IT202100019766A1

IT202100019766A1 - Method and apparatus for capturing images of real or virtual three-dimensional objects and displaying the captured objects on physical screens or in a virtual environment

Info

Publication number: IT202100019766A1
Application number: IT102021000019766A
Authority: IT
Inventors: Antonio Caramelli; De Fatis Stefano Tabarelli; David Gallo; Andrea Bechini
Original assignee: Istituto Naz Di Geofisica E Vulcanologia
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2023-01-23

Description

Descrizione di invenzione industriale Description of industrial invention

Metodo e apparato per acquisire immagini di oggetti tridimensionali reali o virtuali e visualizzare gli oggetti acquisiti su schermi fisici o in ambiente virtuale [0001] L?invenzione riguarda un metodo e un apparato per acquisire immagini di oggetti tridimensionali reali o virtuali e visualizzare gli oggetti cos? acquisiti su schermi fisici o in un ambiente virtuale, calcolando l?immagine dell?oggetto in funzione del punto di osservazione a partire dai dati delle immagini acquisite. Method and apparatus for acquiring images of real or virtual three-dimensional objects and displaying the acquired objects on physical screens or in a virtual environment [0001] The invention relates to a method and apparatus for acquiring images of real or virtual three-dimensional objects and displaying the objects ? acquired on physical screens or in a virtual environment, calculating the image of the object according to the point of observation starting from the data of the acquired images.

[0002] Al fine di riprodurre immagini di un oggetto reale (tridimensionale) con la possibilit? di variare il punto di osservazione (distanza e angolo), sono noti e utilizzati vari metodi implementati da software (motori di rendering) che prevedono necessariamente, come punto di partenza, un modello tridimensionale digitale (formato da un insieme di punti o poligoni con coordinate spaziali). [0002] In order to reproduce images of a real (three-dimensional) object with the possibility to vary the observation point (distance and angle), various methods implemented by software (rendering engines) are known and used which necessarily provide, as a starting point, a three-dimensional digital model (formed by a set of points or polygons with coordinates spatial).

[0003] Per ottenere il modello tridimensionale dell?oggetto sono noti e utilizzati tre metodi principali. [0003] Three main methods are known and used to obtain the three-dimensional model of the object.

[0004] Un primo metodo comprende modellare manualmente l?oggetto mediante un software CAD o similare, con enorme impegno di lavoro nel caso di oggetti complicati. [0004] A first method comprises manually modeling the object using CAD software or the like, with an enormous amount of work in the case of complicated objects.

[0005] Un secondo metodo comprende acquisire un numero elevato di immagini dell?oggetto utilizzando una fotocamera di tipo noto, che viene movimentata (manualmente oppure in modo meccanizzato) attorno all?oggetto durante la fase di acquisizione delle immagini. Le immagini cos? acquisite vengono elaborate utilizzando specifici software, cos? da produrre un modello tridimensionale dell?oggetto. Il modello tridimensionale ? ottenuto partendo da una nuvola di punti, che vengono uniti a definire una pluralit? di poligoni, formanti il reticolo o mesh poligonale. Al suddetto reticolo, che approssima la forma dell?oggetto reale, viene applicato un contenuto in colore (creazione della c.d. texture) cos? da ottenere una o pi? immagini georeferenziate (ossia, immagini i cui punti sono associati ad informazione sulla loro posizione spaziale), che danno come risultato un?immagine cromatica finale simile all?oggetto di partenza. [0005] A second method comprises acquiring a large number of images of the object using a camera of the known type, which is moved (manually or mechanised) around the object during the image acquisition step. The images what? acquired are processed using specific software, cos? to produce a three-dimensional model of the object. The three-dimensional model? obtained starting from a cloud of points, which are united to define a plurality? of polygons, forming the lattice or polygonal mesh. To the aforementioned grid, which approximates the shape of the real object, a color content is applied (creation of the so-called texture) so to get one or more? georeferenced images (that is, images whose points are associated with information on their spatial position), which give as a result a final chromatic image similar to the starting object.

[0006] Il terzo metodo differisce dal secondo metodo sopra descritto per il fatto di utilizzare un apparato specifico (ad esempio, lo scanner 3D Artec Space Spider, che consente una accuratezza di rilevazione fino a 0,05 mm) al posto della fotocamera. Il suddetto apparato consente di effettuare una scansione tridimensionale dell?oggetto, associando colore e posizione spaziale ad ogni punto rilevato. In base alle dimensioni dell?oggetto da riprodurre, la scansione pu? essere effettuata movimentando l?oggetto meccanicamente oppure utilizzando manipoli, liberamente movimentabili da un utilizzatore attorno all?oggetto. [0006] The third method differs from the second method described above in that it uses a specific apparatus (for example, the Artec Space Spider 3D scanner, which allows a detection accuracy of up to 0.05 mm) instead of the camera. The aforesaid apparatus allows to perform a three-dimensional scan of the object, associating color and spatial position to each detected point. Based on the size of the object to be reproduced, the scan can be carried out by moving the object mechanically or using handpieces, which can be freely moved by a user around the object.

[0007] Tutti e tre i suddetti metodi mirano al risultato di ottenere una nuvola di punti che approssimi il pi? possibile per posizione e colore i corrispondenti punti dell?oggetto reale. [0007] All three of the aforementioned methods aim at the result of obtaining a point cloud that approximates the closest possible by position and color the corresponding points of the real object.

[0008] Si noti che acquisire una serie di immagini dell?oggetto da un gran numero di direzioni radiali non consente di avere immagini realistiche in funzione della distanza dall?oggetto: spostando il punto di osservazione lungo l?asse che parte dal baricentro dell?oggetto e si allontana dall?oggetto, le immagini reali sono diverse e corrisponderebbero a quelle radiali solo nel punto di ripresa delle stesse. [0008] It should be noted that acquiring a series of images of the object from a large number of radial directions does not allow for realistic images as a function of the distance from the object: moving the observation point along the axis starting from the center of gravity of the object? object and moves away from the object, the real images are different and would correspond to the radial ones only at the shooting point of the same.

[0009] Tuttavia, nella maggior parte dei casi i metodi noti forniscono immagini di qualit? scadente, con elevate approssimazioni spaziali (errori) rispetto alla superficie reale dell?oggetto da riprodurre, oppure, in alternativa, il grande numero di punti/poligoni non consente una visualizzazione fluida nel caso in cui si desideri variare l?angolo di visione, ad esempio ruotando l?oggetto visualizzato. [0009] However, in most cases the known methods provide high quality images. poor, with high spatial approximations (errors) with respect to the real surface of the object to be reproduced, or, alternatively, the large number of points/polygons does not allow for smooth visualization in the event that one wishes to vary the viewing angle, for example example by rotating the object displayed.

[0010] Inoltre, il colore acquisito ? solitamente uno solo e la variazione di quest?ultimo in funzione dell?illuminazione dell?ambiente virtuale viene ottenuta mediante calcolo, senza tenere conto della difformit? di assorbimento in funzione dell?angolo di incidenza della luce. Ci? ad eccezione del primo metodo sopra descritto, in alcuni casi complicati non praticabile, nel quale vengano inseriti in fase di modellazione i dati relativi alle propriet? delle superfici e gli indici di rifrazione dei materiali semitrasparenti. Quest?ultima propriet? non ? determinata in fase di scansione e non pu? quindi essere utilizzata in fase di visualizzazione virtuale (rendering). Per questo motivo, ? solitamente impossibile acquisire correttamente l?immagine di oggetti che comprendano porzioni di superficie esterna riflettente. Per cercare di superare questo inconveniente, si utilizzano spray antiriflesso, che tuttavia falsano l?aspetto dell?oggetto da riprodurre in fase di visualizzazione. [0010] Furthermore, the acquired color ? usually only one and the variation of the latter according to the illumination of the virtual environment is obtained by calculation, without taking into account the discrepancy? of absorption according to the angle of incidence of the light. There? with the exception of the first method described above, in some complicated cases not practicable, in which the data relating to the properties are entered in the modeling phase? of surfaces and the refractive indices of semi-transparent materials. This last property? Not ? determined during the scan and can not? then be used in the virtual display phase (rendering). For this reason, ? it is usually impossible to correctly acquire the image of objects that include portions of the reflective external surface. To try to overcome this drawback, anti-reflection sprays are used, which however distort the appearance of the object to be reproduced during display.

[0011] Data l?attuale e crescente importanza assunta dalla riproduzione di immagini di oggetti reali o virtuali su schermi fisici o in ambiente virtuale, sia per l?attivit? professionale (ad esempio, scansione di reperti archeologici per studi a distanza) che per l?attivit? ludica (ad esempio, videogiochi), i tecnici del settore (ad esempio, archeologi e sviluppatori di videogiochi) avvertono fortemente la necessit? di metodi e/o apparati che consentano di superare gli inconvenienti sopra descritti. [0011] Given the current and growing importance assumed by the reproduction of images of real or virtual objects on physical screens or in a virtual environment, both for the activity professional (for example, scanning of archaeological finds for distance studies) and for? activity? ludica (for example, video games), the technicians of the sector (for example, archaeologists and video game developers) strongly feel the need of methods and/or apparatuses which allow to overcome the drawbacks described above.

[0012] Scopi dell?invenzione [0012] Objects of the invention

[0013] Uno scopo ? migliorare i metodi e gli apparati per acquisire immagini di oggetti tridimensionali reali da utilizzare per generare immagini di detti oggetti da qualsiasi punto di osservazione, da visualizzare su schermi fisici o in un ambiente virtuale. [0013] A purpose? improve methods and apparatuses for acquiring images of real three-dimensional objects to be used to generate images of said objects from any observation point, to be displayed on physical screens or in a virtual environment.

[0014] Un altro scopo dell?invenzione ? fornire un metodo di visualizzazione di oggetti tridimensionali fruibile su schermi fisici o in un ambiente virtuale, che sia in grado di produrre le immagini dei suddetti oggetti tridimensionali con ridotta approssimazione e quindi con un errore significativamente ridotto, semplificando i calcoli necessari e consentendo di conseguenza una maggiore rapidit? di visualizzazione, senza la necessit? di costruire preliminarmente un modello tridimensionale digitale. [0014] Another purpose of the invention? provide a method of visualizing three-dimensional objects that can be used on physical screens or in a virtual environment, which is capable of producing images of the aforementioned three-dimensional objects with reduced approximation and therefore with a significantly reduced error, simplifying the necessary calculations and consequently allowing greater speed? display, without the need? to build a preliminary three-dimensional digital model.

[0015] Un ulteriore scopo ? fornire un metodo e un apparato per acquisire immagini di oggetti tridimensionali che consentano di acquisire correttamente le suddette immagini anche nel caso di oggetti comprendenti porzioni di superficie esterna riflettente. [0015] A further purpose? to provide a method and an apparatus for acquiring images of three-dimensional objects which allow the above images to be acquired correctly even in the case of objects comprising portions of a reflective outer surface.

[0016] Breve descrizione dell?invenzione [0016] Brief description of the invention

[0017] In un primo aspetto dell?invenzione, ? previsto un metodo per acquisire una pluralit? di immagini di un oggetto tridimensionale e costruire una immagine finale tramite la quale visualizzare detto oggetto in un ambiente virtuale o su uno schermo fisico, come definito nella rivendicazione 1. [0017] In a first aspect of the invention, ? provided a method to acquire a plurality? of images of a three-dimensional object and constructing a final image by which to display said object in a virtual environment or on a physical screen, as defined in claim 1.

[0018] In un secondo aspetto dell?invenzione, ? previsto un apparato per acquisire una pluralit? di immagini di un oggetto tridimensionale e costruire una immagine finale tramite la quale visualizzare detto oggetto in un ambiente virtuale o su uno schermo fisico, come definito nella rivendicazione 9. [0018] In a second aspect of the invention, ? foreseen an apparatus to acquire a plurality? of images of a three-dimensional object and constructing a final image by which to display said object in a virtual environment or on a physical screen, as defined in claim 9.

[0019] Grazie a questi aspetti, vengono resi disponibili un metodo e un apparato che consentono di superare gli inconvenienti della tecnica nota precedentemente descritti. [0019] Thanks to these aspects, a method and an apparatus are made available which allow the drawbacks of the previously described prior art to be overcome.

