ES2821743T3 - Procedimiento para calibrar un dispositivo de visualización multivista - Google Patents

Abstract

Un proceso para calibrar un dispositivo de visualización multivista en una región de visualización, donde el dispositivo de visualización multivista comprende una pluralidad de píxeles multivista, cada uno de los cuales es capaz de emitir una pluralidad de haces pequeños de luz, donde cada haz pequeño de cualquier píxel multivista se emite en una dirección única y la intensidad y el color de los mismos pueden controlarse de forma independiente, donde el proceso comprende calibrar de forma síncrona más de uno de los píxeles multivista mediante las etapas de: hacer parpadear de forma síncrona los haces pequeños de cada uno de más de uno de los píxeles multivista, donde cada haz pequeño se hace parpadear en un patrón único, donde dicho patrón único identifica de este modo el haz pequeño asociado; detectar, o no detectar, en un detector de luz situado en una primera ubicación de visualización en la región de visualización, parpadeos de los más de un píxel multivista; identificar qué haz pequeño de cada uno de los más de un píxel multivista se ha detectado por el detector de luz a través de los patrones únicos de parpadeos; y registrar, en un medio de almacenamiento, una relación respectiva entre cada haz pequeño detectado y la primera ubicación de visualización.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para calibrar un dispositivo de visualización multivista

Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos de visualización electrónicos y, más en particular, a dispositivos de visualización electrónicos destinados a mostrar simultáneamente múltiples imágenes distintas.

Antecedentes

Desde la antigüedad, la gente ha creado imágenes. En la antigüedad, las imágenes eran exclusivamente imágenes fijas que se creaban, por ejemplo, pintando o dibujando sobre una superficie. En los tiempos modernos, la fotografía ha proporcionado la capacidad de crear imágenes a través de herramientas tecnológicas, y la cinematografía ha proporcionado la capacidad de crear imágenes en movimiento, primero en blanco y negro y, más tarde, en color. Más recientemente, dispositivos de visualización electrónicos, tales como monitores de ordenador, televisores y proyectores, se han convertido en los dispositivos más comunes para mostrar imágenes en movimiento.

Con muy pocas excepciones, los dispositivos de visualización electrónicos generan imágenes que se perciben del mismo modo independientemente de la posición del espectador. De hecho, se ha dedicado mucho esfuerzo de ingeniería para lograr dispositivos de visualización con un ángulo de visión amplio y con una degradación mínima de la imagen, incluso para los espectadores que miran al dispositivo de visualización desde direcciones que son muy diferentes de las óptimas. Sin embargo, hay situaciones en las que es deseable tener un dispositivo de visualización que muestre imágenes diferentes cuando se ven desde diferentes ángulos. Dichos dispositivos de visualización se conocen como dispositivos de visualización multivista. En el caso de las imágenes fijas, desde hace mucho tiempo se dispone de técnicas para lograr este resultado, aunque con una calidad de imagen limitada y con otras limitaciones importantes.

La FIG. 1 representa una denominada imagen lenticular 100 de la técnica anterior. Una imagen lenticular proporciona funcionalidad multivista para imágenes fijas. Se realiza como una imagen que un espectador 130 puede sostener en su mano. La imagen lenticular comprende una lámina ranurada de plástico con un refuerzo de papel. La parte frontal de la lámina de plástico está conformada tal que las ranuras formen una matriz 110 de lentes cilíndricas, como se muestra en la vista detallada 115 en la figura. El refuerzo de papel es una impresión de dos o más imágenes intercaladas; la impresión se muestra en la FIG. 1 como una impresión intercalada 120.

En la FIG. 1, las ranuras que constituyen las lentes cilíndricas de la matriz 110 están dispuestas horizontalmente. Como consecuencia, el espectador 130 de la imagen lenticular puede girar la imagen alrededor de un eje horizontal 140 para ver diferentes imágenes. A medida que la imagen lenticular se gira, por ejemplo, en el sentido de rotación 150, diferentes imágenes se vuelven secuencialmente visibles en la superficie visible de la imagen lenticular, donde cada imagen secuencial ocupa toda la superficie visible, cuando es visible. Mientras que una imagen secuencial es visible, las otras imágenes secuenciales no son visibles.

