SE524855C2 - Generering av en tredimensionell videovisning - Google Patents

Description

LH ho Jm Co 01 Med utnyttjande av två identiska videoband som körs parallellt i två videobandspelare, startande simultant, är det möjligt att öka videobandvägen för ett av videobanden med hjälp av en mekanisk anordning och således ha möjlighet att öka eller minska skillnaden i tid eller bandväg mellan de två videobanden som har startats simultant. En enkel lösning uppnås således för att tillhandahålla en tredimensionell visning från en tvådimensionell inspelning, vilken lösning också är robust och uppnåbar med vanliga videobandspelare och en anordning för att variera stereobasen enligt föreliggande uppfinning.

För att grundprincipen för denna omvandling från 2D till 3D skall vara möjlig är att det existerar en horisontell förflyttning i sidled mellan kameran och objektet/bakgrunden som avbildas. Sidohastigheten kan variera från över noll och uppåt. Företrädesvis är sidohastigheten så konstant som möjligt, vilket underlättar återskapandet eftersom variationer i sidohastighet ger upphov till ett behov av en varierad stereobas.

En anordning enligt föreliggande uppfinning är möjlig att utnyttja i områden såsom undervattensskanning i en enmansubåt och infraröd skanning från en helikopter. Det är också möjligt att utnyttja tredimensionellt betraktande av andra bilder än TV-bilder (videobilder), såsom infraröda bilder, sonarbilder och också biofilmer.

Variation av stereobasen ändrar enkelt fokusavståndet hos en tredimensionell videobild, visad enligt föreliggande uppfinning. v - « . fn a... ro (733 cm Ytterligare egenskaper och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att vara uppenbara från den följande beskrivningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att förstås mer fullständigt från den detaljerade beskrivningen av utföringsformer given nedan och de medföljande figurerna, som endast ges för illustration, och således inte är begränsande för föreliggande uppfinning, vari: Fig. 1 illustrerar schematiskt skapandet av två videokassettband innehållande identisk information, Fig. 2 illustrerar en schematisk representation av en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, Fig. 3 illustrerar en schematisk representation av en annan metod för visning jämfört med fig. 2, Fig. 4 illustrerar en videokassett i en uppspelningsposition i en videobandspelare, Fig. 5 illustrerar en stereobasregulator enligt föreliggande uppfinning, Fig. 6 illustrerar två moder för förflyttning i samband med stereobasregulatorn i fig. 5, Fig. 7 illustrerar två rörelsemoder, omvänt de i fig. 6, Fig. 8 illustrerar stereobasregulatorn i fig. 4 i en positioneringsposition i område V i fig. 3, och Fig. 9 illustrerar stereobasregulatorn i fig. 5 i en driftstartposition. ..-1 u. on »nu n DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORIIER I den följande beskrivningen, för förklarande och inte begränsande syften, anges specifika detaljer, såsom särskilda tekniker och tillämpningar för att tillhandahålla en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. Det är emellertid uppenbart för en fackman inom området att föreliggande uppfinning kan tillämpas i andra utföringsformer som skiljer sig från dessa specifika detaljer. I andra fall utelämnas detaljerad beskrivning av välkända metoder och anordningar för att inte fördunkla beskrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Genom denna beskrivning kommer en term ”vänster bild" att användas för att beteckna en bild som visas för betraktarens vänstra öga. En term "höger bild” kommer att användas för att beteckna en bild som visas för betraktarens högra öga. En term ”vänster videosignal" kommer att användas för att beteckna en signal som skall visas som en vänsterbild. En term "höger videosignal" kommer att användas för att beteckna en signal som skall visas som en högerbild. En term "vänster skrivare" kommer att användas för att beteckna en skrivare för utskrift av bilder som skall visas för en betraktares vänstra öga. En term "höger skrivare" kommer att användas för att beteckna en skrivare för utskrift av bilder som skall visas för en betraktares högra öga.

En föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna.

Fig. 1 illustrerar schematiskt hur ett videoband i en videokassett 1 kopieras till två videoband i två videokassetter 2 och 2' således innehållande identisk information. Det illustreras vidare att inspelningen av v n u » fo u.. o u u ø - ~ u u u informationen till videokassett 1 kan utföras före kopiering, såsom betecknat med ALT 2. Inspelningen av information direkt till de två videokassetterna 2 och 2' kan alternativt utföras, såsom betecknat med ALT 1. Det är också möjligt att spela in enligt både ALT 1 och ALT 2 simultant.

I fig. 2 illustreras en anordning för generering av en tredimensionell visning schematiskt. En första videobandspelare 3 innehåller ett första videoband i videokassetten 2. En andra videobandspelare 3' innehåller ett andra videoband för videokassetten 2', innehållande identisk information jämfört med det första videobandet.

En videosignal från den första videobandspelaren 3 går genom en väljare 4 till en generator 5 för vänster bild. Generatorn 5 för vänster bild visar videosignalen från den första videobandspelaren för en betraktares vänstra öga. En videosignal från den andra videobandspelaren 3' går också genom väljaren 4 till en generator 6 höger bild. Generatorn 6 för den högra bilden visar videosignalen från den andra videobandspelaren för betraktarens högra öga.

Detta sätt för att erhålla en tredimensionell visning för ögonen av en betraktare kan erhållas på ett flertal olika sätt. Bildgeneratorerna kan exempelvis vara två videoprojektorer med olika polarisering för respektive visning. De tvâ visningarna superponeras på gemensamt område av en projiceringsskärm, så som illustrerat i fig. 2.

Betraktaren använder sedan 3D-glasögon med motsvarande polarisering för hans respektive ögon. Ett annat exempel på bildgeneratorer kan exempelvis utnyttja virtuella glasögon för att visa de respektive videosignalerna direkt till respektive öga. Ytterligare ett annat exempel kan exempelvis vara att o u v o ve u o u un: (TT i J -Fš- (fi L... utnyttja olika färgkoder för respektive öga, istället för olika polariseringar. Ett ytterligare exempel kan exempelvis vara att använda två monitorer kombinerade med ett spegelstereoskop, för att omforma de visade bilderna till en önskvärd storlek, såsom illustreras i fig. 3.

Ett videoband 9 i den första videokassetten 2 laddat i videobandspelaren 3 (en vanlig videobandspelare) illustreras schematiskt i fig. 4. Videobandet 9 dras ut ur videokassetten 2 med hjälp av två gejder 7 för att bringa videobandet 9 mot videohuvudcylindern 8 och audiosensorhuvudet. Videobandet 9 flyttas under körning från vänster till höger i figuren.

Området V är ett område med tillräckligt fritt utrymme för en stereobasregulator enligt föreliggande uppfinning. En stereobasregulator 10, såsom illustrerad i fig. 5, är positionerad runt videobandet 9 efter att videobandet 9 i videokassetten 2 är laddat i körposition i videobandspelaren 3. Stereobasregulatorn 10 tas bort från runt videobandet 9 före det att videobandet 9 dras ut, såsom illustreras i den högra delen av fig. 7.