[0020] Il metodo e l?apparato secondo l?invenzione consentono di ottenere l?immagine di un oggetto visto da qualunque angolo e da qualsiasi distanza (ossia da qualunque punto di osservazione) senza avere prima determinato il modello tridimensionale dell?oggetto, bens? calcolando l?immagine finale a partire dai dati di un numero finito di immagini dell?oggetto, acquisite ad una determinata distanza e secondo vari angoli. [0020] The method and the apparatus according to the invention make it possible to obtain the image of an object seen from any angle and from any distance (that is, from any observation point) without having first determined the three-dimensional model of the object, but rather calculating the final image starting from the data of a finite number of images of the object, acquired at a certain distance and according to various angles.

[0021] Il luogo dei punti da cui vengono acquisite le immagini, che pu? essere una griglia di punti rettangolare bidimensionale oppure la superficie di una sfera che avvolge l?oggetto acquisito, diventa l?equivalente del modello tridimensionale classico da visualizzare su uno schermo fisico o all?interno di un ambiente virtuale. [0021] The location of the points from which the images are acquired, which can being a two-dimensional rectangular grid of points or the surface of a sphere that envelops the acquired object, it becomes the equivalent of the classic three-dimensional model to be displayed on a physical screen or within a virtual environment.

[0022] Sulla superficie di tale griglia saranno ?renderizzati? i punti che simuleranno la visione attraverso la griglia dell?oggetto precedentemente acquisito, in funzione del punto di osservazione. [0022] On the surface of this grid will be ?rendered? the points that will simulate the vision through the grid of the previously acquired object, according to the point of observation.

[0023] La griglia simula, a tutti gli effetti, la superficie di un ologramma nel quale ? stata impressa l?immagine tridimensionale dell?oggetto. [0023] The grid simulates, to all intents and purposes, the surface of a hologram in which ? the three-dimensional image of the object was imprinted.

[0024] In particolare, il metodo, che consente di generare l?equivalente di una immagine olografica virtuale, e l?apparato, utilizzante un dispositivo divisore di fascio al fine di superare l?inconveniente connesso alla presenza di aree riflettenti nella superficie esterna dell?oggetto da acquisire, offrono ad un utilizzatore la possibilit? di visualizzare efficacemente un oggetto tridimensionale su uno schermo fisico o in un ambiente virtuale, con un tempo di calcolo inferiore alle tecniche note. [0024] In particular, the method, which allows to generate the equivalent of a virtual holographic image, and the apparatus, which uses a beam splitter device in order to overcome the drawback connected to the presence of reflective areas in the external surface of the object to be acquired, offer a user the possibility? to effectively visualize a three-dimensional object on a physical screen or in a virtual environment, with a calculation time lower than the known techniques.

[0025] L?oggetto tridimensionale pu? essere visualizzato con un livello di qualit? che ? incrementabile a piacere, in funzione della quantit? di immagini acquisite e della risoluzione delle stesse. L?aumento delle informazioni non aumenta sensibilmente i tempi e la capacit? di calcolo necessaria del sistema utilizzato, mentre richiede una maggiore quantit? di memoria, in cui memorizzare i dati. [0025] The three-dimensional object can? be displayed with a level of quality? That ? increaseable at will, depending on the quantity? of acquired images and their resolution. The increase in information does not significantly increase the time and capacity? of calculation necessary of the system used, while it requires a greater quantity? of memory, in which to store the data.

[0026] Diversamente dai metodi noti, in cui sono indispensabili i dati del modello tridimensionale digitale (ossia l?insieme di punti o poligoni con coordinate spaziali) e nei quali ? indispensabile effettuare una elevata quantit? di calcoli per determinare ogni punto della immagine finale, il metodo secondo l?invenzione prevede di ottenere una pluralit? di immagini da una corrispondente pluralit? di punti di osservazione intorno all?oggetto, nel caso di un oggetto virtuale, oppure di acquisire direttamente tale pluralit? di immagini nel caso di un oggetto reale. Le immagini ottenute dall?oggetto virtuale o acquisite dall?oggetto reale vengono poi utilizzate per calcolare rapidamente, tramite il metodo secondo l?invenzione, qualsiasi immagine finale dell?oggetto presa da qualsiasi punto di osservazione (ossia qualsiasi angolo e distanza), immagine finale che sarebbe vista da un osservatore attraverso il luogo di punti (griglia) da cui sono state riprese le immagini dell?oggetto. [0026] Differently from the known methods, in which the data of the three-dimensional digital model are indispensable (ie the set of points or polygons with spatial coordinates) and in which ? essential to carry out a high quantity? of calculations to determine each point of the final image, the method according to the invention foresees to obtain a plurality? of images from a corresponding plurality? of observation points around the? object, in the case of a virtual object, or to directly acquire this plurality? of images in the case of a real object. The images obtained from the virtual object or acquired from the real object are then used to quickly calculate, through the method according to the invention, any final image of the object taken from any observation point (i.e. any angle and distance), final image which would be seen by an observer through the locus of points (grid) from which the images of the object were taken.

[0027] Ogni immagine ottenuta o acquisita ? utilizzata per stabilire quale pixel fare apparire esattamente dalla posizione in cui ? stata acquisita l?immagine, in funzione del punto di osservazione. [0027] Each image obtained or acquired ? used to establish which pixel to appear exactly from the position where ? the image was acquired, according to the point of observation.

[0028] Le posizioni da cui acquisire le immagini possono essere distribuite uniformemente su di una superficie sferica virtuale che avvolge l?oggetto oppure, con limitazioni per il punto di osservazione, possono essere distribuite su di una superficie piana virtuale posizionata davanti all?oggetto (caso semplice descritto nel seguito, a titolo esemplificativo). L?insieme delle posizioni (punti) da cui sono acquisite le immagini costituisce una griglia virtuale che diventer? il luogo dei punti dell?immagine virtuale, dove in ogni punto ? presente il colore corrispondente alla porzione di immagine acquisita nella medesima direzione dell?angolo di incidenza di osservazione. In altre parole, ogni punto cambia in funzione dell?angolo di osservazione, facendo apparire una porzione dell?immagine acquisita da quel punto. [0028] The positions from which to acquire the images can be uniformly distributed on a virtual spherical surface that surrounds the object or, with limitations for the observation point, can be distributed on a virtual flat surface positioned in front of the object ( simple case described below, by way of example). The set of positions (points) from which the images are acquired constitutes a virtual grid which will become the place of the points of the virtual image, where in every point ? present the color corresponding to the portion of the image acquired in the same direction as the observation angle of incidence. In other words, each point changes according to the angle of observation, making a portion of the image acquired from that point appear.

[0029] La superficie su cui risiedono tali punti ? equivalente ad un televisore autostereoscopico ideale o ad un ologramma digitale. Al pari di un ologramma, nel quale non ? presente una semplice immagine ma l?equivalente di un fronte d?onda che consente di vedere da pi? angoli di osservazione l?oggetto che ha impressionato la pellicola olografica, in funzione dell?angolo di osservazione, allo stesso modo sulla griglia, da cui sono state prese le immagini di partenza, sono calcolate le immagini finali corrispondenti all?oggetto osservato da una determinata posizione (distanza e angolo). [0029] The surface on which these points reside? equivalent to an ideal autostereoscopic television or digital hologram. Like a hologram, in which it is not present a simple image but the?equivalent of a front?wave that allows you to see more? observation angles the object that has impressed the holographic film, as a function of the observation angle, in the same way on the grid, from which the starting images were taken, the final images corresponding to the object observed from a given location (distance and angle).

[0030] Il metodo e l?apparato secondo l?invenzione possono essere applicati al settore dei videogiochi e utilizzati in combinazione con modelli tridimensionali noti, in particolare modelli tridimensionali poligonali. [0030] The method and apparatus according to the invention can be applied to the video game sector and used in combination with known three-dimensional models, in particular polygonal three-dimensional models.

[0031] Infatti, sebbene il metodo secondo l?invenzione richieda un?elevata quantit? di memoria per essere attuato e risulti quindi idoneo ad un uso essenzialmente professionale, ? ragionevole pensare che l?apparato e il metodo secondo l?invenzione possano essere utilizzati anche per produrre videogiochi. In particolare, l?attuale diffusione dei videogiochi multi-player con operazioni di calcolo e memoria centralizzate su cloud, pu? consentire l?uso del metodo e dell'apparato secondo l?invenzione per incrementare il livello di realismo di un videogioco, senza tuttavia costringere ciascun utilizzatore (giocatore online) ad acquistare un hardware sofisticato. [0031] In fact, although the method according to the invention requires a high quantity of memory to be implemented and is therefore suitable for essentially professional use, ? reasonable to think that the apparatus and the method according to the invention can also be used to produce videogames. In particular, the current diffusion of multi-player video games with centralized calculation and memory operations on the cloud, can allowing the use of the method and apparatus according to the invention to increase the level of realism of a video game, without however forcing each user (online player) to purchase sophisticated hardware.

[0032] Breve descrizione dei disegni [0032] Brief description of the drawings

[0033] L?invenzione potr? essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: [0033] The invention can be better understood and implemented with reference to the attached drawings which illustrate an exemplifying and non-limiting embodiment, in which:

[0034] Le Figure da 1 a 5 sono disegni schematici che illustrano le basi teoriche del metodo secondo l?invenzione; [0034] Figures 1 to 5 are schematic drawings illustrating the theoretical basis of the method according to the invention;

[0035] Figura 6 ? un disegno schematico, illustrante una fase del metodo secondo l?invenzione, ossia la fase in cui viene costruita una immagine a partire dalle immagini acquisite per consentirne la visualizzazione in un ambiente virtuale o su uno schermo fisico; [0035] Figure 6 ? a schematic drawing, illustrating a phase of the method according to the invention, i.e. the phase in which an image is constructed starting from the acquired images to allow visualization in a virtual environment or on a physical screen;

[0036] Figura 7 ? una vista schematica laterale e parzialmente sezionata di un apparato secondo l?invenzione; [0036] Figure 7 ? a side schematic and partially sectioned view of an apparatus according to the invention;

[0037] Figura 8 ? una vista frontale schematica mostrante uno schermo bidimensionale, fisico o virtuale, che coincide con la superficie (griglia) da cui sono state prese le immagini, sul quale ? ricostruita l?immagine finale dell?oggetto in funzione del punto di osservazione. [0037] Figure 8 ? a schematic front view showing a two-dimensional screen, physical or virtual, which coincides with the surface (grid) from which the images were taken, on which ? reconstructed the final image of the object according to the point of observation.

[0038] Descrizione dettagliata dell?invenzione [0038] Detailed description of the invention

[0039] Con riferimento alle Figure 1-5, vengono di seguito preliminarmente descritte le basi teoriche dell?invenzione. [0039] With reference to Figures 1-5, the theoretical bases of the invention are preliminarily described below.

[0040] La Figura 1 mostra un oggetto tridimensionale T raffigurato con un quadrilatero, ad esempio una sezione di un contenitore contenente un liquido (ad esempio, acqua), in cui una pluralit? di corpuscoli solidi opachi V fluttua in sospensione. Alla sinistra dell?oggetto T ? posizionata una ipotetica griglia W, in cui ? definita una pluralit? di fori A1, A2, A3,?Am?Antot. [0040] Figure 1 shows a three-dimensional object T represented with a quadrilateral, for example a section of a container containing a liquid (for example, water), in which a plurality of opaque solid corpuscles V floats in suspension. To the left of the object T ? positioned a hypothetical grid W, in which ? defined a plurality? of holes A1, A2, A3,?Am?Antot.

[0041] La griglia W ? una matrice bidimensionale di fori (corrispondente allo schermo bidimensionale mostrato in Figura 8) ed ? formata da un numero complessivo di fori indicato con ?ntot?. [0041] The grid W ? a two-dimensional array of holes (corresponding to the two-dimensional screen shown in Figure 8) and ? formed by a total number of holes indicated with ?ntot?.

