Brevet FR2730842A1 — publié le 19960823

PROCEDE ET DISPOSITIF DE VISUALISATION D'IMAGES, NOTAMMENT DANS UN SIMULATEUR DE CONDUITE L'invention est relative à un procédé et à un dispositif de visualisation d'images de toutes dimensions, notamment dans un simulateur de conduite de véhicule, particulièrement adapté aux applications concernant le domaine automobile comme par exemple l'élaboration de nouveaux véhicules. Un simulateur de conduite de véhicules terrestres, en particulier automobiles, comporte essentiellement une cabine de pilotage avec des instruments de conduite habituels, tels qu'un volant, un levier de vitesse, des pédales d'accélérateur et de frein, un tableau de bord, et avec des moyens de restitution des efforts au volant d'une part et des effets sonores du véhicule en fonctionnement d'autre part, un calculateur électronique d'acquisition des commandes relié à une machine graphique générant un signal vidéo représentant des images graphiques de synthèse traduisant l'évolution du véhicule en temps réel. Ces images graphiques sont projetées sur un écran placé en face de la cabine par des moyens de projection haute résolution, à la vitesse de 30 à 60 images par seconde.Le calculateur reçoit les commandes du pilote, c'est-à-dire la mise en route du véhicule, la position du volant, l'enfoncement des pédales et la vitesse engagée, afin de calculer l'état instantané du véhicule simulé, c'est-à-dire la position, l'orientation ou la vitesse du véhicule. De plus, le calculateur commande le compteur de vitesse du tableau de bord, les efforts sur le volant ou le bruitage relatif au fonctionnement du moteur. Pour réaliser une simulation la plus réaliste possible, donc s'approchant le plus possible des conditions réelles de conduite d'un véhicule, certains simulateurs utilisent un vrai véhicule automobile à l'arrêt plutôt qu'une simple cabine de pilotage, de sorte que le champ de vision du pilote est défini par le pare-brise et les vitres latérales. Dans ce cas, il est très intéressant de projeter des images correspondant à un environnement proche des conditions réelles de conduite. En effet, la restitution visuelle, qui est un élément essentiel d'un simulateur de conduite, participe à une meilleure immersion dans la situation simulée et à une meilleure restitution des vitesses du véhicule piloté. Cette restitution couvre un champ plus ou moins ouvert, horizontalement ou verticalement, selon le type d'application envisagée et les moyens mis à disposition. Actuellement, une solution pour couvrir un champ visuel plus large et réparti différemment selon les applications consiste à augmenter le nombre de canaux graphiques, qui sont des cartes graphiques intelligentes pilotées par le calculateur du simulateur et générant des images graphiques. Ces canaux graphiques sont aux formats informatiques de haute résolution, avec des bandes passantes importantes, de nature différente de celle des formats vidéo traditionnels ou grand public, du type PAL ou VGA par exemple. En raison d'une part de sa mise en oeuvre délicate due à la génération de différentes images et à la synchronisation des différents canaux, et d'autre part du surcoût élevé qu'elle occasionne, cette solution n'est guère intéressante. Une autre solution actuelle permet, à partir d'un canal graphique unique, d'obtenir plusieurs fenêtres de visualisation mais qui présentent l'inconvénient d'être suivant des formats prédéterminés. Ainsi, le système MCO - Multi-Channel Option - de Silicon Graphics est une carte électronique supplémentaire permettant à partir d'un même canal graphique, de format 1280*1024 qui correspond au nombre de points de résolution, d'obtenir par exemple deux fenêtres de visualisation de format 640*480, de type VGA, ou bien trois fenêtres de format 1024*768. L'inconvénient majeur de ce système réside dans le fait qu'il ne permet pas d'obtenir des fenêtres de visualisation de tout type de format haute résolution, comme par exemple le format 1280*512 utilisé dans les simulateurs de conduite. De plus, ce système MCO est d'un coût élevé, plusieurs centaines de milliers de francs. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif de visualisation d'images permettant, à partir d'un même canal graphique haute résolution, de visualiser plusieurs fenêtres de toutes dimensions, sans aucune restriction et avec un coût réduit. Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de visualisation d'images sur un champ de visualisation, à partir d'un canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - visualisation simultanée de la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - masquage latéral de l'image graphique sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable, destiné à créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables à partir des parties non masquées de l'image graphique. Un second objet de l'invention est un dispositif de visualisation d'images sur un champ de visualisation, comprenant une machine graphique dotée d'un calculateur électronique générant un signal vidéo sur un canal graphique relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation haute résolution recevant simultanément la même image graphique issue du signal vidéo issu de l'unique canal graphique, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - des moyens électroniques de création de volets de masquage du signal vidéo sur chaque zone de visualisation de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation. L'invention présente l'avantage d'ouvrir horizontalement et verticalement le champ visuel du spectateur, par exemple du pilote du simulateur, de façon variable selon les utilisations, tout en lui assurant des signaux vidéo de haute résolution et grâce à un dispositif nouveau, simple de mise en oeuvre et peu coûteux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, cette description tant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de visualisation d'images sur un écran selon l'invention; - la figure 2 est un schéma synoptique de fonctionnement d'un élément du dispositif de visualisation d'images sur un écran selon l'invention. Les éléments portant les mêmes références sur les deux figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats. Selon l'invention, le procédé de visualisation d'images sur un écran, par exemple dans le champ visuel présenté à un pilote dans un simulateur de conduite de véhicule, à partir d'un seul canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques, correspondant par exemple à la vision à travers le pare-brise, consiste à visualiser simultanément la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, et à masquer latéralement cette image sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable. Les dimensions variables de chaque volet de masquage permettent de créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables. Sur la figure 1, les deux zones 1 et 2 de visualisation font apparaître la même image graphique 3 sur un écran 4, chaque zone étant masquée individuellement, soit sur ses côtés droit ou gauche, soit dans le haut ou le bas, afin de créer une fenêtre de visualisation 5 de dimensions variables en fonction de l'application. Cette fenêtre est délimitée et calculée dans l'espace image, disponible par le canal graphique, afin d'assurer la continuité d'image entre les deux zones de visualisation. Le masquage des parties latérales de chaque zone est réalisé électroniquement, par choix des instants de début et de fin des lignes et des trames constituant les images. La mise en oeuvre de ce procédé selon l'invention se fait par un dispositif de visualisation d'images sur un champ ou un écran 4, comprenant une machine graphique 6 dotée d'un calculateur électronique générant un signal vidéo sur un canal graphique 7 relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation.Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation 8 et 9 haute résolution recevant simultanément la même image graphique du signal vidéo issu de l'unique canal graphique 7, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives 1 et 2 du champ de visualisation, et - des moyens électroniques 10 de création de volets de masquage de l'image sur chaque zone de visualisation, selon ses axes de symétrie, et de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation 8 et 9. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. La machine graphique génère un signal vidéo sur un seul canal graphique haute résolution, ce signal étant ensuite envoyé à au moins deux différents systèmes de visualisation, tels que des vidéo-projecteurs ou des moniteurs. Ces systèmes de visualisation sont disposés dans l'espace de façon à réaliser une répartition géométrique des images graphiques en vue de l'obtention d'une fenêtre de visualisation de dimensions souhaitées. Un boîtier électronique 10 est intégré en amont de chaque système de visualisation, afin de réaliser des volets de masquage sur les parties latérales de l'image sur chaque zone de visualisation, selon ses axes de symétrie verticale et horizontale, soit en haut ou en bas, à droite ou à gauche, comme le montrent les parties hachurées des zones 1 et 2 de la figure 1. Ces volets ont une amplitude pouvant varier de 0% à 100%, par l'intermédiaire de potentiomètres de