RU2014645C1 - Method of obtaining stereopicture - Google Patents

Abstract

FIELD: cinema-television technology. SUBSTANCE: method includes motion picture filming from several alternating points at the relative angular displacement of the camera and the object, and the picture projection onto the screen. Method determines the turning angle of the camera or the object and the required distance between the corresponding points of the object picture on the neighboring frames. EFFECT: simpler method. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к телевизионной технике и обеспечивает получение объемного стереоизображения. The invention relates to television technology and provides surround stereo image.

Известен способ получения стереоизображения/ основанный на получении стереопары и последующей ее проекции с применением средств сепарации кадров для каждого глаза наблюдателя. A known method of obtaining stereo images / based on the receipt of a stereo pair and its subsequent projection using means of frame separation for each eye of the observer.

Однако при этом способе необходимо применять сложную аппаратуру как при съемке/ так и при проекции изображения на экран. However, with this method it is necessary to use sophisticated equipment both when shooting / and when projecting an image onto a screen.

Известен также способ получения объемного изображения/ при котором съемку производят движущейся камерой при неподвижном объекте или неподвижной камерой при поворачивающемся объекте/ а проекцию осуществляют обычным проектором. There is also a method of obtaining a three-dimensional image / in which shooting is carried out by a moving camera with a stationary object or a stationary camera with a rotating object / and the projection is carried out by a conventional projector.

Однако качество стереоизображения получается недостаточным/ а часто и вовсе отсутствующим. However, the stereo image quality is insufficient / and often completely absent.

Целью изобретения является получение стабильного и качественного стереоизображения. The aim of the invention is to obtain a stable and high-quality stereo image.

Для достижения этой цели киносъемку производят с нескольких чередующихся точек/ перемещая камеру влево-вправо и разворачивая ее оптическую ось на объект на угол θ/ определяемый ниже. To achieve this goal, filming is performed from several alternating points / moving the camera left-right and turning its optical axis onto the object at an angle θ / defined below.

Возможен колебательный разворот объекта на тот же угол при неподвижной камере. При произвольном движении объекта в горизонтальной плоскости камеру предпочтительно перемещать вертикально. Possible oscillatory rotation of the object at the same angle with a fixed camera. With arbitrary movement of the object in the horizontal plane, it is preferable to move the camera vertically.

Условия получения полноценного качественного стереоизображения следующие. The conditions for obtaining a full-fledged high-quality stereo image are as follows.

Сдвиг соответствующих точек на соседних по времени кадрах не должен превышать Дм = 2/7 стс/стс - стандартная телевизионная строка/ единица измерения удобная для описания условий съемки/ 1 стс = 1/600 высоты объектов переданного плана или 1/600 высоты кадра на пленке/. The shift of the corresponding points in time-adjacent frames should not exceed Dm = 2/7 sts / sts - a standard television line / unit of measurement is convenient for describing the shooting conditions / 1 sts = 1/600 height of the transmitted plan objects or 1/600 frame height on the film /.

Вторым условием является требование к аппаратной неустойчивости кадра Да/ главным образом в кинопроекторе. Да должно быть значительно меньше Дм(Да≪Дм)/иначе она подавит полезный сигнал Д. Для этого должно выполняться условие Да ≅ 1/5 стс. Такую неустойчивость кадра имеют проекторы/ находящиеся в эксплуатации небольшой срок. The second condition is the requirement for hardware instability of the frame Yes / mainly in the movie projector. Yes, it must be significantly less than Dm (Da≪Dm) / otherwise it will suppress the useful signal D. For this, the condition Yes ≅ 1/5 sts should be fulfilled. Projectors / short-term projectors have such instability.

Сдвиг соответствующих точек передних деталей Дп объекта должен быть Дп ≅Дм/ а сдвиг соответствующих точек на заднем плане объекта Дз ≥Да. Угол съемки θ=

≅ 0,006рад/ где Г_o- глубина объекта/ которую надо передать объемно/ обеспечивает выполнение этих условий
1/5 стс ≥ Да ≅ Дз ≪ Дп ≅ Дм = 2/7 стс.The shift of the corresponding points of the front parts of the object Дп should be Дп ≅Дм / а and the shift of the corresponding points in the background of the object Дз ≥ Да. Shooting angle θ =

≅ 0.006rad / where Г _o is the depth of the object / which must be transmitted in bulk / ensures that these conditions are met
1/5 sts ≥ Yes ≅ Dz ≪ Dp ≅ Dm = 2/7 sts.