Stereobasregulatorn 10 innefattar två rullar 13 och 14, som skall positioneras på motsatta sidor av videobandet 9. Den innefattar vidare ett rotationsskaft 11, för att variera stereobasen hos en tredimensionell videovisning och en platta 12 anslutande de tre delarna 11, 13 och 14. De två rullarna 13 och 14 är positionerade symmetriskt kring rotationsaxeln hos rotationsskaftet 11, och parallellt med rotationsskaftet, såsom illustreras i den vänstra delen av fig. 6, för att ge en möjlighet att uppnå en linjär omvandling mellan vridningen av rotationsskaftet 11 och variationen av stereobasen hos den tredimensionella videovisningen, som kommer att förklaras mer detaljerat nedan. - - e | .- (fi NJ -[13 C D f “I L; s x! I fig. 8 är området V i fig. 4 uppförstorat och illustrerar de initiala positionerna hos de två rullarna 13 och 14 på motsatta sidor av videobandet 9, vilken position härefter betecknas positioneringspositionen. Rotationsskaftet ll vrids sedan medurs 180 grader såsom illustreras i den högra delen av fig. 6, och den nya positionen hos stereobasregulatorn illustreras i fig. 9, vilken ny position härefter betecknas driftstartpositionen. Det är möjligt att istället vrida rotationskraften ll moturs 180 grader. En skillnad är att driftstartpositionen vid moturs vridningen kan ge en högre friktion mot audiosensorn hos videobandspelaren (åtminstone i vissa typer av videobandspelare) än den av driftstartpositionen vid medurs vridning. Å andra sidan kan startpositionen med medurs vridning ge sämre ljud än den av startpositionen med moturs vridning, till följd av sämre kontakt mot audiosensorn i den maximala riktningen av stereobasregulatorn.

Friktionskopplingen mellan det vänstra lagringshjulet hos en videokassett och inspelningsdrivsystemet har mindre bromseffekt än kopplingen mellan det högra drivhjulet hos en videokassett och inspelningsdrivsystemet, vilket gör det möjligt att uppnå den önskade ökade videobandvägen på ett kontrollerat sätt.

Den andra videobandspelaren 3' är en vanlig videobandspelare utan någon stereobasregulator. Företrädesvis är båda videobandspelarna 3 och 3' identiska vanliga videobandspelare, förutom att den första videobandspelaren 3 innefattar den adderade stereobasregulatorn 10.

I en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning har stereobasregulatorn två eller flera rullar positionerade n - « : u: n nu. ickesymmetriskt relativt rotationsaxeln hos stereobasregulatorn. En fördel med den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning är att med symmetriskt positionerade rullar är variationen av stereobasen väsentligen linjär. Med rullarna 13 och 14 symmetriskt positionerade på motsatta sidor av videobandet 9 och positionerade i startpositionen uppnås en väsentligen linjär omvandling mellan vridningen av rotationsskaftet ll och stereobasen hos den tredimensionella videovisningen upp till i90 grader, från driftstartpositionen.

I en annan alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning har stereobasregulatorn fyra eller fler rullar positionerade symmetriskt relativt rotationsaxeln hos stereobasregulatorn.

Skillnaden mot den föredragna utföringsformen av föreliggande uppfinning är att en större skillnad mellan videobandvägarna hos videobandspelarna uppnås och således en större möjlighet att variera stereobasen.

I en ytterligare alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning har stereobasregulatorn endast en rulle positionerad på en sida av videobandet, företrädesvis på utsidan av videobandet, dvs. på samma sida som ljudsensorn. I denna utföringsform kan rullen istället för att positioneras kring en rotationsaxel positioneras på ett linjärt eller krökt spår som avlänkar och ändrar videobandvägen mer eller mindre vinkelrät mot videobandet. En fördel jämfört med den föredragna utföringsformen är att stereobasregulatorn kan hållas i driftstartposition under laddning och uttagning av videokassetten och videobandet utan vertikala övergångar. En nackdel jämfört med den föredragna utföringsformen är att mycket mindre skillnad mellan videobandvägarna hos LH NJ flr F I) (Ü "u .«.. videobandspelarna uppnås, och således en mycket mindre möjlighet att variera stereobasen.

En driftsmetod för anordningen för generering av en tredimensionell visning komer att förklaras härnäst.

