Brevet FR2602885A1 — publié le 19880219

La présente invention a pour objet un procédé de prises de vues permettant d'enregistrer des sphères visuelles. Elle vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Par l'expression "sphères visuelles", on entend la totalité de la réalité lumineuse visible depuis un point quelconque de l'espace. Jusqu'à présent on n'était pas parvenu à réaliser des prises vues totales à partir d'un point quelconque de l'espace. On connaissait par exemple des 10 appareils de prises de vues panoramiques, mais aucun ne permettait de restituer la totalité de cette réalité lumineuse. Un objet de l'invention est de résoudre le problème de la reproduction sous la forme d'images de la totalité de ladite réalité lumineuse visible depuis un point quel15 conque de l'espace grâce à un procédé constituant à morceler un volume de révolution, par exemple une sphère, en parties qui peuvent être remplacées par des surfaces planes ou facettes, ces surfaces étant ensuite rassemblées de façon à constituer un volume de révolution de forme sensiblement 20 correspondante, par exemple une "pseudosphère". Un autre objet de l'invention est de réaliser un appareil d'enregistrement visuel permettant d'enregistrer depuis un point quelconque de l'espace des images susceptibles de venir recouvrir les faces planes ou facettes obte25 nues à partir du volume de révolution tout en pouvant éventuellement se recouper. Encore un autre objet de la présente invention est de réaliser un appareil permettant d'enregistrer les images correspondant aux facettes, de façon à pouvoir réutiliser 30 les images ainsi enregistrées pour les projeter sur un support spatial quelconque d'un volume de révolution quelconque situé en tout point de l'espace, indépendamment de celui de point de vue pour l'enregistrement. La présente invention a donc pour objet un procédé 35 de prises de vues permettant d'enregistrer des sphères vi- suelles, caractérisé en ce qu'on morcèle une surface de révolution, par exemple une sphère, en zones qui sont susceptibles d'être remplacées par des surfaces planes ou facettes, que l'on prend à partir d'un premier point de l'espace 5 donné dit "premier point de vue" autant-de vues que de facettes en utilisant des moyens optiques ou vidéo-optiques appropriés en déterminant l'orientation de chaque vue en fonction de la latitude et de la longitude, que l'on enregistre les images correspondant respectivement aux facettes 10 et que l'on réutilise les images ainsi enregistrées de façon à les projeter sur un support spatial quelconque d'un volume quelconque situé autour d'un second point de l'espace choisi dit "second point de vue". Le premier point de vue peut être spatialement identique ou différent du second point de vue. 15 L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé spécifié ci- dessus, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un support de fixation en forme de U sur lequel sont montés des moyens optiques d'enregistrement, ce support étant fixé par deux axes 20 prenant appui sur les jambages du U montés pivotants dans des paliers prévus dans les jambages d'un second support de fixation en U fixé sur un axe vertical monté pivotant par l'intermédiaire d'un palier dans la face supérieure du jambage comportant sur sa face opposée à celle portant le pa25 lier de l'axe vertical des moyens de fixation du dispositif à des moyens supports appropriés, permettant ainsi aux moyens optiques d'enregistrement d'être déplacés suivant deux axes perpendiculaires définis par les prolongements respectifs des axes précités, de façon à être susceptibles 30 d'effectuer une rotation dans tous les sens autou.r du point focal défini par l'intersection desdits axes. Les moyens optiques peuvent être constitués par tout appareil optique ou vidéo optique capable d'enregistrer des vues et de les restituer sur des supports susceptibles 35 d'être exploités par la suite. Des moyens motoréducteurs, habituellement constitués par un réducteur transmettant les mouvements d'un moteur, par exemple mus électriquement sont également prévus pour positionner respectivement les supports de fixation et les moyens optiques. Ces moyens moteurs 5 peuvent être commandés par des moyens électro-informatiques constitués par exemple d'une carte électronique coopérant avec une carte à microprocesseur. Ces moyens électro-informatiques sont connectés à un système d'alimentation électrique, par exemple par batterie ou piles. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitative suivante d'un mode de réalisation du procédé de l'invention et d'une forme de réalisation de dispositif pour sa mise en oeuvre, en référence au dessin annexé dans 15 lequel: Fig. 1 est une vue schématique du dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de prises de vues selon l'invention, et F;g. 2 est une vue en plan d'un schéma de vingt 20 images destinées à reconstituer l'image sphérique d'une sphère visuelle. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de prises de vues selon l'invention est constitué d'une partie électromécanique matérialisée dans le cadre 1 et d'une par25 tie électroinformatique matérialisée dans le cadre 2. La partie électromécanique est constituée d'un premier support de fixation 3 en forme de U comportant centralement à la base du U un organe de fixation 4 pour un appareil d'enregistrement optique 5. Ce support 3 comporte 30 extérieurement sur ses jambages latéraux 3a deux axes 6 solidarisés au droit desdits jambages et se prolongeant virtuellement à l'intérieur du support 3 de façon à former un axe x-x'. Les axes 6 sont montés respectivement dans des cages à roulement ou paliers 7 dont les axes coincident égale35 ment avec l'axe x-x'. Ces paliers 7 sont solidarisés respectivement aux jambages 9a d'un second support de fixation 9 en forme de U qui est fixé sur un axe vertical 10 qui se prolonge virtuellement de façon à définir un axe y-y' se croisant en un point 0 avec l'axe x-x'. Cet axe vertical 10 5 est monté dans un palier ou cage à roulement 11 dont l'axe se situe dans le prolongement de l'axe y-y'. Ce palier 11 est fixé sur la paroi supérieure 13 d'une embase 14 qui est équipée d'un système 15 permettant sa fixation sur un support (par exemple un trou fileté au pas Kodak pour fixation 10 sur trépied photo). Ce dispositif est conçu pour que l'appareil d'enregistrement optique puisse se déplacer suivant deux axes perpendiculaires de façon à effectuer une rotation dans tous les sens autour du point focal ou foyer optique de 15 l'appareil qui doit cdincider avec le point O d'intersection des axes x-x' et y-y'. La distance di entre les jambages 3a du support 3 doit permettre la fixation et la manipulation de l'appareil 5, tandis que la distance d2 entre l'axe x-x' et la base du support 3 doit être égale à la distance entre 20 la base de l'appareil éventuellement muni de ses accessoires et le foyer optique de l'appareil. La distance entre l'axe x-x' et la base du support 9 représente le gabarit pouvant librement tourner autour de l'axe horizontal x-x'sur 360 . Cette distance référencée d3 est constituée par le plus 25 grand rayon qu'il soit possible de décrire entre le foyer optique O de l'appareil et l'une quelconque des extrémités de cet appareil. De ce qui précède, on voit que l'appareil doit être fixé sur le support 3 de façon telle que le foyer optique de l'appareil soit toujours dans l'axe x-x'. L'un des axes 6 du support 3 vient en prise, directe ou indirecte, avec un système d'entraînement constitué d'un réducteur 20a coopérant avec un moteur 21a, tandis que l'axe 10 vient en prise directe ou indirecte avec un dispositif d'entraînement constitué d'un réducteur 20b coopérant 35 avec un moteur 21b. Le taux de réduction est calculé en 2 Z602885 fonction de la précision recherchée et dépend du mouvement minimum du moteur. Ainsi dans l'exemple d'un moteur pas-àpas ayant un angle de pas de 7,50, l'utilisation d'un réducteur ayant un taux de 750 permet une précision de 1/100 de degré par pas. Chaque moteur 21a, 21b est contrôlé par un système électro-informatique 2. Ce système électro-informatique 2 comprend une carte électronique de commande 22 des moteurs 21a, 21b respectivement permettant de transmettre au moteur 10 les ordres reçus dans le collecteur 23. Cette carte comprend des circuits intégrés 24 enfichés sur un circuit imprimé; une carte à microprocesseur 25 destinée à lire et à faire effectuer les ordres contenus dans un logiciel de contrôle. Cette carte comprend un microprocesseur et des circuits in15 tégrés reliés entre eux par un circuit imprimé 26. Dès son branchement, le microprocesseur exécute le programme du logiciel gravé dans une ROM ou mémoire morte 27. Les données informatiques ou logicielles gravées en ROM sont un programme écrit en language machine adapté au microprocesseur 20 utilisé. Ce logiciel comprend deux parties, à savoir le processus exécuté par le microprocesseur et les données numériques à exécuter dans le processus, ces données correspondant aux mouvements à effectuer par les moteurs en fonction de l'importance et du sens desdits mouvements successifs. Ces deux cartes sont connectées à un système d'alimentation électrique 28, par exemple par piles ou batteries. En mettant en oeuvre le dispositif selon la présente invention, on peut réaliser une série de vues permet30 tant d'enregistrer puis de reconstituer une sphère visuelle. Pour ce faire on procède de la manière suivante. Comme déjà spécifié cidessus, on entend par "sphère visuelle" la totalité de la réalité lumineuse visible depuis un point quelconque de l'espace. Cette réalité peut se projeter sur une 35 sphère ou sur tout autre volume situé autour du centre de la sphère. Le procédé consiste donc à morceler une sphère en parties qui peuvent être remplacées par des surfaces planes ou facettes. Ces surfaces sont ensuite réassemblées de façon à constituer une "pseudosphère". On opère de la manière sui5 vante: 1) On choisit un appareil d'enregistrement visuel. 