FR2949002A1 - Procede et appareil d'affichage autostereoscopique d'une image - Google Patents

Abstract

Procédé d'affichage autostéréoscopique d'une image constituée par N≥2 images élémentaires imbriquées correspondant à N points de vue différents sur un écran (EA) comportant une pluralité de pixels constitués chacun par M≥1 sous-pixels, chacune des images élémentaires affichées étant affectée à un ensemble de sous-pixels non contigus dans une direction dite horizontale, ainsi qu'un dispositif sélecteur (RL) adapté pour que les yeux d'un spectateur (S, SP), supposés alignés selon ladite direction horizontale, ne perçoivent que deux images élémentaires respectives correspondant à deux points de vue différents lorsque ledit spectateur se trouve à une distance nominale de l'écran, caractérisé par le fait que, à chaque instant, l'on n'affiche, en les affectant à des ensembles de sous-pixels de l'écran non contigus dans une direction horizontale, que N' images élémentaires imbriquées, avec 2≤N'<N, correspondant à N' points de vue distincts choisis en fonction de la position ou du déplacement d'un spectateur dit privilégié (SP) par rapport à l'écran. Appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Description

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PROCEDE ET APPAREIL D'AFFICHAGE AUTOSTEREOSCOPIQUE D'UNE IMAGE L'invention porte sur un procédé d'affichage autostéréoscopique d'une image statique ou animée, ainsi que sur un 5 appareil de mise en oeuvre d'un tel procédé. L'autostéréoscopie est une technique permettant l'affichage d'images en relief sans exiger le port de lunettes spéciales de la part des spectateurs. Cette technique est connue par elle-même, en particulier des documents WO 94/26072, WO 00/10332 et WO 2006/024764 du présent 10 inventeur. Une image autostéréoscopique est constituée par une pluralité d'images élémentaires imbriquées, correspondant à des vues d'un même objet ou d'une même scène selon des points de vue différents. Un dispositif sélecteur, typiquement constitué par un réseau de lenticules 15 cylindriques disposé devant l'écran d'affichage, fait en sorte que les yeux d'un spectateur ne perçoivent que deux images élémentaires respectives, correspondant à deux points de vues différents, ce qui donne une illusion de profondeur. En principe, l'affichage de deux images élémentaires pourrait être suffisant, mais seulement à condition que la position du spectateur soit fixe et 20 connue à l'avance. L'utilisation de plusieurs points de vue permet de libérer (partiellement) le spectateur des contraintes de positionnement et de permettre son déplacement tant parallèlement à l'écran que perpendiculairement à ce dernier. Il n'est cependant pas possible d'augmenter excessivement 25 le nombre de points de vue de l'image autostéréoscopique. En effet, un écran d'affichage autostéréoscopique présente un nombre fini de pixels, que doivent se partager les images élémentaires. Par conséquent, pour un écran donné, plus élevé est le nombre de point de vues (et donc d'images élémentaires), plus faible est ' la définition de l'image reconstituée. Des techniques 30 astucieuses (WO 00/10332 et WO 2006/024764) permettent de remédier à cette perte de définition : ainsi, contrairement à ce que l'on pourrait le croire, la définition d'une image à N points de vue ne présente pas une définition inférieure d'un facteur N à celle d'une image sans relief qui serait affichée sur un même écran. Typiquement l'utilisation de 8 points de vue correspond à un bon compromis : la perte de résolution de l'image est à peine perceptible, et les contraintes de positionnement des spectateurs sont suffisamment lâches pour permettre une observation confortable. Malgré l'utilisation d'un nombre relativement élevé de points de vue, se déplacer devant un écran autostéréoscopique n'est pas toujours agréable. On considère le cas de l'affichage d'une image à huit points de vue, numérotés de 1 à 8 de gauche à droite. Un spectateur situé à la distance nominale de l'écran (par exemple, 4 m) en position centrée perçoit le point de vue numéro 4 avec son oeil gauche, et le point de vue numéro 5 avec son oeil droit. S'il se déplace vers la droite, à un certain moment son oeil gauche percevra l'image élémentaire correspondant au point de vue numéro 5 et son oeil droit l'image numéro 6, et ainsi de suite. Ces transitions se font d'une manière douce et imperceptible, et imitent le changement de point de vue qu'aurait le spectateur s'il se déplaçait réellement devant un objet solide. En continuant son déplacement vers la droite, le spectateur arrive au point où son oeil gauche perçoit l'image élémentaire numéro 7 et son oeil droit l'image numéro 8. Si le spectateur se déplace encore vers la droite, il rencontre un problème : son oeil gauche perçoit l'image numéro 8 et son oeil droit l'image numéro 1, parce que le système est modulo 8 . L'écart entre les deux points de vue est beaucoup trop fort pour être accepté par le cerveau ; en plus, ces deux points de vue sont inversés (l'oeil droit voit l'image d'un point vue plus à gauche que l'oeil gauche, et vice-versa). Dans ces conditions on parle de pseudo-scopie ; la position est extrêmement inconfortable et impossible à tenir sans provoquer très rapidement un fort mal de tête. En réalité, la gêne ne dure qu'un instant : il suffit au spectateur de se déplacer encore un peu vers la droite pour que ses yeux perçoivent le couple (1, 2) : le spectateur voit alors la même image en relief que s'il s'était déplacé vers la gauche à partir de sa position centrée. Plus en général, en se déplaçant de la gauche vers la droite, les yeux (gauche, droit) du spectateur perçoivent les images élémentaires

