Brevet FR2754611A1 — publié le 19980417

La présente invention concerne un procédé de visualisation tridimensionnelle d'un objet et un ensemble de visualisation tridimensionnelle correspondant. Elle a pour application la réalisation technique de décors en trois dimensions donnant une illusion de profondeur à partir d'images obtenues en deux dimensions. L'invention vise à créer un effet tridimensionnel dans la représentation d'un paysage ou d'une vue quelconque existante ou virtuelle. Pour simplifier, on désignera par "objet" au sens optique, une telle vue. L'invention a pour but un procédé de visualisation tridimensionnelle d'un objet, facile et rapide à mettre en oeuvre, offrant des possibilités variées et très souples. L'invention a aussi pour objectif un tel procédé de visualisation applicable aussi bien à un objet réel que virtuel. L'invention a également pour but un ensemble de visualisation tridimensionnelle d'un objet, de réalisation simple et adaptable à un objet quelconque. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de visualisation tridimensionnelle d'un objet. Selon ce procédé - on produit au moins une image élémentaire bidimensionnelle, au moins partielle de l'objet, les images élémentaires associées constituant une image globale de l'objet, - on numérise l'image globale à partir des images élémentaires, - on partitionne l'image globale en bandes initiales parallèles, - on applique, à chacune des bandes initiales, une transformation de sphérisation dans une direction perpendiculaire aux bandes, de façon à générer des bandes traitées, - on assemble les bandes traitées dans une représentation déformée de l'objet en imposant des raccords continus entre les bandes traitées adjacentes, - on matérialise cette représentation sur un support bidimensionnel, et - on donne à ce support une forme cylindrique circulaire appropriée ayant une génératrice parallèle aux bandes traitées. Ce procédé est à la fois rapide et efficace et permet de représenter n'importe quel objet de manière tridimensionnelle à partir d'images usuelles. L'image globale de l'objet peut être réduite à une unique image élémentaire allongée, ou comprendre plusieurs images élémentaires partielles. Dans le premier cas, l'imago élémentaire unique représente à elle seule l'ensemble de l'objet. Dans le second cas, en revanche, l'ensemble des images élémentaires associées constitue l'image globale de l'objet. I1 est alors avantageux que les images élémentaires se chevauchent en ayant des intersections parallèles aux bandes initiales. Dans une variante de réalisation, les images élémentaires sont simplement juxtaposées. Préférentiellement, on constitue d'abord une image globale à partir des images élémentaires, puis on numérise cette image globale. Une variante de mise en oeuvre consiste à numériser les images élémentaires, puis à constituer l'image globale numérisée. Par forme cylindrique circulaire, on entend un cylindre ayant une section droite circulaire. La transformation de sphérisation est appliquée au moyen d'un logiciel informatique. Elle déforme la portion d'image globale représentée sur chacune des bandes initiales en dilatant cette portion d'image d'une manière variable selon la direction perpendiculaire à la bande. Cependant, on laisse inchangées les dimensions-mêmes des bandes initiales. Une droite apparaissant sur une bande initiale est transformée en une courbe non nécessairement linéaire sur la bande traitée correspondante, et cette courbe apparait approximativement linéaire à un observateur du support ayant la forme cylindrique circulaire appropriée. Ainsi, on détermine les transformations à appliquer aux bandes initiales en fonction de la forme visée. Le nombre de degrés de la transformation de sphérisation est compris entre 0 et 3600. Une transformation de oo revient à laisser la bande concernée inchangée, et plus le nombre de degrés est élevé, plus les dilatations appliquées sont grandes. En pratique, le nombre de degrés des transformations appliquées aux bandes va en augmentant depuis le centre de l'image globale vers les bandes latérales. Préférentiellement, on produit des images élémentaires par un moyen photographique. Ce moyen photographique est avantageusement un appareil à objectif tournant. Le procédé de visualisation selon l'invention admet avantageusement les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison - la génératrice de la forme cylindrique est verticale, - la forme cylindrique est un secteur ayant une ouverture de 1800, - la forme cylindrique est concave par rapport à un observateur. Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on définit comme bandes initiales parallèles, une bande centrale et au moins deux bandes latérales, on laisse la bande centrale inchangée et on applique aux bandes latérales, des transformations de sphérisation. Il est alors intéressant que les transformations de sphérisation des bandes latérales soient symétriques par rapport à la bande centrale. Cette dernière caractéristique est notamment avantageuse lorsque l'objet est un paysage ayant un point d'horizon approximativement situé au centre de l'image globale. Préférentiellement, on limite le champ de visualisation du support au moyen d'une ouverture pratiquée dans une paroi. L'invention concerne également un ensemble de visualisation tridimensionnelle d'un objet. Cet ensemble comprend une paroi dans laquelle est pratiquée une ouverture, et un support bidimensionnel ayant une forme cylindrique circulaire disposé derrière la paroi, partiellement visible à travers l'ouverture par un observateur et concave par rapport à l'observateur. Le support présente face à l'observateur une représentation déformée de l'objet, composée d'un assemblage de bandes traitées parallèles à la génératrice de la forme cylindrique. Les bandes traitées sont obtenues à partir d'au moins une image élémentaire bidimensionnelle, au moins partielle de l'objet, les images élémentaires associées constituant une image globale, en numérisant l'image globale à partir des images élémentaires, en partitionnant l'image globale en bandes initiales parallèles, et en appliquant à chacune des bandes initiales, une transformation de sphérisation dans une direction perpendiculaire aux bandes traitées, les bandes traitées étant assemblées en imposant des raccords continus entre les bandes traitées adjacentes. La présente invention sera illustrée dans la description qui suit à l'aide d'exemples de mise en oeuvre du procédé de visualisation et de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention, donnés à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés - la Figure 1 est un organigramme montrant les étapes successives du procédé de visualisation selon l'invention - la Figure 2A schématise les images élémentaires produites dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de visualisation selon l'invention ; - la Figure 2B montre l'image globale obtenue à partir des images élémentaires de la Figure 2A - la Figure 2C schématise la représentation déformée obtenue à partir de l'image globale de la Figure 2B ; - la Figure 3 montre en vue de dessus un premier mode de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention, associé à l'exemple de mise en oeuvre du procédé de visualisation des Figures 2A, 2B et 2C - la Figure 4 montre en vue de dessus un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention - la Figure 5 montre en vue de dessus un troisième mode de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention. Le procédé de visualisation selon l'invention, schématisé sur la Figure 1, comprend une succession d'étapes 11-17 donnant d'un objet 1, une vue tridimensionnelle. La première étape 11 consiste en la production d'une ou plusieurs images élémentaires bidimensionnelles de l'objet 1. La deuxième étape 12 consiste en une numérisation de l'image globale. Par exemple, les images élémentaires sont des photographies de l'objet 1 ayant des parties communes, à partir desquelles est construite par montage une photo de l'image globale, et on convertit ensuite l'image globale en données numériques au moyen d'un dispositif à balayage (scanner). Dans une variante de mise en oeuvre, on numérise chacune des images élémentaires et on forme ensuite l'image globale. Dans la troisième étape 13, on partitionne l'image globale en bandes initiales parallèles. Leur nombre est préférentiellement impair et, dans un mode de mise en oeuvre avantageux, égal à 3. La quatrième étape 14 consiste à appliquer à chacune des bandes initiales, une transformation de sphérisation d'un nombre fixé de degrés dans une direction perpendiculaire aux bandes. Les bandes initiales deviennent, après transformation, des bandes traitées. Dans la cinquième étape 15, on assemble les bandes traitées dans une représentation déformée de l'objet 1 en imposant des raccords continus entre les bandes traitées adjacentes. La continuité des raccords est par exemple assurée en exerçant des opérations de torsion ou d'homothétie sur les portions d'images représentées sur les bandes traitées. La sixième étape 16 consiste à matérialiser la représentation déformée sur un support 2 bidimensionnel, par exemple par impression sur papier de la représentation déformée numérisée. Dans la septième et dernière étape 17, on met en forme le support 2 en lui donnant une forme cylindrique circulaire appropriée. Cette forme a une génératrice parallèle aux bandes traitées. Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé de visualisation, représenté sur la Figure 2A, on produit deux images élémentaires 21 et 22 ayant une partie commune 23 et des parties spécifiques respectives 24 et 25. Les images élémentaires 21 et 22 sont des photos obtenues à titre d'illustration par un appareil à objectif tournant de O à 1600. A partir de ces images élémentaires 21 et 22, on constitue une image globale 20, comme représenté sur la Figure 2B, qui couvre une ouverture angulaire de 1800. On partage l'image globale 20 en trois bandes initiales 26-28 constituées de deux bandes latérales 26 et 27 et d'une bande centrale 28, préférentiellement moins longue que les bandes latérales 26, 27 dans une direction 29 perpendiculaire aux bandes 26-28. On laisse la bande centrale 28 inchangée, et on applique aux bandes latérales 26 et 27, des transformations de sphérisation de sens opposés dans la direction 29. Avantageusement, le nombre de degrés des transformations est le même pour les deux bandes latérales 26 et 27. On obtient ainsi à partir des bandes initiales 26-28, respectivement des bandes traitées 31-33 (Figure 2C). On assemble alors ces bandes traitées 31-33 dans une représentation déformée 30 de l'objet 1 en imposant des raccords continus aux jonctions 34 et 35 entre la bande centrale traitée 33 et, respectivement, les bandes latérales traitées 31 et 32. On imprime la représentation déformée 30 sur un support 2. Le support 2 ainsi obtenu est exploité dans un ensemble de visualisation tridimensionnelle de l'objet 1, représenté sur la Figure 3. Cet ensemble de visualisation comporte un bâti 40A dans lequel est pratiquée une ouverture 41A cylindrique circulaire. Cette ouverture 41A définit une forme 3A de demi-cylindre. Le bâti 40A comprend deux cloisons latérales 42 et 43 et une cloison arrière 44 opposée à l'ouverture 41A. La forme 3A de demi-cylindre a un centre O et un rayon R. Elle correspond aux dimensions du support 2. Ainsi, à titre d'illustration, la représentation 30 a une hauteur H dans la direction des bandes 26-28 et une longueur L dans la direction 29 qui valent respectivement 2,70 m et 4,60 m. Le rayon R est alors tel que L=7tR de telle sorte que le rayon R vaut environ 1,46 m, la forme 3A ayant une hauteur égale à la hauteur H. Le support 2 est fixé sur le bâti 40A dans l'ouverture 41A, de telle sorte qu'il adopte la forme 3A de demi-cylindre. On dispose devant l'ouverture 41A, une paroi 46 verticale, partiellement percée au niveau de l'ouverture 41A. La paroi 46 comprend ainsi deux cloisons latérales 47 et 48 débordant latéralement de part et d'autre de l'ouverture 41A. Ces cloisons 47 et 48 sont avantageusement reliées par une vitre 45. De manière préférée, l'ensemble de visualisation comporte également des raccords supérieur et inférieur du bâti 40A. A titre d'exemple, le bâti 40A est raccordé inférieurement à un sol naturel dans lequel se fond inférieurement le support 2. Il est également avantageux que l'ensemble de visualisation comprenne des systèmes d'éclairage inférieur et supérieur du support 2. Ainsi, un observateur placé devant l'ouverture 41A observe l'objet 1 représenté sur le support 2 à travers la vitre 45, selon un sens 50 de vue. I1 perçoit l'objet 1 de manière tridimensionnelle. Dans un deuxième mode de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention, qui n'est plus associé à l'exemple de mise en oeuvre précédemment exposé, le bâti 40B a une ouverture 41B définissant une forme 3B, comme on peut le voir sur la Figure 4. La forme 3B définit un secteur de cylindre circulaire ayant un centre O, un rayon R et un angle d'ouverture égal à a. L'angle a est quelconque, compris entre 0 et 1800. Il peut aussi être compris entre 180 et 3600, la forme 41B couvrant alors plus d'un demi-cylindre. La mise en oeuvre du procédé de visualisation, associée à ce deuxième mode de réalisation, est adaptée à la forme 3B, tant en ce qui concerne les dimensions du support 2 que la nature des transformations de sphérisation. Dans un troisième mode de réalisation de l'ensemble de visualisation selon l'invention, représenté sur la Figure 5, celui-ci comprend un bâti 40C disposé contre une paroi 49 verticale. Le bâti 40C a une