[0042] Indicando con n il numero di colonne della griglia W e con n? il numero di righe della griglia W, essendo anche n il numero di fori ottenibili su ciascuna riga ed n? il numero di fori ottenibili su ciascuna colonna, indicando con il simbolo * l?operatore moltiplicazione, si ha la relazione: ntot = n * n?. [0042] Indicating with n the number of columns of grid W and with n? the number of rows of the grid W, also being n the number of holes obtainable on each row and n? the number of holes obtainable on each column, indicating the multiplication operator with the symbol *, we have the relation: ntot = n * n?.

[0043] Nelle Figure 1-5 e 8 ? mostrata solo la sezione relativa a una generica riga m?, compresa tra 1 e n?, della griglia W, lungo la quale riga m? sono dislocati n fori. ? indicato con Am un generico foro sulla riga m? compreso tra A1 e Antot. [0043] In Figures 1-5 and 8 ? shown only the section relating to a generic row m?, between 1 and n?, of the grid W, along which row m? n holes are located. ? indicated with Am a generic hole on line m? between A1 and Antot.

[0044] Analogamente ? mostrato nelle Figure ci? che avviene su di una sezione relativa alla riga m? per altri componenti bidimensionali quali schermi e immagini avendo presente che diversamente si tratta di componenti bidimensionali (o tridimensionali nel caso di calotte sferiche). [0044] Similarly ? shown in the Figures there? what happens on a section relative to line m? for other two-dimensional components such as screens and images bearing in mind that otherwise they are two-dimensional components (or three-dimensional in the case of spherical caps).

[0045] Successivamente verr? esteso il ragionamento a tutte le righe e le colonne che compongono la griglia W. [0045] Will it come later? extended the reasoning to all the rows and columns that make up the grid W.

[0046] In Figura 1, alla sinistra della griglia W ? posizionato un ipotetico schermo piano Sm, avente dimensioni teoricamente infinite e in grado di ricevere una pluralit? di raggi luminosi R (raffigurati come linee rette), provenienti da punti differenti dell?oggetto T e incidenti sullo schermo piano Sm secondo angoli variabili. I raggi luminosi R attraversano tutti la griglia W in corrispondenza di un medesimo foro Am posizionato approssimativamente nel punto medio della griglia W. Sullo schermo piano Sm si former? quindi l?immagine osservabile attraverso il foro Am. Se lo schermo piano Sm fosse una pellicola fotografica, il foro Am potrebbe essere considerato come il foro stenopeico di una camera oscura, attraverso il quale l?immagine viene proiettata sulla pellicola fotografica. [0046] In Figure 1, to the left of the grid W ? positioned a hypothetical flat screen Sm, having theoretically infinite dimensions and able to receive a plurality? of luminous rays R (represented as straight lines), coming from different points of the object T and incident on the flat screen Sm according to variable angles. The light rays R all cross the grid W in correspondence with the same hole Am positioned approximately in the midpoint of the grid W. On the flat screen Sm will form? then the image observable through the hole Am. If the flat screen Sm were a photographic film, the hole Am could be considered as the pinhole of a camera obscura, through which the image is projected onto the photographic film.

[0047] Lo schermo piano Sm di dimensioni infinite pu? essere ipoteticamente sostituito da uno schermo a forma di calotta semisferica Cm di dimensioni finite (Figura 2), la cui faccia concava ? rivolta verso il foro Am ed ? in grado di catturare tutti i raggi luminosi R attraversanti il foro Am. Nella seguito della descrizione e nelle rivendicazioni allegate, i termini ?schermo a forma di calotta semisferica? e ?calotta semisferica? sono considerati sinonimi e utilizzati in modo reciprocamente interscambiabile. Sempre ipoteticamente, la singola calotta semisferica Cm potrebbe essere sostituita da una pluralit? di calotte semisferiche (ossia, una pluralit? di schermi a forma di calotte semisferiche) C1, C2, C3?Cm?Cntot, corrispondenti alla pluralit? di fori A1, A2, A3,?Am?Antot della griglia W (Figura 3). [0047] The Sm flat screen of infinite dimensions can be hypothetically replaced by a screen in the shape of a hemispherical cap Cm of finite dimensions (Figure 2), whose concave face ? facing the hole Am and ? capable of capturing all the light rays R passing through the hole Am. In the continuation of the description and in the attached claims, the terms ?screen in the shape of a hemispherical cap? and ?hemispherical shell? are considered synonymous and used interchangeably with each other. Still hypothetically, the single hemispherical cap Cm could be replaced by a plurality of hemispherical caps (that is, a plurality? of screens in the shape of hemispherical caps) C1, C2, C3?Cm?Cntot, corresponding to the plurality? of holes A1, A2, A3,?Am?Antot of grid W (Figure 3).

[0048] La Figura 4 illustra schematicamente una situazione in cui l?oggetto T venga osservato attraverso la griglia W da due differenti punti di osservazione O1 e O2. I raggi luminosi R provenienti da un punto (angolo) T1 dell?oggetto T attraversano la griglia W in corrispondenza di due differenti fori per raggiungere i due punti O1 e O2. Al contempo, raggi luminosi provenienti da punti differenti dell?oggetto T attraversano un medesimo foro della griglia W per raggiungere i due punti O1 e O2. Ad esempio, un raggio luminoso R1 proveniente dal punto T1 dell?oggetto T e diretto verso il punto O2 attraversa il foro Am. Quest?ultimo ? tuttavia attraversato anche dal raggio luminoso R2 proveniente da un corpuscolo V1 fluttuante all?interno dell?oggetto T e diretto verso il punto O1. [0048] Figure 4 schematically illustrates a situation in which the object T is observed through the grid W from two different observation points O1 and O2. The light rays R coming from a point (angle) T1 of the object T cross the grid W in correspondence of two different holes to reach the two points O1 and O2. At the same time, light rays coming from different points of the object T pass through the same hole in the grid W to reach the two points O1 and O2. For example, a light ray R1 coming from the point T1 of the object T and directed towards the point O2 crosses the hole Am. The latter ? however also crossed by the luminous ray R2 coming from a corpuscle V1 floating inside the object T and directed towards the point O1.

[0049] Visualizzare l?oggetto T oltre la griglia W significa proiettare oltre la griglia W ci? che ? visibile da diverse angolazioni attraverso ogni foro della pluralit? di fori A1, A2, A3,?Am?Antot. Ci? che ? visibile attraverso ogni foro della pluralit? di fori A1, A2, A3,?Am?An ? ci? che forma l?immagine su ogni calotta semisferica della pluralit? di calotte semisferiche C1, C2, C3?Cm?Cntot. [0049] Visualizing the object T beyond the grid W means projecting beyond the grid W there? That ? visible from different angles through each hole of the plurality? of holes A1, A2, A3,?Am?Antot. There? That ? visible through every hole of the plurality? of holes A1, A2, A3,?Am?An ? There? which forms the image on each hemispherical cap of the plurality? of hemispherical caps C1, C2, C3?Cm?Cntot.

[0050] Pertanto, posizionando al posto dell?oggetto T una pluralit? di calotte semisferiche C1, C2, C3?Cm?Cntot per ciascun foro A1, A2, A3,?Am?Antot della griglia W e posizionando all?interno di ogni calotta semisferica C1, C2, C3?Cm?Cntot (ossia, posizionando nella concavit? di ogni calotta semisferica C1, C2, C3?Cm?Cntot) le immagini visibili attraverso i corrispondenti fori A1, A2, A3,?Am?Antot, verranno generati i medesimi raggi luminosi che attraverserebbero i fori A1, A2, A3,?Am?Antot qualora fossero generati dall?oggetto T (Figura 5). Nella Figura 5 il quadrilatero in linea tratteggiata rappresenta l?oggetto virtuale T che un ipotetico osservatore vedrebbe dai due punti di osservazione O1 e O2, laddove l?osservatore in realt? vede - attraverso i fori A1, A2, A3,?Am?Antot della griglia W ? varie porzioni delle immagini nelle varie calotte C1, C2, C3?Cm?Cntot, all?interno delle quali ci sono le immagini complete dell?oggetto T, come acquisite dal rispettivo foro A1, A2, A3,?Am?Antot. [0050] Therefore, by positioning in place of the object T a plurality? of hemispherical caps C1, C2, C3?Cm?Cntot for each hole A1, A2, A3,?Am?Antot of grid W and positioning inside each hemispherical cap C1, C2, C3?Cm?Cntot (that is, positioning in the concavity of each hemispherical cap C1, C2, C3?Cm?Cntot) the images visible through the corresponding holes A1, A2, A3,?Am?Antot, the same light rays will be generated which would pass through holes A1, A2, A3 ,?Am?Antot if they were generated by the object T (Figure 5). In Figure 5, the quadrilateral in the dashed line represents the virtual object T that a hypothetical observer would see from the two observation points O1 and O2, where the observer actually? sees - through holes A1, A2, A3,?Am?Antot of grid W ? various portions of the images in the various caps C1, C2, C3?Cm?Cntot, inside which there are the complete images of object T, as acquired from the respective hole A1, A2, A3,?Am?Antot.

[0051] La modalit? di riproduzione di immagini sopra descritta ? attuabile su schermi fisici o in ambiente virtuale, ossia un oggetto tridimensionale da visualizzare in un ambiente virtuale pu? essere ivi riprodotto sulla base di informazioni contenute nelle immagini formate nelle calotte semisferiche sopra ipotizzate. [0051] The mode? of image reproduction described above ? feasible on physical screens or in a virtual environment, i.e. a three-dimensional object to be displayed in a virtual environment can? be reproduced there on the basis of information contained in the images formed in the hemispherical caps hypothesized above.

[0052] Con riferimento alla Figura 6, viene descritto in dettaglio nel seguito un procedimento - ideato dagli Inventori e incorporato nel metodo secondo l?invenzione - per riprodurre un oggetto tridimensionale, ossia per visualizzare quest?ultimo, su schermi fisici o in un ambiente virtuale. Nella Figura 6, gli elementi mostrati in precedenza nelle Figure 1-5 sono indicati con il medesimo numero, o la medesima lettera, di riferimento. [0052] With reference to Figure 6, a process is described in detail below - devised by the inventors and incorporated in the method according to the invention - for reproducing a three-dimensional object, i.e. for displaying the latter, on physical screens or in an environment virtual. In Figure 6 , the elements shown previously in Figures 1-5 are indicated by the same reference number, or letter.

[0053] La Figura 6 mostra un caso semplice per illustrare il metodo secondo l?invenzione, in cui al posto della pluralit? di calotte sferiche C1, C2, C3?Cm?Cntot precedentemente descritta ? prevista una pluralit? di schermi piani virtuali S1, S2, S3?Sm?Sntot. Per motivi di semplicit? e chiarezza, ? mostrato un solo schermo piano (Sm) e di quest?ultimo viene rappresentata solo una riga. Di seguito ? indicato con r il numero di colonne (risoluzione orizzontale o risoluzione di colonna) e con r? il numero di righe (risoluzione verticale o risoluzione di riga) di una fotocamera utilizzata per l?acquisizione di immagini. La risoluzione di riga r? e la risoluzione di colonna r possono essere due numeri uguali, oppure la risoluzione di riga r? pu? essere maggiore della risoluzione di colonna r, oppure la risoluzione di colonna r pu? essere maggiore di detta risoluzione di riga r?. [0053] Figure 6 shows a simple case to illustrate the method according to the invention, in which instead of the plurality of spherical caps C1, C2, C3?Cm?Cntot previously described ? expected a plurality? of virtual flat screens S1, S2, S3?Sm?Sntot. For the sake of simplicity? and clarity, ? only one flat screen (Sm) is shown and only one line of the latter is shown. Right away ? indicated with r the number of columns (horizontal resolution or column resolution) and with r? the number of lines (vertical resolution or line resolution) of a camera used to capture images. The resolution of row r? and can the column resolution r be two equal numbers, or the row resolution r? can? be greater than the resolution of the column r, or the resolution of the column r pu? be greater than said row resolution r?.