réglage placés sur chaque boîtier par exemple. Comme le montre la figure 2 qui est un schéma synoptique de fonctionnement d'un moyen électronique 10 de création de volets de masquage selon l'invention, chaque boîtier électronique comprend des moyens de séparation 11 de la synchronisation composite du signal vidéo du canal graphique 7 en une composante horizontale 12 et une composante verticale 13; - des moyens de réglage 14 de la largeur de chaque ligne de l'image graphique visualisée à partir de la composante horizontale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de réglage 15 de la hauteur de chaque trame de l'image graphique visualisée à partir de la composante verticale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de recomposition 16 de la synchronisation du signal vidéo à partir de ses composantes horizontale et verticale; ; - des moyens de commande 17 de chaque composante de base 18 du signal vidéo du canal graphique 7 par la synchronisation. Ce dispositif selon l'invention présente l'avantage de permettre la réalisation de fenêtres de visualisation de toutes dimensions, aucune restriction n'existant sur la combinaison géométrique des volets. Ce dispositif de visualisation d'images peut être avantageusement utilisé dans un simulateur de conduite de véhicule, dans lequel des images graphiques sont présentées à un pilote dans son champ visuel. Un simulateur ainsi équipé peut visualiser des images graphiques de toutes dimensions au pilote, couvrant un champ de visualisation plus ou moins ouvert horizontalement ou verticalement, de façon aisée et peu coûteuse. REVENDICATIONS 1. Procédé de visualisation d'images sur un champ de visualisation, à partir d'un canal graphique relié à des moyens de projection haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - visualisation simultanée de la même image graphique issue de l'unique canal graphique, sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation, - masquage latéral de l'image sur chaque zone de visualisation selon au moins un de ses axes de symétrie, avec une amplitude variable, destiné à créer une fenêtre de visualisation de dimensions variables à partir des parties non masquées de l'image graphique visualisée. 2. Dispositif de visualisation d'images sur un champ de visualisation (2), comprenant une machine graphique dotée d'un calculateur électronique (8) générant un signal vidéo sur un canal graphique relié à des moyens de visualisation haute résolution d'images graphiques sur le champ de visualisation d'un spectateur, caractérisé en ce qu'il comprend - au moins deux moyens de visualisation (8,9) haute résolution recevant simultanément la même image graphique du signal vidéo issu de l'unique canal graphique, et projetant ladite image sur au moins deux zones consécutives du champ de visualisation (1,2), - des moyens électroniques (10) de création de volets de masquage de l'image sue chaque zone de visualisation à partir du signal vidéo du canal graphique et de réglage de leurs dimensions, placés en amont de chaque moyen de visualisation (8,9). 3. Dispositif de visualisation d'images selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens électroniques (10) de création de volets de masquage des zones de visualisation à partir du canal graphique comprennent - des moyens de séparation (11) de la synchronisation composite du signal vidéo du canal graphique en une composante horizontale et une composante verticale; - des moyens de réglage (14) de la largeur de chaque ligne de l'image graphique visualisée à partir de la composante horizontale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de réglage (15) de la hauteur de chaque trame de l'image graphique visualisée à partir de la composante verticale de la synchronisation du signal vidéo; - des moyens de recomposition (16) de la synchronisation du signal vidéo à partir de ses composantes horizontale et verticale; ; - des moyens de commande (17) de chaque composante de base du signal vidéo du canal graphique (7) par la synchronisation. 4. Dispositif de visualisation d'images selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de visualisation (8,9) haute résolution sont des vidéo-projecteurs ou des moniteurs. 5. Dispositif de visualisation d'images selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est associé à un simulateur de conduite de véhicule, comprenant une cabine reliée à un calculateur électronique de commande qui transmet l'évolution du véhicule simulé en temps réel à une machine graphique calculant l'image instantanée vue par le pilote dans son champ visuel (4) et envoyée aux moyens de projection (8,9) haute résolution.