FR2709354A1 - Method and device for obtaining 3D images - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method making it possible to obtain, from any photographic image, the same image in which the objects making up the image appear in 3D to the naked eye. This method consists, by means of the reprocessing of the image consisting in surrounding the contours of the photographed subjects with a luminous frame, in varying the intensity and thickness of this luminous frame surrounding the contours of the subject, according to a set of standards, so as to reconstitute on this photograph the view of the relief to the naked eye. The method according to the invention is particularly intended for automatically imprinting relief on photographic films.

Description

- 1 - La présente invention est relative à un procédé- 1 - The present invention relates to a process

d'obtention d'images en relief.obtaining relief images.

Depuis plus d'un siècle, les chercheurs se sont efforcés de mettre au point des systèmes, notamment des systèmes optiques permettant de restituer l'illusion du relief sur des images projetées sur une surface notamment une surface plane. On connait ainsi les travaux de BREWSTER dans le domaine de la photographie stéréoscopique. BREWSTER, a pensé à appliquer à la photographie le principe de la vision binoculaire, qui donne de l'objet observé par les deux yeux, une seule image qui combine les deux champs visuels et fait éprouver la sensation du relief. Ainsi en partant des travaux de BREWSTER les techniciens ont réalisé des appareils de prise de vue comportant deux objectifs semblables permettant de prendre en une seule opération et sur une même pellicule, deux vues juxtaposées d'un même sujet. A partir du cliché ainsi obtenu, on obtient un couple stéréoscopique diapositif que l'on peut examiner par réflexion ou transparence à travers les lunettes d'un appareil à deux oculaires ou par projection. On sait que la diffusion de ces dispositifs s'est trouvée limitée par suite de l'obligation de disposer d'un matériel spécial et donc coûteux pour la prise de vue et pour la restitution des  For more than a century, researchers have endeavored to develop systems, in particular optical systems making it possible to restore the illusion of relief on images projected on a surface, in particular a flat surface. We thus know the work of BREWSTER in the field of stereoscopic photography. BREWSTER, thought of applying to photography the principle of binocular vision, which gives the object observed by the two eyes, a single image which combines the two visual fields and gives the sensation of relief. Starting from the work of BREWSTER, the technicians produced cameras comprising two similar objectives making it possible to take in a single operation and on the same film, two juxtaposed views of the same subject. From the picture thus obtained, a stereoscopic slide couple is obtained which can be examined by reflection or transparency through the glasses of a device with two eyepieces or by projection. We know that the dissemination of these devices has been limited due to the obligation to have special equipment and therefore expensive for shooting and for the restitution of

images en relief par exemple par projection.  relief images for example by projection.

Plus récemment, c'est-à-dire au début du siècle d'autres chercheurs notamment YVES et LIPPMANN ont mis en oeuvre des systèmes tramés consistant à découper en fines bandes verticales les deux images d'un couple stéreoscopique pouir ensuite reconstituer une image unique formée de bandes provenant de l'image de gauche alternant avec des bandes provenant de l'image de droite. En observant cette image au :ravers d'une trame a lignes verticales, l'oeil droit et l'oeil gauche de l'observateur ne peuvent apercevoir que les bandes qui leur sont respectivement destinées et ainsi l'image apparaît en relief comme dans un stéréoscope. On -2 - conçoit qu'un tel système est coûteux étant donné qu'il nécessite une préparation. des images du couple stéréoscopique et une installation complexe de projection notamment en ce qui concerne la trame qui est généralement constituée d'un réseau à élément de lentilles cylindriques verticales. Les systèmes ci-dessus n'ont donc pas connu le succès escompté par leurs auteurs malgré l'attrait que peut exercer  More recently, that is to say at the beginning of the century, other researchers, in particular YVES and LIPPMANN, have implemented screened systems consisting in cutting into thin vertical bands the two images of a stereoscopic couple in order to then reconstruct a single image. formed of bands from the left image alternating with bands from the right image. By observing this image on the underside of a frame with vertical lines, the right eye and the left eye of the observer can only see the bands which are respectively intended for them and thus the image appears in relief as in a stereoscope. We -2 - understand that such a system is expensive since it requires preparation. images of the stereoscopic pair and a complex projection installation, in particular with regard to the frame which generally consists of an array of elements of vertical cylindrical lenses. The above systems have therefore not known the success expected by their authors despite the attraction that can exert

la possibilité de réaliser des images en relief.  the possibility of producing relief images.

La présente invention se propose d'apporter un procédé d'obtention d'images couleur en relief, ce procédé étant basé sur des considérations et des constatations qui, jusqu'à présent n'ont pas été faites par les techniciens et chercheurs travaillant dans le domaine. Avant d'exposer l'invention, on fera état de la théorie sur laquelle elle repose: On sait que la vision naturelle que l'on a de tout objet relève de l'interprétation et de la reconstitution de ces objets vus au travers de l'équivalent de deux  The present invention proposes to provide a process for obtaining relief color images, this process being based on considerations and observations which, until now, have not been made by the technicians and researchers working in the field. field. Before exposing the invention, we will state the theory on which it is based: We know that the natural vision we have of any object is the interpretation and reconstruction of these objects seen through the equivalent of two

objectifs: les yeux.objectives: the eyes.