La FIG. 2 ilustra el proceso de creación de una impresión intercalada 120. En este ejemplo, el objetivo es que la imagen lenticular final muestre dos imágenes secuenciales distintas, una con una letra grande "A" y la otra con una letra grande "B".

Cada una de las dos imágenes se procesa dividiéndose en un gran número de franjas horizontales y, a continuación, se elimina una de cada dos franjas. En la FIG. 2, el resultado de este proceso para la letra "A" se muestra como una primera imagen 210-1. La silueta familiar de la letra "A" puede identificarse claramente a pesar de que un gran número de franjas blancas ocultan parte de la misma. El resultado del mismo proceso para la letra "B" se muestra como una segunda imagen 210-2. La silueta de la letra "B" también puede identificarse claramente.

Hay una diferencia importante entre las dos imágenes procesadas: en el caso de la letra "B", las franjas que se eliminaron no eran las mismas franjas que se eliminaron al procesar la letra "A", sino que eran franjas alternas. Como consecuencia, las dos imágenes pueden combinarse, donde las franjas de una imagen encajan (se intercalan) entre las franjas de la otra imagen. El resultado se muestra en la FIG. 2 como una imagen intercalada 220, que se puede imprimir en papel para crear una impresión intercalada 120 para la imagen lenticular.

La funcionalidad de la imagen lenticular se basa en un fenómeno que se puede explicar a través de la óptica geométrica: en cualquier ángulo de visión, las lentes cilíndricas solo muestran un conjunto de franjas horizontales estrechas de la imagen impresa subyacente. El conjunto de franjas que se muestra depende del ángulo de visión y cambia cuando cambia el ángulo de visión. Al girar la imagen lenticular alrededor del eje horizontal 140, el espectador 130 puede hacer que la imagen lenticular muestre diferentes conjuntos de franjas de la impresión subyacente. Cuando el conjunto de franjas que se muestra esté sobre las franjas de la letra "A", el espectador verá una letra "A"; sin embargo, cuando el ángulo de visión se cambia de tal manera que el conjunto de franjas que se muestra está sobre las franjas de la letra "B", el espectador verá una letra "B". En ambos casos, la otra letra no es visible de ningún modo porque ninguna otra franja se hace visible mediante las lentes cilíndricas.

El proceso de intercalación ilustrado en la FIG. 2 se puede implementar para más de dos imágenes. Por ejemplo, una imagen lenticular puede mostrar tres imágenes distintas, cada una en un ángulo de visión diferente. Para realizar una imagen lenticular de este tipo, cada una de las tres imágenes se divide en franjas de igual tamaño, pero solo se conserva una de cada tres franjas. Los tres conjuntos de franjas conservadas se combinan entonces en una sola impresión intercalada.

Para que una imagen lenticular funcione según lo planeado, la alineación y el escalamiento de la impresión con respecto al conjunto de lentes deben ser precisos. Por supuesto, las lentes cilíndricas deben alinearse cuidadosamente con las franjas; de lo contrario, diferentes imágenes podrían hacerse visibles simultáneamente en diferentes partes de la imagen. Además, la separación de las franjas, en relación con la separación de las lentes cilíndricas, debe calcularse e implementarse con precisión. La FIG. 1 muestra que el ángulo de visión desde los ojos del espectador hasta la superficie de la imagen es diferente en diferentes partes de la imagen, y el grado exacto de diferencia depende de la distancia entre el espectador y la imagen. Por consiguiente, la separación de las franjas debe ser ligeramente diferente de la separación de las lentes cilíndricas, y depende de la distancia de visión deseada.

Por estas razones, es difícil crear imágenes lenticulares con más de unas pocas imágenes diferentes, y es difícil lograr una calidad de imagen comparable a la de las imágenes convencionales. Como resultado, las imágenes lenticulares no han progresado mucho más allá de ser elementos novedosos y usarse en aplicaciones especializadas. El problema de lograr la alineación de precisión necesaria sigue siendo un obstáculo importante para un uso más amplio de las imágenes lenticulares y de otros tipos de dispositivos de visualización multivista.

