Brevet FR3051054A1 — publié le 20171110

- 1 - La présente invention concerne un dispositif pour reproduire une vision panoramique, à 3600, et en stéréoscopie d'une scène à partir d'une caméra dite 360°. On appellera caméra 360° tout dispositif permettant de produire une image des 360° de la scène qui l'entoure. Ce dispositif peut être soit réel et reproduire une scène réelle qui l'entoure, soit virtuel et reproduire une scène virtuelle à 3600 . Actuellement la production d'une scène à 360° en stéréoscopie nécessite un grand nombre de caméras ainsi que de la post production afin de stitcher d'une part l'ensemble des films des caméras qui filment ce que voit l'oeil gauche et de stitcher, d'autre part, l'ensemble des films des caméras qui filment ce que voit l' oeil droit. Le processus actuel est donc plutôt complexe et coûteux en matériel et en traitement. Il est également possible de réduire le nombre de caméras nécessaires à l'exercice en disposant de caméras à 360° en triangle, par exemple, mais dans ce cas, selon certains points de vue, on aperçoit l'une des caméras dans le champ de vue. Le dispositif selon l'invention permet de simplifier la création d'une scène panoramique en stéréoscopie et de se passer, si on le souhaite, de post production et de stitching. Comme on le verra ce dispositif permet de produire quasi simultanément des films à 360° à partir de plusieurs points de vue et avec une seule caméra. Le dispositif est donc économique en temps et en matériel, il est également pratique puisqu'il permet d'obtenir les films de chacun des points de vue dans un unique fichier. Il serait idéal pour produire du streaming live de la scène par exemple. Le dispositif consiste à faire tourner une caméra 360° autour d'un axe fixe tel que le centre de la caméra soit à une distance R du centre de l'axe fixe (Fig 1 et Fig 1 bis). La caméra se déplacera donc selon un cercle C, de rayon R et centré sur l'axe fixe. La vitesse de rotation de la caméra autour de l'axe fixe sera de T tours par seconde. Pendant la rotation la caméra filmera selon un rythme de capture d'images de R images par seconde ou frames per second (fps) tel que R soit un multiple entier P de T. On aura donc R = P fois T. En guise d'exemple on peut faire tourner la caméra autour de l'axe fixe à 25 tours par seconde et filmer à 75 fps. On aura ainsi, pour cet exemple, T = 25, R= 75 et P = 3. Etant donné que le rythme de capture d'images est à la fois régulier et un multiple entier de la vitesse de rotation de la caméra autour de l'axe fixe, les images qui seront prises le seront de façon séquentielle à chacun des sommets d'un polygone régulier inscrit dans le cercle C et tel que le polygone compte P sommets. A chacun des sommets du polygone une image sera donc prise à chaque passage de la caméra, soit au rythme de T fps. Ainsi, pour l'exemple précédent pour lequel P = 3, les images seront donc prises de manière séquentielle à chacun des trois sommets d'un triangle équilatéral inscrit dans le cercle C au rythme de 25 fps à chaque sommet (Fig 2). Nous aurons ainsi pour chaque sommet du polygone régulier une séquence d'images 3051054 - 2 - prises à partir du point de vue de ce sommet. Le film pris par la caméra sera donc constitué d'une série séquentielle d'images prises du point de vue de chacun des sommets du polygone parcourus dans le sens de la rotation de la caméra Ainsi si nous numérotons les images du film selon 5 l'ordre qu'elles furent prises et que nous ne retenons qu'une image toutes les P images en débutant par une des P premières images, nous sélectionnerons toutes les images prises du point de vue de l'un des sommets du polygone. La formule de la suite des numéros des images pour un sommet S donné sera donc obtenue par la formule : Sn = So + P fois n 10 tel que So = le numéro du sommet du polygone compris entre 1 et P. Pour notre exemple tel que P = 3, la suite des numéros des images du film pour le premier sommet sera Sn = 1 + 3 fois n En projetant la suite des images pour un sommet donné selon le rythme de T fps nous aurons donc la projection du film selon le point de vue du sommet choisi. 15 Nous pouvons ainsi obtenir, à partir du film original de la caméra du dispositif, P films correspondant à chacun des points de vue de chacun des sommets du polygone. Lors de la visualisation de la scène on présentera à chaque oeil du spectateur le film de l'un des points de vue en fonction de l'orientation du spectateur de telle manière que l'écartement des deux points de vue correspond au plus près à l'écartement nécessaire pour une 20 vision en stéréoscopie. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 et 1 bis représente une vue de côté et une vue de dessus du dispositif. La figure 2 représente l'exemple d'un polygone inscrit dans le cercle parcouru par la caméra et aux sommets duquel seront prises les captures d'images de la caméra. 25 Une implémentation possible de ce dispositif sera de disposer d'un moteur électrique tournant à exactement 1500 tours par minute soit 25 tours par seconde. On montera un bras sur l'axe du moteur tel qu'il lui soit perpendiculaire et solidaire. Sur ce bras on fixera une caméra permettant de filmer à 360° à 75 fps et disposant d'un déclenchement par télécommande. La caméra sera fixée telle que le centre nodal de la caméra soit à 4,6 cm de l'axe central du moteur. 30 On lancera le moteur puis on déclenchera le début de la vidéo avec la télécommande. Après un certain temps on arrêtera la vidéo puis le moteur et on récupérera le film. Comme vu précédemment le film contiendra les images de trois points de vue différents puisque la fréquence de la prise d'image est exactement trois fois celle de la rotation du moteur. Avec la 3051054 - 3 - plateforme de développement Unity3d on développera une application permettant d'extraire les films de chacun des trois points de vue correspondant aux sommets d'un triangle équilatéral inscrit dans le cercle (Fig 2) dont le rayon est de 4,6 cm. La distance entre chacun des trois 5 sommets sera donc d'environ 8 cm qui correspond à la distance moyenne entre les yeux d'une personne. L'application projettera chacun des trois films simultanément dans trois sphères virtuelles. Lors de la visualisation de la scène on présentera à chaque oeil du spectateur le film d'une des trois sphères en fonction de l'orientation du spectateur de telle manière qu'il ait une bonne impression de stéréoscopie dans toutes les directions. 10 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné pour réaliser des films ou des photographies de scènes à 360° et en stéréoscopie. REVENDICATIONS1) Dispositif pour reproduire une vision stéréoscopique d'une scène à 3600 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif permettant de filmer à 360° et fixé sur un bras pouvant pivoter autour d'un axe fixe telle que la caméra puisse se déplacer selon un cercle (Fig 1 et Fig 1 bis). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la caméra capture les images selon une fréquence qui correspond à un multiple entier du nombre de tours par seconde que fait la caméra autour de l'axe fixe. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait d'extraire à partir du film orignal de la caméra, un nombre de films de différents points de vue égal au multiple entier mentionné dans la revendication 2. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait de disposer de ces 15 films présentant les différents points de vue pour reproduire un rendu à la fois panoramique et stéréoscopique de la scène à la manière utilisée quand on dispose de plusieurs caméras placées sur les mêmes points de vue que ceux mentionnés à la revendication 3.