СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТОСТЕРЕОМОДЕЛИ Российский патент 1995 года по МПК G02B27/22 

Техническое решение относится к способам получения цветостереоскопических изображений путем создания одиночного двумерного цветного изображения (цветостереограммы) и наблюдения его (для воспроизведения цветостереомодели) через диспергирующую по взаимно противоположным направлениям оптических систему одновременно двумя глазами и, в частности, может быть использовано при создании цветостереоскопических географических и топографических карт, цветостереоскопических дисплеев и т.д.

Известен способ получения цветостереоскопических изображений, заключающийся в создании одиночного двумерного цветного изображения и наблюдении его через оптическую систему одновременно двумя глазами.

Известен также способ получения цветостереоскопических изображений, заключающийся в создании одиночного двумерного цветного изображения, которое строят из разноокрашенных элементов таким образом, что с увеличением высоты рельефа элементов, цвет их окраски сдвигают в сторону увеличения длин волн, при этом воспроизведение стереомодели производят наблюдением стереограммы через оптическую систему с взаимно противоположными направлениями дисперсии [1]
Недостатками известных способов являются ограниченные технологические возможности создания цветостереограмм, заключающиеся в неиспользовании краевых цветостереоскопических эффектов, возникающих при непосредственном контактировании между собой цветных, белых и черных элементов. При этом неиспользование указанных приемов построения цветостереограмм обедняет палитру изобразительных средств для получения цветостереокарт и других изображений, способных конкурировать по информативности с другими способами стереоскопических и двухмерных изображений, а использование таких непосредственно контактирующих цветов без знания закономерностей проявления краевых эффектов ведет к неконтролируемым искажениям цветостереомодели, выражающимся в несоответствии ее фактических вертикальных координат на контактах разноокрашенных элементов проектным.

В предлагаемом способе получения цветостереомодели цветостереограмму строят из непосредственно контактирующих между собой крупных (размером более 20 крат к разрешению глаза в данной оптической системе) насыщенных цветных, различающихся цветовым тоном, а также белых и черных элементов.

Получение прямой стереомодели (прямого стереоэффекта) обеспечивают при условии сходящихся направлений диспергирования элементов диспергирующей оптической системы (для соблюдения этого условия в случае использования в качестве диспергирующих элементов двух спектральных призм их преломляющие углы должны быть обращены в противоположные стороны). При этом в случае использования цветного элемента цветостереограммы, окрашенного насыщенным цветом с длиной волн менее 0,55 мкм, высокие элементы создаваемой цветостереомодели размещают в его приконтактовых зонах с другими цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового ( λ более 0,55 мкм) диапазона видимого спектра; низкие элементы цветостереомодели размещают либо в центральной части цветного элемента, непосредственно не контактирующей с другими цветными или белыми элементами, либо в приконтактовых зонах с другими цветными элементами, окрашенными в цвета с меньшей длиной волн или с черными элементами; средние по высоте элементы цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах цветного элемента с белыми либо с другими цветными элементами, окрашенными в цвета из коротковолнового диапазона с большей длиной волн.

В случае использования цветного элемента цветостереограммы, окрашенного насыщенным цветом с длиной волн более 0,55 мкм, высокие элементы создаваемой цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах либо с черными, либо с цветными элементами, окрашенными в цвета из коротковолнового диапазона спектра, либо с цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона спектра с большей длиной волн; низкие элементы цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с белыми элементами; средние по высоте элементы цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах c цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона cпектра c меньшей длиной волн.

В cлучае иcпользования черного элемента цветоcтереограммы выcокие элементы cоздаваемой цветоcтереомодели размещают в приконтактовых зонах c цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона cпектра; низкие элементы цветоcтререомодели размещают в приконтактовых зонах c цветными элементами, окрашенными в цвета из коротковолнового диапазона cпектра; cредние по выcоте элементы цветоcтереомодели размещают в приконтактовых зонах с белыми или желто-зелеными элементами цветостереограммы.

Способ иллюстрируется чертежом, на котором показаны левый 1 и правый 2 глаза наблюдателя, дисперсионная оптическая система, выполненная в виде двух спектральных призм 3, направления 4 диспергирования левого и правого дисперсионных элементов дисперсионной оптической системы, двумерное цветное изображение 5, построенное из контактирующих между собой насыщенных цветных, белых и черных элементов, 0 нулевой высотный уровень в стереомодели плоскости двумерного изображения, +1 мм уровень на 1 мм выше плоскости двумерного изображения, -1 мм уровень на 1 мм ниже плоскости двумерного изображения. Индексами Б, С, К, Ч, З, О соответственно обозначены разноокрашенные элементы двумерного изображения: белый, синий, красный, черный, зеленый, оранжевый.