3 (1,2) ; (2,3) ; (3,4) ; (4,5) ; (5,6) ; (6,7) ; (7,8) ; puis il y a un instant de gêne correspondant à l'affichage pseudo-scopique (8,1), avant de recommencer la séquence (1,2) ; (2,3) etc...jusqu'à la limite de l'espace angulaire d'observation, qui peut atteindre +/- 50° par rapport à la normale à l'écran. On appelle lobe la distance à parcourir parallèlement au plan de l'écran pour voir une série d'images au moins une seconde fois. Ainsi, l'affichage pseudoscopique correspond au passage d'un lobe à l'autre suite à un déplacement dans une direction parallèle à l'écran. Les passages de lobe sont tant plus éloignés les uns des autres que le nombre de points de vue affichés est élevé. Si une ou plusieurs personnes veulent regarder û sans trop bouger û une image autostéréoscopique, le phénomène de pseudo-scopie n'est pas trop gênant : en effet, il suffira à ces personnes d'éviter de se positionner exactement au niveau d'un passage de lobe (ou trop près de l'écran), ce qu'elles feront spontanément sans même s'en rendre compte. Mais dans certaines applications il est nécessaire de permettre à une ou plusieurs personnes de se déplacer librement devant un écran autostéréoscopique tout en continuant à regarder l'image en relief affichée. C'est par exemple le cas des applications au design , dans lesquelles une image autostéréoscopique de synthèse remplace une maquette. C'est également le cas des applications publicitaires, où l'on veut montrer une image en relief aux personnes qui passent devant une vitrine, sans nécessairement s'arrêter, ou qui défilent sur un tapis-roulant ou un escalateur dans une gare ou un aéroport. Dans ces applications, l'affichage pseudo-scopique au passage de lobe s'avère gênant. L'invention vise à résoudre, au moins en partie, ce problème. Pour y parvenir l'invention part du constat que, dans des nombreuses applications, il suffit de supprimer le passage de lobe pour un seul spectateur dit privilégié : c'est le cas du designer devant sa maquette virtuelle, du médecin devant une image médicale autostéréoscopique ou du promeneur qui passe devant une vitrine. Ou alors le passage de lobe doit être supprimé pour plusieurs personnes, mais qui se déplacent de la même manière : c'est le cas des personnes transportées par un tapis roulant ou un escalateur. Il est donc possible de détecter le déplacement de ce ou ces spectateurs privilégiés et d'adapter en temps réel l'affichage autostéréoscopique de manière à les faire suivre par un lobe qui, en même temps, se modifie par substitution des points de vue affichés. Les spectateurs autres que le spectateur privilégié ne sont que faiblement dérangés par cette modification dynamique de l'affichage. En fonction du mode de réalisation de l'invention, ils peuvent voir l'image tourner comme si elle suivait ledit spectateur privilégié, ce qui n'est pas nécessairement déplaisant. En outre, de temps à autre, un spectateur non privilégié peut subir un affichage pseudo-scopique lorsque ses yeux sont balayés par un changement de lobe. Ainsi, un objet de l'invention est un procédé d'affichage autostéréoscopique d'une image constituée par N>_2 images élémentaires imbriquées correspondant à N points de vue différents sur un écran comportant une pluralité de pixels constitués chacun par M>_1 sous-pixels, chacune des images élémentaires affichées étant affectée à un ensemble de sous-pixels non contigus dans une direction dite horizontale, ainsi qu'un dispositif sélecteur adapté pour que les yeux d'un spectateur, supposés alignés selon ladite direction horizontale, ne perçoivent que deux images élémentaires respectives correspondant à deux points de vue différents lorsque ledit spectateur se trouve à une distance nominale de l'écran (dite aussi distance de teinte plate), caractérisé par le fait que l'on n'affiche à chaque instant, en les affectant à des ensembles de sous-pixels de l'écran non contigus dans une direction horizontale, que N' images élémentaires imbriquées, avec 2<_N'<N, correspondant à N' points de vue distincts choisis en fonction de la position ou du déplacement d'un spectateur dit privilégié par rapport à l'écran. L'invention porte en particulier sur un procédé d'affichage 30 autostéréoscopique dans lequel ledit dispositif sélecteur définit, dans ladite direction horizontale, un ensemble de régions angulaires dites lobes, telles que la vision autostéréoscopique est possible à l'intérieur de chaque lobe et impossible lorsque les deux yeux d'un spectateur se trouvent dans deux lobes différents, la largeur et la position de chaque lobe dépendant tant des propriétés optiques dudit dispositif sélecteur que de la manière dont les 5 images élémentaires sont affectées aux différents ensembles de sous-pixels, et dans lequel l'affectation des images élémentaires auxdits différents ensembles de sous-pixels est choisie de manière à maintenir ledit spectateur privilégié à l'intérieur d'un même lobe. Avantageusement, suite à un déplacement du spectateur privilégié, on peut modifier l'affectation des images élémentaires aux différents ensembles de sous-pixels de manière à maintenir ledit spectateur privilégié au centre d'un même lobe. En particulier on peut remplacer une des N' images élémentaires affichées à l'écran, correspondant à une extrémité du lobe à l'intérieur duquel se trouve ledit spectateur privilégié, par une des N-N' images qui n'étaient pas affichées et correspondant à l'extrémité opposée de ce même lobe, de manière à simuler pour ledit spectateur privilégié les cas où toutes les N images élémentaires disponibles seraient affichées en même temps. Le nombre d'images élémentaires affichées à chaque instant, N', peut être compris entre 4 et 12, et est de préférence égal à 8, et N est compris entre 2N' et 180, et est de préférence égal à 96. Dans le cas limite N=2, la modification de l'affectation des images élémentaires suite au déplacement du spectateur privilégié consiste à substituer un point de vue (gauche-1) à la place du point de vue droite si le spectateur se déplace vers la gauche(le point de vue gauche initial devenant le nouveau point de vue droite), ou un point de vue (droite+l) à la place du point de vue gauche s'il se déplace vers la droite le point de vue droite initial devenant le nouveau point de vue gauche, les points de vue affichés étant issus d'une série continue stéréoscopique deux à deux.

