the second way, a gesture of the hand entails a modification or a displacement of a virtual object.

Les applications du système selon l'invention sont nombreuses. On citera, à titre d'exemples non limitatifs: la télévision, la vidéo, les films cinématographiques et l'informatique. En particulier, l'invention peut être utilisée pour la présentation d'objets virtuels, notamment pour la vente, que ce soit dans un magasin ou en diffusion, notamment par le réseau de type internet. The applications of the system according to the invention are numerous. Non-limiting examples include television, video, film and computer. In particular, the invention can be used for the presentation of virtual objects, in particular for sale, whether in a store or broadcast, including the Internet type network.

L'invention peut également s'appliquer à la visioconférence. Ainsi, dans une réalisation du système appliqué à la visioconférence, on prévoit, pour au moins l'un des interlocuteurs, un système du type défini ci- dessus, et ce système, qui se trouve en un premier emplacement, comporte un moyen pour fournir un signal représentant la position du spectateur et des moyens pour transmettre ce signal de position du spectateur à des moyens de prise de vue se trouvant au second emplacement, là où se trouve le second interlocuteur, ces moyens de prise de vue fournissant l'angle de vue du second interlocuteur qui correspond à l'angle souhaité par la position (notamment des yeux) du spectateur au premier emplacement. Par exemple, une caméra de prise de vue du second interlocuteur (au second emplacement) se déplace pour fournir au premier emplacement, un angle de vue du second interlocuteur qui correspond à l'angle souhaité par le premier interlocuteur. The invention can also be applied to videoconferencing. Thus, in one embodiment of the system applied to videoconferencing, at least one of the interlocutors is expected to have a system of the type defined above, and this system, which is in a first location, comprises means for providing a signal representing the position of the viewer and means for transmitting this position signal of the viewer to shooting means at the second location, where the second speaker is located, these shooting means providing the angle of view of view of the second interlocutor that corresponds to the desired angle by the position (including eyes) of the viewer at the first location. For example, a camera for shooting the second party (at the second location) moves to provide at the first location, a viewing angle of the second interlocutor that corresponds to the angle desired by the first interlocutor.

En variante, pour éviter le déplacement d'une caméra d'émission, le système comprend, en un emplacement, deux caméras de prise de vues de l'interlocuteur qui envoient simultanément leurs images sous deux angles différents dans le système de vision en relief se trouvant à l'autre emplacement, et à cet autre emplacement, le système comprend des moyens pour reconstituer l'image 3D du second interlocuteur. On notera cependant que, dans cette réalisation, on transmet deux fois plus d'informations sur la ligne entre les deux interlocuteurs que dans la première réalisation de systèmes de visioconférence. Alternatively, to avoid the displacement of a transmitting camera, the system comprises, in one location, two cameras of the interlocutor that simultaneously send their images from two different angles in the vision system. located in the other location, and in this other location, the system comprises means for reconstructing the 3D image of the second interlocutor. Note however that in this embodiment, twice as much information is transmitted on the line between the two interlocutors as in the first embodiment of videoconferencing systems.

Quelle que soit son application dans le système selon l'invention, l'effet de relief peut être obtenu de diverses manières. Whatever its application in the system according to the invention, the relief effect can be obtained in various ways.

Selon une réalisation, on associe à l'écran un dispositif optique, tel qu'un miroir ou un jeu de miroirs, qui renvoie l'image de l'écran en une position de l'espace vers laquelle est dirigé le regard du spectateur. According to one embodiment, the screen is associated with an optical device, such as a mirror or a set of mirrors, which returns the image of the screen in a position of the space towards which the viewer's gaze is directed.

Dans ce cas, le système comprend, par exemple, des moyens pour modifier séparément la position de l'écran et la position du dispositif optique. In this case, the system comprises, for example, means for modifying separately the position of the screen and the position of the optical device.

Dans une variante, l'écran et le dispositif optique sont solidaires d'un boîtier ou châssis et ont une position fixée par rapport à ce boîtier ou châssis qui est doté de moyens de commande pour le faire pivoter, par exemple, selon deux axes orthogonaux. In a variant, the screen and the optical device are integral with a housing or chassis and have a fixed position relative to this housing or chassis which is provided with control means to rotate it, for example, along two orthogonal axes. .

Quand le dispositif optique comporte au moins un miroir, ce dernier est de forme, par exemple, sphérique ou parabolique. When the optical device comprises at least one mirror, the latter is shaped, for example, spherical or parabolic.

