УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОКАЗА ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК B44C5/08 

Изобретение относится к устройствам для демонстрации образа с особым эффектом.

Обычные демонстрационные устройства, включающие двухмерную демонстрационную поверхность, как правило дешевы, однако их демонстрационные возможности ограничены. Трехмерные устройства, являющиеся точной копией демонстрируемого объекта, также хорошо известны, хорошо известным примером этого служит рекламный шит с машиной, выступающей из плоского шита. Такие шиты производят реалистический эффект, однако они дороги и сложны в изготовлении.

Известно устройство для показа изображения, включающее трехмерную поверхность, на которой сформировано изображение (патент WO 98/41969, 24.09.1998). Особенностью данного устройства является то, что только пирамидальные объекты, состоящие из нескольких двухмерных пластин, могут быть демонстрируемы.

Техническим результатом изобретения является возможность демонстрации трехмерных объектов любой формы - кубической, параллелепидной, многогранной, цилиндрической, конической, сферической, а также сложной и комбинированной.

Достигается это тем, что трехмерная несущая поверхность сформирована симметричным отображением поверхности объекта показа, при этом изображение объекта показа сформировано на соответствующей оборотной стороне симметричного отображения объекта показа для обеспечения возможности присутствия эффекта поворота и в некоторых случаях трансформации образа с изменением угла зрения наблюдателя на несущую поверхность с изображением.

Объект показа для формирования изображения выполнен трехмерным.

Трехмерный объект показа имеет границу видимой поверхности для формирования поверхности, несущей изображение.

Более близкие к наблюдателю фрагменты объекта показа расположены на несущей поверхности дальше от наблюдателя, более дальние фрагменты - ближе к наблюдателю, при этом вогнутые фрагменты объекта показа при наблюдении представлены в виде выпуклых, выпуклые фрагменты - в виде вогнутых, а пропорции объекта показа на несущей поверхности выполнены с обеспечением возможности изменения при движении наблюдателя и в противоположном направлении.

Видимая поверхность трехмерного объекта показа выполнена многогранной формы, цилиндрической, сферической или комбинированной.

Видимая поверхность трехмерного объекта показа выполнена выпуклой или вогнутой.

Видимая поверхность трехмерного объекта показа состоит из плоских фрагментов.

Несущая поверхность изображения выполнена в виде отображения видимой поверхности объекта показа и симметрично относительно оси или плоскости с сохранением пропорций.

Несущая поверхность изображения выполнена в виде отображения видимой поверхности объекта показа и симметрично относительно оси или плоскости с изменением пропорций во всех фрагментах поверхности или с частичным изменением.

Изображение на несущей поверхности образовано методом печати, разрисовки, гравированием.

Трехмерная несущая поверхность выполнена из целого куска материала.

Трехмерная несущая поверхность выполнена из нескольких предметов или кусков материала.

Трехмерная несущая поверхность выполнена методом давления, прессования, литьем, фрезерованием, сваркой.

Трехмерная несущая поверхность изображения имеет толщину, например, от одного микрометра до десяти метров и более.

Трехмерная несущая поверхность изображения выполнена из дерева, бумаги, пластика, металла, гипса, картона, полимера, фанеры, камня, стекла, материала или светящихся материалов.

Трехмерная несущая поверхность изображения расположена под углом 10-170^o относительно движения наблюдателя.

Трехмерная несущая поверхность с изображением закреплена на шесте, поддерживающей структуре или подвешена.

Трехмерная несущая поверхность с изображением закреплена на плоской или трехмерной поддерживающей структуре.

В плоской или в трехмерной поддерживающей структуре выполнен вырез для частичного размещения в нем трехмерной несущей поверхности с изображением.

Вырез выполнен по форме периметра сечения несущей поверхности, углубленной в поддерживающую структуру, выполненную криволинейной или плоской.

Трехмерная несущая поверхность с изображением полностью размещена в углублении, например в толще материала трехмерной поддерживающей структуры.

Граница трехмерной несущей поверхности с изображением и поддерживающей структурой выполнена двухмерной.

Граница трехмерной несущей поверхности с изображением и поддерживающей структурой выполнена трехмерной.

При этом, исходя из вышеизложенного, с изменением угла зрения наблюдателя на несущую поверхность с изображением присутствует эффект движения, а именно поворота и во многих случаях трансформации образа. На основе видимой (демонстрируемой) поверхности объекта показа формируется демонстрационная поверхность, составляющая устройство.

