Brevet FR2748822A1 — publié le 19971121

La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'aide à la perception de la perspective et de l'observation du relief naturel en audiovisuel. De nombreux dispositifs ont déjà été proposés pour tenter de permettre l'observation du relief en audiovisuel. Le manuel "L'INIAGE EN RELIEF, De la photographie stéréoscopique à la vidéo 3D, Olivier CAHEN, Niasson 1990" donne un bon aperçu des études et propositions en la matière. Les paramètres qui permettent la perception du relief sont fort complexes. On peut considérer que les principales causes qui contribuent à la perception du relief sont les suivantes - I'occultation d'un objet par un autre, - le mouvement, surtout celui de l'observateur, - les repères, surtout au sol, - les perspectives, surtout dans le cas des objets structurés, - la connaissance implicite de la taille des objets, - les textures, les ombres propres, les reflets, - la diffusion atmosphérique, surtout en contre-jour, - le manque de profondeur de champ, - l'efFort d'accommodation, - l'effort de convergence, - l'écart de convergence entre des objets distincts, - la disparité des images en situation de convergence. Par ailleurs les principaux procédés proposés de nos jours pour la restitution du relief d'une image sont les suivants - le relief direct, et en particulier l'holographie, - les vues imbriquées, sous forme de réseaux lenticulaires, - les vues séparées par leur spectre de couleurs (anaglyphes), - les vues juxtaposées, fusionnées par un système optique, - les vues alternées, séparées par une commutation optique, - les vues superposées, séparées par la polarisation de la lumière. On pourra par ailleurs se référer aux documents suivants qui décrivent diverses tentatives de mise en oeuvre de dispositifs et procédés stéréoscopiques: FR-A-2707444, FR-A-2705009, FR-A-2705008, FR-A 2705007, FR-A-2705006, FR-A-2700654, FR-A-2699296, FR-A-2692745, FR-A2G71682, FR-A-2GS0465, FR-A-2645385, FR-A-2637758, FR-A-2623680, FR-A2599579, FR-A-2575892, FR-A-2569075, FR-A-2565755, FR-A-2555851, FR-A2714787, FR-A-271-1881, FR-A-2711296, FR-A-2688642, FR-A-2685155, FR-A2G77519, FR-A-2675003, FR-A-2672397, FR-A-2670349, FR-A-2659816, FR-A254291, FR-A-2647997, FR-A-2639501, FR-A-2628923, FR-A-2627047, FR-A2623G80, FR-A-2623681, FR-A-2621205, FR-A-2620290, FR-A-2619664, FR-A2G15062, FR-A-2605825, FR-A-2587480, FR-A-2584599, FR-A-2575892, FR-A25G1847, FR-A-2561400, FR-A-2691818, FR-A-2676061, FR-A-2666422, FR-A2640398, FR-A-2616924, FR-A-2609338,1:R-A-2542107, FR-A-2540258, FR-A2520518. Aucun des dispositifs jusqu'ici proposés ne donnent cependant totalement satisfaction. En particulier les dispositifs connus s'avèrent fort complexes, notamment du fait qu'ils exigent pour la plupart deux imageurs conçus pour fournir deux images au moins légèrement différentes, respectivement au deux yeux. La présente invention a maintenant pour but d'améliorer la situation, en proposant de nouveaux moyens permettant une perception de perspective et de relief à partir d'une même image destinée aux deux yeux, à l'aide de moyens simples et économiques. Ce but est atteint selon la présente invention, gràce à un dispositif d'observation comprenant deux filtres translucides de couleur complémentaires donnant en combinaison une composante de couleur blanche, conçus pour être placés respectivement devant l'un des deux X eux au moment de l'observation d'une image. La présente invention concerne également un procédé d'enregistrement et de projection d'images pour l'utilisation du dispositif précité. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels, la figure 1 unique annexée représente schématiquement un dispositif d'observation conforme à la présente invention. L'invention est basée sur le constat suivant. Les objectifs ont jusqu'ici toujours été utilisés pour former des images reçues sur des écrans plans. Ces images sont donc des projections planes. Les images en deçà et au delà de l'écran plan ne sont pas utilisées car elles apparaissent floues sur I'écran.-Mais elles existent. Si on déplace l'écran, on peut le constater : certaines deviennent nettes d'autres floues et inversement. Le flou vient des aberrations chromatiques sphériques de l'objectif. (Hallo entourant chaque point net de l'image). On aperçoit sur la figure 1 annexée, un dispositif d'observation conforme à la présente invention comprenant deux filtres translucides 10, 12 de couleurs complémentaires donnant en combinaison une composante de couleur blanche, conçus pour être placés respectivement devant l'un des deux yeux au moment de l'observation d'un image plane unique 20. Dans le cadre de la présente invention, ces deux filtres 10 et 12 sont de préférence respectivement brun clair et bleu clair. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette combinaison particulière, mais peut faire l'objet de nombreuses variantes. Plus précisément encore, selon l'invention, de préférence l'un des filtres 10 est de type brun clair pastel. Ce filtre 10 est de préférence placé devant l'oeil directeur. Il permet d'observer les tons chauds composant la lumière blanche, à savoir du noir au jaune : brun, marron, rouge, orange, jaune. Les tons chauds sont ainsi renforcés pour cet oeil, tandis que à l'inverse, pour ce même oeil, les tons froids sont atténués. De plus, ce filtre 10 supprime en grande partie des aberrations chromatiques sphériques des tons froids améliorant ainsi la netteté de l'image vue de l'oeil directeur. Le second filtre 12 est de préférence de type bleu clair pastel. Il permet à l'oeil dominé devant lequel il est placé, d'observer plus particulièrement les tons froids, à savoir, du jaune au noir : le vert, le bleu, le violet, c'est à dire les couleurs complémentaires des couleurs vues plus particulièrement par l'autre oeil. De plus ce filtre 12 supprime les aberrations chromatiques sphériques des tons chauds améliorant la netteté de l'image vue par l'oeil dominé. La combinaison des deux filtres 10 et 12 permet d'observer I'ensemble des couleurs sans les dénaturer. En particulier le blanc, le gris, le noir sont respectés. Il en est de même pour le blanc et les autres couleurs. En pratique ces deux filtres 10 et 12 sont de préférence disposés sur une monture de lunettes classique le cas échéant une monture portant des verres correcteurs. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette disposition et peut admettre tout autre support pour les filtres 10 et 12. Par ailleurs la présente invention peut trouver application dans un grand nombre de domaines, et en particulier lors de l'observation d'images de télévision, de cinéma, de vidéoprojections, de diapositives, etc... L'inventeur a constaté que le port du dispositif à deux filtres 10 ct 12 précité permet après un temps d'adaptation variable d'un individu à l'autre, généralement au minimum de l'ordre de quelques minutes (typiquement de l'ordre de 1 à 60 mn selon les individus, plus précisément de l'ordre de 1 à 15mm pour 80% environ des individus), de percevoir un relief lors de l'observation d'images planes. L'utilisation du dispositif conforme à l'invention requiert une 'ue binoculaire de 8/10e en moyenne avec un écart de 2 à 3/10e maximum entre les deux yeux. Les filtres 10 et 12 doivent etre utilisés en plus des verres correcteurs, lorsque de tels verres correcteurs sont requis par l'utilisateur. L'inventeur attribue l'observation du relief qu'il a constaté lors de l'utilisation de son dispositif, au phénomène suivant : la disparité créée par les filtres permet d'observer simultanément les images en ton chaud dc l'oeil directeur et en ton froid de l'oeil dominé. Le cerveau analyse la disparité des deux images perçues, il observe la perspective monoculaire de l'oeil directeur et la perspective monoculaire de l'oeil dominé. Il est mis cn quelque sorte en éveil par les différences de couleurs et de teintes observées d'une part et de l'autre en tenant compte de sa mémoire. Le cerveau qui reçoit ces familles d'image, les distingue et incite à une scrutation attentive de toutes les formes et de tous les paramètres disponibles sur l'image qui permettent une perception du relief. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, lors de la prise de vue, pour l'enregistrement de l'image 20, le diamètre du diaphragme de l'objectif de prise de vue est au moins égal au dixième de la dimension de l'image obtenue dans le plan focal de l'objectif. Par ailleurs le diamètre utile de l'objectif de prise de vue est de préférence supérieur au dixième de la focale. L'objectif de projection doit répondre aux mêmes critères, l'idéal étant d'utiliser, lors de la projection le même objectif que celui utilisé pour la prise de vue. En tout état de cause, on utilise lors de l'observation, une focale la plus proche possible de celle de l'objectif de prise de vue, et si possible plus petite, tout en respectant la règle du 1/10sème précitée. Les écrans sont généralement plans et mats par raison de facilité de réalisation, les écrans perlés cylindriques ou sphériques concaves axés sur l'axe de projection et de rayons égaux à la distance de projection (distance objectif du projecteur