En 2D-video inspelad på ett konventionellt sätt kan med hjälp av en videokamera kopieras till två identiska videoband. De två identiska videobanden laddas i två identiska videobandspelare 3 och 3'. Den första videobandspelaren 3 är utrustad med stereobasregulatorn 10. Stereobasregulatorn 10 sänks ned i positioneringspositionen på motsatta sidor om videobandet 9 efter att videobandet 9 har bringats i körposition med hjälp av gejderna 7, såsom illustreras i den vänstra delen av fig. 6. Stereobasregulatorn 10 vrids sedan medurs 180 grader för att positioneras i driftstartpositionen, för att förlänga videobandvägen, såsom illustreras i den högra delen av fig. 6. Således är videobandet hos den första videobandspelaren 3 förskjutet antal ramar relativt videobandet laddat i körposition i den andra videobandspelaren 3'. Därefter synkroniseras videobandet hos den andra videokassetten i bandposition, så att identiska ramar visas simultant för det vänstra och högra ögat hos betraktaren.

Identiska ramar avser ramar med samma tidstämpel (samma ramnummer).

Med en diameter av 6 mm hos rullarna 13 och 14, ett centrum- till-centrumavstånd av 10 mm mellan rullarna 13 och 14, och rullarna 13 och lawi driftstartpositionen har den vänstra videosignalen ett försprång av approximativt 25 ramar jämfört med den högra videosignalen, före det att det andra videobandet synkroniserats.

För att positionera stereobasregulatorn kring videobandet 9 kan det förflyttas längs dess rotationsaxel (dvs. uppifrån och nedåt). Alternativt kan stereobasregulatorn 10 roteras kring en horisontell position till en vertikal position för att positioneras kring videobandet 9. Det är vidare möjligt att anordna delarna hos stereobasregulatorn 10 så att en av rullarna 13 och 14 är rörlig relativt de andra delarna för att tillhandahålla en fri väg för videobandet 9 att laddas i videobandspelaren 3. Ju enklare en vald lösning är desto mer robust blir emellertid lösningen.

Först antar vi att ett inspelat objekt/bakgrund har en komponent som förflyttas i sidled till höger i en bildvisning, ekvivalent med att kameran förflyttas till vänster. Båda videobandspelarna 3 och 3' startas simultant, företrädesvis med en gemensam styrenhet, såsom en fjärrkontroll som kan styra båda videobandspelarna med hjälp av gemensamma knappar.

Den första videobandspelaren 3 sänder en vänster videosignal genom väljarn 4 till vänster bildgenerator 5 för visning för det vänstra ögat av betraktaren. Den andra videobandspelaren 3' sänder en höger videosignal genom väljaren 4 till den högra bildgeneratorn 6 för visning för det högra ögat av betraktaren. Tillsammans visar de vänstra och högra videosignalerna nu en tredimensionell bild för betraktaren.

Den vänstra videosignalen kommer nu, till följd av att stereobasregulatorn 10 vrids medsols att avancera några ramar, under bandkörning, relativt den högra videosignalen. Antalet ramar som skall avanceras för den vänstra videosignalen väljs i beroende på önskvärda fokusdjupet och stereobasen, vilket kommer att förklaras vidare nedan. (fl F O .Lu C D in". in - » » ~ .- u.. ~ För att öka fokusdjupet hos den visade bilden vrids rotationsskaftet ll hos stereobasregulatorn 10 moturs och för att minska fokusdjupet vrids rotationsskaftet ll medurs. Det är endast möjligt att vrida stereobasregulatorn 10 90 grader medurs från driftstartpositionen, eftersom därefter kommer videobandet 9 att vidröra sig själv och således minska hastigheten för sig själv. Det är vidare endast möjligt att vrida stereobasregulatorn 10 90 grader moturs, från driftstartpositionen, eftersom därefter kommer rullarna 13 och 14 inte att vidröra videobandet 9 och det är således inte möjligt att variera videobandvägen längre.

Stereobasen varieras i beroende av sidorörelsehastigheten av sceneriet visat på videobilden. Med en rörelse i sidled till höger bör vänster öga hos betraktaren visas den vänstra videosignalen och med en rörelse till vänster i sceneriet bör det högra ögat av betraktaren visas den vänstra videosignalen.