Selon une variante de l'invention, lorsque ledit spectateur privilégié se déplace dans une direction dite verticale, perpendiculaire à ladite direction horizontale, l'on affiche à l'écran des images élémentaires

6 correspondantes à des points de vue décalés dans ladite direction verticale de manière à annuler ou minimiser la déformation de l'image perçue par le spectateur privilégié du fait de son déplacement vertical. En effet, dans un système selon l'art antérieur, le déplacement vertical d'un spectateur (si, par exemple, il passe d'une position assise à une position debout) n'entraîne pas de changement des images élémentaires perçues par ses yeux, et donc en particulier pas de changement de lobe et d'affichage pseudo-scopique. En revanche, ce type de déplacement engendre une déformation de l'image perçue, car toutes les images élémentaires correspondent à des points de vue situés à une même hauteur. Conformément à cette variante de l'invention, il est possible de prévoir plusieurs séries d'images élémentaires correspondant à des ensembles de points de vue situés à des hauteurs différentes, et de changer de série en fonction de la position verticale du spectateur privilégié.

L'invention peut s'appliquer à l'affichage des images statiques comme des images en mouvement. Dans ce dernier cas une série d'images élémentaires peut être associée à chacun des N points de vue, le procédé comportant un défilement à l'écran desdites images élémentaires de manière à réaliser une animation.

La localisation dudit spectateur privilégié peut être réalisée au moyen d'un capteur optique, par exemple intégré à l'écran. Elle peut se faire également au moyen d'un dispositif émetteur de rayonnement porté par le spectateur privilégié lui-même. Ou encore, on peut modifier l'affectation des images élémentaires aux différents ensembles de sous-pixels en fonction de la vitesse de déplacement d'un moyen de transport, tel qu'un escalateur ou un tapis-roulant, portant ledit spectateur privilégié. Le dispositif sélecteur de l'écran autostéréoscopique utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention peut être constitué par un réseau de lenticules cylindriques, alignées selon une direction formant un angle compris entre 10° et 90° avec ladite direction horizontale, chaque lenticule présentant une largeur égale à N sous-pixels. D'autres moyens de sélections sont cependant connus de l'art antérieur, tels que des barrières de parallaxe

7 constitués par des trous ou fentes dans un substrat opaque, des réseaux de lenticules sphériques, des réseaux de prismes. En principe, tous ces dispositifs sélecteurs conviennent à la mise en oeuvre de l'invention. Un procédé d'affichage autostéréoscopique selon une variante de l'invention peut comporter également un grossissement numérique en temps réel des images élémentaires affichées en fonction de la distance entre ledit spectateur privilégié et l'écran. Cet utilisation collatérale de la connaissance du positionnement du spectateur privilégié permet de rendre encore plus réaliste l'expérience visuelle perçue par celui-ci.

En effet, un grossissement numérique en temps réel des images élémentaires lui permet de voir une image plus grande lorsqu'il s'approche de l'écran, et plus petite lorsqu'il s'en éloigne, en plus du phénomène naturel de grossissement ou rétrécissement de l'image provoqué par le changement de distance d'observation.

Un autre objet de l'invention est un appareil pour la mise en oeuvre d'un tel procédé d'affichage autostéréoscopique comprenant : un écran comportant une pluralité de pixels constitués chacun par M>_1 sous-pixels ; un dispositif sélecteur adapté pour que seulement la lumière émise par un premier sous-ensemble sous-pixels de l'écran atteigne l'oeil gauche d'un spectateur situé à une distance nominale de l'écran, et seulement la lumière émise par un deuxième sous-ensemble de sous-pixels atteigne l'oeil droit de ce même spectateur ; des moyens pour déterminer la position ou le déplacement d'un spectateur dit privilégié par rapport à l'écran, ou la variation temporelle de cette position ; une mémoire pour enregistrer N>_2 images élémentaires correspondant à N points de vue différents d'une même scène ; et un processeur pour affecter N'images élémentaires stockées dans ladite mémoire, avec 2<_N'<N, à différents ensembles de sous-pixels de l'écran en fonction de la position ou du déplacement dudit spectateur privilégié. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement : 8 - les figures 1A et 1B, une représentation schématique d'un procédé d'affichage autostéréoscopique selon un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2, une représentation schématique d'un appareil 5 pour la mise en oeuvre d'un procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'invention. Un écran d'affichage autostéréoscopique est constitué essentiellement par deux éléments : un écran pixélisé conventionnel EA, et un dispositif sélecteur RL superposé audit écran. 10 L'écran pixélisé EA comporte une pluralité de pixels PI, P2, P3... disposés par lignes et par colonnes. Pour un affichage en couleurs, chaque pixel est constitué par M>1 sous-pixels ou points de couleur PC (pour un affichage monochromatique on pourrait avoir M=1). Dans l'exemple de la figure 1, chaque pixel présente une forme carrée et est subdivisé dans 15 le sens de la hauteur (c'est à dire parallèlement aux colonnes) en trois sous-pixels rouge (R), vert (Ni) et bleu (B). La figure 1 montre huit pixels d'une même ligne, vus par le haut. II peut s'agir par exemple d'un écran à haute définition , comportant 1080 lignes horizontales de 1920 pixels chacune, et ayant une largeur d'un mètre. 20 Le dispositif sélecteur RL est un dispositif optique adapté pour faire en sorte que seulement la lumière émise par certains sous-pixels atteigne l'oeil gauche d'un spectateur situé dans une certaine région devant l'écran (par exemple : à une distance comprise entre 2 et 8 m de l'écran, dans un secteur angulaire compris entre +50° et -50° de la normale à l'écran), et 25 seulement la lumière émise par d'autres sous-pixel atteigne l'oeil droit de ce même spectateur. Le dispositif sélecteur peut être constitué notamment par un réseau lenticules cylindriques, alignées selon une direction formant un angle compris entre 0° et 80°, et de préférence entre 10° et 80°, avec la direction verticale (la direction des colonnes de pixels). En variante, d'une 30 manière connue en soi, on peut utiliser un réseau de lenticules sphériques ou de prismes optiques, une barrière de parallaxe constitué de petits trous ou de fentes dans un substrat opaque, etc.