На фиг .1 показана схема съемки/ где 1 - точка пересечения главных оптических осей камеры; θ - угол пересечения; Да - неустойчивость кадра в проекторе; Дм - предельно допустимый сдвиг соответствующих точек; П - передняя граница пластинки; З - задняя граница; Г_a - общая глубина площадки; Г_x - глубина минус зоны; Г_o - глубина плюс зоны.In Fig. 1 shows the shooting scheme / where 1 is the intersection point of the main optical axes of the camera; θ is the angle of intersection; Yes - instability of the frame in the projector; Dm is the maximum permissible shift of the corresponding points; P is the front border of the plate; Z is the posterior border; G _a - the total depth of the site; G _x - depth minus zones; G _o - depth plus zones.

Главные оптические оси камеры в каждой чередующейся точке съемки пересекаются за объектом в точке 1. Объект съемки располагают в плюс-зоне передней границе пластинки П и задней границы З. Сдвиг соответствующих точек на передней границе-пластики не должен превышать Дм = 2/7 стс/ иначе объект будет дрожать и колебаться/ а объемность будет снижена. The main optical axes of the camera at each alternating shooting point intersect behind the object at point 1. The shooting object is placed in the plus-zone of the front border of the plate P and the rear border of Z. The shift of the corresponding points on the front border of the plastic should not exceed Dm = 2/7 sts / otherwise the object will tremble and oscillate / and the volume will be reduced.

По мере приближения к точке пересечения оптических осей/ сдвиг соответствующих точек на соседних кадрах уменьшается/ а на задней границе пластики 3 становится соизмеримым с аппаратной неустойчивостью кадра. Да/ но он не должен быть меньше нее/ иначе паразитная неустойчивость заглушит полезный сигнал и объект будет наблюдаться плоско/ как в обычном кино. As we approach the intersection point of the optical axes / the shift of the corresponding points in adjacent frames decreases / and at the rear border of the plastic 3 becomes comparable with the hardware instability of the frame. Yes / but it should not be smaller than it / otherwise the parasitic instability will drown out the useful signal and the object will be observed flat / as in a regular movie.

Угол охвата θ и глубина объекта Г_o/ а также величина Дм и Да позволяют организовать сценическую площадку так/ чтобы удовлетворить всем требованиям съемки. По углу θ находят расстояние между передней границей пластики и точкой пересечения главных оптических осей камеры Г_a=Дм/θ. Находят глубину минус-зоны Г_x= Да/θ/ в которой стереоэффект подавлен аппаратной неустойчивостью кадра в кинопроекторе. Объекты/ расположенные в минус-зоне/ будут наблюдаться четко/ но не объемно/ как в обычном кино. Если смириться с этим/ то часть объектов можно располагать и в минус зоне/ но объект/ который надо передать объемно/ следует располагать в плюс-зоне/ глубина которой равна глубине объекта Г_o.The angle of coverage θ and the depth of the object G _o / as well as the value of Dm and Yes allow you to organize the stage in such a way / to satisfy all the shooting requirements. The angle θ determines the distance between the front boundary of the plastic and the intersection point of the main optical axes of the chamber Г _a = Дм / θ. Find the minus-zone depth Г _x = Yes / θ / in which the stereo effect is suppressed by the hardware instability of the frame in the movie projector. Objects / located in the negative zone / will be observed clearly / but not voluminously / as in a regular movie. If you come to terms with this / then some of the objects can be located in the minus zone / but the object / which must be transferred in bulk / should be placed in the plus zone / whose depth is equal to the depth of the object Г _o .

Если угол θ получился больше 0/006 рад/ то надо увеличить глубину плюс зоны и взять Г_o больше/ чем нужно/ так/ чтобы угол θ стал меньше 0/006 рад/ иначе будет дрожать и колебаться объект.If the angle θ turned out to be more than 0/006 rad / it is necessary to increase the depth plus zones and take Г _o more / than necessary / so / so that the angle θ becomes less than 0/006 rad / otherwise the object will tremble and oscillate.

Базис съемки - расстояние/ на которое надо перемещать камеру при чередовании точек съемки/ равен Б = Н·θ/ где Н - расстояние между камерой и точкой пересечения ее главных оптических осей. The basis of the survey is the distance / by which the camera must be moved during the alternation of the survey points / is equal to B = N · θ / where N is the distance between the camera and the intersection point of its main optical axes.

Перемещение камеры из точки в точку должно совершаться плавно без толчков и рывков/ так чтобы паразитные колебания самой камеры при ее перемещении были меньше аппаратной неустойчивости кадра/ причем главные оптические оси камеры должны пересекаться в точке 1. The camera should move from point to point smoothly without jolts and jerks / so that spurious vibrations of the camera itself when moving it were less than the instability of the frame / with the main optical axis of the camera intersecting at point 1.