L'invention concerne ainsi un système de restitution d'images en trois dimensions, comprenant: - un écran mobile recevant et restituant des images, - un dispositif optique pour produire une image de l'écran dans l'espace, et - des moyens de synchronisation de la nature des images produites et de la position de l'écran à la position dans l'espace du spectateur par rapport au système, afin, d'une part, que l'image reste toujours dans le champ de vision du spectateur et, d'autre part, que l'angle de vue de l'image obtenue sur l'écran corresponde à la position du spectateur, notamment celle de son visage. The invention thus relates to a system for restoring three-dimensional images, comprising: a mobile screen receiving and reproducing images, an optical device for producing an image of the screen in space, and means for synchronization of the nature of the images produced and the position of the screen with the position in the spectator's space with respect to the system, so that, on the one hand, the image remains always in the spectator's field of vision and on the other hand, that the angle of view of the image obtained on the screen corresponds to the position of the spectator, in particular that of his face.

Dans une réalisation, le système comprend des moyens pour changer l'angle de vue de l'image à restituer en fonction du déplacement du spectateur, la modification de l'angle de vue étant, par exemple, proportionnelle au déplacement du spectateur. In one embodiment, the system comprises means for changing the angle of view of the image to be restored according to the movement of the viewer, the change in the viewing angle being, for example, proportional to the movement of the viewer.

Le système comprend de préférence des moyens de prise de vue pour détecter, en temps réel, la position du spectateur dans l'espace. The system preferably comprises shooting means for detecting, in real time, the position of the spectator in the space.

Selon une réalisation, le système comprend une mémoire dans laquelle sont stockées une pluralité d'images d'une même scène selon une pluralité d'angles de vue, les moyens de synchronisation étant tels qu'ils restituent l'image correspondant à l'angle de vue associé à la position du spectateur. According to one embodiment, the system comprises a memory in which a plurality of images of the same scene are stored in a plurality of viewing angles, the synchronization means being such as to restore the image corresponding to the angle viewpoint associated with the viewer's position.

En variante, le système comprend des moyens de prise de 35 vue d'une scène commandés, grâce aux moyens de synchronisation, pour prendre l'image de la scène selon un angle de vue qui correspond à la position du spectateur. In a variant, the system comprises means for taking a scene of a controlled scene, thanks to the synchronization means, to take the image of the scene according to an angle of view which corresponds to the position of the spectator.

Dans ce cas, les moyens de prise de vue de la scène peuvent être déplaçables en fonction de la position du 5 spectateur. In this case, the shooting means of the scene can be moved according to the position of the viewer.

En variante, les moyens de prise de vue comportent au moins deux caméras ou analogues pour fournir deux angles de vue de la même scène, les moyens de synchronisation comportant des moyens de traitement pour restituer, à partir des deux angles de vue, l'angle de vue correspondant à la position du spectateur. In a variant, the imaging means comprise at least two cameras or the like to provide two angles of view of the same scene, the synchronization means comprising processing means for restoring, from both angles of view, the angle of view corresponding to the viewer's position.

Le système constitue, dans une réalisation, un système utilisable pour des visioconférences, et comprend un moyen de prise de vue destiné à restituer, pour un interlocuteur distant, l'image de l'interlocuteur utilisant le système. The system constitutes, in one embodiment, a system that can be used for videoconferences, and includes a means of shooting intended to restore, for a remote party, the image of the party using the system.

Dans une réalisation, les moyens de synchronisation comprennent, d'une part, des moyens de détection de la position du visage du spectateur, ou d'une partie de ce visage, en particulier les yeux, et, d'autre part, des moyens de détection d'une autre partie du corps du spectateur telle que les mains ou les pieds, et des moyens de traitement pour que l'apparition ou le déplacement de cette autre partie du corps provoque une modification de l'image obtenue en trois dimensions, cette modification étant, par exemple, un déplacement, une déformation ou un changement de texture ou de couleur. In one embodiment, the synchronization means comprise, on the one hand, means for detecting the position of the face of the viewer, or part of this face, in particular the eyes, and, on the other hand, means detecting another part of the spectator's body such as the hands or the feet, and processing means so that the appearance or the displacement of this other part of the body causes a modification of the image obtained in three dimensions, this modification being, for example, a displacement, a deformation or a change of texture or color.

Le dispositif optique est, par exemple, de position fixe. The optical device is, for example, fixed position.