La FIG. 3 representa una aplicación de la técnica anterior para una imagen lenticular de doble vista. Un cartel 300 para su visionado público se realiza como una imagen lenticular con lentes cilíndricas horizontales. El cartel se muestra en un área pública donde pueden estar presentes adultos y niños. El objetivo del cartel es mostrar un mensaje destinado a adultos que podría ser inadecuado para niños pequeños. Debido a que los niños pequeños son, en general, más bajos que los adultos, el ángulo desde el cual ven el cartel es diferente del ángulo de visión de un adulto. Esto se ilustra en la FIG. 3, donde se puede observar que el niño 310 tiene una vista diferente del cartel, en comparación con el adulto 320.

La imagen lenticular del cartel 300 se puede ajustar para mostrar una imagen a personas más altas que una determinada altura, que se puede suponer que son adultos, mientras que los niños, que son más bajos, ven una imagen diferente. Para que el cartel funcione correctamente y logre el objetivo deseado, es necesario conocer una serie de parámetros con buena precisión antes de fabricar el cartel. Los parámetros necesarios incluyen, entre otros, el umbral de altura del espectador en el que se va a producir el cambio de una imagen a la otra, la distancia entre los espectadores y el cartel, y la altura sobre el suelo donde se va a instalar el cartel. Estos parámetros, y otros, deben conocerse con un buen nivel de precisión, y el emplazamiento de instalación debe ser tal que estos parámetros no varíen significativamente de un espectador a otro. Estas son limitaciones significativas, e ilustran la razón por la que las imágenes multivista de este tipo no son más comunes.

La FIG. 4 representa otra aplicación de la técnica anterior de imágenes lenticulares multivista. La figura ilustra el principio de funcionamiento de una imagen lenticular estereoscópica. Visto desde arriba, a la izquierda de la figura, la cabeza 410 de un espectador está mirando una imagen lenticular estereoscópica 400. En la figura se representa el ojo izquierdo del espectador 420 y el ojo derecho 430. El ojo izquierdo del espectador ve la imagen desde un ángulo ligeramente diferente del ángulo de visión del ojo derecho.

A diferencia de las imágenes lenticulares en las figuras anteriores, las lentes cilíndricas en la imagen lenticular 400 están alineadas verticalmente en lugar de horizontalmente y, por supuesto, las múltiples imágenes en la impresión intercalada están intercaladas con franjas verticales en lugar de franjas horizontales. Como consecuencia, diferentes imágenes se vuelven secuencialmente visibles cuando el espectador se mueve horizontalmente con respecto a la imagen.

El ojo izquierdo y el ojo derecho del espectador ven la imagen lenticular 400 desde diferentes posiciones que se desplazan horizontalmente, una respecto de otra; y los parámetros de la imagen lenticular se pueden seleccionar de manera que los dos ojos vean imágenes diferentes. El efecto estereoscópico deseado se logra cuando las dos imágenes diferentes son las imágenes que el ojo izquierdo y el ojo derecho verían al mirar el contenido original de la imagen.

La FIG. 5 muestra una matriz de lentes en la técnica anterior en la que las lentes individuales son lentes esféricas en lugar de lentes cilíndricas.

La FIG. 6 ilustra el principio de funcionamiento de un proyector de imágenes típico. La ilustración se aplica a proyectores de películas y proyectores de diapositivas anticuados que proyectan imágenes desde una película, y también se aplica a proyectores electrónicos modernos. En todos estos casos, la imagen a proyectar sobre una pantalla se origina como una imagen brillante que emite luz, mostrada en la figura como la imagen brillante 610. En caso de que se utilice una película para la imagen, la luz proviene de una bombilla de luz brillante situada detrás de la película, y la película actúa como un filtro que permite, selectivamente, el paso de luz de diferentes colores e intensidades en diferentes partes de la imagen. Una técnica similar se utiliza en algunos proyectores modernos donde el filtro puede ser un módulo LCD o algún otro tipo de filtro de luz electrónico, en lugar de una película. De manera alternativa, la imagen brillante puede ser generada por una matriz de fuentes brillantes tales como, por ejemplo, diodos emisores de luz, o por dispositivos digitales de microespejos que reflejan la luz desde una fuente independiente.

El término "píxel" se utiliza ampliamente junto con las imágenes y el procesamiento de imágenes. Es una abreviatura de "elemento de imagen" (picture element, en inglés) y se refiere a la unidad más pequeña de formación de imágenes de un dispositivo de visualización. En particular, una imagen tal como la imagen brillante 610 está generalmente compuesta por una gran cantidad de píxeles, donde cada píxel emite luz en un amplio rango de direcciones. Cada píxel emite luz de un color e intensidad particulares, de modo que el conjunto de todos los píxeles forma un patrón que es percibido como una imagen por el ojo humano.