Необходимо также обеспечить достаточно высокую четкость изображения (не менее 600 строк)/ чтобы сдвиг мелких деталей был хорошо заметен и мозг зрителя по этому сдвигу построил объемное изображение. It is also necessary to ensure a sufficiently high definition of the image (at least 600 lines) / so that the shift of small details is clearly visible and the brain of the viewer built a three-dimensional image from this shift.

Таким способом можно снимать как неподвижные/ так и подвижные объекты. Но при этом следует иметь ввиду/ что когда объект и камера при переходе из одной точки съемки в другую перемещаются в противоположные стороны/ то сдвиг соответствующих точек может превзойти допустимый. Поэтому при горизонтальном перемещении объектов/ камеру при чередовании точек МО съемки лучше перемещать вертикально. При этом не требуется согласования между перемещением камеры и движением объектов. In this way, you can shoot both stationary / moving objects. But it should be borne in mind that when an object and a camera move from one shooting point to another in opposite directions, the shift of the corresponding points may exceed the permissible one. Therefore, when moving objects / camera horizontally while alternating points of MO shooting, it is better to move vertically. In this case, coordination between the movement of the camera and the movement of objects is not required.

Если на сценической площадке нет неподвижных объектов и все объекты без каких-либо остановок перемещаются/ то максимально допустимый сдвиг соответствующих точек можно увеличить до Дм = 6-8 стс. Соответственно с этим можно увеличить допустимую аппаратную неустойчивость кадра в кинопроекторе до Да ≅ 3 стс/ что позволяет применять при проекции таких стереофильмов обычные кинопроекторы/ длительное время находившиеся в эксплуатации/ и демонстрировать эти фильмы в любом кинотеатре. Но при съемке подвижных объектов вместе с неподвижным/ т.е. при такой съемке/ которая сделает монокулярное кино полноценным/ максимально допустимый сдвиг соответствующих точек должен быть Дм = 2/7 стс/ т.е. такой/ какой нужен для съемки неподвижных объектов/ но подвижные объекты могут при этом выходить за переднюю границу пластики. А для демонстрации такого фильма надо применять кинопроекторы/ которые очень недолго находились в эксплуатации/ у которых неустойчивость кадра близка к той/ с которой они были выпущены с завода. А эта неустойчивость в 2-3 раза меньше неустойчивости кинопроектора/ длительное время находившихся в эксплуатации. If there are no fixed objects on the stage and all objects move without any stops / then the maximum allowable shift of the corresponding points can be increased to Dm = 6-8 sts. Accordingly, it is possible to increase the permissible hardware instability of a frame in a movie projector to Yes ≅ 3 cps / which allows the use of ordinary movie projectors (which have been in use for a long time) when projecting such stereo films and to demonstrate these films in any movie theater. But when shooting moving objects with a motionless / i.e. with such a shooting / which will make the monocular movie full / the maximum allowable shift of the corresponding points should be Dm = 2/7 sts / i.e. such / what is needed for shooting stationary objects / but moving objects can at the same time go beyond the front border of the plastic. And to demonstrate such a film, it is necessary to use film projectors / which were in operation for a very short time / whose instability of the frame is close to the one with which they were released from the factory. And this instability is 2-3 times less than the instability of a film projector / for a long time in operation.

Так/ например/ у нового/ не бывшего еще в эксплуатации 35 мм проектора Да = 1 стс/ у нового 16 мм проектора Да = 1/2 стс и у нового 8 мм кинопроектора Да = 1/5 стс. У всех этих проекторов при длительной эксплуатации Да достигает предельно допустимой величины Да = 3 стс/ после чего кадр начинает заметно дрожать. So / for example / for a new / not yet in use 35 mm projector Yes = 1 sts / for a new 16 mm projector Yes = 1/2 sts and for a new 8 mm movie projector Yes = 1/5 sts. For all these projectors, during long-term operation, Yes reaches the maximum permissible value Yes = 3 cc / after which the frame starts to tremble noticeably.

Пример. Необходимо отснять на 16 мм пленку букет из 10-12 цветков. Example. It is necessary to shoot a bouquet of 10-12 flowers on a 16 mm film.

1. Пленка должна иметь четкость П ≅ 1 стс. Это значит/ что на всю высоту кадра 7/5 мм должно уложиться не менее 600 линий. 600/7/5 = 80 линий на мм. Такую разрешающую способность должна иметь пленка. 1. The film should have a clarity of ≅ 1 sts. This means / that at least 600 lines should fit the entire frame height of 7/5 mm. 600/7/5 = 80 lines per mm. Such a resolution should have a film.