Med en ökad rörelse i sidled för sceneriet ökas stereobasen och med en minskad rörelse i sidled hos sceneriet minskas stereobasen. När rörelseriktningen i sidled omkastas kopplas väljaren 4 om så att visningen för ögonen hos betraktaren byts, således kopplandes den första videobandspelaren 3 till den högra bildgeneratorn 6 och den andra videobandspelaren 3' till den vänstra bildgeneratorn 5. Vidare kräver objekt på olika djupavstånd i den tredimensionella visningen olika stereobasjusteringar, såsom förklarat ovan. Således kan operatören välja fokusdjupet på den tredimensionella visningen genom att vrida stereobasregulatorn.

Före det att uttagning av videokassetten utförs vrids stereobasregulatorn 10 tillbaka till dess positioneringspositionen, såsom illustreras i den högra delen av fig. 7. Därefter lyfts stereobasregulatorn 10 från (V1 FD -?==- G3 (f: in - f » ~ .- -1-~ positioneringspositionen, såsom illustreras i den vänstra delen av fig. 7, för att tillåta gejderna 7 att fritt förflyttas under uttagningen av kassetten.

Med den ovan beskrivna uppställningen för en tredimensionell videovisning är det möjligt att tillhandahålla en egenskap för att uppnå tredimensionella kort av inspelningen. Med en bildfångare för vänster öga i en vänster skrivare ansluten till vänster bildgenerator 5 och en bildfångare för höger öga i en höger skrivare ansluten till höger bildgenerator 6 tillhandahåller en styrsignal simultant till de två skrivarna två bilder; en för betraktarens vänstra öga och den andra för betraktarens högra öga. Bilderna kan sedan betraktas på ett konventionellt sätt för att uppleva 3D-effekten.

Utan att beakta uppsättningen av föreliggande uppfinning är det möjligt att tillhandahålla en eller flera skrivare inkluderande bildfångare direkt i anslutning med en videokamera under inspelning, där en första bild skrivs för en betraktares första öga och några ramar senare skrivs en andra bild för betraktarens andra öga. Detta kan erhållas under realtidsvideokameradrift, men det kan också vara ett tidsfördröjt kommando för skrivaren (skrivarna) att skriva bilderna.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning kan varieras på ett flertal olika sätt. Sådana variationer skall inte avses som avsteg från omfånget av föreliggande uppfinning. Alla sådana variationer som skulle vara uppenbara för en fackman inom området avses vara inkluderade inom omfånget av föreliggande uppfinning.

Ett exempel på en variation uppenbart för en fackman inom området är att inspelning med hjälp av en videokamera är 3 1,71 = , ~ » .. (_ 1 Fm I *lr-m rn år: Q .-ff ~ 13 ekvivalent med inspelning med hjälp av varje annan typ av kamera och därefter omvandling av inspelningen till ett videoband.

Ett annat exempel på en variation uppenbar för en fackman inom området är att rotationsskaftet beskrivet ovan kan vridas för hand eller med ett servo styrt av exempelvis.en fjärrkontroll.

Claims (11)

n.. n PATENTKRAV

1. Anordning för generering av en tredimensionell videovisning, nämnda anordning innefattar en första (3) och en andra (3') videobandspelare, vari - nämnda första videobandspelare innefattar ett fack för mottagning av en första videokassett (2) och en första cylinder (8) för avläsning av videosignaler som skall visas för en betraktares första öga, - nämnda andra videobandspelare innefattar ett fack för mottagning av en andra videokassett och en andra cylinder för avläsning av videosignaler som skall visas för betraktarens andra öga, och - nämnda anordning kännetecknas av att nämnda första videobandspelare innefattar en stereoregulator (10) för att öka videobandvägen för ett videoband (9) i nämnda första videokassett, vilken första videokassett under drift är anordnad i nämnda första videobandspelare, varvid nämnda stereobasregulator innefattar åtminstone tvâ rullar (13, 14), vilka rullar under drift är anordnade på motsatta sidor av nämnda videoband och är förflyttbara så att de varierar längden av videobandvägen.