В случае частичного или полного нарушения рельефа поверхности изображение может содержать образ, рельеф которого соответствует нарушенным фрагментам рельефа видимой поверхности образа показа. Хотя более желательно, чтобы рельеф видимой поверхности образа и рельеф демонстрационной поверхности совпадали, однако рельеф образа, содержащегося на изображении, может не соответствовать рельефу демонстрационной поверхности для достижения дополнительных визуальных эффектов. Изображение может вообще не наносится, но формироваться с помощью рельефа и распределения света на нем.

Несущая поверхность выполнена с соблюдением хорошо известных правил линейной перспективы (в этом случае достигается реалистический эффект поворота образа) и с нарушением правил линейной перспективы во всех или некоторых фрагментах поверхности (в этом случае будет достигнут эффект поворота и трансформации всех или некоторых фрагментов образа).

В случае если трехмерная несущая поверхность закреплена на трехмерной или плоской поддерживающей структуре, она может быть закреплена без проникновения в структуру или может находиться хотя бы частично в вырезе, сформированном в плоской или трехмерной поддерживающей структуре таким образом, чтобы несущая поверхность хотя бы частично входила в вырез. При этом вырез выполняется по форме периметра сечения несущей поверхности, углубленной в поддерживающую структуру, криволинейной или плоской поверхности поддерживающей структуры.

Трехмерная несущая поверхность, содержащая изображение и составляющая устройство, может полностью находится в углублении трехмерной поддерживающей структуры, например в толще материала.

Представляем одно из многих возможных воплощений данного изобретения.

Будем производить эффект движения несущей трехмерной поверхности, выполненной с симметричным отображением поверхности относительно точки, оси или плоскости, где объект показа - трехмерная голова Тутанхамона в разрезе по границе видимой части образа показа в ракурсе в анфас.

На фиг.1А нарисован объект показа - трехмерный, преобладающе выпуклый с многодетальным выпукло-вогнутым рельефом, где 1 - периметр-граница видимой части объекта оказа, 2 - изображение объекта показа соответствующее рельефу несущей поверхности.

На фиг.1Б (вид сбоку) показан трехмерный объект показа - 3; 4 - симметричное отображение поверхности относительно плоскости, 5 - плоскость симметрии, 6 - направление взгляда наблюдателя, соответствующее углу просмотра объекта показа, как на фиг.1А; 7 - граница разреза по видимой части объекта показа, она же линия периметра сечения несущей поверхности криволинейной или плоской поверхности поддерживающей структуры от точки 8 до точки 9 (разрез плоский). От точки 8 до точки 9 обозначена сторона 10, содержащая изображение, которая соответствует видимой поверхности объекта показа и несущей поверхности устройства. Точки 8 и 9 - крайние точки разреза видимой части. Буквой Я обозначена левая сторона образа показа, буквой Я пунктиром - левая сторона симметричного изображения. Видно, что изображение объекта показа сформировано на обратной стороне симметричного относительно плоскости отображения видимой поверхности объекта показа. При просмотре от точки 6 левая и правая стороны объекта показа будут совпадать с левой и правой сторонами отображения.

На фиг.1В показано симметричное относительно оси 12 отображение объекта показа 11 в этом случае левая и правая стороны объекта показа поменяются местами. На симметричном отображении отображение рельефа будет незеркальным, а изображение на обратной стороне при просмотре из точки 6 будет зеркальным.

Такое же зеркальное изображение, как на фиг.1В, будет на обратной стороне симметрического отображения относительно точки. Характерно, что для показа объекта подходят все симметричные отображения, но перспективнее в использовании симметричное отображение относительно плоскости.

От точки 8 до точки 9 (фиг.1Б, 1В) показана несущая поверхность устройство 13, где ее границы совпадают с границами изображения объекта показа 2 (фиг. 1А), взятого за основу для формирования изображения по периметру границы видимой части 7 (фиг.1Б, 1В).

Поверхность трехмерного объекта показа и содержащееся на ней изображение 2 (фиг.1А) соответствует историческому облику Тутанхомона без изменения пропорций. Рельеф поверхности трехмерного объекта показа и содержащееся на ней изображение, взятые за основу для формирования демонстрационной поверхности и содержащегося на ней изображения, как показано на фиг.1Б, 1В, 1Г, сохранены.

На фиг. 1Б, 1В показан угол 14, с которого наиболее хорошо виден эффект движения при вертикальном движении наблюдателя. На фиг. 1Г показан угол 14, с которого наиболее хорошо виден эффект движения при горизонтальном движении наблюдателя. При диагональном движении наблюдателя угол наблюдения и эффект движения остается неизменным.

Рельеф из общевыпуклого на объекте показа стал общевогнутым на несущей поверхности. Мелкие детали рельефа также поменялись: те, что были вогнутые, стали выпуклые, а те, что были выпуклые, стали вогнутые.