Желательно иметь цветную пленку с обращением. It is advisable to have a color film with circulation.

2. Диафрагма. Стандартный кружок рассеивания К = 0/02 мм дает на высоту кадра 7/5/0/02 = 375 линий/ что недостаточно для хорошего эффекта. Поэтому надо применять диафрагмирование. Для гарантии берут диафрагму 16 и подбирают под нее необходимое освещение. 2. Aperture. The standard dispersion circle K = 0/02 mm gives a frame height of 7/5/0/02 = 375 lines / which is not enough for a good effect. Therefore, you need to apply aperture. To guarantee, they take a diaphragm 16 and select the necessary lighting under it.

3. Кинопроектор берут новый/ не бывший еще в эксплуатации/ где аппаратная неустойчивость кадра невелика. У нового 16 мм кинопроектора Да = 0/015 мм. Выражают ее в стс. Для этого находят толщину 1 стс при высоте кадра 7/5 мм: 7/5/600 = 0/0125 мм. Тогда аппаратная неустойчивость выраженная в стс/ будет: Да = 0/015/0/0125 = 1/2 стс. 3. The film projector is taken new / not yet in use / where the hardware instability of the frame is small. The new 16 mm film projector has Yes = 0/015 mm. Express her in sts. For this, a thickness of 1 sts is found with a frame height of 7/5 mm: 7/5/600 = 0/0125 mm. Then the hardware instability expressed in sts / will be: Yes = 0/015/0/0125 = 1/2 sts.

4. Зона подавленного объемного эффекта (см. фиг.2) обозначена знаком "минус"/ а зона хорошего - знаком "плюс". На поверхности 1/ разделяющей эти зоны/ Д = Да = 1/2 стс. Полезный сигнал Д соизмерим с аппаратной неустойчивостью Да. Поверхность 3 - это передняя граница пластики/ на ней полезное отклонение равно 3 стс (Д = 3 стс). Точка 2 - точка пересечения оптических осей камеры в двух крайних положениях; θ - угол/ под которым пересекаются оптические оси в точке 2. 4. The zone of suppressed volumetric effect (see figure 2) is indicated by a minus sign / and the zone of good by a plus sign. On the surface 1 / separating these zones / D = Yes = 1/2 sts. Useful signal D is commensurate with hardware instability Yes. Surface 3 is the front border of the plastic / on it, the useful deviation is 3 sts (D = 3 sts). Point 2 - the point of intersection of the optical axes of the camera in two extreme positions; θ is the angle / at which the optical axes intersect at point 2.

На чертеже видно/ что "минус" - зона Х/Г_a= 1/2 стс/3 стс = 0/4 или 40% всей глубины пластики Г_a. На полезную зону с хорошим стереоэффектом (плюс-зону) оставляется 60% глубины пластики. Эту зону можно использовать для съемки.The drawing shows / that the "minus" is the X / G zone _a = 1/2 sts / 3 sts = 0/4 or 40% of the entire plastic depth G _a . A useful zone with good stereo effect (plus zone) leaves 60% of the depth of the plastic. This area can be used for shooting.

5. Объект съемки. Букет вместе с вазой имеет высоту 50 см и такую же глубину. Глубину плюс-зоны надо взять с некоторым запасом/ так как на передней границе пластики Д = 3 стс и детали объекта не должны ее касаться/ а быть от нее на некотором расстоянии. Глубину плюс-зоны берут с запасом 10 см/ так что всего она будет иметь длину 50+10=60 см. Это составляет 60% от всей глубины пластики Г_a и/ следовательно/ минус-зона будет иметь длину 40 см (40% от всей глубины пластики Г_a).5. The subject. The bouquet with a vase has a height of 50 cm and the same depth. The depth of the plus-zone must be taken with a certain margin / since at the front border of the plastic D = 3 sts and the details of the object should not touch it / but be at a certain distance from it. The depth of the plus zone is taken with a margin of 10 cm / so that in total it will have a length of 50 + 10 = 60 cm. This is 60% of the entire plastic depth G _a and / therefore the minus zone will have a length of 40 cm (40% of the entire depth of the plastic G _a ).

Располагают букет в плюс-зоне так/ чтобы ни один цветок не касался передней границы пластики/ и между нею и деталями объекта был зазор 1-2 см. They place the bouquet in the plus-zone so that no flower touches the front border of the plastic / and there is a 1-2 cm gap between it and the details of the object.