En variante, le système comprend un châssis duquel est solidaire, d'une part, l'écran et, d'autre part, le dispositif optique, l'écran et le dispositif optique étant fixés par rapport à ce châssis, le moyen de synchronisation comprenant des moyens pour modifier la position du châssis. In a variant, the system comprises a frame of which is secured, on the one hand, the screen and, on the other hand, the optical device, the screen and the optical device being fixed with respect to this frame, the synchronization means comprising means for changing the position of the frame.

De préférence, le dispositif optique comporte au moins un miroir sphérique ou parabolique. Preferably, the optical device comprises at least one spherical or parabolic mirror.

Les perfectionnements selon la présente invention visent à permettre de présenter une scène étendue en profondeur ou à présenter plusieurs objets à des distances différentes du spectateur. The improvements according to the present invention aim at making it possible to present an extended scene in depth or to present several objects at different distances from the viewer.

Ainsi, les perfectionnements selon l'invention concernent un système de restitution d'images en trois dimensions 5 comprenant: - un premier écran et au moins un second écran recevant et restituant des images, ces deux écrans étant à distance l'un de l'autre, - un dispositif optique pour produire une image des 10 écrans dans l'espace, et - des moyens de synchronisation de la nature des images produites à la position dans l'espace du spectateur par rapport au système, afin, d'une part, que l'image reste dans le champ de vision du spectateur et, d'autre part, que l'angle de vue de l'image obtenue sur les écrans corresponde à la position du spectateur, notamment celle de son visage. Thus, the improvements according to the invention relate to a system for restoring three-dimensional images 5 comprising: a first screen and at least a second screen receiving and reproducing images, these two screens being at a distance from one of the other, - an optical device for producing an image of the screens in the space, and - means for synchronizing the nature of the images produced at the position in the spectator's space with respect to the system, in order, on the one hand, , that the image remains in the field of view of the viewer and, secondly, that the angle of view of the image obtained on the screens corresponds to the position of the viewer, including that of his face.

Dans une réalisation, le second écran est plus proche du système optique que le premier écran et est sensiblement parallèle à ce premier écran, et les parties du second écran qui ne produisent pas d'images sont transparentes. Le second écran est par exemple à diodes électroluminescentes de type organique. In one embodiment, the second screen is closer to the optical system than the first screen and is substantially parallel to the first screen, and portions of the second screen that do not produce images are transparent. The second screen is for example organic electroluminescent diodes.

Selon une réalisation, le système comprend des moyens de commande pour que les images apparaissent simultanément sur les deux écrans. According to one embodiment, the system comprises control means so that the images appear simultaneously on the two screens.

En variante, le système comprend des moyens de commande pour que les images apparaissent à des instants différents sur les deux écrans, la fréquence d'apparition étant suffisamment élevée pour que le spectateur, par la persistance rétinienne, voit simultanément les images des deux écrans. In a variant, the system comprises control means for the images to appear at different times on the two screens, the frequency of appearance being sufficiently high for the spectator, by the retinal persistence, to simultaneously see the images of the two screens.

Dans une réalisation, le système comprend des moyens de traitement informatique qui comportent des moyens générateurs d'images, par exemple à mémoire, et des moyens pour affecter chaque partie d'une image à un écran en fonction de la distance relative de cette partie au spectateur. In one embodiment, the system comprises computer processing means which comprise image generating means, for example memory means, and means for assigning each part of an image to a screen according to the relative distance of this part to the image. spectator.

Selon une réalisation, le système comprend des moyens de traitement informatique pour effectuer une correction de la géométrie des images en fonction de la position dans l'espace du spectateur par rapport au système et/ou en fonction de la position de l'écran par rapport au dispositif optique, ces moyens de traitement informatique effectuant une correction géométrique destinée à corriger les déformations provoquées par les distances différentes des écrans. According to one embodiment, the system comprises computer processing means for effecting a correction of the geometry of the images as a function of the position in the spectator's space with respect to the system and / or as a function of the position of the screen relative to to the optical device, these computer processing means performing a geometric correction for correcting the deformations caused by the different distances of the screens.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation de système selon l'invention, les figures 2 et 3 sont des schémas d'une autre réalisation de l'invention, - la figure 4 est un schéma d'une utilisation d'un système selon l'invention, et - la figure 5 est un schéma d'une variante du système 20 selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will become apparent with the description of some of its embodiments, this being done with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagram of a mode of embodiment of the system according to the invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams of another embodiment of the invention, FIG. 4 is a diagram of a use of a system according to the invention, and FIG. 5 is a diagram of a variant of the system 20 according to the invention.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le système selon l'invention comporte un écran 10 sur lequel sont formées des images provenant d'un ordinateur (non montré) ou fournies en ligne par un système de télévision tel que celui d'une visioconférence. L'écran est, par exemple, du type à cristaux liquides, à plasma ou à rayons cathodiques. In the example shown in Figure 1, the system according to the invention comprises a screen 10 on which are formed images from a computer (not shown) or provided online by a television system such as that of a videoconferencing. The screen is, for example, of the liquid crystal, plasma or cathode ray type.

