ОПТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР ГОЛЕНКО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЕДИНОГО ДВУМЕРНОГО МОНОРАКУРСНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ОБЪЕМНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ Российский патент 2010 года по МПК G02B27/22 

Область техники

Изобретение относится к области психофизики, техническим средствам художественного выражения, оптики, фотографии, кинематографа, рекламы и преимущественно к объемному телевидению.

Предшествующий уровень техники

Известны устройства для преобразования единого двумерного моноракурсного изображения в объемное изображение (см. Голенко Г.Г. Патенты России №2224273, №2224274). Конструктивно такие устройства представляют собой оптические линзовые растры, линзовые элементы которых имеют различные фокусные расстояния, либо неэквидистантны относительно плоскости трансформируемого изображения. Это усложняет технологию их изготовления и повышает их стоимость.

Также известны устройства - оптические линзовые растры, линейные либо точечные, для преобразования предварительно растрированных (не единых) двумерных изображений в стерео и/или многоракурсные объемные изображения (см. Дудников Ю.А., Рожков Б.К. «Растровые системы для получения объемных изображений», Л., «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1986, с.34, 132). Конструктивно такие растры характеризуются постоянным (положительным либо отрицательным) значением фокусных расстояний линзовых элементов и их эквидистантностью относительно плоскости трансформируемого растрированного изображения, что приводит к упрощению технологии их изготовления и понижению их стоимости. Линзовые растры с положительными линзами используются при съемке и воспроизведении растрированных изображений, растры с отрицательными линзами используют для устранения псевдоскопии при печати растровых изображений. Известно применение в рекламе линейных линзовых растров с горизонтальным расположением линзовых элементов (продукция фирмы «Славич», г.Переславль-Залесский»). Также известны растры, применяемые для наблюдения многоракурсных (в частности, 9-ракурсных) объемных изображений, в которых линзовые элементы имеют постоянное значение фокусных расстояний, расположенные эвидистантно относительно плоскости трансформируемого растрированного изображения, но с линзовыми элементами, расположенными наклонно. Такая особенность конструкции растра позволяет в некоторой степени уменьшить величину ракурсного скачка, возникающего при оглядывании многоракурсного изображения (см. S.Т. de Zwart, W.L.lYzerman, T.Dekker, W.A.M.Wolter. Proc of the IDW 2004, p.1459).

Раскрытие изобретения

Целью данного изобретения является упрощение конструкции оптического трансформатора, преобразующего единое (нерастрированное) двумерное моноракурсное изображение в объемное изображение.

Поставленная цель достигается применением известных оптических линзовых растров, используемых для съемки, печати и воспроизведения растрированных стерео и/или многоракурсных изображений и рекламы в качестве оптического трансформатора, преобразующего единое двумерное моноракурсное изображение в объемное изображение.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем данное изобретение поясняется описанием конкретных неограничивающих вариантов его воплощения в случае горизонтального расположения линзовых элементов со ссылками на чертежи, на которых:

- фиг.1 представляет действие растра с положительными линзовыми элементами на единое двумерное изображение в режиме формирования действительного изображения;

- фиг.2 представляет действие растра с положительными линзовыми элементами на единое двумерное изображение в режиме формирования мнимого изображения;

- фиг.3 представляет действие растра с отрицательными линзовыми элементами на единое двумерное изображение в режиме формирования мнимого изображения.

Наилучшие варианты осуществления изобретения

Линзовый растр 1, как обычно, состоит из положительных 2 либо отрицательных 3 линз (фиг.1-3), причем линзы 2 имеют общие положительные фокальные плоскости (переднюю и заднюю), линзы 3 имеют общие мнимые фокальные плоскости (переднюю и заднюю). Фокальные плоскости (на чертежах не показаны), располагаются эквидистантно относительно плоскости трансформируемого единого двумерного моноракурсного изображения 4.

Устройство функционирует следующим образом.

При формировании действительного изображения растром 1 (фиг.1), по законам геометрической оптики, линзы 2 переносят точки изображения (в частности, телевизионного) 4 в плоскость 5, расположенную между растром 1 и зрителем 6. Поскольку нас интересуют только те лучи, которые попадают в зрачок глаза зрителя 6, то изображение в плоскости 5 всегда будет наблюдаться зрителем 6 на фоне растра 1 вне зависимости от положения точки наблюдения. Эффект объемности (стереопсис) возникает за счет подавления бинокулярного фактора 1 (как экрана), возникновения в изображении физического объема 1-5 (привнесение бинокулярной диспаратности), связанного с наличием остаточного светорассеяния растра и/или с выделением его контура. Происходит процесс когнитивного наполнения и дополнения планов по глубине, определяемый монокулярными факторами удаленности, заложенными, согласно контексту, в изображении 4.

При формировании мнимого изображения растром 1 - (фиг.2), по законам геометрической оптики, линзы 2 формируют мнимые изображения 4 в плоскости 7, расположенной относительно зрителя 6 за растром 1. По причинам, аналогичным вышеизложенным, происходит формирование заэкранного мнимого перцептивного объемного пространства 1-7.

При формировании мнимого изображения растром 1 (фиг.3), по законам геометрической оптики, линзы 3 формируют мнимые изображения точек изображения 4 в плоскости 8, расположенной относительно зрителя 6 за растром 1. По механизму, аналогичному вышерассмотренным, происходит формирование стереопсиса на базе образования мнимого объемного пространства 1-8.

При размере светосильного сечения цилиндрических линз линейного растра либо при диаметре центрально-симметричных линз точечного растра, соизмеримых с размером пиксела (элемента разрешения), четкость перцептивного объемного изображения остается на уровне четкости исходного единого двумерного моноракурсного изображения.

Промышленная применимость

Применение по новому назначению известных растров может быть с успехом использовано в области объемного телевидения, кинематографа, компьютерной визуализации, фотографии, полиграфии, голографии, художественного творчества и рекламы.

Применение оптических линзовых растров, используемых для съемки, печати и воспроизведения растрированных стерео и/или многоракурсных изображений, при размере светосильного сечения цилиндрических линз указанного линзового растра либо при диаметре центрально-симметричных линз указанного линзового растра, соизмеримых с размером пиксела моноракурсного изображения в качестве оптического трансформатора, преобразующего единое двумерное моноракурсное изображение в объемное изображение с целью упрощения конструкции оптического трансформатора. 3 ил.

Применение оптических линзовых растров, используемых для съемки, печати и воспроизведения растрированных стерео и/или многоракурсных изображений, при размере светосильного сечения цилиндрических линз указанного линзового растра, либо при диаметре центрально-симметричных линз указанного линзового растра, соизмеримых с размером пиксела моноракурсного изображения в качестве оптического трансформатора, преобразующего единое двумерное моноракурсное изображение в объемное изображение.