[0054] Di seguito ? descritto come calcolare la porzione della riga dello schermo virtuale Sm che ? vista attraverso il foro Am. La riga dello schermo Sm ? costituita da una pluralit? di elementi finiti (pixel), corrispondenti numericamente alla risoluzione orizzontale r del sensore della fotocamera. Le immagini sugli schermi virtuali S1, S2, S3?Sm?Sntot corrispondono a quelle dell?oggetto, acquisite da posizioni corrispondenti ai fori A1, A2, A3,?Am?Antot. [0054] Below ? described how to calculate the portion of the line of the virtual screen Sm that ? seen through hole Am. Screen line Sm ? made up of a plurality of finite elements (pixels), corresponding numerically to the horizontal resolution r of the camera sensor. The images on the virtual screens S1, S2, S3?Sm?Sntot correspond to those of the object, acquired from positions corresponding to holes A1, A2, A3,?Am?Antot.

[0055] La Figura 6 mostra una riga della griglia W virtuale con ntot fori, un osservatore, o pi? esattamente un punto di osservazione, OX virtuale e la summenzionata riga di uno schermo piano virtuale Sm, parallelo alla griglia W. La griglia W ? interposta tra il punto di osservazione OX e lo schermo piano virtuale Sm. Lo schermo piano Sm ? posto ad una prima distanza D1 dalla griglia W e il punto di osservazione OX ? posto ad una seconda distanza D2 dalla griglia W. Essendo lo schermo Sm virtuale, per semplificare i calcoli la prima distanza D1 pu? essere fissata uguale alla seconda distanza D2. [0055] Figure 6 shows a row of the virtual grid W with ntot holes, an observer, or more? exactly one observation point, virtual OX and the aforementioned line of a virtual plane screen Sm, parallel to the grid W. The grid W ? interposed between the observation point OX and the virtual flat screen Sm. The flat screen Sm ? placed at a first distance D1 from the grid W and the observation point OX ? placed at a second distance D2 from the grid W. Since the screen Sm is virtual, to simplify the calculations, the first distance D1 pu? be fixed equal to the second distance D2.

[0056] Come precedentemente descritto con riferimento alle Figure 2 e 3, gli schermi S1, S2, S3?Sm?Sntot possono essere costituiti da una pluralit? di calotte semisferiche C1, C2, C3?Cm?Cntot. [0056] As previously described with reference to Figures 2 and 3, the screens S1, S2, S3?Sm?Sntot can consist of a plurality? of hemispherical caps C1, C2, C3?Cm?Cntot.

[0057] La riga dello schermo Sm ? costituita da una pluralit? di pixel (non raffigurati), il cui numero complessivo varia in funzione del grado di risoluzione delle immagini acquisite. Le immagini degli schermi S1, S2, S3?Sm?Sntot sono quelle precedentemente acquisite in ambiente reale utilizzando l?apparato secondo l?invenzione, che sar? descritto nel seguito con riferimento alla Figura 7. [0057] The screen line Sm ? made up of a plurality of pixels (not shown), the total number of which varies according to the degree of resolution of the acquired images. The images of the screens S1, S2, S3?Sm?Sntot are those previously acquired in a real environment using the apparatus according to the invention, which will be? described below with reference to Figure 7.

[0058] Attraverso ciascun foro A1, A2, A3,?Am?An della riga della griglia W, dal punto di osservazione OX ? possibile vedere un corrispondente pixel di un?immagine virtuale del corrispondente schermo Sm. Pi? precisamente, guardando in direzione della griglia W, ? possibile vedere una specifica porzione di immagine sullo schermo Sm attraverso un foro Am della griglia W. Supponendo inoltre che lo schermo Sm sia uno schermo a pixel, dal punto di osservazione OX sar? possibile vedere la porzione di immagine corrispondente al pixel Xm attraverso il foro Am. [0058] Through each hole A1, A2, A3,?Am?An of the line of the grid W, from the observation point OX ? possible to see a corresponding pixel of a virtual image of the corresponding screen Sm. Pi? precisely, looking in the direction of the grid W, ? It is possible to see a specific portion of the image on the screen Sm through a hole Am of the grid W. Further assuming that the screen Sm is a pixel screen, from the observation point OX will be? it is possible to see the portion of the image corresponding to the pixel Xm through the hole Am.

[0059] La Figura 8 mostra uno schermo fisico 20 sul quale viene costruita l?immagine finale H, rappresentata schematicamente come un rettangolo il cui contorno coincide con quello dello schermo 20. Ogni pixel dello schermo fisico corrisponde ad un foro della griglia W. In particolare, ogni pixel della pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot osservate attraverso i fori della riga m? della griglia W corrisponde a un rispettivo pixel di una pluralit? di pixel PixA1, PixA2?. PixAm ? PixAn componenti l?immagine finale H sullo schermo 20. [0059] Figure 8 shows a physical screen 20 on which the final image H is constructed, schematically represented as a rectangle whose outline coincides with that of the screen 20. Each pixel of the physical screen corresponds to a hole in the grid W. In particular, each pixel of the plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot observed through the holes of row m? of the grid W corresponds to a respective pixel of a plurality? of pixels PixA1, PixA2?. PixAm ? PixAn components the final image H on the screen 20.

[0060] Lo schermo 20 pu? essere uno schermo fisico, sul quale ? visualizzato l?oggetto, oppure essere un elemento rettangolare attraverso il quale ? visibile l?oggetto, in un ambiente virtuale. In quest?ultimo caso, la posizione dei due occhi dell?osservatore virtuale determinano due immagini diverse sullo schermo 20 per consentire la visione tridimensionale stereoscopica dell?oggetto sullo schermo 20. [0060] The screen 20 can be a physical screen, on which ? displayed the? object, or be a rectangular element through which ? visible object, in a virtual environment. In the latter case, the position of the two eyes of the virtual observer determines two different images on the screen 20 to allow the stereoscopic three-dimensional vision of the object on the screen 20.

[0061] Il procedimento per costruire l?immagine finale H (osservata dal punto Ox attraverso la griglia W) sullo schermo 20 consiste nell?identificare la posizione dei vari pixel nelle righe e nelle colonne delle immagini dei vari schermi S1, S2, S3?Sm?Sntot, visti dai vari fori delle varie righe e colonne della griglia W componendo i vari pixel dell?immagine finale H sullo schermo 20. [0061] The procedure for constructing the final image H (observed from the point Ox through the grid W) on the screen 20 consists in identifying the position of the various pixels in the rows and columns of the images of the various screens S1, S2, S3? Sm?Sntot, seen from the various holes of the various rows and columns of the grid W composing the various pixels of the final image H on the screen 20.

[0062] Il suddetto procedimento comprende costruire l?immagine finale H per righe, in particolare ricostruire l?immagine finale H per righe (di pixel) e per colonne (di pixel). L?immagine costruita avr? un numero di righe pari ad n? e un numero di colonne pari ad n, essendo ogni pixel dell?immagine finale H correlato al rispettivo foro della griglia W. In generale, il numero complessivo di righe n? pu? essere differente dal numero complessivo di colonne n, per esempio n pu? essere maggiore di n?, oppure n? pu? essere maggiore di n. In alternativa, il numero complessivo di righe n? pu? essere uguale al numero complessivo di colonne n. [0062] The above method comprises constructing the final image H by rows, in particular reconstructing the final image H by rows (of pixels) and by columns (of pixels). The built image will have a number of rows equal to n? and a number of columns equal to n, each pixel of the final image H being correlated to the respective hole in the grid W. In general, the total number of rows n? can? be different from the total number of columns n, for example n pu? be greater than n?, or n? can? be greater than n. Alternatively, the total number of rows n? can? be equal to the total number of columns n.

[0063] Pi? precisamente, il procedimento consente di identificare per ogni foro Am di una riga della griglia W il pixel della corrispondente riga dello schermo Sm da assegnare al corrispettivo PixAm dell?immagine finale H sullo schermo 20 e ripetere l?operazione per ogni riga della griglia W. [0063] More precisely, the procedure allows to identify for each hole Am of a row of the grid W the pixel of the corresponding row of the screen Sm to be assigned to the corresponding PixAm of the final image H on the screen 20 and to repeat the operation for each row of the grid W.

[0064] Nel seguito verr? descritto in dettaglio solo il procedimento per ricostruire una riga dell?immagine nella quale una pluralit? di pixel ? identificata da una pluralit? di corrispondenti coordinate X1, X2, X3,?Xm?Xr, una per ogni foro Am della griglia W. Il numero di pixel della suddetta riga corrisponder? al numero di colonne che compongono lo schermo Sm. Applicando in modo analogo il procedimento per ricostruire l?immagine finale H per righe, con numero totale di righe pari ad n?, ogni riga di pixel ? identificata da una pluralit? di corrispondenti coordinate Y1, Y2, Y3,?Ym??Yr?. Unendo le coordinate X e Y, rispettivamente per colonne e righe di pixel, l?intera immagine pu? essere ricostruita per punti. Conseguentemente, la griglia W pu? essere considerata come costituita in realt? da una matrice bidimensionale di fori A1, A2, A3,?Am?Antot per ognuna delle n? righe. Nel seguito verr? discusso come determinare, in una riga di uno schermo Sm, quale tra i pixel di coordinate X1, X2, X3,?Xm?Xr ? osservato dal corrispondente foro A1, A2, A3,?Am?Antot di una riga m? della griglia W. [0064] In what follows will described in detail only the procedure for reconstructing a line of? image in which a plurality? of pixels ? identified by a plurality? of corresponding coordinates X1, X2, X3,?Xm?Xr, one for each hole Am of the grid W. The number of pixels of the aforementioned row will correspond? to the number of columns that make up the screen Sm. Applying in an analogous way the procedure for reconstructing the final image H by rows, with the total number of rows equal to n?, each row of pixels ? identified by a plurality? of corresponding coordinates Y1, Y2, Y3,?Ym??Yr?. By combining the X and Y coordinates for columns and rows of pixels, respectively, the entire image can be reconstructed by points. Consequently, the grid W can? be considered as constituted in reality? from a two-dimensional array of holes A1, A2, A3,?Am?Antot for each of the n? lines. In the following will come? discussed how to determine, in a row of a screen Sm, which of the pixels of coordinates X1, X2, X3,?Xm?Xr ? observed from the corresponding hole A1, A2, A3,?Am?Antot of a row m? of the W grid.

[0065] La determinazione della pluralit? di coordinate X1, X2, X3,?Xm?Xr delle colonne di pixel della riga dello schermo Sm dipende dai seguenti fattori: [0065] The determination of plurality? of coordinates X1, X2, X3,?Xm?Xr of the pixel columns of the screen row Sm depends on the following factors:

[0066] - la posizione del foro Am; [0066] - the position of the hole Am;

[0067] - la distanza D2 interposta tra la griglia W e l?osservatore OX, che equivale alla distanza D1 interposta tra lo schermo Sm e la griglia W; [0067] - the distance D2 interposed between the grid W and the observer OX, which is equivalent to the distance D1 interposed between the screen Sm and the grid W;

[0068] - l?angolo di acquisizione dell?immagine; [0068] - the image acquisition angle;

[0069] - la risoluzione r di una pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot, indicando con r il valore della risoluzione orizzontale e con r? il valore della risoluzione verticale; [0069] - the resolution r of a plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot, indicating with r the horizontal resolution value and with r? the vertical resolution value;

[0070] - la distanza p tra due fori della griglia W, ossia il passo del punto di ripresa tra un?immagine e la successiva in fase di acquisizione della pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot. [0070] - the distance p between two holes of the grid W, ie the pitch of the shooting point between one image and the next in the acquisition phase of the plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot.

[0071] Nella Figura 6, la linea di vista L che parte dal punto di osservazione OX e interseca la griglia W in coincidenza del foro Am, incide nella colonna di pixel avente coordinata Xm che contiene una porzione dell?immagine Im proiettata nello schermo Sm. Sono cos? identificabili due triangoli rettangoli uguali: il primo di vertici OX, HA ed Am, il secondo di vertici Am, HX ed Xm. I lati AmHX e HAOX corrispondono rispettivamente alla prima distanza D1 e alla seconda distanza D2. [0071] In Figure 6, the line of sight L which starts from the observation point OX and intersects the grid W coinciding with the hole Am, affects the column of pixels having coordinate Xm which contains a portion of the image Im projected on the screen Sm . I'm like this identifiable two equal right triangles: the first with vertices OX, HA and Am, the second with vertices Am, HX and Xm. The sides AmHX and HAOX correspond respectively to the first distance D1 and to the second distance D2.

