Brevet FR2654291A1 — publié le 19910510

L'invention faisant l'objet du présent brevet concerne le domaine de la stéréoscopie, procédé où l'observation, avec les deux yeux, de deux images d'un même sujet, vu sous deux angles légèrement différents, procure une sensation de vision relief. L'obtention des deux images est habituellement réalisée par une double prise de vues. Cette prise de vue peut être simultanée, par emploi d'un appareil à deux structures (objectifs, miroirs, prismes) disposées côte à côte elle peut être successive, en deux temps, en déplaçant un appareil de prises de vue de type habituel en deux emplacements successifs. I1 est cependant nécessaire, dans ce dernier cas, que des éléments du sujet ne se soient pas déplacés entre les deux prises de vues sucessives. On obtient, dans ces deux cas, un couple d'images stéréoscopiques dites à parallaxe géométrique; L'invention fait appel à un autre mode de création de couples d'images procurant une sensation de vision en relief, les deux images résultant de la prise de vues successives du même sujet, également par emploi d'un appareil de type habituel ; mais dans ce cas, l'appareil reste fixe, et ce sont des éléments de tout ou partie du sujet qui doivent être en déplacement. L'observation simultanée des couples d'images obtenus procure la sensation d'un échelonnement des éléments mobiles par rapport aux éléments fixes du sujet, d'arrière en avant, proportionnellement à l'amplitude de leur déplacement latéral dans les deux images successives mises en oeuvre. Un tel couple d'images est dit stéréoscopique à parallaxe temporelle. La sensation stéréoscopique en vision naturelle est liée au fait, purement géométrique que, dans les deux images procurées par les deux yeux, respectivement oeil droit et oeil gauche, celle d'un élément quelconque du sujet se déplace latéralement, et cela d'autant plus que cet élément est plus en avant, et dans le sens respectif gauche-droite. Le trajet des rayons visuels correspondant aux yeux droit et gauche, dans le cas d'un objet placé en avant-plan devant un fond en arrière-plan. On constate que, par rapport respectivement aux yeux droit et gauche les deux images de l'objet observées sont, vues sur le fond, respectivement disposées de façon inversée, c'est-à-dire dans l'ordre gauche et droit; I1 y a croisement des rayons visuels au niveau de l'objet en premier plan. Cette disposition inversée est automatiquement réalisée dans le cas des couples d'images stéréoscopiques à parallaxe géométrique l'objet de la présente invention est un procédé d'obtention et d'exploitation de couples stéréoscopiques à parallaxe temporelle. Dans ce cas, si l'on exmaine deux images d'un sujet prises à deux instants successifs, certains éléments de sont déplacés entre les deux prises ; et s'il s'agit d'éléments visuellement situés en avantplan, pour que les deux images constituent un couple stéréoscopique, il faut, comme on le lit ci-avant, que ces éléments occupent, lorsqu'on passe de l'image gauche à l'image droite, deux positions orientées dans le sens droite-gauche ; cela réalise la condition du croisement des rayons visuels au niveau d'un avant-plan. Deux cas sont alors à distinguer pour que les deux images prélevées à deux instants successifs constituent un couple stéréscopique, suivant le sens de déplacement des éléments visuellement en avant-plan : si ces éléments se déplacent de la droite vers la gauche, il faut que le prélèvement de l'image de gauche soit effectué avant celui de l'image de droite symétriquement, si ces éléments se déplacent de la gauche vers la droite il faut que l'image de droite soit prélevée avant l'image de gauche. Ainsi, tout enregistrement d'images mobiles d'un sujet -cinéma, vidéopeut, par prélèvement de deux de ces iamges, faire l'objet d'une présentation apportant la sensation d'un échelonnement en profondeur de leurs plans, que, par voies de simplification on appellera stéréoscopie temporelle ; la mise en eouvre de la stéréoscopie temporelle exige le choix d'un ordre de prélèvement de ces images lié au sens de déplacement (gauche-droite) ou (droite-gauche) des éléments mobiles qui se montrent situés plus en avant. A titre de donnée chronologique pratique, si l'élément mobile se déplace de gauche à droite, il faut envoyer la première image de ce déplacement à l'oeil droit ; s'il se déplace de droite à gauche, il faut en envoyer la première image à l'oeil gauche. I1 résulte de cette condition la nécessité d'une analyse préalable du contenu de l'enregistrement initial d'images mobiles, pour en déterminer, en fonction du sens de déplacement de l'élément d'intérêt principal, l'ordre de prélèvement correspondant des deux images à choisir.Plus préciséemnt, l'invention concerne un procédé de création temporelle de couples d'images stéréoscopiques, chaque couple comportant une image droite et une image gauche, destinée respectivement à l'exa- men par l'oeil droit et l'oeil gauche d'un observateur caractérisé en ce que : il met en oeuvre une succession d'images mises