En un proyector, como el ilustrado en la FIG. 6, parte de la luz emitida por cada píxel se recoge mediante una lente 620. En la figura, dos píxeles están resaltados explícitamente como los píxeles 630-1 y 630-2. La figura muestra, por ejemplo, la luz 640-1 emitida por el píxel 630-1 y recogida por la lente 620. La lente se ajusta de manera que la luz recogida del píxel se enfoque en un haz de luz 650-1 con un punto focal en una pantalla de proyección a cierta distancia (la pantalla no se muestra explícitamente en la figura). Cuando el haz de luz 650-1 llega a la pantalla, produce un punto brillante en la pantalla. El color y el brillo del punto son los mismos que el color y el brillo del píxel 630-1 en la imagen brillante 610. La luz 640-2 del píxel 630-2 también es procesada por la lente 620 de manera similar, de modo que también produce un punto brillante en la pantalla cuyo color y brillo son iguales al color y brillo del píxel 630-2. Todos los píxeles de la imagen brillante 610 producen puntos brillantes en la pantalla de manera similar. El conjunto de todos los puntos brillantes en la pantalla forma la imagen proyectada.

En un proyector típico, se necesitan muy pocos ajustes para lograr una imagen proyectada clara en la pantalla. Normalmente, solo es necesario ajustar el enfoque de la lente para la distancia específica de la pantalla desde el proyector. Una vez ajustado el enfoque, la imagen en la pantalla es igualmente clara para todos los espectadores. Dispositivos de visualización tales como televisores convencionales y monitores de ordenador no requieren ningún ajuste en absoluto. Por el contrario, los dispositivos de visualización multivista necesitan muchos ajustes. Como se señaló anteriormente, incluso las imágenes lenticulares simples se basan en una alineación precisa y un posicionamiento preciso de la impresión intercalada con respecto a la matriz de lentes cilíndricas. En términos más generales, los dispositivos de visualización multivista necesitan ajustes específicos a la posición del espectador con respecto al dispositivo de visualización. Cuando son posibles múltiples posiciones de los espectadores, la cantidad de ajuste necesaria puede ser sustancial, y los dispositivos de visualización multivista deben calibrarse para lograr los ajustes necesarios. Sería ventajoso tener dispositivos de visualización multivista en los que el procedimiento de calibración sea simple, automático o ambas cosas.

Resumen

Un dispositivo de visualización multivista es capaz de mostrar diferentes imágenes a diferentes espectadores. En función de la posición del espectador con respecto al dispositivo de visualización multivista, cada espectador ve una imagen diferente mientras observa la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista, y no ve las imágenes vistas por otros espectadores. Esto contrasta con los dispositivos de visualización convencionales que muestran la misma imagen a todos los espectadores, independientemente de dónde estén posicionados los espectadores con respecto al dispositivo de visualización.

En un dispositivo de visualización convencional típico, una imagen visible se forma como un conjunto de píxeles (la palabra "píxel" es una contracción de "elemento de imagen" (picture element, en inglés)). Cada píxel emite luz en respuesta a una excitación eléctrica. El brillo de un píxel depende del grado de excitación. Cada píxel emite luz en todas las direcciones, de modo que todos los espectadores perciben los píxeles de la misma manera, independientemente de la posición del espectador.

En un dispositivo de visualización multivista, en cambio, una imagen se forma como un conjunto de píxeles multivista. Un píxel multivista puede controlar no solo el brillo, sino también la distribución espacial de la luz emitida. En particular, se puede ordenar a un píxel multivista, por ejemplo, y de manera no limitativa, que emita luz en determinadas direcciones, pero no en otras; o se le puede ordenar que ajuste de manera independiente el brillo de la luz emitida en diferentes direcciones. Otros parámetros de la luz emitida también se pueden ajustar de manera independiente para diferentes direcciones de emisión.