On associe à l'écran des moyens générateurs d'images qui fournissent des vues d'une scène qui sont fonction de la position d'un spectateur, notamment de la position du visage et plus particulièrement de ses yeux 12. On the screen are associated image-generating means which provide views of a scene which are a function of the position of a spectator, in particular of the position of the face and more particularly of its eyes 12.

L'écran 10 est solidaire d'un support vertical 14 auquel est associé un moyen de commande pour faire tourner ce support autour de son axe. En outre, l'écran 10 est mobile autour d'un axe horizontal 16, par une articulation ou support 14, grâce à des seconds moyens de commande. Ces premiers et seconds moyens de commande ajustent la position de l'écran 10 en fonction de la position du spectateur 12 de façon que l'image virtuelle en trois dimensions, 18, vue par le spectateur 12 demeure toujours dans le champ de vision de ce dernier. The screen 10 is secured to a vertical support 14 which is associated with a control means for rotating the support about its axis. In addition, the screen 10 is movable about a horizontal axis 16, by a hinge or support 14, by means of second control means. These first and second control means adjust the position of the screen 10 according to the position of the viewer 12 so that the three-dimensional virtual image 18, seen by the viewer 12, remains in the field of view of this viewer 12. latest.

Le système comporte un dispositif optique qui comprend, dans l'exemple, deux miroirs paraboliques 20 et 22. Quand le spectateur se trouve dans la position 12 montrée sur la figure 1 et lorsque l'écran se trouve dans la position 10 montrée en trait plein, l'image sur l'écran est réfléchie sur la partie supérieure 24 du miroir parabolique 20 puis est réfléchie sur la partie inférieure 26 du même miroir 20 pour se focaliser à l'emplacement 18. The system comprises an optical device which comprises, in the example, two parabolic mirrors 20 and 22. When the viewer is in the position 12 shown in Figure 1 and when the screen is in the position 10 shown in solid lines , the image on the screen is reflected on the upper portion 24 of the parabolic mirror 20 and is reflected on the lower portion 26 of the same mirror 20 to focus at the location 18.

Quand le spectateur se déplace de la position 12 à la position 12', l'écran prend la position 10' représentée en trait interrompu sur la figure 1. L'image qu'il produit est réfléchie par la partie supérieure 28 du miroir parabolique 22, puis par la partie inférieure 30 de ce miroir 22 et, de là, est focalisée au même emplacement 18. When the viewer moves from position 12 to position 12 ', the screen takes the position 10' shown in broken lines in FIG. 1. The image that it produces is reflected by the upper part 28 of the parabolic mirror 22 then by the lower part 30 of this mirror 22 and from there is focused at the same location 18.

La position du spectateur est détectée par un moyen de prise de vue comprenant une caméra 32 ainsi que des moyens de reconnaissance du corps du spectateur, tel qu'une partie de son visage, notamment les yeux. The position of the spectator is detected by a means of shooting comprising a camera 32 as well as means for recognizing the body of the spectator, such as a part of his face, especially the eyes.

L'effet de relief provient du fait que l'image de l'écran est focalisée en un point de l'espace et, ainsi, le spectateur n'a pas l'impression d'observer un écran mais de voir un objet flottant dans l'air. En outre, l'effet de relief est amplifié par la synchronisation des images au déplacement du spectateur. The relief effect comes from the fact that the image of the screen is focused at a point in space and, thus, the viewer does not have the impression to observe a screen but to see a floating object in the air. In addition, the relief effect is amplified by the synchronization of the images to the movement of the viewer.