Les lois de la perspective font que la perception des images et des éléments de profondeur relèvent en fait de  The laws of perspective make the perception of images and elements of depth actually a matter of

deux mécanismes.two mechanisms.

Le premier, qui est classique, résulte de la différence d'orientation des yeux et la perception immédiate instantannée de champ ou d'éléments inconsciemment  The first, which is classic, results from the difference in orientation of the eyes and the immediate instantaneous perception of field or elements unconsciously

interprétés parce que visibles d'un oeil et non de l'autre.  interpreted because visible from one eye and not from the other.

Le second a été jusqu'a présent délaissé et non analysé. En effet, l'intégration sur une image unique objective de ce qui peut être observé et la perception que l'on a de différents plans résultent de la somme des intensités de couleurs cui, de façon naturelle et inconsciente intervient dans la perception des différents plans d'une image les images les plus lumineuses etant perçues comme un premier plan et les autres comme un second plan.  The second has so far been neglected and not analyzed. Indeed, the integration on a single objective image of what can be observed and the perception that one has of different planes result from the sum of the intensities of colors cui, in a natural and unconscious way intervenes in the perception of the different planes of an image the brightest images being perceived as a foreground and the others as a background.

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Par cette différence de luminosité, le cerveau interprète l'image constituée de l'addition des perceptions  By this difference in brightness, the brain interprets the image consisting of the addition of perceptions

d'une même image par les deux yeux de l'observateur.  of the same image by the two eyes of the observer.

De la même façon, la vision d'un arrière plan se fait au niveau des contours de l'objet qui le précède. Cette perception de profondeur de champ résulte de l'écart existant entre les yeux, en effet dans la restitution globale de l'image naturelle une partie des informations correspondant à ces contours n'est envoyée que par un oeil et une autre par le second oeil alors que les deux yeux envoient simultanément une information qui correspond à l'image située au premier plan tandis qu'au niveau des contours de l'objet, l'information n'est envoyée que par l'oeil droit ou l'oeil gauche, leur différence de localisation étant responsable de la vision d'un arrière plan différent au niveau de ces contours. La luminosité liée à l'information située au niveau des contours de l'objet est donc deux fois inférieure à celle liée à cet objet lors de  In the same way, the vision of a background is done at the level of the contours of the object which precedes it. This perception of depth of field results from the difference between the eyes, in fact in the overall restitution of the natural image, part of the information corresponding to these contours is only sent by one eye and another by the second eye. whereas the two eyes simultaneously send information which corresponds to the image located in the foreground while at the level of the contours of the object, the information is only sent by the right eye or the left eye, their difference in location being responsible for seeing a different background at these contours. The luminosity linked to the information located at the contours of the object is therefore two times lower than that linked to this object during

la restitution de l'image globale telle qu'elle est perçue.  the restitution of the global image as it is perceived.

Dans ce cas, la notion de luminosité correspond au nombre de cones et de batonnets de la rétine de l'oeil concernés par l'envoi au niveau du cerveau de tout ou partie d'une image et, bien entendu, quand un seul oeil envoie des 2 informations au niveau du cerveau, la luminosité n'est apportée que par les cones et batonnets de ce seul oeil c'est le cas au niveau des contours d'un objet et on peut affirmer que la luminosité dans la vision de ces contours est deux fois moindre que celle de l'objet situé au premier plan dont la vision est renvoyée par l'oeil droit et par  In this case, the notion of luminosity corresponds to the number of cones and sticks of the retina of the eye concerned by the sending to the level of the brain of all or part of an image and, of course, when a single eye sends of the 2 pieces of information at the level of the brain, the luminosity is brought only by the cones and sticks of this single eye it is the case at the level of the contours of an object and we can affirm that the luminosity in the vision of these contours is two times less than that of the object located in the foreground whose vision is reflected by the right eye and by

l'oeil gauche, c'est-à-dire deux fois.  the left eye, that is to say twice.

Le mecanisme expose ci-dessus constitue le second  The mechanism set out above constitutes the second

mécanisme essentiel de la perception du relief.  essential mechanism of the perception of the relief.

Le meme principe amene à constater que la richesse des 3 couleurs est également liée à la nature des réflexions lumineuses qui lui sont attachées. L'expérience montre que l'image naturelle dans la perception des couleurs et des  The same principle leads to note that the richness of the 3 colors is also linked to the nature of the light reflections attached to it. Experience shows that the natural image in the perception of colors and

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luminosités esL plus riche que limage monophtalmique ou celle perçue par un appareil photographique unique.  luminosity is richer than the monophthalmic image or that perceived by a single camera.

