ITPA20100021A1 - Sistema ottico per la visione diretta di immagini stereoscopiche riprodotte su carta, tv, pc con monitor lcd o proiettate su schermo. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: «Sistema ottico per la visione diretta di immagini stereoscopiche riprodotte su carta, TV, PC con monitor LCD o proiettate su schermo»,

Il sistema, dichiarato in epigrafe, si avvale principalmente della naturale geometria oculare.

E’ noto che la visione stereoscopica della realtà intorno è data dalla sintesi a livello cerebrale, delle due immagini impresse negli occhi, e differenti perché viste da due punti prospettici diversi. Questo è un principio e una legge di fisica che sta alla base di qualunque tipo di tecnologia che voglia produrre immagini stereoscopiche.

Per lo scopo qui dichiarato, le riprese stereo vanno fatte con la normale tecnologia attualmente in uso.

Ma è anche necessario che le due immagini riprodotte, saranno trattate nel modo di seguito descritto, per rispettare la visione distinta da ciascun occhio, per lo stesso oggetto.

* Questi principi di fìsica ottica sono rispettati e applicati al sistema dichiarato in epigrafe.

Le figure in sequenza servono a illustrare e dimostrare la validità del principio che sta alla base del sistema sopra dichiarato.

Il problema che si pone è : Come è possibile che, in un individuo, ciascun occhio possa vedere la corrispondente immagine stereoscopica riprodotta, con la propria prospettiva geometrica, che è diversa dall’altro occhio, sullo stesso spazio/piano, cioè nello stesso punto focale, pur mantenendo la propria diversità.

La risposta a questo problema è che occorre far convergere gli assi ottici non sul punto/immagine osservato sullo schermo, ma in un punto prossimo e anteriore, in modo che detti assi incrociandosi, proseguano oltre divergendo, e vadano a cadere su due punti diversi e contigui; perciò su due immagini diverse.

La figura 1 della Tav. I, mostra come è possibile che ciascun occhio veda settori diversi dello spazio, entro lo stesso punto/perimetro. E' il modo per dare la risposta al problema posto sopra.

Per dimostrare ciò, si prenda un cartoncino C e vi si pratichi un foro di qualche m/m. Ponendo il cartoncino a distanza di braccio e guardando il foro _b_ si vedranno porzioni di spazio diversi (bianco/nero) fusi in unica immagine. Se gli assi ottici che attraversano _ b_ cadono su due colori diversi, in _b_ si vedrà un colore che è la risultante della loro fusione, (grigio)

La figura 2 mostra la sezione geometrica del fenomeno.

Da notare ancora che l'occhio -S- non può vedere il settore nero -dperché vi si oppone il cartoncino -C-. La stessa condizione vaie per l'occhio -D- che non vede -s-Facciamo un passo avanti: Se al cartoncino pratichiamo una serie di fori posti alla stessa distanza pari alla loro sezione (Tav, II, in sezione geometrica ) e allineati in orizzontale e in verticale, e guardiamo, attraverso, gli oggetti retrostanti, si verificherà lo stesso fenomeno della figura 2, ma con l'ottenere una immagine composita. Perché l’immagine abbia senso e coerenza occorre porre le condizioni illustrate dalla Tav. II. Una avvertenza: La serie di fori in - G - e la figura in -M- devono stare su due piani perfettamente paralleli e a distanza tra loro in modo proporzionale, ( come specificato più sotto ) per far si che un occhio non veda il settore che vede l’altro occhio, come in “Tavola H" e nella figura 2 della Tav. I

La serie di fori in -G - è più razionale che siano disposti a scacchiera, come si nota nella Tav. Ili, ( mostra dettaglio fortemente ingrandito) per far si che la composizione dell’immagine retrostante sia il più omogenea possibile.

L’effetto compositivo sarà tipo mosaico, (Tav. Ili) e l’autonomia visiva di ciascun occhio viene mantenuta, cosi come è illustrato nella figura (Tav. Il), vista in sezione geometrica.

In questa parte dimostrativa, nelle tavole illustrate, non sono rispettate le proporzioni, ma servono per richiamare i principi di ottica che servono al nostro sistema.

Per l'applicazione al sistema dichiarato in epigrafe si dovranno avere strumenti di alta precisione per ottenere immagini chiare e confortevoii. Il primo elemento da costruire è il filtro/griglia che dovrà essere di materiale rigido e trasparente. Esso avrà l’aspetto di una scacchiera, in cui i settori, di forma quadrata, sono alternati: trasparenti e opachi. Per la sperimentazione del sistema abbiamo utilizzato un PC con monitor piatto e a cristalli liquidi. Condizione fondamentale e imprescindibile è che i settori di questo filtro siano di forma e misura identica ai pixel del monitor in uso, sia televisore o personal computer. Che i settori opachi dei filtro siano di colore nero e non riflettenti, per dar loro massima opacità. Pertanto ciascun monitor/schermo, avrà nei filtro il suo gemello, pixel/ pixel.