en mémoire sur un support, ces images comprenant des éléments visuels en déplacement, répartis en profondeur sur plusieurs plans, les images de chaque couple étant créées par prélèvement de deux images de ladite succession, à deux instants distincts, le premier des deux prélèvement de deux images de laditede ladite succession, à deux instants distincts, le premier des deux prélèvements fournissant soit l'image droite, soit l'image gauche du couple, suivant, respectivement, dans la succession d'images, le sens de déplacement des éléments visuels en avant-plan est soit gauchedroite, soit droite-gauche L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès, en s'aaapuyant sur les figures annexées, où - la fig. 1 représente, suivant un ensemble de schémas explicatifs la réalisation d'un couple stéréoscopique avec avant-plan et arrière-plan - les fig. 2 et 3 représentent, suivant deux schémas explicatifs l'ordre respectif de prélèvement des images droite et gauche d'un couple stéréoscopique dans les deux cas de déplacement d'un élément en avantplan - La figure 4 représente, suivant un diagramme schématique, un dis positif assurant la création temporelle de couple d'images stéréoscopiques à partir d'un enregistrement magnétique d'une succession d'images planes - la figure 5 représente, suivant un diagramme schématique, un dispositif assurant la création temporelle de coupoes d'images stéréoscopiques, à partir de données mises en mémoire en ordinateur. La figure 1 représente, suivant un ensemble de schémas explicatifs, la réalisation d'un couple stéréoscopique avec avant-plan et arrièreplan. Elle représente, de façon schématique, suivant une vue en plan, le trajet des rayons visuels correspondant aux yeux droit D et gauche G, dans le cas d'un objet 0 placé en avant-plan devant un fond F en arrière-plan. On constate que, par rapport respectivement aux yeux D et G, les deux images de 0 observées sont, vues sur le fond F resepctivement disposées de façon inversée, c'est-à-dire dans l'ordre g et d il y a croisement des rayons visuels au niveau du premier plan 0. La figure 2 et 3 représente, suivant deux schémas explicatifs, la réalisation d'un couple stéréoscopique avec avant-plan et arrière-plan. Ces figures représentent, suivant deux cas possibles, deux images d'un sujet, prises à deux instants successifs T1 et T2. Entre les deux prises de vue, un élément e du sujet s'est déplacé, et sa position est passée de el et e2. Pour qu'il soit vu en avant-plan par rapport à l'arrière-plan, il faut obtenir, par son déplacement, un couple stéréoscopique ; et on a montré, sur la figure 1, qu'il doit occuper, lorsqu on passe de l'image gauche à l'image droite, deux positions el, e2, orientées dans le sens droite-gauche. C'est la situation représentée sur la figure 2, où l'élément e du sujet s'est déplacé de la droite vers la gauche dans l'image ; la condition d'obtention d'un couple exige alors, comme indiqué ci-dessus, que les deux prises de vues correspondant aux images G et D aient été effectuées à des instants successifs tl et t2 tels que - se place en avance par rapport à t2. La figure 3 représente le second cas, où l'élément e du sujet s'est au contraire déplacé de la gauche vers la droite ; les deux prises de vues correspondant aux images G et D doivent alors être effectuées à des isntants successifs tl et t2. tels que tl soit en retard par rapport à t2. Ainsi, dans la stéréoscopie à parallaxe de temps, où les deux images droite-gauche d'un couple sont créées en ordre successif, on voit qu'il y a lieu de déterminer l'ordre d'observation de ces images par rapport à leur ordre de création, pour que les images comportant des éléments mobiles situés en avant-plan soient toujours acheminées à chaque oeil, respectivement droit et gauche, dans l'ordre respectivement gauche et droit. La figure 4 représente, suivant un diagramme schématique, un dispositif assurant la création temporelle de couples d'images stéréoscopiques, à partir d'un enregistrement magnétique d'une succession d'images planes. Ce dispositif comporte un lecteur de bande magnétique vidéo b, à tambour tournant tb. La bande porte en plus du signal vidéo, une piste séparée p, portant des signaux de commande de l'effet stéréoscopique lus par une tête magnétique t. Les signaux vidéo recueillis par le tambour t, sont appliqués, sui vant un circuit à deux branches, à deux projecteurs vidéo D et G, chaque branche étant munie d'un circuit de délai vidéo dt, à délai réglable par tension électrique. Ces deux tensions de délai D et G sont fournies par un circuit de commande de délai ct, sous l'action du circuit de décodage dc des signaux lus par la tête de lecture t. Un tel système fonctionne de la façon suivante : un premier passage de l'enregistrement vidéo est effectué, au cours duquel on détermine, pour chaque scène, quel élément principal mobile du sujet doit être placé en avantplan, en choisissant les délais des deux circuits dt. Les valeurs de ces deux délais sont transformées en signaux électriques, par tout codage