[0072] ? inoltre identificabile un terzo triangolo di vertici X1, Am e Xr, in cui il segmento [0072] ? also identifiable is a third triangle of vertices X1, Am and Xr, in which the segment

rappresenta la larghezza totale della riga dell?immagine proiettata, mentre l?angolo represents the total width of the line of the projected image, while the angle

opposto rappresenta l?angolo di acquisizione dell?immagine. Ai fini della comprensione della procedura, va considerata solo la met? dell?angolo di acquisizione dell?immagine opposite represents the angle of acquisition of the image. For the purpose of understanding the procedure, should be considered only half? of the image acquisition angle

compresa all?interno del triangolo rettangolo di vertici Am, HX ed Xr (ossia la met? destra dell?angolo nel disegno di Figura 6). included inside the right-angled triangle with vertices Am, HX and Xr (ie the right half of the angle in the drawing of Figure 6).

[0073] Per ragioni trigonometriche, la semi-larghezza dell?immagine Im proiettata sullo schermo Sm ? data da [0073] For trigonometric reasons, the semi-width of the image Im projected on the screen Sm ? given by

[0074] [0074]

[0075] La larghezza k di una colonna di pixel sar? quindi data dalla semi-larghezza [0075] Will the width k of a column of pixels be? then given by the half-width

divisa per la met? del numero di colonne di pixel che costituiscono la riga dell?immagine (risoluzione r/2): divided by half of the number of pixel columns that make up the image row (resolution r/2):

[0076] [0076]

[0077] Con riferimento alla Figura 6, per ricostruire la riga m? dell?immagine finale H (Figura 8), occorre ricostruire la porzione di tale immagine contenuta nel pixel avente coordinata Xm e, conseguentemente, occorre definire la posizione della coordinata Xm. Per questo motivo occorre conoscere il numero di colonne di pixel contenute nel segmento [0077] With reference to Figure 6, to reconstruct the row m? of the final image H (Figure 8), it is necessary to reconstruct the portion of this image contained in the pixel having coordinate Xm and, consequently, it is necessary to define the position of the coordinate Xm. For this reason it is necessary to know the number of columns of pixels contained in the segment

[0078] Va notato che, essendo il triangolo OXHAAm uguale al triangolo AmHXXm (come precedentemente descritto), il segmento ? uguale al segmento [0078] It should be noted that, being the triangle OXHAAm equal to the triangle AmHXXm (as previously described), the segment ? equal to the segment

[0079] Il segmento ? pari alla larghezza p (distanza tra un foro e il successivo) per il numero m di fori contenuti nel segmento [0079] The segment ? equal to the width p (distance between one hole and the next) for the number m of holes contained in the segment

[0080] [0080]

[0081] Essendo Xm la coordinata della posizione della colonna m-esima di pixel avente larghezza k, e tenendo presente la relazione di uguaglianza tra i segmenti la persona esperta del ramo ottiene agevolmente la seguente relazione: [0081] Since Xm is the coordinate of the position of the mth column of pixels having width k, and bearing in mind the relation of equality between the segments, the person skilled in the art easily obtains the following relation:

[0082] [0082]

[0083] da cui infine [0083] from which finally

[0084] [0084]

[0085] Procedendo in modo analogo a quello sopra descritto, ? possibile identificare la posizione delle coordinate Y1, Y2, Y3,?Ym??Yr? delle righe di pixel, giungendo cos? alle seguenti formule: [0085] Proceeding in a similar way to the one described above, ? possible to identify the position of the coordinates Y1, Y2, Y3,?Ym??Yr? lines of pixels, arriving cos? to the following formulas:

[0086] [0086]

[0087] Nelle suddette formule, le lettere con l?apice k?, p?, r?, m? e ?' sono state utilizzate per distinguere i parametri riferiti alle righe da quelli riferiti al calcolo effettuato per la determinazione di posizione e numero delle colonne di pixel. In particolare, ?' indica l?apertura angolare verticale del sistema di acquisizione delle immagini I. [0087] In the above formulas, the letters with apex k?, p?, r?, m? And ?' have been used to distinguish the parameters referring to the rows from those referring to the calculation carried out to determine the position and number of pixel columns. In particular, ?' indicates the vertical angular opening of the image acquisition system I.

[0088] Le formule precedenti consentono di calcolare le coordinate (Xm,Ym?) del pixel della porzione di immagine Im associato al foro Am della riga m? della immagine finale H visualizzata attraverso la griglia W, come mostrata nella Figura 8. Pi? precisamente, le formule identificano univocamente la posizione di ciascuna porzione della pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot. In questo modo ? possibile ricostruire l?intera immagine finale H visualizzata attraverso la griglia W. [0088] The previous formulas allow to calculate the coordinates (Xm,Ym?) of the pixel of the image portion Im associated with the hole Am of the line m? of the final image H displayed through the grid W, as shown in Figure 8. Pi? precisely, the formulas uniquely identify the position of each portion of the plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot. In this way ? possible to reconstruct the entire final image H displayed through the grid W.

[0089] Con riferimento alla Figura 7, viene descritto nel seguito un apparato 1 per acquisire immagini di oggetti tridimensionali e visualizzare le immagini acquisite in ambiente virtuale o su uno schermo fisico. Pi? esattamente, l?apparato 1 consente di acquisire le immagini dell?oggetto tridimensionale in modo tale che le suddette immagini siano successivamente visualizzate, ossia riprodotte, in un ambiente virtuale, o su uno schermo fisico, tramite il procedimento precedentemente descritto. [0089] With reference to Figure 7, an apparatus 1 is described below for acquiring images of three-dimensional objects and displaying the acquired images in a virtual environment or on a physical screen. Pi? exactly, the apparatus 1 allows to acquire the images of the three-dimensional object in such a way that the aforementioned images are subsequently displayed, ie reproduced, in a virtual environment, or on a physical screen, by means of the previously described process.

[0090] L?apparato 1 comprende una porzione di base 2, avente una faccia di supporto 2a e una faccia di appoggio 2b, reciprocamente parallele ed opposte. La faccia di appoggio 2b consente di appoggiare l?apparato 1 su una superficie solida (non raffigurata), quale ad esempio un tavolo, mentre la faccia di supporto 2a ? disposta per ricevere e sostenere una porzione a involucro 3, sostanzialmente realizzata a forma di cupola semisferica. La porzione ad involucro 3 ? rigida e pu? avere dimensioni variabili. In una forma di realizzazione, il raggio della circonferenza di base della cupola semisferica ? pari a circa 50 cm. In forme di realizzazione non raffigurate, la cupola della porzione a involucro pu? avere una forma non semisferica, ad esempio ellissoidale. [0090] The apparatus 1 comprises a base portion 2, having a support face 2a and a support face 2b, parallel and opposite to each other. The support face 2b allows the apparatus 1 to be rested on a solid surface (not shown), such as for example a table, while the support face 2a ? arranged to receive and support an envelope portion 3, substantially made in the shape of a hemispherical dome. The envelope portion 3 ? stiff and pu? have variable dimensions. In one embodiment, the radius of the base circumference of the hemispherical dome ? equal to about 50 cm. In embodiments not shown, the dome of the envelope portion may have a non-hemispherical shape, for example ellipsoidal.

[0091] La porzione di base 2 ? sostanzialmente sagomata a forma di scatola e ha una forma in pianta che pu? essere quadrilatera oppure circolare. La porzione a involucro 3 e la porzione di base 2 sono fabbricate in un idoneo materiale rigido opaco, ad esempio plastica o metallo. [0091] The basic portion 2 ? substantially box-shaped and has a plan shape that can be quadrilateral or circular. The casing portion 3 and the base portion 2 are made of a suitable opaque rigid material, for example plastic or metal.

[0092] All?interno della porzione a involucro 3 ? posizionato un pannello, o schermo, retroilluminato 4, che ? realizzato in accoppiamento di forma con la porzione a involucro 3 ed ? quindi sostanzialmente sagomato a forma di cupola semisferica. Il pannello retroilluminato 4 ? fabbricato in materiale rigido semi-trasparente, quale ad esempio plexiglas, o altro idoneo materiale polimerico semi-trasparente noto. Tra il pannello retroilluminato 4 e la porzione a involucro 3 ? definita un?intercapedine 3a, al cui interno ? alloggiata una pluralit? di mezzi di illuminazione 5 di tipo noto, ad esempio una pluralit? di diodi a emissione di luce (LED). I mezzi di illuminazione 5 consentono di retroilluminare il pannello retroilluminato 4 con un?intensit? di illuminazione pari, ad esempio, a 1000 cd. [0092] Inside the casing portion 3? positioned a panel, or screen, backlit 4, which ? made in shape coupling with the casing portion 3 and ? therefore substantially shaped in the shape of a hemispherical dome. The backlit panel 4 ? manufactured in semi-transparent rigid material, such as for example Plexiglas, or other suitable known semi-transparent polymeric material. Between the backlit panel 4 and the casing portion 3 ? defined un?interspace 3a, inside which ? accommodated a plurality? of lighting means 5 of a known type, for example a plurality? of light emitting diodes (LEDs). The lighting means 5 allow the backlit panel 4 to be backlit with an intensity? of illumination equal, for example, to 1000 cd.

[0093] La porzione di base 2 e il pannello retroilluminato 4 definiscono complessivamente una camera di acquisizione di immagini 1a, al cui interno, in uso, viene posizionato un oggetto Q tridimensionale (corpo solido) di cui si desidera acquisire immagini. Data la forma del pannello retroilluminato 4, la camera di acquisizione di immagini 1a ? sagomata sostanzialmente a forma di semisfera. Quando l?apparato 1 ? in uso e i mezzi di illuminazione 5 sono accesi, grazie all?opacit? della porzione a involucro 3 la radiazione luminosa -prodotta dai mezzi di illuminazione 5 e attraversante il pannello retroilluminato 4 - rimane confinata all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a. [0093] The base portion 2 and the backlit panel 4 overall define an image acquisition chamber 1a, inside which, in use, a three-dimensional object Q (solid body) of which it is desired to acquire images is positioned. Given the shape of the backlit panel 4, the image acquisition chamber 1a ? shaped substantially in the shape of a hemisphere. When the? Apparatus 1 ? in use and the means of illumination 5 are turned on, thanks to the opacity? of the casing portion 3, the light radiation - produced by the lighting means 5 and passing through the backlit panel 4 - remains confined inside the image acquisition chamber 1a.