9 Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, le dispositif sélecteur peut être formé par une plaque de verre épaisse de 13 mm et recouverte d'un grand nombre de micro-lentilles (ou lenticules ) cylindriques obliques, formant un angle approximatif de 18° par rapport à la verticale (il s'agit là d'une valeur préférée, mais toute inclinaison comprise entre 0° - lenticules parfaitement verticale û et environ 80° û lenticules presque horizontales û peut être utilisée). Ces lenticules peuvent être toutes identiques et leur focale peut être calculée pour renvoyer à l'infini les rayons lumineux provenant de l'écran. La largeur des lenticules est approximativement égale à la largeur de N sous-pixels, N étant le nombre de points de vue utilisés pour créer l'effet de profondeur. Le pas exact des lenticules, en réalité, est légèrement inférieur à la largeur de N sous-pixels, et sa valeur est précisément calculée pour que le spectateur voie, à une distance de 4m, les images se succéder tous les 6,5cm (écart moyen entre les yeux, choisi comme base de calcul), grâce à l'effet loupe du réseau lenticulaire, effet qui sera décrit plus loin. L'écran pixélisé affiche simultanément N>_2 images élémentaires, correspondant à autant de points de vue différents, décalés angulairement, d'une même scène. En principe, deux images élémentaires pourraient suffire pour créer une vision en trois dimensions, comme en stéréoscopie classique (avec lunettes) ; cependant, en autostéréoscopie il est très fortement préférable d'utiliser davantage d'images élémentaires, pour des raisons qui apparaitront clairement par la suite. Dans l'exemple de la figure 1, N=4.

Les N images élémentaires sont affichées à l'écran de façon imbriquée . Non seulement des pixels adjacents, mais même des sous-pixels d'un même pixel sont affectés à des images élémentaires différentes. Les figures 1A/1B se rapportent à une technique d'affichage qui présente l'avantage d'être relativement simple mais qui n'est pas optimale du point de vue de la qualité de l'image perçue par le spectateur. Les documents WO 00/10332 et WO 2006/024764 décrivent des techniques d'affichage plus sophistiquées qui conduisent à des images en relief de meilleure définition. Le principe de l'invention, décrit en référence aux figures 1A/1B, se transpose de manière immédiate à ces autres techniques d'affichage, connues par elles-mêmes. Les pixels des différentes images élémentaires sont 5 reconstitués, dans un plan d'observation PO, par les lenticules cylindriques LI û L3. Comme expliqué plus haut, l'espace devant l'écran est divisé en région angulaires appelées lobes dans lesquelles on peut percevoir successivement les quatre points de vue. Au niveau du plan d'observation PO 10 situé à la distance nominale de 4 m, la largeur de chaque lobe est de 8x6,5 cm = 52 cm, car les huit points de vue se succèdent tous les 6,5cm. Lorsque l'on quitte un lobe, on retrouve la succession des huit points de vue identiques parce que le sélecteur optique est placé suffisamment loin de l'écran par rapport à son pas (un facteur vingt environ, dans cet exemple à huit points de 15 vue) pour permettre aux lenticules de grossir également les sous-pixels qui se trouvent au-dessous des lenticules adjacentes. L'idée à la base de l'invention, illustrée sur la figure 2, consiste à détecter la position d'un spectateur privilégié SP situé devant l'écran, et à modifier l'affichage des images élémentaires de manière à ce 20 que les lobes suivent ce spectateur tout en se modifiant par substitution des points de vue. Plus précisément, cette substitution des points de vue est effectuée de manière à simuler - pour le spectateur privilégié et lui seul û un affichage autostéréoscopique présentant un nombre de points de vue supérieur à ce qui est consenti par l'écran utilisé. 25 L'affichage autostéréoscopique idéal utiliserait un nombre de points de vue suffisamment élevé pour ne définir qu'un seul lobe dans toute la plage angulaire de visualisation de l'écran. Par exemple, on pourrait envisager d'utiliser 96 images élémentaires, correspondant à 96 points de vue. A une distance de 4m, la distance entre deux images élémentaires (6,5 30 cm) correspond à environ 1° : par conséquent, la largeur d'un lobe à 96 images élémentaires serait de 96°, c'est à dire de -48° à +48° par rapport à la normale à l'écran, ce qui correspond à peu près aux angles maximaux de