При рассматривании наблюдателем одиночного двумерного цветного изображения (цветостереограммы), которое строят из непосредственно контактирующих между собой крупных (размером более 20 крат к разрешению глаза оптической системы) насыщенных цветных, различающихся тоном, а также белых и черных элементов, через диспергирующую по взаимно противоположным направлениям оптическую систему одновременно двумя глазами двумерное изображение воспринимается наблюдателем как объемное, состоящее из ранжированных по высоте центральных частей цветных элементов, не имеющих непосредственных контактов с иначе окрашенными элементами, и краевых частей (приконтактовых зон) цветных элементов, контактирующих с другими цветными элементами, отличающимися цветовым тоном (длиной волн), а также с белыми и черными элементами. Происходит деформация (загибание) вниз или вверх краев цветного пятна (элемента) на контактах с другими цветными, а также ахроматическими пятнами. Направление деформации и ее величина зависят от соотношения контактирующих цветных элементов цветостереограммы по цветовому тону, а в случае контактирования с ахроматическими элементами только от цветового тона самого цветного элемента. Закономерности деформации цветных элементов иллюстрирует в обобщенном виде чертеж, где центральные части цветных элементов ранжируются по высоте в цветостереомодели в зависимости от длины волн окраски, как и в способе-прототипе, а края цветных элементов загибаются вверх при условии их окраски в цвета из коротковолнового диапазона спектра ( λ менее 0,55 мкм) и вниз при условии их окраски в цвета из длинноволнового диапазона. Представление о ширине деформируемой приконтактовой зоны дает график (см. чертеж), где горизонтальный масштаб цветных элементов (и их приконтактовых зон) близок 1:1 по отношению к натуре.

Ограничение минимального размера цветных элементов величиной 20 крат к разрешению глаза в данной оптической системе объясняется тем, что начиная с этого предела цветной элемент воспринимается в виде пятна (полосы), а не точки (линии), в котором глаз может различить центральную и периферическую (приконтактовую) зоны, занимающие различные высотные уровни в получаемой цветостереомодели. При величине цветных элементов менее 10-20 крат к разрешению глаза действует иная разновидность стереоэффекта (с иным результатом) "малых цветных элементов, контактирующих с белыми".

Величина деформации края синего элемента на контакте с красным достигает при использовании в качестве цветостереоскопа двухкратной собирающей линзы 1,4-1,6 мм. Для других комбинаций цветных пятен, имеющих меньшую разницу в длинах волн, величина деформации края меньше, но достаточна для восприятия в цветостереомодели.

Использование: при создании цветостереоскопических географических и топографических карт, цветостереоскопических дисплеев и т. д. Сущность изобретения: с целью расширения технологических возможностей и области применения способа цветостереограмму строят из непосредственно контактирующих между собой крупных, размером более 20 крат к разрешению глаза в данной оптической системе, насыщенных цветных, различающихся цветовым тоном, а также белых и черных элементов, а для получения прямой цветостереомодели наблюдение проводят при сходящихся направлениях диспергирования диспергирующей оптической системы. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТОСТЕРЕОМОДЕЛИ, заключающийся в создании цветостереограммы и наблюдении ее через диспергирующую по взаимно противоположным направлениям оптическую систему одновременно двумя глазами, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и области применения способа, цветостереограмму создают из непосредственно контактирующих между собой крупных, размером более 20^x к разрешению глаза в оптической системе, насыщенных цветных, различающихся цветовым тоном, а также белых и черных элементов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наблюдение ведут через оптическую систему со сходящимися направлениями дисперсии, при этом в пределах цветного элемента окрашенного цветом с длиной волн менее 0,55 мкм высокие детали цветостереомодели размещают в его приконтактовых зонах с другими цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового, λ более 0,55 мкм, диапазона видимого спектра, низкие детали цветостереомодели размещают либо в центральной части цветного элемента, не контактирующей с другими цветными или белыми элементами, либо в приконтактовых зонах с другими цветными элементами, окрашенными в цвета с меньшей длиной волн или с черными элементами, средние по высоте детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах цветного элемента с белыми либо с другими цветными элементами, окрашенными в цвете из коротковолнового диапазона спектра с большей длиной волн в пределах цветного элемента, окрашенного цветом с длиной волн более 0,55 мкм, высокие детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах либо с цветными элементами, окрашенными в цвета из коротковолнового диапазона спектра, либо с цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона спектра с большей длиной волн, низкие детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с белыми элементами, средние по высоте детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона спектра с меньшей длиной волн, в пределах черного элемента, высокие детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с цветными элементами, окрашенными в цвета из длинноволнового диапазона спектра, низкие детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с цветными элементами, окрашенными в цвета из коротковолнового диапазона спектра, средние по высоте детали цветостереомодели размещают в приконтактовых зонах с белыми или желто-зелеными элементами цветостереограммы.