[0094] L?apparato 1 comprende inoltre un dispositivo di supporto rotante 6, alloggiato (come mostrato nella Figura 7) in parte nella porzione di base 2 e in parte nella camera di acquisizione di immagini 1a. Il dispositivo di supporto rotante 6 comprende un attuatore passo-passo 6a di tipo noto, ad esempio un motore elettrico passo-passo, in grado di ruotare per passi (ossia, in modo non continuo) un piatto di supporto 6b connesso all?attuatore passopasso 6a tramite un albero 6c. L?albero 6c si diparte dall?attuatore 6a in modo sostanzialmente perpendicolare rispetto a quest?ultimo, attraversa la faccia di supporto 2a della porzione di base 2 in corrispondenza di un foro (non raffigurato) ed entra nella camera di acquisizione di immagini 1a per connettersi con il piatto di supporto 6b. Il piatto di supporto 6b ? sagomato a forma di piastra discoidale ed ? disposto per ricevere e ruotare di 360? l?oggetto Q durante una fase di acquisizione di immagini all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a. In forme di realizzazione non raffigurate, il piatto di supporto pu? essere sagomato a forma di piastra poligonale, ad esempio triangolare o quadrilatera. L?attuatore passo-passo 6a ? in grado di far compiere al piatto di supporto 6b, e quindi all?oggetto Q, una rotazione compresa tra 1/8000 di 360? e 1/2400 di 360? ad una frequenza che sia compatibile con il tempo di acquisizione di una singola immagine da parte di un dispositivo di acquisizione di immagini 7b (descritto in maggior dettaglio nel seguito). Ad esempio, l?attuatore passo-passo 6a ? in grado di ruotare il piatto di supporto 6b ad intervalli di 1 secondo e di conseguenza con frequenza inferiore ad 1 Hz. [0094] The apparatus 1 further comprises a rotating support device 6, housed (as shown in Figure 7) partly in the base portion 2 and partly in the image acquisition chamber 1a. The rotating support device 6 comprises a step-by-step actuator 6a of known type, for example an electric step-by-step motor, capable of rotating by steps (that is, in a non-continuous way) a support plate 6b connected to the step-by-step actuator 6a through a tree 6c. The shaft 6c departs from the actuator 6a in a substantially perpendicular manner with respect to the latter, crosses the support face 2a of the base portion 2 in correspondence with a hole (not shown) and enters the image acquisition chamber 1a for connect with the support plate 6b. The 6b support plate ? shaped in the shape of a discoidal plate and ? willing to receive and rotate 360? the object Q during an image acquisition step inside the image acquisition chamber 1a. In embodiments not shown, the support plate may be shaped in the shape of a polygonal plate, for example triangular or quadrilateral. The 6a stepper actuator ? able to make the support plate 6b, and therefore the object Q, perform a rotation between 1/8000 of 360? and 1/2400 of 360? at a frequency which is compatible with the acquisition time of a single image by an image acquisition device 7b (described in more detail below). For example, the 6a stepper actuator ? able to rotate the support plate 6b at intervals of 1 second and consequently with a frequency lower than 1 Hz.

[0095] L?apparato 1 comprende inoltre mezzi di acquisizione di immagini 7, che sono posizionati nella porzione a involucro 3 in modo tale da affacciarsi all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a. I mezzi di acquisizione di immagini 7 comprendono un elemento a camera oscura 7a in cui ? alloggiato un dispositivo di acquisizione di immagini 7b di tipo noto, ad esempio una fotocamera dotata di grandangolo. Nel seguito della descrizione e nelle rivendicazioni allegate, i termini ?dispositivo di acquisizione di immagini? e ?fotocamera? sono considerati sinonimi e possono essere utilizzati in modo interscambiabile. [0095] The apparatus 1 also comprises image acquisition means 7, which are positioned in the casing portion 3 so as to face inside the image acquisition chamber 1a. The image acquisition means 7 comprises a darkroom element 7a in which ? a known type of image acquisition device 7b is housed, for example a camera equipped with a wide-angle lens. In the continuation of the description and in the attached claims, the terms ?image acquisition device? and ?camera? are considered synonyms and can be used interchangeably.

[0096] L?elemento a camera oscura 7a ? sagomato approssimativamente a forma di parallelepipedo cavo e una delle sue pareti, pi? esattamente la parete rivolta verso l?interno della camera di acquisizione di immagini 1a, ? costituita da un dispositivo divisore di fascio 8 di tipo noto. La fotocamera 7b ? posizionata all?interno dell?elemento a camera oscura 7a in modo tale che il suo obiettivo sia rivolto verso la camera di acquisizione di immagini 1a e quindi verso il dispositivo divisore di fascio 8. Inoltre, il dispositivo divisore di fascio 8 ? disposto a 45? rispetto all?asse ottico (non raffigurato) del dispositivo di acquisizione di immagini 7b. [0096] The darkroom element 7a ? roughly shaped in the shape of a hollow parallelepiped and one of its walls, more? exactly the wall facing the interior of the image acquisition chamber 1a, ? consisting of a beam splitter device 8 of known type. The 7b camera? positioned inside the darkroom element 7a in such a way that its objective is directed towards the image acquisition chamber 1a and therefore towards the beam splitter device 8. Furthermore, the beam splitter device 8 ? willing to 45? with respect to the optical axis (not shown) of the image acquisition device 7b.

[0097] Nella forma di realizzazione dell?apparato 1 mostrata in Figura 7, il dispositivo divisore di fascio 8 comprende uno specchio semitrasparente di tipo noto, ossia una lastra di vetro provvista di un sottile strato di rivestimento in alluminio. Lo spessore del rivestimento ? tale per cui una radiazione luminosa incidente a 45? sulla superficie dello specchio viene in parte (50%) riflessa e in parte (50%) trasmessa. In forme di realizzazione non raffigurate, il dispositivo divisore di fascio 8 pu? comprendere una combinazione di due prismi triangolari. [0097] In the embodiment of the apparatus 1 shown in Figure 7, the beam splitter device 8 comprises a semi-transparent mirror of the known type, ie a glass plate provided with a thin layer of aluminum coating. The thickness of the coating? such that a light radiation incident at 45? on the mirror surface it is partly (50%) reflected and partly (50%) transmitted. In embodiments not shown, the beam splitter device 8 can comprise a combination of two triangular prisms.

[0098] I mezzi di acquisizione di immagini 7 sono posizionati in prossimit? di una fessura longitudinale 9 ricavata nella porzione a involucro 3 e definita da una coppia di guide longitudinali (non raffigurate), reciprocamente parallele. La fessura longitudinale 9 si estende per una lunghezza corrispondente a met? della porzione a involucro 3 e corrisponde quindi a un quarto di circonferenza. La fessura longitudinale 9 ? mantenuta chiusa da un elemento di chiusura a soffietto 10, comprendente una pluralit? di pannelli retroilluminati mobili 11. Ciascun pannello retroilluminato mobile 11 ? sagomato a forma di quadrilatero e pu? essere costituito, ad esempio, da uno schermo retroilluminato a LED. Ciascun pannello retroilluminato mobile 11 ha un?intensit? di retroilluminazione analoga a quella del pannello retroilluminato 4. [0098] Are the image acquisition means 7 positioned near the of a longitudinal slot 9 formed in the casing portion 3 and defined by a pair of longitudinal guides (not shown), parallel to each other. The longitudinal slit 9 extends for a length corresponding to half of the envelope portion 3 and therefore corresponds to a quarter of a circumference. The longitudinal fissure 9 ? kept closed by a bellows closing element 10, comprising a plurality of movable backlit panels 11. Each movable backlit panel 11 ? shaped in the shape of a quadrilateral and pu? consist, for example, of an LED backlit screen. Each movable backlit panel 11 has an intensity? backlighting similar to that of the backlit panel 4.

[0099] Ciascun pannello retroilluminato mobile 11 ha una dimensione trasversale (larghezza) compatibile con, e in particolare non superiore a, la dimensione trasversale (larghezza) della fessura longitudinale 9. I pannelli retroilluminati mobili 11 sono reciprocamente articolati, ossia incernierati, tramite una corrispondente pluralit? di cerniere 11a, le cui opposte estremit? sono ricevute e possono scorrere nelle guide longitudinali quando l?elemento di chiusura a soffietto 10 viene movimentato, ossia alternativamente esteso e contratto. Va notato che l?elemento di chiusura a soffietto 10 ? raffigurato in modo estremamente schematico: per questo motivo, l?elemento di chiusura a soffietto 10 di Figura 7 comprende un numero ridotto di pannelli retroilluminati mobili 11 e questi ultimi sono mostrati tutti in una posizione intermedia tra la posizione estesa e la posizione contratta. [0099] Each movable backlit panel 11 has a transversal dimension (width) compatible with, and in particular not greater than, the transversal dimension (width) of the longitudinal slot 9. The movable backlit panels 11 are mutually articulated, i.e. hinged, by means of a corresponding plurality? of hinges 11a, whose opposite ends? are received and can slide in the longitudinal guides when the bellows closure element 10 is moved, ie alternatively extended and contracted. It should be noted that the bellows closing element 10 is shown in an extremely schematic way: for this reason, the bellows closure element 10 of Figure 7 comprises a reduced number of movable backlit panels 11 and the latter are all shown in an intermediate position between the extended position and the contracted position.

[0100] I mezzi di acquisizione di immagini 7 sono inseriti in una zona approssimativamente centrale dell?elemento di chiusura a soffietto 10, in modo tale che l?elemento a camera oscura 7a, contenente la fotocamera 7b, sia sostanzialmente interposto tra un primo gruppo 11b ed un secondo gruppo 11c di pannelli retroilluminati mobili 11. Il primo gruppo 11b ? interposto tra l?elemento a camera oscura 7a e una prima estremit? 10a dell?elemento di chiusura a soffietto 10, mentre il secondo gruppo 11c ? interposto tra l?elemento a camera oscura 7a e una seconda estremit? 10b dell?elemento di chiusura a soffietto 10. La prima estremit? 10a ? posizionata in prossimit? dell?apice della porzione a involucro 3, mentre la seconda estremit? 10b ? posizionata in prossimit? della porzione di base 2. [0100] The image acquisition means 7 are inserted in an approximately central area of the bellows closure element 10, so that the darkroom element 7a, containing the camera 7b, is substantially interposed between a first group 11b and a second group 11c of movable backlit panels 11. The first group 11b ? interposed between the darkroom element 7a and a first end? 10a of the bellows closing element 10, while the second group 11c ? interposed between the darkroom element 7a and a second end? 10b of the bellows closing element 10. The first end? 10a ? positioned near of the apex of the casing portion 3, while the second end? 10b ? positioned near of the base portion 2.

[0101] Un pannello retroilluminato fisso 12 ? interposto tra l?elemento a camera oscura 7a e un adiacente pannello retroilluminato mobile 11 del primo gruppo 11b. Il pannello retroilluminato fisso 12 ? montato in modo tale da essere disposto a 45? rispetto al dispositivo divisore di fascio 8. Il dispositivo divisore di fascio 8 occulta la fotocamera 7b e riflette parte della radiazione luminosa emessa dal pannello retroilluminato fisso 12, evitando cos? che l?illuminazione all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a sia ridotta in corrispondenza dei mezzi di acquisizione di immagine 7. Poich? il dispositivo divisore di fascio 8 causa una certa perdita di luminosit? (dato che la radiazione luminosa emessa dal pannello retroilluminato fisso 12 ? in parte riflessa e in parte trasmessa dal dispositivo divisore di fascio 8), per compensare la suddetta perdita il pannello retroilluminato fisso 12 ? retroilluminato con un?intensit? doppia (ad esempio, 2000 cd) rispetto all?intensit? del pannello retroilluminato 4 e di ciascun pannello retroilluminato mobile 11. [0101] A fixed backlit panel 12 ? interposed between the darkroom element 7a and an adjacent movable backlit panel 11 of the first group 11b. The fixed backlit panel 12 ? mounted in such a way as to be willing to 45? with respect to the beam splitter device 8. The beam splitter device 8 hides the camera 7b and reflects part of the light radiation emitted by the fixed backlit panel 12, thus avoiding that the illumination inside the image acquisition chamber 1a is reduced in correspondence with the image acquisition means 7. Since? does the beam splitter 8 cause a certain loss of brightness? (given that the light radiation emitted by the fixed backlit panel 12 is partly reflected and partly transmitted by the beam splitter device 8), to compensate for the aforementioned loss, the fixed backlit panel 12 is partially reflected. backlit with an? intensity? double (for example, 2000 cd) compared to? intensity? of the backlit panel 4 and of each movable backlit panel 11.