11 visualisation d'un écran autostéréoscopique avec une qualité acceptable, selon les technologies actuelles. Idéalement, un écran autostéréoscopique devrait permettre l'observation dans une plage angulaire entre -90° et +90°, ce qui correspondrait à un nombre de points de vue pouvant atteindre 180°, voire 360° si l'on considère un ensemble d'écrans auto stéréoscopiques corrélés. Un spectateur pourrait donc se déplacer d'une extrémité à l'autre de la région de visualisation sans subir de changement de lobe . En outre, il aurait réellement l'impression de tourner autour de l'objet affiché (par exemple, une statue, une voiture...).

L'affichage simultané d'un nombre aussi élevé de points de vue n'est pas possible pour des raisons techniques. Mais il peut être simulé, au moins pour le spectateur privilégié, grâce au procédé de l'invention. La figure 1A montre, schématiquement, une petite portion d'un écran autostéréoscopique prévu pour l'affichage simultané de huit points de vue ; dans cet écran, une lenticule cylindrique est prévue pour chaque groupe de huit sous-pixels. L'image autostéréoscopique complète, enregistrée par exemple dans une mémoire de stockage de masse M (illustrée sur la figure 2), comporte N=96 images élémentaires correspondant à autant de points de vue ; mais seules N'=8 de ces images sont affichées en même temps. Sur la figure 1A, R 41 signifie par exemple que le sous-pixel rouge du 1er pixel de l'écran est affecté à l'image élémentaire correspondant au point de vue n°41. On peut donc voir que l'écran de la figure 1A affiche les images élémentaires 39 à 46. Un processeur PR (illustré sur la figure 2) reçoit l'information relative à la position du spectateur privilégié dans le plan d'observation et calcule les images élémentaires qui doivent être affichées pour lui permettre de voir l'image autostéréoscopique exactement comme si cette image correspondait à un objet réel situé à la place de l'écran. Par exemple, on suppose que le spectateur privilégié se 30 trouve en position excentré devant l'écran. Si, idéalement, on disposait d'un écran permettant l'affichage simultané de 96 images élémentaires correspondant à autant de points de