На фиг.1Г (вид сверху) показан один из примеров, когда несущая поверхность со сформированным изображением изготовлена в целом куске материала 15, произвольная форма материала 16, где периметр видимой части является краем толщи материала, толщина материала не ограничена и может достигать 10 м и более. Для несущих поверхностей 13, показанных на фиг.1Б, В, минимальная толщина зависит от минимально возможной в изготовлении, достаточно крепкой и может быть от 1 мкм. Целый кусок материала, являющийся поддерживающей структурой несущей поверхности, имеет трехмерную форму любого возможного объекта, существующего в природе. Граница несущей поверхности 1 выполнена изогнутой линией в двухмерной плоскости.

На фиг. 1Д показана граница несущей поверхности, совпадающая с границей видимой части объекта показа, которая является трехмерной, замкнутой криволинейной линией.

Граница несущей поверхности, совпадающая с границей видимой части объекта показа, выполнена в настоящем воплощении так, чтобы края не закрывали основное внутреннее изображение. Допустимо частичное закрытие изображения границей несущей поверхности внутреннего изображения более чем на 50%. В этом случае эффект движения будет производиться, внутренняя часть этой вогнутой несущей поверхности для наблюдателя в движении будет видна частями. Угол показа эффекта движения в пределах от 15^o для сильно углубленных и до 170^o для слабо углубленных.

Отношение площади наибольшего возможного сечения несущей трехмерной поверхности к внутренней плоскости несущей поверхности составит от 1:1 до 1:10.

Наибольшее возможное сечение несущей трехмерной поверхности может иметь угол наклона от 5 до 90^o к плоскости земли.

На фиг. 1Г видно, что трехмерная вогнутая демонстрационная поверхность, несущая изображение лица в горизонтальном сечении, имеет форму, приближенную к сегменту окружности, но не совпадающую с ним, в этом случае рельеф несущей поверхности приближен к сферической форме и совпадает с рельефом объекта показа, то есть лица.

На фиг. 1Е показано, что трехмерная вогнутая демонстрационная поверхность, несущая изображение лица в горизонтальном сечении, имеет форму сегмента окружности, в этом случае рельеф несущей поверхности имеет форму фрагмента цилиндра и не совпадает с рельефом объекта показа.

Для демонстрации движения трехмерного образа может использоваться трехмерная пластина, выполненная по форме, приближенной к фрагменту цилиндра с двухмерным углом, отличающимся от двухмерного угла, описанного вокруг демонстрируемого объекта, на 30^o и более в большую или меньшую сторону.

Частичное или полное сглаживание рельефа демонстрационной поверхности по сравнению с объектом показа, а также нанесение на более гладкую поверхность изoбpaжeния, содержащего образ с рельефом, соответствующим объекту показа, не только возможно, но и рентабельно.

В случае, как например, когда изображение, содержащее двухмерный или трехмерный образ нанесено на поверхность, имеющую форму, приближенную к фрагменту цилиндра, сферы, границы демонстрационной поверхности совпадают с границами изображения, а те фрагменты поверхности, на которых не нанесено изображение, считаются поддерживающей структурой.

Для создания динамического эффекта для трехмерного образа показа, имеющего вогнутую структуру, применяется та же последовательность действий, что и для выпуклых объектов показа с той разницей, что понятие "выпуклый" меняется на понятие "вогнутый".

Представляем другое возможное воплощение этого изобретения. На Фиг.2А изображен стул в качестве трехмерного образа показа, область сиденья и спинки оказывается вогнутой относительно передних ножек. Цифрой 18 обозначена плоское сиденье, 19 - трехмерная спинка стула, выполненная в форме фрагмента усеченного конуса, 20 - точки крепления спинки и сиденья, 21 - передние ножки стула, 22 - задняя дальняя ножка стула.

На фиг. 2Б показан объект в проекции сбоку, а также изображено отображение объекта показа, выполненное относительно оси. Цифрой 18 обозначена плоское сиденье, 19 - трехмерная спинка стула, выполненная в форме фрагмента усеченного конуса, 20 - точки крепления спинки и сиденья, 21 - передние ножки стула, 22 - задняя дальняя ножка стула, 23 - демонстрируемая поверхность сиденья, содержащая изображение, 24 - демонстрируемая поверхность спинки, содержащая изображение, 25 - изгиб верхнего края спинки стула, 26 - плоскость симметрии, относительно которой формируется симметричное отображение, 27 - оптимальное направление взгляда наблюдателя, α - двухгранный угол между спинкой и сиденьем, в данном случае равен 90^o, β - двухгранный угол между сиденьем и плоскостью, на которой расположены передние ножки, в данном случае равен 90^o.