2. Anordning enligt krav 1, innefattande en väljare (4) anordnad att motta videosignalerna från nämnda första och andra videobandsfiëlare och för att visa videosignalerna för respektive öga hos betraktaren.

3. Anordning enligt krav 2, varvid nämnda väljare är styrbar för att växla visningen mellan betraktarens ögon. (X1 F* J 41:. r -» C, l L! fi . \ | - en

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, varvid nämnda åtminstone två rullar är positionerade symmetriskt på motsatta sidor av rotationsaxeln hos nämnda stereobasregulator och parallella med nämnda rotationsaxel, och på vilken rotationsaxeln ett rotationsskaft (ll) är anordnad.

5. Anordning enligt något av kraven l-4, varvid nämnda första och andra videokassett innehåller band med identisk information för visning som nämnda tredimensionella videovisning.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, innefattande: - en första bildfångare i en första skrivare ansluten vid en vänster bildgenerator (5) som visar nämnda videosignaler för visning för betraktarens vänstra öga, - en andra bildfångare i en andra skrivare ansluten vid en höger bildgenerator (6) som visar nämnda videosignaler för visning för betraktarens högra öga, - en styrenhet som simultant aktiverar nämnda första och andra skrivare.

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, innefattande en styranordning som kan styra nämnda första och andra videobandspelare simultant.

8. Metod för generering av en tredimensionell videovisning, varvid nämnda metod kännetecknas genom de följande stegen: - visning av en första videosignal från ett videoband i en första videokassett för en betraktares vänstra öga, - visning av en andra videosignal från ett videoband i en andra videokassett för betraktarens höger öga, varvid nämnda - . ~ | .- andra videokassett innehåller samma information som nämnda första videokassett, - förlängning av videobandvägen hos nämnda första videokassett, - synkronisering av nämnda andra videosignal med nämnda första videosignal, och - variation av nämnda videobandväg beroende på rörelsehastigheten i sidled hos nämnda tredimensionella visning.

9. Metod enligt krav 8, varvid nämnda första videosignal ändras för att visas för nämnda högra öga och nämnda andra videosignal ändras för att visas för nämnda vänster öga beroende på en ändring av förflyttning i sidledsriktning av nämnda tredimensionella visning.

10. Metod enligt krav 8 eller 9, innefattande de följande stegen: - infångning av en vänsterram av nämnda första videosignal visad för betraktarens nämnda vänster öga, - infångning av en högerram av nämnda andra videosignal visad för betraktarens nämnda högra öga simultant med nämnda infångning av en vänsterram, och - utskrift av nämnda vänster- och högerram, för att alstra en tredimensionell hild av nämnda tredimensionella visning.

11. ll. Anordning för generering av en tredimensionell videovisning, nämnda anordning innefattar en första (3) och en andra (3') videobandspelare, varvid LH FO .få C ï f '1 C41 ...n - 17 - nämnda första videobandspelare innefattar ett fack för mottagning av en första videokassett (2) och en första cylinder (8) för avläsning av videosignaler som skall visas för en betraktares första öga, - nämnda andra videobandspelare innefattar ett fack för mottagning av en andra videokassett och en andra cylinder för avläsning av videosignaler som skall visas för betraktarens andra öga, och - nämnda anordning kännetecknas av att nämnda första videobandspelare innefattar en stereobasregulator (10) för att öka videobandvägen för ett videoband (9) i nämnda första videokassett, vilken första videokassett under drift är anordnad i nämnda första videobandspelare, varvid nämnda stereobasregulator innefattar en rulle, vilken rulle under drift är anordnad på en sida av nämnda videoband och är förflyttbar, företrädes generellt vinkelrätt mot nämnda videoband, för att variera längden av videobandvägen.