[0102] L?apparato 1 comprende inoltre un dispositivo di movimentazione angolare 13, posizionato all?esterno della porzione a involucro 3 e quindi all?esterno della camera di acquisizione di immagini 1a. Il dispositivo di movimentazione angolare 13 ? disposto per movimentare angolarmente, in particolare per movimentare secondo un angolo ? compreso fra 0? e 90?, i mezzi di acquisizione di immagini 7. Il dispositivo di movimentazione angolare 13 comprende un attuatore passo-passo 14 di tipo noto (raffigurato con linea tratteggiata), ad esempio un motore elettrico passo-passo, azionante un braccio di movimentazione e supporto 15. Il braccio di movimentazione e supporto 15 comprende una porzione di azionamento 15a (raffigurata con linea tratteggiata) e una porzione di supporto 15b, reciprocamente connesse. La porzione di supporto 15b ? disposta in modo trasversale, in particolare in modo sostanzialmente perpendicolare, rispetto alla porzione di azionamento 15a, per cui le due porzioni 15a e 15b formano complessivamente una struttura a forma di L. L?elemento a camera oscura 7a ? fissato al braccio di movimentazione e supporto 15 in prossimit? di un?estremit? della porzione di supporto 15b che ? opposta alla porzione di azionamento 15a. Il braccio di movimentazione e supporto 15 ? azionato dall?attuatore 14 in modo tale da movimentare angolarmente i mezzi di acquisizione di immagini 7 lungo la fessura longitudinale 9, ossia dalla prima estremit? 10a alla seconda estremit? 10b di quest?ultima e viceversa. Il braccio di movimentazione e supporto 15 ? in grado di movimentare angolarmente i mezzi di acquisizione di immagini 7 secondo l?una o l?altra di due direzioni F1 e F2 (indicate con frecce nella Figura 7), reciprocamente opposte e parallele. In particolare, il braccio di movimentazione e supporto 15 ? in grado di far compiere ai mezzi di acquisizione di immagini 7 uno spostamento angolare compreso, ad esempio, tra 1/3000 di 90? e 1/900 di 90?. Gli intervalli di tempo tra uno spostamento angolare della porzione di azionamento 15a e lo spostamento successivo saranno dati dalla somma dei tempi di scatto di una singola immagine (ad esempio, 1 secondo) per il numero di posizioni angolari assunte dall?oggetto Q. [0102] The apparatus 1 further comprises an angular movement device 13, positioned outside the casing portion 3 and therefore outside the image acquisition chamber 1a. The angular movement device 13 ? disposed to move at an angle, in particular to move at an angle ? between 0? and 90?, the image acquisition means 7. The angular movement device 13 comprises a step-by-step actuator 14 of the known type (shown in dashed line), for example an electric step-by-step motor, driving a movement arm and support 15. The movement and support arm 15 comprises an actuation portion 15a (shown in dashed line) and a support portion 15b, connected to each other. The support portion 15b ? arranged transversely, in particular in a substantially perpendicular manner, with respect to the actuation portion 15a, whereby the two portions 15a and 15b as a whole form an L-shaped structure. The darkroom element 7a is fixed to the movement arm and support 15 near? of a? extremity? of the support portion 15b which ? opposite the driving portion 15a. The handling and support arm 15 ? operated by the actuator 14 in such a way as to angularly move the image acquisition means 7 along the longitudinal slit 9, ie from the first end? 10th at the second end? 10b of the latter and vice versa. The handling and support arm 15 ? capable of angularly moving the image acquisition means 7 according to one or the other of two directions F1 and F2 (indicated with arrows in Figure 7), mutually opposite and parallel. In particular, the movement and support arm 15 ? capable of causing the image acquisition means 7 to perform an angular displacement comprised, for example, between 1/3000 of 90? and 1/900th of 90?. The time intervals between an angular displacement of the actuation portion 15a and the subsequent displacement will be given by the sum of the shutter speeds of a single image (for example, 1 second) for the number of angular positions assumed by the object Q.

[0103] In una forma di realizzazione non raffigurata, il braccio di movimentazione e supporto comprende un unico braccio arcuato, che si adatta idoneamente alla porzione a involucro a forma di cupola semisferica. [0103] In an embodiment not shown, the movement and support arm comprises a single arcuate arm, which adapts suitably to the casing portion in the shape of a hemispherical dome.

[0104] In uso, il dispositivo di supporto rotante 6 e il dispositivo di movimentazione angolare 13 sono azionati in modo reciprocamente sincronizzato, ossia sono azionati in modo tale che, mentre il dispositivo di supporto rotante 6 ruota di 360? l?oggetto Q all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a, il dispositivo di movimentazione angolare 13 movimenta angolarmente (tra 0? e 90?) i mezzi di acquisizione di immagini 7 secondo l?una o l?altra delle direzioni F1 e F2. [0104] In use, the rotating support device 6 and the angular movement device 13 are mutually synchronized, i.e. they are operated in such a way that, while the rotating support device 6 rotates through 360? the object Q inside the image acquisition chamber 1a, the angular movement device 13 angularly moves (between 0? and 90?) the image acquisition means 7 according to one or the other of the directions F1 and F2 .

[0105] L?elemento di chiusura a soffietto 10 garantisce che siano mantenute idonee condizioni di illuminazione all?interno della camera di acquisizione di immagini 1a durante la movimentazione angolare dei mezzi di acquisizione di immagini 7. Ci? ? possibile in quanto il primo gruppo 11b e del secondo gruppo 11c dei pannelli retroilluminati mobili 11 sono movimentati dai mezzi di acquisizione di immagini 7 e si contraggono ed estendono (passivamente) in modo reciprocamente coordinato. Quando i mezzi di acquisizione di immagini 7 sono movimentati verso la prima estremit? 10a dell?elemento di chiusura a soffietto 10 (ossia, secondo la direzione F1), il secondo gruppo 11c viene esteso e il primo gruppo 11b viene contratto. Al contrario, quando i mezzi di acquisizione di immagini 7 sono movimentati verso la seconda estremit? 10b (ossia, secondo la direzione F2), il secondo gruppo 11c viene contratto e il primo gruppo 11b viene esteso. In questo modo, i pannelli retroilluminati mobili 11 accompagnano i mezzi di acquisizione di immagini 7 mentre questi ultimi sono movimentati lungo la fessura longitudinale 9. [0105] The bellows closing element 10 ensures that suitable lighting conditions are maintained inside the image acquisition chamber 1a during the angular movement of the image acquisition means 7. ? possible since the first group 11b and the second group 11c of the movable backlit panels 11 are moved by the image acquisition means 7 and contract and extend (passively) in a mutually coordinated manner. When the image acquisition means 7 are moved towards the first end? 10a of the bellows closure element 10 (that is, according to the direction F1), the second group 11c is extended and the first group 11b is contracted. Conversely, when the image acquisition means 7 are moved towards the second end? 10b (that is, according to the direction F2), the second group 11c is contracted and the first group 11b is extended. In this way, the movable backlit panels 11 accompany the image acquisition means 7 while the latter are moved along the longitudinal slit 9.

[0106] Il numero totale dei pannelli retroilluminati mobili 11 e la dimensione longitudinale (lunghezza) di ciascun pannello retroilluminato mobile 11 sono opportunamente selezionabili (secondo criteri noti ad un tecnico del settore) in modo da evitare che, durante l?estensione dell?elemento di chiusura a soffietto 10, l?angolo definito tra due pannelli retroilluminati mobili 11 adiacenti possa diventare pari a 180? (con rischio di impuntamento dei pannelli e conseguente blocco della movimentazione dell?elemento di chiusura a soffietto). [0106] The total number of movable backlit panels 11 and the longitudinal dimension (length) of each movable backlit panel 11 can be suitably selected (according to criteria known to a person skilled in the art) so as to avoid that, during the extension of the element folding closure 10, the angle defined between two adjacent movable backlit panels 11 can become equal to 180? (with risk of jamming of the panels and consequent blocking of the movement of the bellows closing element).

[0107] Sebbene nella forma di realizzazione dell?apparato 1 descritta con riferimento alla Figura 7 la fessura longitudinale 9 sia mantenuta chiusa da un elemento costruito in forma di soffietto, quest?ultimo pu? essere sostituito da elementi strutturalmente differenti ma funzionalmente equivalenti. Ad esempio, in una forma di realizzazione non raffigurata la fessura longitudinale ? mantenuta chiusa da una pluralit? di pannelli retroilluminati telescopici. I mezzi di acquisizione di immagini sono interposti tra due gruppi di pannelli retroilluminati telescopici, che sono alternativamente estesi e retratti per effetto della movimentazione angolare dei mezzi di acquisizione di immagini. [0107] Although in the embodiment of the apparatus 1 described with reference to Figure 7 the longitudinal slit 9 is kept closed by an element constructed in the form of a bellows, the latter can? be replaced by structurally different but functionally equivalent elements. For example, in one embodiment not shown, the longitudinal slot ? kept closed by a plurality? of telescopic backlit panels. The image acquisition means are interposed between two groups of telescopic backlit panels, which are alternately extended and retracted due to the angular movement of the image acquisition means.

[0108] Alla luce di quanto precedentemente descritto, nel metodo secondo l?invenzione ? pertanto possibile individuare le seguenti fasi: [0108] In the light of what has been previously described, in the method according to the invention ? Therefore, it is possible to identify the following phases:

- Introdurre un oggetto tridimensionale (ad esempio, l?oggetto Q mostrato in Figura 7) all?interno della camera di acquisizione 1a dell?apparato 1 e posizionare l?oggetto sul dispositivo di supporto rotante 6; - introduce a three-dimensional object (for example, the object Q shown in Figure 7) inside the acquisition chamber 1a of the apparatus 1 and position the object on the rotating support device 6;

- Illuminare l?interno della camera di acquisizione 1a tramite il pannello retroilluminato 4; - Azionare in modo reciprocamente coordinato il dispositivo di supporto rotante 6, cos? da ruotare l?oggetto Q, e il dispositivo di movimentazione angolare 13, cos? da movimentare angolarmente i mezzi di acquisizione di immagini 7; - Illuminate the inside of the acquisition chamber 1a through the backlit panel 4; - Actuate the rotary bearing device 6 in a mutually coordinated manner, thus to rotate the? object Q, and the angular movement device 13, so? to move the image acquisition means 7 angularly;

- Acquisire una pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot dell?oggetto Q tramite i mezzi di acquisizione di immagini 7; e - Acquire a plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot of the object Q through the image acquisition means 7; And

- Utilizzare la pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot acquisite per generare almeno una immagine finale H da visualizzare sulla superficie del luogo dei punti relativi alla griglia W (da cui sono state acquisite le immagini), in un ambiente virtuale. - Use plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot acquired to generate at least one final image H to be displayed on the surface of the locus of the points relating to the grid W (from which the images were acquired), in a virtual environment.

[0109] La fase del metodo secondo l?invenzione in cui la pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot acquisite ? utilizzata per costruire le immagini dell?oggetto visto attraverso la griglia W, riprodotta nell?ambiente virtuale, comprende le seguenti sotto-fasi: [0109] The phase of the method according to the invention in which the plurality of images I1, I2, I3,?Im?Intot acquired ? used to construct the images of the object seen through the grid W, reproduced in the virtual environment, it includes the following sub-phases:

- Proiettare virtualmente la pluralit? di immagini I1, I2, I3,?Im?Intot acquisite su una corrispondente pluralit? di schermi S1, S2, S3?Sm?Sntot virtuali; - Virtually project the plurality? of images I1, I2, I3,?Im?Intot acquired on a corresponding plurality? of virtual screens S1, S2, S3?Sm?Sntot;

- Scomporre ciascuna delle immagini I1, I2, I3,?Im?Intot acquisite in una pluralit? di porzioni di immagine, ciascuna delle porzioni di immagine essendo visualizzabile da un punto di osservazione OX virtuale attraverso una pluralit? di fori A1, A2, A3,?Am?Antot definiti nella griglia W virtuale, che ? interposta tra la pluralit? di schermi S1, S2, S3?Sm?Sntot virtuali e il punto di osservazione OX virtuale; - Break down each of the images I1, I2, I3,?Im?Intot acquired into a plurality? of image portions, each of the image portions being viewable from a virtual OX observation point through a plurality? of holes A1, A2, A3,?Am?Antot defined in the virtual W grid, which ? interposed between the plurality? of virtual S1, S2, S3?Sm?Sntot screens and the virtual OX observation point;

- Determinare una pluralit? di coppie di coordinate (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)?(Xm, Ym?)?(Xr, Yr?) identificanti univocamente la posizione di ciascuna di dette porzioni di immagine, cos? da ricostruire l?immagine finale H, visualizzabile su uno schermo fisico 20 o in ambiente virtuale. - Determine a plurality? of pairs of coordinates (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)?(Xm, Ym?)?(Xr, Yr?) uniquely identifying the position of each of said image portions, so? to reconstruct the final image H, viewable on a physical screen 20 or in a virtual environment.

