Brevet FR2848762A1 — publié le 20040618

074-FT04436 SYSTEME INTERACTIF AUDIOVISUEL L'invention concerne un système interactif audiovisuel entre une scène locale et une scène distante, comprenant au moins un dispositif de prise de 5 vue de la scène locale et de prise de son et, un dispositif de restitution de l'image et du son de la scène distante à destination de la scène locale. Le domaine de l'invention est celui de la téléprésence permettant de mettre en présence une scène 10 locale et une scène distante. Lorsqu'une ou plusieurs personnes font partie des scènes locale et distante, on parle alors de visioconférence permettant à ces personnes de se réunir à distance. La téléprésence est une extension de la visioconférence. La téléprésence comme la visioconférence est obtenue par l'intermédiaire de la transmission de l'image, du son, voire aussi de données représentant 20 textes, graphiques, diaporama, de sensations (odeurs, toucher...). Bien qu'une scène puisse se dérouler à l'extérieur, elle se déroule généralement dans un bâtiment. C'est pourquoi, on désignera par salle locale le lieu o se 25 déroule la scène locale et par salle distante, le lieu o se déroule la scène distante. Parmi les systèmes interactifs audiovisuels, on connaît les systèmes de visioconférence. Ces systèmes de visioconférence se présentent sous différentes 30 formes: salle de visioconférence, visiophone, ordinateur personnel (PC) communiquant multimédia, borne interactive, etc. Ces systèmes sont faits pour être utilisés à une certaine distance, tant en ce qui concerne la prise de vue que la restitution, en fonction de la taille de l'image et du service qui en est fait. La vision de près est un facteur prédominant pour assurer aux participants à la visioconférence ou téléréunion, un confort d'observation et de téléconvivialité qui assure l'effet de téléprésence. Cette vision de près permet notamment d'accroître 10 l'impression de proximité entre les participants distants en favorisant le contact des regards. Le problème rencontré avec les systèmes interactifs audiovisuels est de rendre le contact des regards aussi vrai que possible lorsqu'une personne s'adresse à une 15 autre personne grâce à un tel système. Autrement dit, on cherche avec ces systèmes à reproduire une présence entre les personnes aussi réelle que possible. Or, on est confronté avec les systèmes audiovisuels interactifs à un effet indésirable dénommé effet de 20 parallaxe (absence d'eye's contact ", " parallax effect ", ou " eye gaze " en anglais) connu également sous la dénomination " d'effet faux jeton ". Avec cet effet, le contact des regards n'est pas restitué. On peut se reporter au schéma de la figure 1 pour mieux comprendre ce problème. Cette figure représente de façon très schématique vu de dessus, un dispositif de prise de vue 1 situé dans une salle locale SL, filmant une scène locale 30 représentée par des participants locaux PL assis autour d'une table située par exemple à environ 1 m de la caméra qui dispose d'un angle de champ plus important. La direction du regard de ces participants est indiquée par le petit trait censé représenter le nez du participant. Sur un écran E est formée l'image d' du participant distant d. Lorsque dans la salle locale SL, un participant local a qui n'est pas dans l'axe de la caméra représentée par bl, s'adresse à un participant distant, il regarde l'image d' de ce participant distant sur l'écran E. Bien que a regarde d' de face selon le rayon 10 ad', la caméra reçoit le rayon al, et finalement filme le participant a de profil. C'est cette image de profil qui est transmise au dispositif de restitution situé dans la salle distante SD, qui restitue à d, comme illustré figure 1, l'image 15 a' de a comme si a ne regardait pas d. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. L'invention a pour objet un système interactif 20 audiovisuel comprenant des moyens de prise de vues comportant au moins une caméra pour filmer une scène, un écran de visualisation d'une scène distante principalement caractérisé en ce qu'il comporte en outre un miroir semi-réfléchissant incliné disposé 25 entre l'écran et la scène à filmer, ce miroir étant réalisé par une vitre semi-réfléchissante de type utilisée dans la technique du bâtiment. Selon une autre caractéristique, la vitre est constituée d'un verre semi réfléchissant comportant une 30 couche d'oxydes métalliques. La vitre peut être constituée d'une plaque de verre transparente recouverte d'un film d'oxydes métalliques. Selon une autre caractéristique, le verre a subi un traitement de durcissement renforçant la sécurité (verre trempé ou feuilleté). Selon une autre caractéristique, la vitre est teintée. Selon une autre caractéristique, la vitre peut être constituée d'une plaque de plastique transparente recouverte d'un film d'oxydes métalliques. Selon une autre caractéristique, le système 10 comporte un ensemble formé de plusieurs vitres semiréfléchissantes juxtaposées ou mises en série ou superposees. Les vitres ont une forme quelconque mais de préférence rectangulaire ou trapézodale ce qui permet 15 de les placer de façon contiguÙ. Selon une autre caractéristique, chaque vitre comporte un système de fixation. Avantageusement, le système de fixation comporte deux éléments fixés sur les bordures hautes et basses 20 de la vitre et un dispositif de tenue comprenant au moins deux câbles de rappels et au moins points d'attache tels que deux crochets pour agripper les bords latéraux de cette dernière. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description faite à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1, le schéma vu de dessus d'un 30 dispositif de prise de vue; - la figure 2a, un système interactif audiovisuel selon une première figuration; - la figure 2b, une vue schématique du système de la figure 2a; - les figures 3, 4 et 5, le schéma d'un système selon d'autres configurations; - la figure 6, un schéma d'un ensemble de type polygonal avec vitres juxtaposées; - la figure 7, le schéma de vitres semiréfléchissantes dans une configuration multiprise de vue; - la figure 8, le schéma des moyens de fixation et de tenue d'une vitre semi-réfléchissante. Un exemple schématisé de système interactif audiovisuel, dans une configuration particulière, est illustré par les figures 2a et 2b. La figure 2a montre une vue d'ensemble du système. 15 Il s'agit selon cet exemple d'un système dit de téléprésence de type kiosque. Le participant local PL peut visualiser une scène distante affichée sur l'écran 300 au moyen du vidéo projecteur 200. Le système illustré ici correspond à un système modulaire comprenant trois modules de prises de vues 100 (trois caméras), trois vidéo projecteurs 200, trois écrans 300 et deux ensembles de miroirs réfléchissants 400, 500 comprenant chacun trois miroirs juxtaposés. Les miroirs 400, 500 sont des miroirs de renvoi de l'image vers la caméra. De tels miroirs ne sont pas obligatoires mais sont utilisés en pratique car ils permettent de raccourcir le trajet caméra - scène à filmer et d'éviter les inconvénients liés à une prise 30 de vue avec grand angle. Par leur présence l'encombrement du système se trouve de ce fait réduit. D'autre configurations concernant l'emplacement de la caméra (ou des caméras) et le nombre de miroirs réfléchissants sont possibles et sont illustrées sur les figures 3, 4 et 5. Des dispositifs de restitution du son 700a et de prise de son 700b sont également représentés sur la figure 2a. Comme on peut le voir sur toutes les configurations illustrées par les figures 2a, 2b, 3 et 4, un élément semi-réfléchissant incliné 600 est placé entre la scène à filmer PL et l'écran 300. On qualifiera dans la suite 10 cet élément de façon indifférente, d'élément semiréfléchissant ou d'élément semi-transparent. Dans l'exemple donné d'un kiosque de téléprésence, cet ensemble 600 comporte en pratique trois modules rectangulaires semi-réfléchissants juxtaposés de manière à former un polygone et incliné à 450. Selon l'invention, cet ensemble est réalisé avec des vitres utilisées dans le domaine du bâtiment. Il s'agit de vitres comprenant une couche semiréfléchissante. Le taux de réflexion est d'environ 30%. 