2) On mesure ou on détermine au préalable la constitution des images réalisées avec cet appareil, et notamment l'angle d'ouverture de l'optique. 3) On morcèle la sphère visuelle en autant de facettes nécessaires de telle façon que les facettes réunies couvrent toute la sphère et éventuellement se recoupent en connaissant l'orientation de chaque vue en fonction de la latitude et de la longitude. 4) On enregistre les images correspondant à ces facettes. ) On réutilise les images ainsi enregistrées de façon à les projeter sur un support spatial quelconque d'un volume quelconque situé autour du point de vue choisi. Ce 20 point de vue pourra être situé en tout point de l'espace indépendamment de celui qui a servi de point de vue pour l'enregistrement. 6) Pour ce faire, on choisit une première image que l'on projette, puis on projette les images suivantes de 25 façon à ce qu'elles continuent l'image précédemment projetée. Quand toutes les images ont été projetées, on a une sphère reconstituée. Comme technique de projection on peut utiliser: soit un procédé manuel, en utilisant pour la 30 projection la même optique que celle qui a été choisie à l'enregistrement; - soit un procédé automatique, selon lequel on découpe la sphère en facettes, on calcule le centre de chacune de ces facettes, on utilise un appareil d'enregistrement op35 tique fixé sur un système d'enregistrement permettant de 7 2602885 réaliser des sphères visuelles comme précédemment décrit, on positionne l'appareil dans chacune des positions correspondant au centre des facettes et on enregistre chaque image, on projette ces images avec un dispositif permettant de 5 retrouver les orientations qui ont servi à l'enregistrement. Ce dispositif peut soit être mécanique (du même type que le système d'enregistrement) soit utiliser un système de calcul. Dans une opération de reconstitution de sphères 10 visuelles, une image sphérique peut être constituée à partir de vingt images réalisées depuis un même point de vue. Ces vingt images sont obtenues en orientant l'appareil d'enregistrement selon deux axes, l'un horizontal mesuré en degré, sur une échelle de 360 , l'autre vertical sur une 15 échelle de 180 . Les coordonnées de prises de vues sont calculées à partir d'un point de référence O. Les coordonnées horizontales et verticales des vingt images référencées a à t sont les suivantes: REFERENCE HORIZONTALE VERTICALE a O A b 72 A c 144 A d 216 A e 288 A f O B g 72 B h 144 B i 216 B j 288 B k 36 -B 1 108 -B m 180 -B n 252 -B o 324 -B p 36 -A 8 2602885 REFERENCE HORIZONTALE VERTICALE q 108 -A r 180 -A s 252 -A t 324 -A Avec A = 52,622632 et B = 10,812318. Une fois obtenues ces images, réalisées avec un appareil d'enregistrement quelconque, l'optique permettant d'enregistrer dans toutes les directions (75 au minimum), 10 il faut réaliser un masquage des images ainsi obtenues. L'opération de masquage des images peut être réalisée de la manière suivante: On réalise un triangle équilatéral centré dans chaque image, et dont les coordonnées sont les suivantes: 15 distance entre le centre du triangle et le sommet 37,377368 , soit par exemple une optique de 15 mm de focal, une distance de: (7,1 sur 14,4) x (hauteur de l'image ainsi obtenue). Ce triangle ainsi obtenu servira de masque, la surface du triangle étant la surface utile de chaque image. 20 Le triangle centré dans chaque image (c'est-à-dire de façon telle que le centre de l'image défini par le croisement des deux diagonales et le centre du triangle défini par le croisement des hauteurs ou des médianes doivent se superposer) peut être orienté de deux façons différentes: 1) Un sommet est orienté vers le haut, dans l'axe défini par une ligne verticale dans l'image, cette ligne passant par le centre de l'image, cette orientation sera utilisée par les triangles dont les références sont: a, b, c, d, e, k, 1, m, n, o. 2) Un sommet est orienté en bas dans l'.axe défini par une ligne verticale dans l'image, cette ligne passant par le centre de l'image: cette orientation sera utilisée pour les triangles dont les références sont f, g, h, i, g, p, q, r, s, t. Le résultat de ce masquage sera l'obtention, comme 9 2602885 représenté sur la figure 2, de vingt images triangulaires équilatérales qui seront assemblées en respectant les continuités suivantes (on entend par continuité le fait que deux triangles ont un côté commun) a et f, b et g, c et h, d et 5 i, e et j, f et k, k et g, g et 1, 1 et h, h et m, m et i, i et n, n et j, j et o, o et f, k et p, 1 et q, m et r, n et s, o