surface extérieure définissant une forme 3C cylindrique circulaire. La forme 3C est un secteur d'un cylindre de centre O et de rayon R ayant un angle d'ouverture a. Le support 2 est fixé sur le bâti 40C, de manière à adopter la forme 3C. Ainsi, la forme 3C est convexe par rapport à un observateur regardant la représentation déformée de l'objet 1 sur le bâti 40C, selon le sens 50. La vitre 45 peut être remplacée par toute autre fenêtre d'observation, l'ensemble de visualisation pouvant aussi comporter plusieurs fenêtres d'observation. Dans le cas où l'angle d'ouverture a est supérieur à 1800 et où la forme appropriée est concave par rapport à un observateur, selon une variante de réalisation de l'ensemble de visualisation, un emplacement est prévu pour l'observateur à l'intérieur de l'ouverture 41B. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. REVENDICATIONS 1. Procédé de visualisation tridimensionnelle d'un objet (1), caractérisé en ce que - on produit au moins une image élémentaire (21, 22) bidimensionnelle, au moins partielle de l'objet (1), lesdites imagés élémentaires (21, 22) associées constituant une image globale (20) de l'objet (1), - on numérise l'image globale (20) à partir desdites images élémentaires (21, 22), - on partitionne l'image globale (20) en bandes initiales (26-28) parallèles, - on applique, à chacune des bandes initiales (26-28), une transformation de sphérisation dans une direction (29) perpendiculaire auxdites bandes (26-28), de façon à générer des bandes traitées (31-33), - on assemble les bandes traitées (31-33) dans une représentation (30) déformée de l'objet (1) en imposant des raccords continus entre les bandes traitées (31-33) adjacentes, - on matérialise ladite représentation (30) sur un support (2) bidimensionnel, et - on donne audit support (2) une forme (3A, 3B, 3C) cylindrique circulaire appropriée ayant une génératrice parallèle aux bandes traitées (31-33). 2. Procédé de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on produit lesdites images élémentaires (21, 22) par un moyen photographique. 3. Procédé de visualisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen photographique est un appareil à objectif tournant. 4. Procédé de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la génératrice de la forme cylindrique est verticale. 5. Procédé de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme cylindrique (3A) est un secteur ayant une ouverture de 1800. 6. Procédé de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme cylindrique (3A, 3B) est concave par rapport à un observateur. 7. Procédé de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on définit comme bandes initiales (26-28) parallèles, une bande centrale (28) et au moins deux bandes latérales (26, 27), on laisse la bande centrale (28) inchangée et on applique aux bandes latérales (26, 27) des transformations de sphérisation. 8. Procédé de visualisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que les transformations de sphérisation des bandes latérales (26, 27) sont symétriques par rapport à la bande centrale (28). 9. Procédé de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on limite le champ de visualisation du support (2) au moyen d'une ouverture (45) pratiquée dans une paroi (46). 10. Ensemble de visualisation tridimensionnelle d'un objet (1), caractérisé en ce qu'il comprend une paroi (46) dans laquelle est pratiquée une ouverture (45), et un support (2) bidimensionnel ayant une forme (3A, 3B) cylindrique circulaire disposé derrière la paroi (46), partiellement visible à travers l'ouverture (45) par un observateur et concave par rapport à l'observateur, ledit support (2) présentant face à l'observateur une représentation (30) déformée de l'objet (1), composée d'un assemblage de bandes traitées (31-33) parallèles à la génératrice de la forme (3A, 3B) cylindrique, lesdites bandes traitées (31-33) étant obtenues à partir d'au moins une image élémentaire (21, 22) bidimensionnelle, au moins partielle de l'objet (1), lesdites images élémentaires (21, 22) associées constituant une image globale (20), en numérisant l'image globale (20) à partir desdites images élémentaires (21, 22), en partitionnant l'image, globale (20) en bandes initiales (26-28) parallèles, et en appliquant à chacune des bandes initiales (26-28), une transformation de sphérisation dans une direction (29) perpendiculaire auxdites bandes traitées (31-33), les bandes traitées (31-33) étant assemblées en imposant des raccords continus entre les bandes traitées (31-33) adjacentes.