12 vue, ce spectateur verrait ù par exemple ù les images n° 42 et 43. Si l'affichage était réalisé de manière conventionnelle, en utilisant seulement huit images élémentaires correspondant à huit points de vue différents, ce même spectateur verrait les images élémentaires n° 2 et 3 du 6e lobe. II aurait donc l'impression d'être en position quasiment centrale. Conformément à l'invention, le processeur PR connaît la position réelle de ce spectateur et détermine quelles images élémentaires doivent être extraites de la mémoire M et affichée pour simuler un écran à 96 points de vue. En l'espèce, le point de vue n°1 et remplacé par le n°41, le n°2 par le n° 42...Ie n°6 par le n°46, puis le n°7 par le n°39 (limite de lobe) et le n°8 par le n°40. Si le spectateur privilégié se déplace encore vers la droite, l'affichage se modifie : plus précisément, le point de vue n°39 n'est plus affiché, et est remplacé par le point de vue n°47 qui n'était pas affiché auparavant (voir la figure 1B). De cette manière les limites du lobe (matérialisées sur la figure 1B par des lignes verticales continues, les lignes verticales hachées représentant ces mêmes limites de lobe pour la configuration d'affichage de la figure 1A) se déplacent à la même vitesse que le spectateur privilégié, maintenant ce dernier au centre du lobe. Du point de vue de ce spectateur privilégié, tout se passe comme si l'on avait effectivement un écran autostéréoscopique à N>N' points de vue. En variante, les images correspondant aux N points de vue affichés peuvent être calculées en temps réel par le processeur, au lieu d'être extraites d'une mémoire. Il est très avantageux que l'affichage soit modifié de manière à maintenir en permanence le spectateur privilégié au centre du lobe. En effet, lorsque le spectateur se trouve au centre d'un lobe, il peut se positionner à une distance de l'écran comprise entre la moitié et le double de la distance nominale (ou de teinte plate ) sans percevoir d'artefacts visuels. Dans le cas contraire, des effets de moirés peuvent gêner la vision sur les bords de l'image. Comme illustré sur la figure 2, la détection de la position du spectateur privilégié peut se faire au moyen d'un détecteur optique DOL