Dans une autre réalisation, qui est représentée sur les figures 2 et 3, on prévoit un écran 36 et un dispositif optique à deux miroirs de renvoi 38 et 40 et l'ensemble de l'écran et des miroirs 38 et 40 est solidaire d'un boîtier ou châssis 42 associé à des moyens de commande permettant de faire tourner ce châssis autour d'un axe horizontal et d'un axe vertical 46. In another embodiment, which is shown in Figures 2 and 3, there is provided a screen 36 and an optical device with two reflecting mirrors 38 and 40 and the entire screen and mirrors 38 and 40 is integral with a housing or chassis 42 associated with control means for rotating this frame about a horizontal axis and a vertical axis 46.

L'écran 36 et les miroirs 38 et 40 ont une position fixée par rapport au châssis 42. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 3, le boîtier 42 comporte une large ouverture frontale 48 en face du miroir 40. Et l'image virtuelle est formée en avant de cette ouverture frontale 48. The screen 36 and the mirrors 38 and 40 have a fixed position relative to the frame 42. Thus, as can be seen in FIG. 3, the housing 42 has a large front opening 48 in front of the mirror 40. And the virtual image is formed in front of this front opening 48.

La partie frontale du système comporte, en partie supérieure, une caméra 50 pour détecter la position d'une partie du visage, tel que les yeux ou le nez par exemple, du spectateur. En outre, on prévoit en partie inférieure deux caméras 52 et 54 destinées à détecter la position des mains du spectateur quand elles s'approchent de l'ouverture 48, c'est-àdire quand elles s'approchent de l'emplacement où est focalisé l'objet virtuel. The front part of the system comprises, in the upper part, a camera 50 for detecting the position of a part of the face, such as the eyes or the nose, for example, of the viewer. In addition, two cameras 52 and 54 are provided in the lower part for detecting the position of the spectator's hands when they approach the opening 48, that is to say when they approach the location where the focus is the virtual object.

En variante, la caméra 50 est utilisée pour détecter à 15 la fois la position d'une partie du visage et la position des mains. Alternatively, the camera 50 is used to detect both the position of a part of the face and the position of the hands.

Bien entendu, en fonction de l'interaction souhaitée entre l'objet virtuel et le spectateur, les caméras et les moyens de traitement associés sont agencés pour détecter d'autres parties du corps. Par exemple, dans une variante, les caméras 52 et 54 (ou la caméra 50), sont prévues pour détecter les pieds du spectateur dans le cas d'un jeu à l'aide d'un ballon virtuel. Of course, depending on the desired interaction between the virtual object and the viewer, the cameras and the associated processing means are arranged to detect other parts of the body. For example, in one variant, the cameras 52 and 54 (or the camera 50) are provided for detecting the feet of the viewer in the case of a game using a virtual balloon.

Dans une réalisation, les moyens de traitement informatique associés au dispositif représenté sur les figures 2 et 3 sont tels qu'ils comportent des moyens pour effectuer une correction de la géométrie de la scène lorsque les paramètres des systèmes optiques changent, tels que, par exemple, la distance entre l'écran 36 et le miroir 38 ou la longueur focale des miroirs 38 et 40. In one embodiment, the computer processing means associated with the device represented in FIGS. 2 and 3 are such that they comprise means for effecting a correction of the geometry of the scene when the parameters of the optical systems change, such as, for example, the distance between the screen 36 and the mirror 38 or the focal length of the mirrors 38 and 40.

De telles corrections de la géométrie des images sont classiques. Ces moyens logiciels sont par exemple inclus dans une unité de traitement graphique ou GPU (graphic processor unit). Such corrections of the geometry of the images are conventional. These software means are for example included in a graphics processing unit or GPU (graphic processor unit).

On peut également faire appel à un moyen logiciel de traitement d'images pour limiter le déplacement de l'ensemble à écran 36 et miroirs 38 et 40. Dans ce cas, les moyens de traitement informatique comportent, par exemple dans l'unité de traitement graphique, un moyen logiciel permettant d'effectuer une correction de la géométrie de l'objet ou de la scène examinée en fonction de la position du spectateur par rapport au châssis ou boîtier 42. It is also possible to use a software image processing means to limit the movement of the screen assembly 36 and mirrors 38 and 40. In this case, the computer processing means comprise, for example in the processing unit. graphic, a software means for performing a correction of the geometry of the object or scene examined according to the position of the viewer relative to the frame or housing 42.

Ce moyen logiciel permet la correction géométrique des images afin qu'elles n'apparaissent pas déformées au spectateur quand il s'éloigne de l'axe de visée pour le boîtier 42. La correction ne dépend que de caractéristiques déterminées du système optique, notamment des caractéristiques des miroirs 40 et 38. This software means allows the geometric correction of the images so that they do not appear distorted to the viewer when it moves away from the line of sight for the housing 42. The correction depends only on determined characteristics of the optical system, in particular characteristics of the mirrors 40 and 38.