à l'écran) donnent un meilleur rendement pour l'observation, ils sont plus lumineux et l'éclairement est mieux réparti. Les écrans translucides cylindriques ou sphériques observés par transparence (rayon de la distance de projection) donnent un meilleur résultat que les écrans plans. (Les écrans télé en sont un modèle réduit. L'objectif est alors une lentille électronique au lieu d'une suite de lentilles optiques). En outre les écrans utilisés pour la projection doivent respecter le relief fourni par les objectifs. Les écrans à plusieurs épaisseurs (treillage, perforations ...) donnent sur ce plan satisfaction. Des écrans lenticulés, c'est à dire incorporant des petites lentilles accolées en nids d'abeilles donnent également de bons résultats. A titre d'exemples non limitatifs, le diamètre utile (pupille d'entrée) des objectifs qui doit être le plus grand possible, est de : 6,6 cm pour les objets à plus de 10m, 2,5 cm pour les objets à plus de 2 m, et 1,5 cm pour les objets à moins de 50 cm. Le relief est accentué avec des objectifs de diamètre utile supérieur à la distance de l'écartement pupillaire (de l'ordre de 6,5 cm). Le dispositif conforme à la présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux systèmes antérieurs connus. En particulier le dispositif conforme à la présente invention ne nécessite pas de générer deux images différentes respectivement pour chacun des deux yeux ou de déplacer l'appareil de prise de vue, mais ne requiert qu'une seule et même image, fixe ou non mise à disposition des deux yeux. Le dispositif conforme à la présente invention est utilisable par le grand public. Le dispositif conforme à la présente invention ne requiert aucune modification des conditions d'acquisition ou de projection d'images, que ce soit par télévision (y compris par cable, satellite...), projection, sur écran etc... La présente invention offre un libre choix à chaque spectateur d'utiliser le dispositif pour une observation en relief, ou de ne pas l'utiliser pour une observation classique. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui v ient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICA r IONS 1. Dispositif d'observation pour la perception de la perspective et l'observation du relief naturel en audiovisuel, caractérisé par le fait qu'il comprend deux filtres translucides (10, 12) de couleur complémentaires donnant en combinaison une composante de couleur blanche, conçus pour être placés respectivement devant l'un des deux veux au moment de l'observatioll d'une image (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux filtres (10, 20) sont respectivement de couleur brun et bleu. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'un des deux filtres (10, 20) est de couleur brun clair. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le filtre de couleur brun clair est placé devant l'oeil directeur. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'un des deux filtres (10, 20) est de couleur bleu clair. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le filtre de couleur bleu clair est placé devant l'oeil dominé. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 , caractérisé par le fait que les deux filtres (10 et 12) sont disposés sur une monture de lunettes, munie le cas échéant de verres correcteurs. 8. Application du dispositif conforme à l'une des revendications I à 7 à l'observation d'images choisies dans le groupe comprenant les images de télévision, de cinéma, de vidéoprojections, de diapositives. 9. Procédé d'enregistrement et de projection d'images pour l'utilisation du dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que lors de la prise de vue, pour l'enregistrement de l'image (20), le diamètre du diaphragme de l'objectif de prise de vue est au moins égal au dixième de la dimension de l'image obtenue dans le plan focal de cet objectif. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le diamètre utile de l'objectif de prise de vue est supérieur au dixième de la focale. 11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait que l'objectif de projection répond aux mêmes critères que l'objectif de prise de vue. 12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que le diamètre utile (pupille d'entrée) des objectifs est choisi dans le groupe de -6,6 cm pour les objets à plus de 10m, 2,5 cm pour les objets à plus de 2 m, et 1,5 cm pour les objets à moins de 50 cm. 13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait que le diamètre utile des objectifs est supérieur à la distance de l'écartement pupillaire de l'ordre de 6,5 cm.