13 située sur l'écran, ou en fournissant au spectateur privilégié SP un dispositif émetteur de rayonnement radio, infrarouge ou ultrasonore DE coopérant avec des récepteurs de localisation R1, R2 qui peuvent être solidaires de l'écran. Encore, l'affichage des images élémentaires peut être synchronisé au déplacement du spectateur privilégié, transporté par un escalateur, un tapis-roulant ou un autre moyen de transport. La figure 2 montre également un autre spectateur SO, dit ordinaire , qui regarde le même écran autostéréoscopique EA. Ce spectateur a l'impression de se déplacer de manière opposée au spectateur privilégié SP devant un écran autostéréoscopique selon l'art antérieur. Il subit donc des passages de lobe même si en réalité il ne se déplace pas Selon une variante de l'invention, il est également possible de tenir compte de la position du spectateur privilégié dans une direction verticale. L'affichage stéréoscopique présuppose que les yeux du spectateur se trouvent à une hauteur déterminée ; si cette condition n'est pas respectée, le spectateur perçoit une déformation de l'image, même s'il n'y a pas d'effet aussi saisissant que le passage de lobe. La détection de la position du spectateur privilégié dans une direction verticale permet de remplacer le lot de N images élémentaires affichées par N autres images associées à la hauteur réelle des yeux de ce spectateur. Le spectateur privilégié peut ainsi regarder l'image affichée par dessus ou par dessous . L'intérêt est évident dans le domaine médical ou du design. Le processeur peut également tenir compte de la distance du spectateur de l'écran pour ajuster le grandissement de l'image 25 autostéréoscopique. L'invention est compatible avec l'affichage d'images en mouvement. Ainsi, par exemple, le lot complet de 96 images élémentaires peut être changé tous les 1/25e de seconde pour réaliser une animation. La seule limitation dans ce sens est liée à la capacité de stockage de la mémoire 30 M et/ou de calcul du processeur PR.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'affichage autostéréoscopique d'une image constituée par N>_2 images élémentaires imbriquées correspondant à N points de vue différents sur un écran (EA) comportant une pluralité de pixels (PI, P2, ...) constitués chacun par M>_1 sous-pixels (PC, R', V2, ... ), chacune des images élémentaires affichées étant affectée à un ensemble de sous-pixels non contigus dans une direction dite horizontale, ainsi qu'un dispositif sélecteur (RL) adapté pour que les yeux (OG, OD) d'un spectateur (S, SP), supposés alignés selon ladite direction horizontale, ne perçoivent que deux images élémentaires respectives correspondant à deux points de vue différents lorsque ledit spectateur se trouve à une distance nominale de l'écran, caractérisé par le fait que, à chaque instant, l'on n'affiche, en les affectant à des ensembles de sous-pixels de l'écran non contigus dans une direction horizontale, que N' images élémentaires imbriquées, avec 2<N'<N, correspondant à N' points de vue distincts choisis en fonction de la position ou du déplacement d'un spectateur dit privilégié (SP) par rapport à l'écran.
2. 2. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon la revendication 1 dans lequel ledit dispositif sélecteur définit, dans ladite direction horizontale, un ensemble de régions angulaires dites lobes (Lo, L_I, LI), telles que la vision autostéréoscopique est possible à l'intérieur de chaque lobe et impossible lorsque les deux yeux d'un spectateur se trouvent dans deux lobes différents, la largeur et la position de chaque lobe dépendant tant des propriétés optiques dudit dispositif sélecteur que de la manière dont les images élémentaires sont affectées aux différents ensembles de sous- pixels, et dans lequel l'affectation des images élémentaires auxdits différents ensembles de sous-pixels est choisie de manière à maintenir ledit spectateur privilégié à l'intérieur d'un même lobe.
3. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel, suite à un déplacement du spectateur privilégié, on modifie l'affectation des images 30 élémentaires aux différents ensembles de sous-pixels de manière à maintenir ledit spectateur privilégié au centre d'un même lobe. 15
4. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 dans lequel on remplace une des N' images élémentaires affichées à l'écran, correspondant à une extrémité du lobe à l'intérieur duquel se trouve ledit spectateur privilégié, par une des N-N' images qui n'étaient pas affichées et correspondant à l'extrémité opposée de ce même lobe, de manière à simuler pour ledit spectateur privilégié les cas où toutes les N images élémentaires disponibles seraient affichées en même temps.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel N' est compris entre 4 et 12, et est de préférence égal à 8, et N 10 est compris entre 2N' et 180, et est de préférence égal à 96.
6. 6. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes dans lequel, lorsque ledit spectateur privilégié se déplace dans une direction dite verticale, perpendiculaire à ladite direction horizontale, l'on affiche à l'écran des images élémentaires correspondantes à 15 des points de vue décalés dans ladite direction verticale de manière à annuler ou minimiser la déformation de l'image perçue par le spectateur privilégié du fait de son déplacement vertical.
7. 7. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes dans lequel une série d'images élémentaires est 20 associée à chacun des N points de vue, le procédé comportant un défilement à l'écran desdites images élémentaires de manière à réaliser une animation.
8. 8. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes comportant la localisation dudit spectateur privilégié au moyen d'un capteur optique (DOL). 25
9. 9. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications 1 à 7 comportant la localisation dudit spectateur privilégié au moyen d'un dispositif émetteur de rayonnement (DE) porté par le spectateur privilégié lui-même.
10. 10. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des 30 revendications 1 à 7 dans lequel l'on modifie l'affectation des images élémentaires aux différents ensembles de sous-pixels en fonction de la Vvitesse de déplacement d'un moyen de transport, tel qu'un escalateur ou un tapis-roulant, portant ledit spectateur privilégié.
11. 11. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif sélecteur est constitué par un réseau de lenticules cylindriques (L1, L2, L3), alignées selon une direction formant un angle compris entre 10° et 90° avec ladite direction horizontale, chaque lenticule présentant une largeur égale à N sous-pixels.
12. 12. Procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes comportant également un grossissement numérique en temps réel des images élémentaires affichées en fonction de la distance entre ledit spectateur privilégié et l'écran.
13. 13. Appareil pour la mise en oeuvre d'un procédé d'affichage autostéréoscopique selon l'une des revendications précédentes comprenant : - un écran (EA) comportant une pluralité de pixels 15 constitués chacun par M>_1 sous-pixels ; - un dispositif sélecteur (RL) adapté pour que seulement la lumière émise par un premier sous-ensemble sous-pixels de l'écran atteigne l'oeil gauche (OG) d'un spectateur (SP) situé dans une région prédéterminé devant l'écran, et seulement la lumière émise par un deuxième sous- 20 ensemble de sous-pixels atteigne l'oeil droit (OD) de ce même spectateur ; - des moyens (DOL, R1, R2) pour déterminer la position ou le déplacement d'un spectateur dit privilégié par rapport à l'écran ; une mémoire (M) pour enregistrer N>_2 images élémentaires correspondant à N points de vue différents d'une même scène ; 25 et - un processeur (PR) pour affecter N' images élémentaires stockées dans ladite mémoire, avec 2<_N'<_N, à différents ensembles de sous-pixels de l'écran en fonction de la position ou du déplacement dudit spectateur privilégié. 30