[0110] Il metodo secondo l?invenzione pu? essere implementato in un codice di un programma eseguibile da un elaboratore elettronico digitale. Il programma pu? essere immagazzinato in un supporto leggibile da un elaboratore elettronico digitale. Inoltre, il programma pu? essere caricato o memorizzato in un elaboratore elettronico digitale. [0110] The method according to the invention can be implemented in a program code executable by a digital computer. The program can be stored in a support readable by a digital electronic processor. Furthermore, the program can be loaded or stored in a digital computer.

[0111] Al fine di esemplificare l?invenzione, senza tuttavia limitarne l?ambito di attuazione, ? descritto di seguito l?attuazione del metodo secondo l?invenzione in un ambiente virtuale (Unity 3D Graphic Engine). [0111] In order to exemplify the invention, without however limiting its scope of implementation, it? the implementation of the method according to the invention in a virtual environment (Unity 3D Graphic Engine) is described below.

[0112] Esempio 1 ? Attuazione del metodo secondo l?invenzione in un ambiente virtuale [0113] ? stato utilizzato un modello tridimensionale di un oggetto fisico, ottenuta tramite metodo noto, ossia rielaborando un elevato numero di foto del suddetto oggetto tramite software di tipo noto. Il metodo di acquisizione di immagini secondo l?invenzione ? stato riprodotto in un ambiente virtuale di tipo noto (Unity 3D Graphic Engine), in cui la precisione della posizione angolare di una fotocamera virtuale, cos? come la precisione delle immagini acquisite in modo virtuale, possono essere estremamente elevate, compatibilmente con la prestazione del sistema di calcolo utilizzato. [0112] Example 1 ? Implementation of the method according to the invention in a virtual environment [0113] ? a three-dimensional model of a physical object was used, obtained by means of a known method, i.e. by reprocessing a large number of photos of the aforementioned object using software of a known type. The image acquisition method according to the invention ? been reproduced in a virtual environment of known type (Unity 3D Graphic Engine), in which the precision of the angular position of a virtual camera, so? such as the precision of the images acquired virtually, can be extremely high, compatibly with the performance of the calculation system used.

[0114] Le immagini virtuali dell?oggetto sono state acquisite mediante un software specifico, scritto nel linguaggio di programmazione C# e applicato alla fotocamera virtuale in Unity. Il suddetto software consente di acquisire immagini in ambiente virtuale con risoluzione arbitraria e di sincronizzare lo spostamento della fotocamera virtuale in punti prefissati con le acquisizioni di immagini. Le immagini cos? ottenute sono state utilizzate per testare il metodo secondo l?invenzione, estraendo nuove immagini da quelle acquisite tramite l?uso di un ulteriore software, scritto nel linguaggio di programmazione Visual Basic .NET. Il risultato finale ? stata la visualizzazione dell?oggetto tridimensionale, generato tramite il metodo secondo l?invenzione (ossia, in modo olografico virtuale) senza partire da un modello tridimensionale ottenuto con procedure note. [0114] The virtual images of the object were acquired using specific software, written in the C# programming language and applied to the virtual camera in Unity. The aforementioned software allows to acquire images in a virtual environment with arbitrary resolution and to synchronize the movement of the virtual camera in pre-established points with the image acquisitions. The images what? obtained were used to test the method according to the invention, extracting new images from those acquired through the use of further software, written in the Visual Basic .NET programming language. The final result ? was the visualization of the three-dimensional object, generated by the method according to the invention (that is, in a virtual holographic way) without starting from a three-dimensional model obtained with known procedures.

[0115] Da quanto descritto ed esemplificato in precedenza, si pu? affermare che il metodo e l?apparato secondo l?invenzione consentono di superare efficacemente gli inconvenienti della tecnica nota e di ottenere molteplici vantaggi. [0115] From what has been described and exemplified above, one can affirm that the method and the apparatus according to the invention allow to effectively overcome the drawbacks of the prior art and to obtain multiple advantages.

[0116] Sono inoltre possibili varianti e/o aggiunte a quanto sopra descritto e/o a quanto illustrato nei disegni allegati. [0116] Variations and/or additions to what has been described above and/or to what is illustrated in the attached drawings are also possible.

Claims

1. Method to acquire a plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) of a three-dimensional object (Q) and build a?final image (H) through which to visualize said object (Q) in a virtual environment or on a physical screen (20 ), said method comprising the following steps:

- Introducing said object (Q) inside an image acquisition chamber (1a) of an apparatus (1) and positioning said object (Q) on a rotating support device (6) included in said image acquisition chamber (1a);

- Illuminate the interior of said image acquisition chamber (1a) by means of a backlit panel (4);

- Operate said rotating support device (6), so? to rotate said object (Q) inside said image acquisition chamber (1a);

- Operate an angular movement device (13) included in said apparatus (1), so? to angularly move image acquisition means (7) included in said apparatus (1), said rotate and said angularly move being carried out in a mutually coordinated manner;

- Acquire said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) through said image acquisition means (7);

- Reproduce said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) in said virtual environment; And

- displaying said object (Q) on said physical screen (20) or in said virtual environment;

in which said reproduce said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) includes: - Virtually projecting said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) acquired on a corresponding plurality? of virtual screens (S1, S2, S3?Sm?Sntot);

- Break down each of said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) in a plurality? of image portions, each of said image portions being viewable from a virtual observation point (OX) through a plurality? of holes (A1, A2, A3,?Am?Antot) defined in a virtual grid (W), said virtual grid (W) being interposed between said plurality? of virtual screens (S1, S2, S3?Sm?Sntot) and said virtual observation point (OX);

- Determine a plurality? pairs of coordinates (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)?(Xm, Ym?)?(Xr, Yr?) uniquely identifying the position of each of said image portions;

- Display, through said grid (W), said final image (H) of said three-dimensional object (Q) in said virtual environment or on said physical screen (20), said final image (H) being composed of a plurality of pixels (PixA1, PixA2?. PixAm ? PixAn).

2. A method according to claim 1 wherein said virtually projecting said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) acquired on said corresponding plurality? of virtual screens includes projecting said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) on a flat screen (Sm) of infinite dimensions, or on a hemispherical cap (Cm) of finite dimensions, or on a plurality? of hemispherical caps (C1, C2, C3?Cm?Cntot) of finite dimensions.

3. A method according to claim 2, wherein each of said plurality? of hemispherical caps (C1, C2, C3?Cm?Cntot) ? centered at each hole of said plurality? of holes (A1, A2, A3?Am?Antot) of said grid (W).

4. A method according to one of claims 1 to 3, wherein said virtually projecting said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) acquired on said plurality? of virtual screens (S1, S2, S3?Sm?Sntot) foresees projecting said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) from any angle, being called plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) viewable through said plurality? of holes (A1, A2, A3?Am?Antot) of said grid (W).

5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) ? reconstructed by rows of pixels identified by said coordinates (X1, X2, X3?Xm?Xr) and by columns of pixels identified by said coordinates (Y1, Y2, Y3?Ym??Yr?), or ? reconstructed by pixel points identified by said pairs of coordinates (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)?(Xm, Ym?)?(Xr, Yr?).

6. Method according to claim 5, wherein said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) has a row resolution equal to r? and a column resolution equal to r, being r? and r respectively the maximum number of rows and the maximum number of columns where ? divided each screen of said plurality? of screens (S1, S2, S3?Sm?Sntot) virtual.

7. Method according to claim 6, wherein said line resolution r? and said column resolution r are two equal numbers, or called row resolution r? ? greater than said resolution of column r, or said resolution of column r ? greater than said row resolution r?.

The method according to one of claims 5 to 7, wherein each of said pixel points identified by said pairs of coordinates (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)?(Xm, Ym?) ?(Xr, Yr?) of said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) corresponds to each of said plurality? of pixels (PixA1, PixA2?. PixAm ? PixAn) of said final image (H).

9. Apparatus (1) to acquire a plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) of a three-dimensional object (Q) and build a?final image (H) through which to visualize said object (Q) in a virtual environment or on a physical screen (20 ), including:

- An image acquisition chamber (1a) arranged to receive said object (Q); - a backlit panel (4), arranged to illuminate the interior of said image acquisition chamber (1a);

- a rotating support device (6), arranged to support and rotate said object (Q) inside said image acquisition chamber (1a);

- Image acquisition means (7), arranged to acquire said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) of said object (Q) inside said image acquisition chamber (1a);

- An angular movement device (13), arranged to angularly move said image acquisition means (7).

10. Apparatus according to claim 9, wherein said image acquisition means (7) comprises a beam splitter device (8).

11. Apparatus according to claim 9, or 10, wherein said backlit panel (4) is positioned inside a casing portion (3) of said apparatus (1).

12. Apparatus according to claim 11, wherein a plurality of means of illumination (5) ? arranged between said backlit panel (4) and said casing portion (3).

13. Apparatus according to claim 11, or 12, wherein said housing portion (3) is shaped like a hemispherical dome.

14. Apparatus according to any one of claims 9 to 13, wherein said backlit panel (4) is manufactured in a rigid semi-transparent material.

15. Apparatus according to any one of claims 9 to 14, wherein said image acquisition chamber (1a) ? defined by said backlit panel (4) and by a base portion (2) of said apparatus (1).

16. Apparatus according to any one of claims 9 to 15, wherein said rotating support device (6) comprises a stepper actuator (6a) capable of rotating a support plate (6b) by steps.

17. Apparatus according to claim 16, wherein said support plate (6b) is connected to said stepper actuator (6a) via a shaft (6c).

18. Apparatus according to claim 16, or 17, wherein said support plate (6b) is arranged to receive and rotate said object (Q) when said image acquisition means (7) acquire said plurality? of images (I1, I2, I3,?Im?Intot) of said object (Q).

19. Apparatus according to any one of claims 9 to 17, wherein said image acquisition means (7) comprises a darkroom element (7a) and an image acquisition device (7b), said darkroom element ( 7a) being hollow and internally housing said image acquisition device (7b).

20. Apparatus according to claim 19, when dependent on claim 10 or from one of claims 11 to 18 when dependent on claim 10, wherein a wall of said darkroom element (7a) is facing the inside of said image acquisition chamber (1a) and ? consisting of said beam splitter device (8), said beam splitter device (8) being arranged at 45? with respect to the optical axis of said image acquisition device (7b).

21. Apparatus according to claim 20, wherein said beam splitter device (8) comprises a semi-transparent mirror, or a combination of two triangular prisms.

22. Apparatus according to claim 11, or according to one of claims from 12 to 21 when dependent on claim 11, wherein said image acquisition means (7) are positioned near the of a longitudinal slit (9) of said casing portion (3).

23. Apparatus according to claim 22, wherein said longitudinal slit (9) extends for a length corresponding to half of said casing portion (3).

24. Apparatus according to claim 22, or 23, wherein said longitudinal slot (9) is? closed by a bellows closing element (10).

25. Apparatus according to claim 24, wherein said bellows closure element (10) comprises a plurality of of movable backlit panels (11), each of said movable backlit panels (11) having an intensity? backlight similar to the intensity? backlighting of said backlit panel (4).

The apparatus according to claim 25, wherein each of said movable backlit panels (11) has a transverse dimension not greater than a transverse dimension of said longitudinal slot (9).

27. Apparatus according to one of claims 24 to 26, wherein said bellows closure element (10) comprises a fixed backlit panel (12), said fixed backlit panel (12) being interposed between said darkroom element (7a) and an adjacent movable backlit panel (11) and being disposed at 45? with respect to said beam splitter device (8).

28. Apparatus according to claim 27, wherein said fixed backlit panel (12) has an intensity? backlight equal to double the intensity? backlighting of said backlit panel (4).

29. Apparatus according to one of claims 9 to 28, wherein said angular movement device (13) comprises a stepper actuator (14) arranged to operate a movement and support arm (15).

30. Apparatus according to claim 29, wherein said movement and support arm (15) comprises an actuation portion (15a) and a support portion (15b) connected to each other, said support portion (15b) being arranged transversely to said actuation portion (15a), said darkroom element (7a) being fixed in proximity? of a? extremity? of said support portion (15b) opposite to said actuation portion (15a).