convenable connu, et appliquées, par une tête d'enregistrement t, à une piste magnétique séparée p de la bande vidéo b. Lors de la reproduction vidéo, la tête magnétique t recueille les signaux enregistrés sur la piste p, qui sont appliqués au circuit de décodage dc, relié au circuit de commande de délai ct. Les tensions de commande de délai obtenues sont appliquées aux deux circuits D et G de délai vidéo ct, qui règlent aussi les délais respectifs des images obtenues par les projecteurs D et G, et observées par tout moyen de sélection connu. La figure 5 représente, suivant un diagramme schématique, un dispositif assurant la création temporelle de couples d'images stéréoscopiques, à partir de données mises en mémoire en ordinateur. Ce cas d'images mobiles est celui des images présentées sur oscilloscope cathodique, à balayage de type XY, créées à partir de tensions élaborées par ordinateur, avec mise en mémoire des données, par exemple appliquées à la conception d'un produit ; de telles images sont souvant désignées sous l'expression "d'images fil de fer". Par variation de tensions appliquées au dispositif de commande de tensions, il est possible d'obtenir notamment la mise en rotation visuel le, en particulier autour d'un axe vertical, d'une iamge ainsi créée, et son observation suivant toute orientation désirée. C'est un autre cas d'applications, donné à titre d'exemple, que de fournir la vision de telles images en stéréoscopie à parallaxe de temps. La mise en oeuvre d'une telle application, qui peut être suivie sur la figure 5, comporte certains éléments identiques avec ceux du dispositif de la figure 4, et pour cette raison ne seront pas décrits à nouveau. Le lecteur de programmes d'ordinateur lp, contenant les données, mises en mémoire relative à l'image du sujet en conception, est relié, par un circuit à deux branches, à deux oscilloscopes cathodiques D et G, à travers respectivement deux circuits de délai dt. Le lecteur lp est alimenté par un signal de commande procurant l'effet visuel d'orientation de l'image à observer, créé par le circuit de contrôle de rotation cr. Le choix des délais relatifs créés par les deux circuits dt, est obtenu par les tensions créées par le circuit de commande de délai ct, sous l'action d'un circuit de réglage cs, permettant d'ajuster ainsi l'importance de l'effet stéréoscopique. L'exploitation du phénomène de stéréoscopie par parallaxe temporelle, qui est à la base de l'invention faisant l'objet du présent brevet, permet d'améliorer l'observation et la compréhension de toute suite d'images enregistrées (cinéma, vidéo, ordinateurs), dont tout ou partie des éléments est en déplacement. Il est essentiel de remarquer qu'elle peut être appliquée avec succès à tout programme destiné aux domaines de la communication, de l'éducation, médical, de la création et bien entendu du divertissement, sans nécessiter aucun traitement préalable particulier de nature stéréoscopique. REVENDICATIONS R. I. Procédé de création temporelle de couples d'images stéréoscopiques, chaque couple comportant une image droite et une image gauche, destinée respectivement à l'examen par l'oeil droit et l'oeil gauche d'un observateur, caractérisé en ce que - il met en oeuvre une succession d'images mises en mémoire sur un support, ces images comprenant des éléments visuels en dépla cement, répartis en profondeur sur plusieurs plans, les images de chaque couple étant créées par prélèvement de deux images de ladite succession à deux instants distincts, le premier des deux prélèvements fournissant soit l'image droite, soit l'image gauche du couple, suivant respectivement que dans la succession d'images, le sens de déplacement des éléments visuels en avant-plan est soit gauche-droite, soit droite-gauche. R. 2. Procédé selon la R. I., caractérisé en ce que le sup port est photosensible, ladite mise en mémoire étant du type cinématographique. R. 3. Procédé selon la R. I, caractérisé en ce que le support est une bande magnétique, ladite mise en mémoire étant un enregistrement vidéo. R. 4. Procédé selon la R. I, caractérisé en ce que le support est constitué par un ensemble de mémoires du type dit à l'état solide, ladite mise en mémoire étant effectuée par des charges électro-statiques. R. 5. Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon la R. 3, comportant un appareil lecteur d'un enregistrement vidéo, relié en parallèle aux entrées de deux circuits de retard, chacun étant muni d'un réglage d'ajustement du retard, assurant l'obtention et le choix de l'intervalle de temps auxdits deux instants distincts, les sorties des deux circuits étant connectées à deux moyens de visualisation d'images vidéo, ces images constituant lesdits couples d'images stéréoscopiques. R. 6., Dispositif selon la R. 5, caractérisé en ce que l'appareil lecteur d'enregistrement vidéo est muni d'une tête de lecture supplémentaire, assurant la lecture d'une piste magnétique portée par la bande vidéo, représentant, suivant un enregistrement codé, les réglages d'ajustement des retards.