Ce moyen logiciel est du même type que celui utilisé 15 pour corriger des images projetées sur des écrans courbes, par exemple paraboliques ou sphériques. This software means is of the same type as that used to correct images projected on curved screens, for example parabolic or spherical screens.

En complément ou en variante, les moyens de traitement informatique modifient la position de l'objet ou la scène quand le spectateur se déplace afin que l'objet ou la scène reste en position centrale. In addition or alternatively, the computer processing means modify the position of the object or the scene when the viewer moves so that the object or the scene remains in the central position.

La correction, effectuée par les moyens de traitement informatique, peut être utilisée pour maintenir le boîtier 42 fixe quand les déplacements du spectateur sont peu importants. Pour des déplacements d'une amplitude supérieure à une valeur prédéterminée, les mouvements du spectateur entraînent un déplacement du boîtier 42 comme décrit ci-dessus. The correction, performed by the computer processing means, can be used to maintain the fixed housing 42 when the movements of the viewer are small. For displacements of an amplitude greater than a predetermined value, the movements of the spectator cause the housing 42 to move as described above.

Ces moyens de traitement informatique effectuant la correction de géométrie ou la correction de position permettent aussi d'augmenter l'effet de relief car l'objet ou la scène représentés se déplacent par rapport au châssis. On offre aussi la possibilité d'augmenter l'impression d'immobilité de l'objet dans l'espace quand cet objet est proche du spectateur, alors que les scènes ou objets éloignés peuvent donner l'impression de se déplacer davantage que les objets proches (effet de parallaxe dû au mouvement). These computer processing means performing the geometry correction or the position correction also make it possible to increase the relief effect because the object or scene represented moves relative to the frame. We also offer the possibility to increase the impression of immobility of the object in space when this object is close to the viewer, while the distant scenes or objects can give the impression to move more than the close objects (parallax effect due to movement).

Ces moyens de traitement informatique peuvent aussi être utilisés pour diminuer les temps de réaction du système aux mouvements du spectateur. En effet, même si le boîtier 42 se déplace pour de faibles mouvements du spectateur, ce déplacement du boîtier 42 n'est pas toujours immédiat en raison de l'inertie de ce boîtier. Pour s'opposer à ce retard, les moyens de traitement informatique effectuent une correction de géométrie ou de position qui tient compte, à chaque instant, de la position relative réelle du spectateur par rapport au système optique. These computer processing means can also be used to reduce the reaction time of the system to the movements of the viewer. Indeed, even if the housing 42 moves for slight movements of the viewer, this movement of the housing 42 is not always immediate because of the inertia of this housing. To counter this delay, the computer processing means perform a geometry or position correction which takes into account, at each moment, the actual relative position of the viewer relative to the optical system.

La figure 4 est un schéma d'un ensemble pour la visioconférence fournissant des images en relief qui comprend, pour chaque interlocuteur, un système 60, 62 du type de celui représenté sur la figure 1 ou sur les figures 2 et 3. FIG. 4 is a diagram of an assembly for videoconferencing providing relief images which comprises, for each interlocutor, a system 60, 62 of the type shown in FIG. 1 or in FIGS. 2 and 3.

Chacun des appareils ou systèmes 60, 62 comporte les divers composants déjà décrits en relation avec les figures 1, 2 et 3, c'est-à-dire notamment une caméra (non montrée sur la figure 4) pour détecter la position du visage, en particulier les yeux, du spectateur. Each of the devices or systems 60, 62 comprises the various components already described in relation to FIGS. 1, 2 and 3, that is to say in particular a camera (not shown in FIG. 4) for detecting the position of the face, especially the eyes, the viewer.

Dans ce système, les images fournies sont en particulier les visages des interlocuteurs. Autrement dit, l'image fournie au spectateur 64 du système 60 est l'image du visage du spectateur 66 du système 62. In this system, the images provided are in particular the faces of the interlocutors. In other words, the image supplied to the viewer 64 of the system 60 is the image of the face of the viewer 66 of the system 62.