En partant des constatations précisées ci-dessus, l'invention apporte un procédé permettant par exemple par 5 projection sur une surface plane de restituler le relief en jouant sur les différences d'intensité lumineuse et sur l'enrichissement en couleur qui les accompagnent. En conséquence, la présente invention a cour objet un procédé d'obtenticn d'images en relief qui est caractérisé10 en ce au'il consiste à, partant d'une image photographique d'un sujet quelconque, réaliser un double de cette image et traiter ce double de manière à ce que les contours du sujet représenté sur l'image soient cernés par un halo lumineux, dont l'intensité varie selon:15 - la proximité de chaque sujet ou de chaque partie d'un même sujet par rapport à l'avant plan de l'image; - la proximité ou distance relative des sujets ou de leurs éléments entre eux dans l'image; - la surface occupée par le ou les sujets dans l'image photographique, sans que le halo lumineux ne puisse être d'une surface supérieur à la surface occupée par le sujet ou partie du sujet dans le cadre. La présente invention peut être exprimée au moyen: (DfDDC ps  On the basis of the observations specified above, the invention provides a method making it possible, for example by projection onto a flat surface, to restore the relief by playing on the differences in light intensity and on the color enrichment which accompany them. Consequently, the present invention relates to a process for obtaining relief images which is characterized in that it consists in, starting from a photographic image of any subject, making a duplicate of this image and processing this double so that the contours of the subject represented on the image are surrounded by a luminous halo, the intensity of which varies according to: 15 - the proximity of each subject or of each part of the same subject in relation to the 'foreground of the image; - the proximity or relative distance of the subjects or their elements from each other in the image; - the surface occupied by the subject or subjects in the photographic image, without the luminous halo being able to be of a surface greater than the surface occupied by the subject or part of the subject in the frame. The present invention can be expressed by means of: (DfDDC ps

1/ d'une équation générale EKx D)o épaisseur= -  1 / a general equation EKx D) o thickness = -

du contour; K = écartement des veux; Df = distance du sujet relatif de fond de l'imae par rapport au contour de l'image; Dp = distance du su-et proche dont on limite le.contour. o d'une équaion de première raité: E=KXcosckt Df) 0i x) rer -ésente langle séaran; les droites formées d'une zrt pDar le.o.rn geometrigue as la photo gaphi e d la sctat- con o cotour et le cen-- A 'artement visue -es yeux, *d' autre part, -ar la roite d'ira0-tement virtuel -oreal lece.nt enr. ei  the outline; K = gauge spacing; Df = distance of the relative background subject of the imae from the outline of the image; Dp = distance from the near and near which we limit the contour. o of an equation of first line: E = KXcosckt Df) 0i x) rer -resent langle séaran; the straight lines formed by a zrt pDar le.o.rn geometrigue as la photo gaphi ed la sctat- con o cotour et cen-- A 'artement visue -es eyes, * on the other hand, -ar the right will go virtual -oreal lece.nt enr. ei

^33,, -lune éo-,-;_l-ionn -.- ' ralste aI': =K(cos a --Z) nL u = Kc ' O 7 corresocnd à un facteur de corrzzion réajtste.  ^ 33 ,, -lune éo -, -; _ l-ionn -.- 'ralste aI': = K (cos a --Z) nL u = Kc 'O 7 corresocnd to a factor of corrzzion réajtste.

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De sorte que si l'on appelle C un sujet situé dans la photographie et T une trame d'éclaircissement, on peut dire que -est d'autant plus dense que - est éloigné; et que si l'on appelle Pune partie élémentaire ou quelconque de cet objet, on peut dire que: T D K Dp-z, o K' est une constante de mise en relief, (tant que TpxK-K), et o K"  So that if we call C a subject located in the photograph and T a lightening screen, we can say that - is all the more dense as - is distant; and that if we call an elementary or any part of this object, we can say that: T D K Dp-z, o K 'is a setting constant, (as long as TpxK-K), and o K "

est une constante de contour dans le tramage.  is a contour constant in the dithering.

La présente invention est mise en oeuvre par traitement informatique et pourra l'être par traitement chimique au moyen de l'incrustation directe sur une péllicule photographique de points lumineux formant un tramage, tel  The present invention is implemented by computer processing and can be implemented by chemical treatment by means of direct inlay on a photographic film of light points forming a screening, such as

que notamment défini ci-dessus.that notably defined above.

Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits et/ou mentionnés ici mais  It is understood that the present invention is not limited to the examples described and / or mentioned here but

qu'elle englobe toutes les variantes.  that it encompasses all variants.

P.Eti>MDrc?.Trors 1 - Procédé d'obtention d'images en relief caractérisé en ce qu'il consiste a incorporer dans une image photographique quelconque, sous la forme de halos lumineux ou trames de contournement d'intensité et de largeurs variables, des informations concernant la  P.Eti> MDrc? .Trors 1 - Process for obtaining relief images characterized in that it consists in incorporating into any photographic image, in the form of bright halos or bypass frames of intensity and widths variables, information about the

distance absolue des sujets ou objets photographiés par rapport à l'objectif photographique, em des informations relatives aux distances des objets ou parties d'objet10 entre eux.  absolute distance of the subjects or objects photographed in relation to the photographic objective, and information relating to the distances of the objects or parts of object10 between them.