20 De telles vitres sont utilisées dans le bâtiment pour réaliser des façades esthétiques, pour se protéger du soleil, pour leur opacité et parce qu'elles permettent la réalisation de grandes surfaces inclinées. Elles répondent à des spécifications 25 techniques du bâtiment à savoir, elles sont teintées et sécurisées (anti-choc, anti-bris, feuilletées ou trempées). L'utilisation de telles vitres selon la présente invention est particulièrement avantageuse car la 30 réalisation d'un miroir semitransparent ayant des caractéristiques optiques stables à savoir la planéité, un facteur de réflexion constant sous un angle d'incidence donné, de faibles pertes dans la masse, de faibles pertes de la couche semi-réfléchissante, coterait extrêmement cher. Cette solution permet également d'apporter une réponse au besoin de miroirs semi-transparents de grandes tailles sans qu'il y ait de problème de tenue mécanique (courbure ou rupture du 5 miroir). Les surfaces envisagées avec cette solution peuvent aller selon le besoin de 2 m2 jusqu'à environ m2. En outre l'utilisation de telles vitres semitransparentes permet une parfaite intégration dans une 10 optique qui réduit voire élimine l'effet faux-jeton. En effet ces vitres apportent une réponse à une optique qui nécessite un miroir semi transparent pour permettre la superposition des deux faisceaux, celui de la caméra et celui de l'image affichée tout en assurant une 15 colinéarité entre axe de la caméra (virtuelle) et l'écran d'affichage. Comme cela a été expliqué précédemment, le but de la téléprésence et de la coprésence est de retransmettre à distance au mieux les émotions des gens 20 (naturel, réalisme...), ce but étant difficile à atteindre à cause de l'effet "faux-jeton". Le problème de l'effet "faux-jeton" est résolu ici par l'optique proposée dans laquelle s'intègre une vitre semi-transparente 600 de type qui vient d'être 25 décrit. La vitre semi-réfléchissante permet de conserver le champ de la caméra exactement dans l'axe de l'écran de visualisation de la Scène Distante, c'est-à-dire que lorsque les participants de la Scène Locale regardent leurs interlocuteurs de la Scène 30 Distante sur l'écran de visualisation de la Scène Distante, ils regardent en même temps l'objectif de la camera. Tous les dispositifs de vidéoconférence classiques, ne savent pas reproduire la bonne apparence du regard (ce qui est pourtant fondamental dans les relations interpersonnelles) ; en effet, dans les dispositifs classiques, la caméra est généralement au- dessus, endessous ou sur les côtés de l'écran, donc la personne 5 regardant l'écran (o s'affiche l'interlocuteur de la scène distante) ne regarde pas la caméra. Dans le système proposé, la caméra est virtuellement exactement dans l'écran. Ce système peut être comparé au système des prompteurs de télévision o 10 le téléspectateur a l'impression que le présentateur du journal télévisé le regarde alors qu'il lit son texte. L'optique proposée, avantageuse pour supprimer l'effet faux-jeton, peut donc être utilisée pour des systèmes de très grande dimension car les vitres semi15 transparentes proposées répondent aux besoins et peuvent être fabriquées sur mesure sans entraîner des cots importants. La vitre semi-transparente peut être réalisée au moyen d'une plaque de verre recouverte d'un film 20 d'oxydes métalliques, mais aussi d'une plaque plastique recouverte d'un film d'oxydes métalliques. Les lois de réflexions et de conservation de l'énergie en optique imposent (dans le but uniquement d'avoir la meilleure qualité d'image possible), que la 25 face métallique de la vitre 600 (ou le film) soit du côté du public, du côté de PL sur les schémas. Dans l'exemple illustré, l'ensemble semitransparent 600 est formé de trois vitres semiréfléchissantes juxtaposées. De façon pratique on pourra prendre à titre d'exemple des vitres fabriquées par la Société Pilkington référencées Optitherm SN, ou Kglass. On peut prendre également et de préférence des vitres fabriquées par la Société Saint Gobain Glass, référencées Antelio. L'épaisseur des vitres est de préférence de l'ordre de 5 mm (elle peut être comprise entre 2 et 10 mm). Dans une variante on peut également utiliser des vitres recouvertes d'un film de protection solaire, ou des vitres recouvertes d'un film de sécurité - DTI distribuées par la Société DTI France (de type Mylar 10 par exemple). Les vitres peuvent être claires ou teintées dans la masse. L'utilisation de vitres teintées présente l'avantage d'augmenter le contraste de l'image prise 15 par la caméra car, celle-ci est dans ce cas moins influencée par le fond du décor