Pour que l'angle sous lequel est vu le spectateur 66 par le spectateur 64 corresponde à l'angle désiré, qui est déterminé par la position des yeux de ce spectateur 64, on associe à l'appareil 62, une caméra 70 et des moyens pour déplacer cette dernière selon une trajectoire 72, afin que cette caméra prenne l'image du spectateur 66 selon l'angle désiré par le spectateur 64. In order that the angle under which the viewer 66 is seen by the viewer 64 corresponds to the desired angle, which is determined by the position of the eyes of this viewer 64, the apparatus 62 is associated with a camera 70 and means to move the latter along a path 72, so that this camera takes the image of the viewer 66 according to the desired angle by the viewer 64.

De même, à l'appareil 60 est associée une caméra 74 se déplaçant sur une trajectoire 76, cette caméra 74 fournissant au spectateur 66 une vue de l'interlocuteur 64 selon l'angle désiré par le spectateur 66, c'est-àdire selon la position des yeux de l'interlocuteur 66 dans l'exemple. 20 Similarly, the camera 60 is associated with a camera 74 traveling on a trajectory 76, this camera 74 providing the viewer 66 with a view of the interlocutor 64 according to the angle desired by the spectator 66, that is to say according to the position of the eyes of the interlocutor 66 in the example. 20

Dans une variante, à chaque appareil 60, 62 sont associées deux caméras (non montrées) fournissant deux angles de vue différents du spectateur et ces deux angles de vue sont transmis à l'appareil de l'autre interlocuteur. Dans ce cas, l'appareil comporte des moyens de traitement permettant de fournir, à partir des deux vues reçues, une vue correspondant à l'angle désiré par le spectateur à l'autre bout. In a variant, each apparatus 60, 62 is associated with two cameras (not shown) providing two different viewing angles of the viewer and these two viewing angles are transmitted to the other speaker's camera. In this case, the apparatus comprises processing means for providing, from the two views received, a view corresponding to the angle desired by the viewer at the other end.

On va maintenant décrire en relation avec la figure 5, un mode de réalisation permettant de présenter une scène étendue en profondeur ou plusieurs objets à des distances différentes du spectateur. We will now describe in connection with Figure 5, an embodiment for presenting an extended scene in depth or several objects at different distances from the viewer.

Dans cette réalisation, on prévoit plusieurs écrans à distance les uns des autres, sur chacun desquels est formée ou projetée une image. On prévoit ainsi un premier écran 100 destiné, par exemple, à représenter un paysage ou un objet éloigné. Cet écran 100 est, par exemple, à cristaux liquides de technologie TFT. Au moins un autre écran 1101 est disposé au- dessus de l'écran 100, c'est-à-dire entre l'écran 100 et le miroir 381. Cet écran 1101 est destiné à représenter un objet à distance de la scène ou objet représenté par l'écran 100. In this embodiment, several screens are provided at a distance from each other, on each of which is formed or projected an image. There is thus provided a first screen 100 intended, for example, to represent a landscape or a distant object. This screen 100 is, for example, liquid crystal TFT technology. At least one other screen 1101 is disposed above the screen 100, that is to say between the screen 100 and the mirror 381. This screen 1101 is intended to represent an object remote from the scene or object represented by the screen 100.

Cet écran 1101 est transparent de façon à ne pas occulter totalement l'image projetée par l'écran 100 vers le miroir 381. Pour obtenir ce résultat, on utilise par exemple un écran 1101 du type OLED, c'est-à-dire un écran à diodes électroluminescentes du type organique. This screen 1101 is transparent so as not to completely obscure the image projected by the screen 100 to the mirror 381. To obtain this result, use is made for example of a screen 1101 of the OLED type, that is to say a electroluminescent diode screen of the organic type.

Il est bien entendu possible de prévoir d'autres écrans transparents audessus de l'écran 1101 pour augmenter l'effet de relief obtenu par le système. It is of course possible to provide other transparent screens above the screen 1101 to increase the relief effect obtained by the system.

Etant donné que les écrans 100 et 1101 ne se trouvent pas à la même distance du miroir 381r les images produites seraient, sans traitement, vues de façon déformée par le spectateur. C'est pourquoi on prévoit, dans les moyens de traitement informatique générant les images, des moyens de correction de la géométrie d'images, afin que l'objet ou scène provenant de l'écran 100 et provenant de l'écran 1101 apparaissent sans déformation ou sans défaut de mise au point pour le spectateur. Since the screens 100 and 1101 are not at the same distance from the mirror 381r, the images produced would, untreated, be deformed by the viewer. For this reason, means for correcting the image geometry are provided in the computer processing means generating the images, so that the object or scene originating from the screen 100 and coming from the screen 1101 appears without distortion or defect of focus for the viewer.