Изображение наносится на обратную сторону отображения, при этом оптимальное направление взгляда наблюдателя 27 меняется на 180^o относительно угла α. В результате та часть образа показа, которая смотрелась выпуклой (грани угла β), становится вогнутой (грани угла 360^o-β), а та часть образа показа, которая смотрелась вогнутой (грани угла α), становится выпуклой (грани угла 360^o-α).

Несущая поверхность со сформированным изображением в данном случае изготовлена из тонких деталей, которые по своей форме повторяют детали объекта показа.

Трехмерный объект показа, взятый за основу для формирования изображения и несущей поверхности, имеет две плоские панели, соединенные между собой, а изображение, нанесенное на их рабочие стороны, - трехмерное объемное.

Устройство для показа изображения для повышения качества изображения содержит трехмерную несущую поверхность, сформированную симметричным отображением поверхности объекта показа, при этом изображение объекта показа сформировано на соответствующей оборотной стороне симметричного отображения объекта показа. 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для показа изображения, включающее трехмерную поверхность, на которой сформировано изображение, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность сформирована симметричным отображением поверхности объекта показа, при этом изображение объекта показа сформировано на соответствующей оборотной стороне симметричного отображения объекта показа для обеспечения возможности присутствия эффекта поворота и в некоторых случаях трансформации образа с изменением угла зрения наблюдателя на несущую поверхность с изображением. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что объект показа для формирования изображения выполнен трехмерным. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что трехмерный объект показа имеет границу видимой поверхности для формирования поверхности, несущей изображение. 4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что более близкие к наблюдателю фрагменты объекта показа расположены на несущей поверхности дальше от наблюдателя, более дальние фрагменты - ближе к наблюдателю, при этом вогнутые фрагменты объекта показа при наблюдении представлены в виде выпуклых, выпуклые фрагменты - в виде вогнутых, а пропорции объекта показа на несущей поверхности выполнены с обеспечением возможности изменения при движении наблюдателя и в противоположном направлении. 5. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что видимая поверхность трехмерного объекта показа выполнена многогранной формы, цилиндрической, сферической или комбинированной. 6. Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что видимая поверхность трехмерного объекта показа выполнена выпуклой или вогнутой. 7. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что видимая поверхность трехмерного объекта показа состоит из плоских фрагментов. 8. Устройство по пп. 1-7, отличающееся тем, что несущая поверхность изображения выполнена в виде отображения видимой поверхности объекта показа и симметрично относительно оси или плоскости с сохранением пропорций. 9. Устройство по пп. 1-7, отличающееся тем, что несущая поверхность изображения выполнена в виде отображения видимой поверхности объекта показа и симметрично относительно оси или плоскости с изменением пропорций во всех фрагментах поверхности или с частичным изменением. 10. Устройство по пп. 1-9, отличающееся тем, что изображение на несущей поверхности образовано методом печати, разрисовки, гравированием. 11. Устройство по пп. 1-10, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность выполнена из целого куска материала. 12. Устройство по пп. 1-10, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность выполнена из нескольких предметов или кусков материала. 13. Устройство по пп. 1-12, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность выполнена методом давления, прессования, литьем, фрезерованием, сваркой. 14. Устройство по пп. 1-13, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность изображения имеет толщину, например, от 1 мкм до 10 м и более. 15. Устройство по пп. 1-14, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность изображения выполнена из дерева, бумаги, пластика, металла, гипса, картона, полимера, фанеры, камня, стекла, материала или светящихся материалов. 16. Устройство по пп. 1-15, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность изображения расположена под углом 10-170^o относительно движения наблюдателя. 17. Устройство по пп. 1-16, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность с изображением закреплена на шесте, поддерживающей структуре или подвешена. 18. Устройство по пп. 1-16, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность с изображением закреплена на плоской или трехмерной поддерживающей структуре. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что в плоской или в трехмерной поддерживающей структуре выполнен вырез для частичного размещения в нем трехмерной несущей поверхности с изображением. 20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что вырез выполнен по форме периметра сечения несущей поверхности, углубленной в поддерживающую структуру, выполненную криволинейной или плоской. 21. Устройство по пп. 1-18, отличающееся тем, что трехмерная несущая поверхность с изображением полностью размещена в углублении, например в толще материала трехмерной поддерживающей структуры. 22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что граница трехмерной несущей поверхности с изображением и поддерживающей структурой выполнена двухмерной. 23. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что граница трехмерной несущей поверхности с изображением и поддерживающей структурой выполнена трехмерной.