6. Угол θ. Выражают глубину пластики Г_aв стс. Г_a= 100 см = 2 Вк = 2×600 стс = 120 стс. Тогда θ = 3 стс/1200 стс = 0/0025 рад. - меньше предельного угла 0/006/ значит съемка возможна.6. The angle θ. Express the depth of the plastic G _a in the sts. G _a = 100 cm = 2 Bk = 2 × 600 sts = 120 sts. Then θ = 3 cfc / 1200 cfc = 0/0025 rad. - less than the limit angle 0/006 / means shooting is possible.

7. Базис съемки. Пусть камера установлена на расстоянии Н = 300 см от точки пересечения ее оптических осей/ т.е. на расстоянии 200 см от объекта. Тогда базис МО съемки будет Б = О×Н = 0/0025×300 = 0/75 ≈ 7 мм. 7. The basis of shooting. Let the camera be installed at a distance of H = 300 cm from the point of intersection of its optical axes / i.e. 200 cm from the subject. Then the basis of the MO survey will be B = O × H = 0/0025 × 300 = 0/75 ≈ 7 mm.

На такое расстояние надо передвигать вправо-влево камеру при покадровой съемке/ но так/ чтобы ее оптические оси пересекались в точке 2. Вместо камеры можно поворачивать сам объект на угол θ вокруг точки 2. At such a distance, you need to move the camera left and right during single-frame shooting / but so that its optical axes intersect at point 2. Instead of the camera, you can rotate the object itself at an angle θ around point 2.

Если угол θ мал/ то эффект объемности будет невелик/ но хорошо будет видна стереоскопичность расположения цветов в пространстве. If the angle θ is small / the bulk effect will be small / but the stereoscopic nature of the arrangement of colors in space will be clearly visible.

Изобретение позволяет получать стереоизображение без использования сложной аппаратуры/ а именно обычным киносъемочным и кинопроекционным аппаратом/ а зрителям наблюдать стереоэффект без индивидуальных сепарирующих средств/ что позволяет широко использовать предложенный способ в стереокино и телевидении. The invention allows to obtain a stereo image without the use of complex equipment / namely, conventional filming and cinema projection apparatus / and viewers to observe the stereo effect without individual separating means / which makes it possible to widely use the proposed method in stereo cinema and television.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЯ, включающий киносъемку с нескольких чередующихся точек при относительном угловом колебательном перемещении камеры и объекта и проекцию изображения на экран кинопроекционным аппаратом, отличающийся тем, что угол θ поворота камеры или объекта устанавливают из соотношения
θ =

≅ 0,006 рад,
а расстояние Г_о между соответствующими точками изображения на двух соседних кадрах определяют согласно условию
D_а ≅ D_з ≅ D_п ≅ D_м,
где D_м - максимально допустимое расстояние между двумя соответствующими точками изображения на двух соседних кадрах, равное 2,7 стс при съемке неподвижных объектов и 6 - 8 стс при съемке подвижных объектов;
D_а - неустойчивость кадра в кинопроекторе, при этом D_а ≅ 1,5 стс при съемке неподвижных или подвижных и неподвижных объектов, D_а ≅ 3 стс при съемке подвижных объектов;
Г_о - глубина объекта;
D_з - расстояние между соответствующими точками изображения на заднем плане;
D_п - расстояние между соответствующими точками изображения на переднем плане;
стс - стандартная телевизионная строка, равная 1/600 высоты объекта на переднем плане или 1/600 высоты кадра на пленке.1. METHOD FOR PRODUCING A STEREO IMAGE, including filming from several alternating points with a relative angular vibrational movement of the camera and the object and projecting the image onto the screen with a movie projection apparatus, characterized in that the rotation angle θ of the camera or object is set from the ratio
θ =

≅ 0.006 rad
and the distance G _about between the corresponding image points on two adjacent frames is determined according to the condition
D _a ≅ D _z ≅ D _p ≅ D _m ,
where D _m is the maximum allowable distance between two corresponding image points on two adjacent frames, equal to 2.7 sts when shooting stationary objects and 6 to 8 sts when shooting moving objects;
D _a is the instability of the frame in the movie projector, with D _a ≅ 1.5 sts when shooting fixed or moving and stationary objects, D _a ≅ 3 sts when shooting moving objects;
G _about - the depth of the object;
D _s - the distance between the corresponding points of the image in the background;
D _p - the distance between the corresponding points of the image in the foreground;
STS - a standard television line equal to 1/600 of the height of the object in the foreground or 1/600 of the height of the frame on the film. 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что при съемке объекта, движущегося в горизонтальной плоскости, камеру перемещают вертикально. 2. The method according to claim 1, characterized in that when shooting an object moving in a horizontal plane, the camera is moved vertically.

Images