Le moyen de correction de la géométrie est également associé à des moyens de commande permettant de fournir à chaque écran l'image qui lui revient. La répartition des images sur les écrans s'effectue, dans une réalisation, lors de la création de la scène. Par exemple, une scène est créée en deux dimensions et on affecte à chaque objet une valeur de coordonnée Z (distance au spectateur ou profondeur) différente d'un objet à l'autre, la valeur de Z déterminant l'écran sur lequel on doit former chaque objet. En d'autres termes, soit l'affectation de l'écran est prédéterminée, soit l'affectation de chaque objet à un écran dépend de la gamme de coordonnées Z dans laquelle se trouve cet objet. The means for correcting the geometry is also associated with control means making it possible to supply each screen with the image which belongs to it. The distribution of the images on the screens is carried out, in one embodiment, during the creation of the scene. For example, a scene is created in two dimensions and each object is assigned a Z-coordinate value (distance to the viewer or depth) different from one object to another, the value of Z determining the screen on which we must form each object. In other words, either the assignment of the screen is predetermined, or the assignment of each object to a screen depends on the range of coordinates Z in which this object is located.

Dans une réalisation, les images formées sur chacun des écrans apparaissent de façon continue. In one embodiment, the images formed on each of the screens appear continuously.

En variante, les images sur chacun des écrans apparaissent de façon alternée à une cadence suffisante pour que le spectateur ait l'impression, par l'effet de la persistance rétinienne, de voir simultanément les deux images. Dans ces conditions, l'image provenant de l'écran 100 n'est pas occultée par l'image sur l'écran 1101 puisque, quand l'écran 100 est actif, l'écran 1101 est inactif et donc transparent. En outre, l'effet visuel obtenu avec cette réalisation est différent de l'effet visuel obtenu lorsque les écrans produisent en permanence les images. Ainsi on choisira le mode de fonctionnement continu ou alterné en fonction de l'effet visuel souhaité. Alternatively, the images on each of the screens alternately appear at a rate sufficient for the viewer to feel, by the effect of retinal persistence, to see both images simultaneously. Under these conditions, the image from the screen 100 is not obscured by the image on the screen 1101 since, when the screen 100 is active, the screen 1101 is inactive and therefore transparent. In addition, the visual effect obtained with this realization is different from the visual effect obtained when the screens continuously produce the images. Thus one will choose the continuous or alternating mode of operation depending on the desired visual effect.

L'invention n'est bien entendu pas limitée aux modes de réalisation spécifiquement décrits. Elle en englobe les variantes. En particulier, pour les moyens de prises de vue, on peut utiliser des dispositifs différents d'une caméra. Ainsi, dans le cas où l'appareil est du type holographique, on prévoit un système de lasers pour la prise de vue. The invention is of course not limited to the specifically described embodiments. It encompasses the variants. In particular, for the shooting means, it is possible to use different devices of a camera. Thus, in the case where the apparatus is of the holographic type, a laser system is provided for shooting.

Claims

A three-dimensional image rendering system comprising: a first screen (100) and at least a second screen (1101) receiving and reproducing images, these two screens being at a distance from one another, an optical device (20, 22; 38, 40) for producing an image (18) of the screens in space, and - synchronization means (32; 50, 52, 54; 70, 74) of the nature of the images produced at the position in the viewer's space (12) with respect to the system, so that the image remains in the spectator's field of view and, on the other hand, view of the image obtained on the screens corresponds to the position of the spectator, in particular that of his face.

2. The system of claim 1 wherein the second screen is closer to the optical system than the first screen and is substantially parallel to the first screen, and parts of the second screen that do not produce images are transparent.

3. System according to claim 2 wherein the second screen is organic-type light emitting diodes.

4. System according to one of claims 1 to 3 comprising control means for the images to appear simultaneously on both screens.

5. System according to claim 1, comprising control means for the images to appear at different times on the two screens, the frequency of appearance being sufficiently high for the spectator, by the retinal persistence, to simultaneously see the images. two screens.

6. System according to one of claims 1 to 5 comprising computer processing means which comprise image generating means, for example memory, and means for assigning each part of an image to a screen according to the relative distance of this part to the viewer.

7. System according to one of the preceding claims comprising computer processing means for performing a correction of the geometry of the images according to the position in the space of the viewer with respect to the system and / or depending on the position of the screen relative to the optical device, these computer processing means performing a geometric correction for correcting the deformations caused by the different distances of the screens.