FD placé au-dessus. Les flèches A et B indiquent les images vues par la caméra (figure 2b). La figure 3 permet d'illustrer une configuration 20 dans laquelle la caméra se trouve à proximité de l'écran et de la vitre semi réfléchissante 600 et plus exactement en dessous de ces éléments. Dans les cas illustrés par les figures 4 et 5 on a respectivement 3 et 1 miroir de renvoi de l'image à 25 filmer vers la caméra 100. La figure 6 permet d'illustrer, vu de dessus, la forme polygonale de l'ensemble de trois vitres juxtaposées semi-réfléchissantes. L'aspect polygonal permet d'assurer la continuité 30 des vues. La figure 7, illustre une variante de réalisation selon laquelle des vitres semi-réfléchissantes sont disposées les unes derrières les autres en cascade. Elles peuvent être en série ou supperposées. Ce mode de réalisation permet d'afficher plusieurs images vues à des profondeurs différentes et flottant dans l'espace. Dans l'exemple chaque vitre semi réfléchissante 601, 602, 603 peut avoir un facteur de 5 transmission ou de réflexion ou de teinte ou une épaisseur différente. La figure 8 illustre une vitre semi-réfléchissante avec des bordures 610 permettant de fixer la vitre. On peut voir également sur cette figure un exemple de 10 système de tension de la vitre pour l'empêcher de s'affaisser et de former un miroir convexe. Ce système comprend plusieurs points d'attaches et câbles de rappels (2 ou plus) discret ne nuisant pas à la vue. Dans l'exemple on a illustré deux points d'attaches 15 tels que griffes ou crochets 621 et deux câbles de rappel 620. La présente invention permet d'obtenir un miroir semi-réfléchissant répondant tout particulièrement aux besoins dans le cadre de la réalisation d'une optique 20 éliminant l'effet faux-jeton (miroir ayant des caractéristiques optiques stables: planéité, facteur de réflexion constant sous un angle d'incidence donné, pertes dans la masse, pertes de la couche semiréfléchissante), tout en autorisant une grande gamme de 25 dimensions (surface pouvant dépasser 2 m2 et 5 à 6 mm d'épaisseur) et cela à faible cot. il REVENDICATIONS 1. Système interactif audiovisuel comprenant des moyens de prise de vues comportant au moins une caméra (100), pour filmer une scène (PL), un écran de visualisation (300) d'une scène distante, caractérisé 5 en ce qu'il comprend un miroir semi réfléchissant (600) incliné disposé entre l'écran (300) et la scène à filmer réalisé par une vitre semi-réfléchissante de type utilisée dans la technique du bâtiment. 2. Système interactif audiovisuel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitre (600) est constituée de verre comportant une couche d'oxydes métalliques. 3. Système interactif audiovisuel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la. vitre est constituée d'une plaque de verre transparente recouverte d'un film d'oxydes métalliques. 4. Système interactif audiovisuel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitre semi-réfléchissante est réalisée avec du verre qui a subi un traitement de durcissement renforçant la sécurité (verre trempé ou feuilleté). 5. Système interactif audiovisuel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitre est teintée. 6. Système interactif audiovisuel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitre est constituée d'une plaque de plastique transparente recouverte d'un film d'oxydes métalliques. 7. Système interactif audiovisuel selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système comporte un ensemble formé de plusieurs vitres semi- réfléchissantes juxtaposées ou en série ou superposées. 8. Système interactif audiovisuel selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les vitres ont une forme rectangulaire ou trapézodale pour permettre de les placer en contiguité. 9. Système interactif audiovisuel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque vitre comporte un système de fixation (610). 10. Système interactif audiovisuel selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de fixation comporte deux éléments fixés sur les bordures hautes et basses et en ce qu'il comprend un dispositif de tenue comprenant au moins deux câbles de rappels et 25 au moins deux points d'attache de type crochets pour agripper les bords latéraux de la vitre.