Con opportuni supporti, detto filtro viene istallato sul monitor, in modo da costituire con esso, due piani perfettamente paralleli. La distanza tra monitor e filtro sarà di pochi m/m, regolabile, con opportune viti a passo micrometrico per consentire all’operatore/osservatore la migliore visione. La figura in Tav. Ili, mostra la corrispondenza delle dimensioni dei pixel del monitor - M - e quelli della griglia a scacchiera - G -E’ necessario osservare che la distanza tra griglia a scacchiera e monitor non è arbitraria, ma è regolata dalla formula matematica/geometrica dei triangoli simili e opposti al vertice. Difatti la distanza interpupiliare dell'osservatore e la larghezza tra i due centri di due pixel consecutivi del monitor, costituiscono le basi dei due triangoli opposti al vertice, il cui vertice comune è dato dai centro dei foro corrispondente del filtro.

Trattamento delle immagini: Una attenzione particolare va al programma di elaborazione delle immagini in un PC. Detto programma deve poter consentire che le due immagini stereo vengano trattate in modo da risultare, singolarmente, come una scacchiera.

In fine le due immagini verranno trasportate entro lo stesso perimetro in modo che l'immagine X occupi i pixel lasciati vuoti dall'immagine Y. Lo stesso trattamento subiscono le foto su carta

Come figura in Tav. III.

Nella sperimentazione di questo sistema abbiamo utilizzato il programma Paint del sistema operativo Windows per creare sul monitor di un PC, la doppia immagine stereoscopica a scacchiera, come esempla fa figura -M - in Tav. III.

La prima operazione è stata quella dì creare in una pagina vuota del Paint, l'immagine del filtro a scacchiera che per comodità chiameremo:

selettore, e conservarla in un file.

Successivamente abbiamo operato trattando le due immagini stereo di uno stesso soggetto, seguendo la seguente sequenza:

1) Invertire in negativo l'immagine 1<A>

2) copiare il “selettore" sull'Immagine 1<A>in negativo {si ottiene una immagine retinata) e fissare l'immagine retinata ciiccando sull'icona “seleziona” dal menù.

3) aprire immagine 2<A>

4) copia sull’immagine 2<A>{non retinata) la copia delia 1<A>negativa {retinata). Momentaneamente l’immagine 2<A>non è visibile.

5) inverti il negativo su immagine 2<A>; al che si renderà visibile anche l'immagine 2<A>, e trasporta col mouse in modo da sovrapporne opportunamente le due immagini ma senza bloccarle.

6) applica il filtro allo schermo

7) sfasa le due immagini col mouse fino a ottenere la migliore visione, possibilmente facendo coincidere il primo piano delle due immagini, oppure far coincidere la linea ideale deH'orizzonte.

Comunque qualunque programma di trattamento delle immagini, dovrà essere in grado di porre sullo schermo, due immagini stereoscopiche con la composizione a scacchiera come figura Tav.111.

Avvertenza: La prima osservazione dell’immagine ottenuta su monitor o schermo e vista attraverso la griglia, può sembrare invertita nella prospettiva. In tal caso basta spostare leggermente il punto di osservazione col muovere il capo a destra o a sinistra per ottenere la normale prospettiva e profondità.

Proiezione di filmati e diapositive.

Nella proiezione di immagini stereoscopiche, i coni di luce devono essere rigorosamente due, portanti distintamente le due immagini. Dinanzi allo schermo e parallelo a questo, sarà posto il filtro/griglia. La distanza tra schermo e filtro sarà regolata cosi come è stato esposto per la figura in Tav. II. La differenza con le condizioni esposte in precedenza, è che la sorgente del immagine è dalla stessa parte dello spettatore. Pertanto la griglia/filtro avrà la doppia funzione, di separare le due immagini proiettate e rendere indipendenti, nella visione, i due occhi dello spettatore. La dimensione di ogni cella della griglia/filtro è libera, ma sempre e comunque, di grandezza non percepibile all’occhio, e tale da consentire la massima omogeneità possibile dell'immagine.

Vantaggi: Da quanto descritto sopra, si evince la grande flessibilità del sistema neH’applicazione a tutti i campi della stereoscopia delle immagini, fisse o in movimento, in quanto la coppia griglia+immagine è ìndipendente dalie condizioni percettive dell’osservatore.

In ogni caso, la bontà dei risultati dipende dalla precisione matematica dei rapporti e degli strumenti posti in essere.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONE Rivendicazione dell’invenzione industriale dal titolo: «Sistema ottico per la visione diretta di immagini stereoscopiche riprodotte su carta, TV, PC con monitor LCD, o proiettate su schermo», a nome di MATT ALIANO GIUSEPPE, di nazionalità Italiana, domiciliato a Palermo, in Via Cesare Terranova n° 8/A. L’originalità del sistema consìste nell’accoppiamento del filtro/griglia a scacchiera, a immagini stereoscopiche opportunamente trattate allo stesso modo, su uno schermo, (vedi Tav. IH) 1 ) Filtro/griglia e schermo/monitor costituiscono coppia indivisibile del sistema.
2. 2) Monitor e filtro costituiscono due piani perfettamente paralleli, dipendenti l’uno dall’altro, la cui distanza è regolabile con viti a passo micrometrico ; 3) Ogni settore quadrato del filtro avrà le stesse dimensioni di un pixel fisico del monitor in uso; 4) Le due immagini sullo schermo/monitor non si sovrappongono, ma rimangono distinte e alternativamente consecutive su ciascun pixel, secondo la sequenza: abababab . 5) Il sistema non ha limiti di applicabilità nel campo di produzione di immagini stereoscopiche.