et t, a et b, b et c, c et d, d et e, a et e, p et q, q et r, r et s, s et t, p et t. Une fois établi ces continuités, il sera possible d'en faire différents usages: - Par régularisation logicielle de ces continuités et constitution logicielle de cette image sphérique. - Par régularisation manuelle de ces continuités à partir d'images matérielles sur papier, film, écran ou autres supports. Ces images devront alors s'assembler soit par pliage soit par d'autres techniques permettant de constituer une sphère. On notera que chaque image peut être morcelée en plusieurs images plus petites si on souhaite obtenir plus d'informations ou utiliser une optique de focale plus lon20 gue. Une fois qu'une sphère visuelle a été enregistrée et reconstituée, la base-image ainsi obtenue peut servir à réaliser différents objets, machines, espaces, ou autres. Pour la réalisation d'espaces ou des corps illusoires c'est25 à-dire représentant depuis un point de vue un paysage sphérique, on procède de la manière suivante: - on mesure les différentes faces du volume sur lequel l'image sphérique doit se projeter; - on choisit un point dans ce volume, ce point 30 étant le centre de la projection; - on fixe sur le volume le point de référence O, O; - on cherche pour chaque point du volume quel est le point correspondant dans la base image, ce point pouvant 35 être défini par ses coordonnés angulaires (latitude et 2602885 longitude). - on reproduit ce point sur le volume par un procédé d'impression, de photographie, électronique ou autre; - on peut appliquer aux images de départ tout 5 traitement graphique, photographique ou électronique, de même qu'on peut mélanger plusieurs images sphériques, de façon partielle ou totale, se servir d'une image pour en filtrer une autre et analogues. il 2602885 REVENDICATIONS 1. Procédé de prises de vues permettant d'enregistrer des sphères visuelles, caractérisé en ce qu'on morcèle une surface de révolution, par exemple une sphère, 5 en zones qui sont susceptibles d'être remplacées par des surfaces planes ou facettes, que l'on prend à partir d'un premier point de l'espace dit "premier point de vues" autant de vues que de facettes en utilisant des moyens optiques ou vidéo-optiques appropriés en déterminant l'orientation de 10 chaque vue en fonction de la latitude et de la longitude, que l'on enregistre les images correspondant respectivement aux facettes et que l'on réutilise des images ainsi enregistrées de façon à les projeter sur un support spatial quelconque d'un volume quelconque situé autour d'un point de 15 l'espace choisi dit "second point de vues". 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier point de vues est spatialement identique ou différent du second point de vues. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé 20 selon l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un premier support de fixation (3) en forme de U sur lequel sont fixés les moyens optiques (5), ce support étant fixé par deux axes 6, dans le prolongement l'un de l'autre, prenant appui au droit des jambes 3a du U et 25 montés pivotants dans des paliers 7 prévus sur les jambages 9a d'un second support de fixation 9 en forme de U, fixé centralement sur un axe vertical 10 et pivotant dans un palier 11 prévu dans la face supérieure d'une embase 14 comportant sur la face opposée à celle portant le palier 11 des 30 moyens de fixation 15 de l'ensemble du dispositif sur des moyens supports appropriés, permettant ainsi aux moyens optiques d'enregistrement d'être déplacés suivant les deux axes perpendiculaires définis par les prolongement respectifs des axes précités de façon à pouvoir effectuer une ro35 tation dans tous les sens autour du point focal défini par l'intersection au point du point focal O défini par l'intersection des prolongements (x, x', y, y') desdits axes (6; 10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté5 risé en ce que les moyens optiques (5) sont constitués par tout appareil optique ou vidéo- optique capable d'enregistrer des vues et de les restituer sur des supports susceptibles d'être exploités par la suite. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendi10 cations 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens optiques (5) sont actionnés par des moyens moto-réducteurs (20a, 21a; b; 21b). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support de fixation 3 est entraîné par les 15 moyens moteurs (20a, 21a) par l'intermédiaire de son axe (6) en prise, directe ou indirecte, avec le réducteur (20a), tandis que le support (9) est entraîné par les moyens motoréducteurs (20b, 21b), par l'intermédiaire de l'axe (10) n prise directe ou indirecte avec le réducteur (20b). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens moto-réducteurs (20a, 21a; 20b, 21b) sont commandés par des moyens électro-informatiques (2).