Способ формирования объемного изображения

 

Использование: в технике телевидения, в системах объемного телевидения, а также в объемных телеиграх. Сущность изобретения: формируют базовое изображение и изображение для ряда углов дискретизации, совмещают сформированные изображения с оптическим формирователем, при этом перед формированием изображения для ряда углов дискретизации формируют сигналы о положении зрачков зрителей, определяют координаты этих зрачков и по полученным координатам формируют изображения соответствующие положению каждого из зрачков зрителей, причем число сформированных изображений для ряда углов дискретизации равно числу зрачков зрителей. Устройство для реализации способа содержит воспроизводящий блок 1, телевизор с растром 2, оптический локатор 3, вычислитель 4, оптический локатор 3 содержит генератор 5, блок развертки 6, датчик 7, фотоприемник 8 с формирователем 9, вычислитель 4 содержит запоминающий блок 10, контрорллер 11, контррефлексор 12. 4 ил.

Изобретение относится к телевидению и может использоваться в системах объемного телевидения (ОТВ), а также в объемных теле- и компьютерных играх.

Известен способ получения объемного изображения с помощью безочковой системы ОТВ. Способ включает формирование базового изображения, изображений ракурсов для ряда углов дискретизации, совмещение изображений ракурсов с линзовым растром с последующим формированием каждой линзой растра базового изображения под определенным ракурсом.

Недостатком способа является его сложность, заключающаяся в необходимости последовательного формирования множества изображений ракурсов для всех возможных положений зрителя.

Целью изобретения является упрощение способа формирования объемного изображения.

Для решения поставленной задачи формируют базовое изображение, изображения для ряда углов дискретизации, совмещают базовое изображение и изображения для ряда углов дискретизации с оптическим формирователем, при этом перед формированием изображений для ряда углов дискретизации формируют сигналы о положении зрачков зрителей, по сформированным сигналам определяют координаты этих зрачков и по полученным координатам формируют изображения, соответствующие положению каждого из зрачков зрителей, причем число сформированных изображений для ряда углов дискретизации равно числу зрачков зрителей.

На фиг. 1-4 представлены соответственно иллюстрация информационной избыточности известного способа (фиг. 1) и устранение этой избыточности в предлагаемом способе (фиг. 2), структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ ОТВ (фиг. 3), временная диаграмма сигналов и напряжений при определении положения зрителя (фиг. 4).

В известном способе создают объемное изображение, например, на экране 1 телевизора из последовательности яркостных точек (см. фиг. 1). Каждая линза растра 2 формирует изображение, например, точки 0 для определенного ракурса (угла дискретизации) путем создания действительного увеличенного изображения соответствующей яркостной точки на экране 1 телевизора. Все вместе линзы растра позволяют получить объемное изображение точки 0 с возможностью оглядывания зрителем (Гп и Гл положение правого и левого глаз зрителя). Безотносительно к положению телезрителя в пространстве перед экраном 1 телевизора и к количеству телезрителей точку 0 формирует максимальное число линз (N).

В предлагаемом способе точку 0 формируют лишь те две яркостные точки на экране 1 телевизора, которые попадают в глаза телезрителя 12. Если телезрителей несколько, например, два, то в этом случае изображение точки 0 формируют четыре различные яркостные точки на экран 1 телевизора, из них первая пара точек формирует объемное изображение точки 0 в зрачках первого телезрителя Г1, а вторая пара точек в зрачках второго телезрителя Г2 (см. фиг. 2). Для трех телезрителей формируют 3 пары точек и т.д. Однако в предлагаемом способе необходимо знать положение зрачков телезрителей. Для этого используют операцию определения этих координат и вычисление положения элементов объемного изображения.

Если левый зрачок телезрителя Гл1 находится под углом _л1 к нормали в центре экрана 1 телевизора, а его правый зрачок под углом _п1 к ней, то смещение положения элементов Y₁ и Y₂ относительно центра формирующей линзы растра 2 может быть вычислено по формулам Y₁=f tg _л1; Y₂=f tg _п1, где f фокусное расстояние линз растра 2.

Предлагаемый способ может быть реализован посредством устройства, показанного на фиг. 2. Устройство содержит воспроизводящий блок 1, (телевизор с растром 2), оптический локатор 3, работающий, например, на инфракрасных (ИК) лучах, вычислитель 4. Оптический локатор 3 содержит генератор 5, блок развертки ИК-луча 6, датчики 7 мгновенного положения ИК-луча и фотоприемник 8 с формирователем 9. Вычислитель 4 содержит запоминающий блок (ЗБ) 10 и контроллер 11.

Телевизор связан электрически с контроллером 11 вычислителя 4. Вычислитель 4 связан контроллером 11 с датчиками 7 мгновенного положения ИК луча и формирователем 8 оптического локатора 3. Зрачки (и контррефлекторы 12) телезрителей Г связаны оптически с оптическим локатором.

Контррефлекторы 12 крепятся либо к бровям телезрителей, либо к оправам очков. В качестве вычислителя 4 может быть использован персональный компьютер, например ДВК-3М.

На временной диаграмме работы устройства формирования объемного изображения показаны текущие угловые координаты ( i и i) ИК-луча, импульсы на выходе формирователя 9 от зрачков (или от контррефлекторов 12) для первого и второго телезрителя (фиг. 3в и 3г соответственно).

Первоначально в отсутствие телезрителя система воспроизводит объемное изображение для воображаемого стандартного положения телезрителя. При этом вычислитель 4 не производит никакого воздействия на информацию, поступающую с ЗБ 10. После появления информации о действительном положении телезрителя (или нескольких телезрителей) вычислитель 4 производит вычисление поправки для каждой точки объемного изображения, сравнивает положение координат электронного луча телевизора с требуемым и при необходимости выдает сигнал требуемой яркости и цветности. В изобретении каждая линза растра 2 из всего многообразия точек (элементов) базового изображения будет проектировать в каждый зрачок телезрителя только по одному элементу этого изображения. Общее количество элементов в ЗБ 10 не превышает 2N.

Появление в секторе обзора оптического локатора 3 еще одного телезрителя вызывает появление дополнительной пары сигналов от его глаз (на фиг. 4 в моменты времени t₁ и t₂ появилась пара сигналов от левого и правого зрачков первого телезрителя, в моменты t₃ и t₄ аналогичная пара сигналов от зрачков второго телезрителя). Появление второго телезрителя потребует от системы большей скорости переработки информации, поскольку практически вдвое возрастает число воспроизводимых ракурсов. На фиг. 2 показано воспроизведение элементарной точки 0 для левого и правого зрачков первого и второго наблюдателей одновременно.

Таким образом, изобретение позволяет обеспечить достижение указанного положительного эффекта упрощение способа формирования объемного изображения за счет резкого (в десятки тысяч раз) сокращения числа формируемых изображений ракурсов и связанное с этим значительное сужение полосы информационного канала и снижение требуемой производительности вычислителя.

Формула изобретения

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, при котором формируют базовое изображение, формируют изображения для ряда углов дискретизации, совмещают базовое изображение и изображения для ряда углов дискретизации с оптическим формирователем, отличающийся тем, что перед формированием изображений для ряда углов дискретизации формируют сигналы о положении зрачков зрителей, по сформированным сигналам определяют координаты зрачков зрителей и по полученным координатам формируют изображения, соответствующие положению каждого из зрачков зрителей, причем число сформированных изображений для ряда углов дискретизации равно числу зрачков зрителей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4