El término "haz pequeño" (haz pequeño) se define en esta divulgación con el fin de presentar más fácilmente formas de realización de la presente invención. Como se define a continuación con mayor detalle, un haz pequeño es un elemento de luz emitida que puede controlarse individualmente. En particular, un haz pequeño es la luz emitida por un píxel multivista en un rango de direcciones, que a menudo es estrecho, donde la luz total emitida se puede controlar de manera independiente a la luz emitida en otras direcciones.

Las FIG. 7-9 ilustran el diseño y la funcionalidad de dispositivos de visualización multivista y píxeles multivista. En particular, la FIG. 8 ilustra cómo se puede diseñar un píxel multivista para emitir una pluralidad de haces pequeños. La dirección precisa en la que se emite un haz pequeño individual depende de la posición y orientación del píxel multivista. Cuando se fabrica un dispositivo de visualización multivista, es posible, en teoría, ajustar con precisión las posiciones y orientaciones de sus píxeles multivista entre sí y con respecto al cuerpo del dispositivo de visualización multivista. Sin embargo, esto es difícil de lograr en la práctica e, incluso con un ajuste muy preciso, hay incertidumbres inevitables relacionadas con la manera de instalar el dispositivo de visualización multivista y con la geometría del entorno donde se utiliza.

Debido a las incertidumbres anteriores, resulta ventajoso calibrar el dispositivo de visualización multivista después de su fabricación. La calibración se puede realizar en fábrica, y también se puede realizar in situ. La calibración, tal como se realiza a través de formas de realización de la presente invención, es un proceso que produce una tabla de relaciones entre las ubicaciones en el espacio de visualización del dispositivo de visualización multivista y los haces pequeños. Cuando un usuario del dispositivo de visualización multivista desea mostrar una imagen particular a los espectadores ubicados en una ubicación particular, la tabla indica qué haces pequeños se deben utilizar.

De acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención, después de instalar un dispositivo de visualización multivista, un operador humano lleva una cámara a una ubicación particular donde se van a ver imágenes. La cámara se dirige hacia la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista. La cámara graba imágenes secuenciales mostradas por el dispositivo de visualización multivista al tiempo que el dispositivo de visualización multivista muestra una secuencia de patrones de calibración.

Un procesador de imágenes procesa la secuencia de imágenes grabadas para extraer en última instancia una lista de haces pequeños visibles desde esa ubicación. De manera ideal, la lista contiene haces pequeños para cada uno de los píxeles multivista del dispositivo de visualización multivista. A continuación, el operador humano mueve la cámara hasta una segunda ubicación y repite el proceso para extraer en última instancia una lista de haces pequeños visibles desde esa segunda ubicación. El proceso se repite nuevamente, hasta que se cubran todas las ubicaciones de interés.

En algunas formas de realización de la presente invención, se utilizan técnicas matemáticas para obtener partes de la lista de haces pequeños para píxeles multivista que podrían no capturarse adecuadamente en imágenes de cámara. Además, en algunas formas de realización, se utilizan técnicas matemáticas para obtener listas de haces pequeños para ubicaciones que no fueron cubiertas por el operador humano con la cámara. La disponibilidad de dichas técnicas matemáticas reduce el tiempo necesario para completar la calibración.

El breve resumen anterior resume algunas características de algunas formas de realización de la presente invención. Debe entenderse que pueden realizarse muchas variaciones de la invención y que el alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones que acompañan a esta divulgación junto con el texto completo de esta memoria descriptiva y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 ilustra la estructura y el uso de una imagen lenticular multivista.

La FIG. 2 ilustra el proceso de creación de una impresión intercalada a partir de dos imágenes distintas.

La FIG. 3 representa una aplicación de la técnica anterior para una imagen lenticular de doble vista. El niño y el adulto ven imágenes diferentes mientras miran el cartel.

La FIG. 4 representa una imagen lenticular estereoscópica.

La FIG. 5 muestra una matriz de lentes esféricas de la técnica anterior.

La FIG. 6 ilustra el principio de funcionamiento de un proyector de imágenes típico.

La FIG. 7 ilustra la funcionalidad de un dispositivo de visualización multivista.

La FIG. 8 ilustra una implementación ilustrativa de un píxel multivista.

La FIG. 9 ilustra cómo se pueden ensamblar múltiples píxeles multivista como una matriz para formar un dispositivo de visualización multivista.

La FIG. 10 ilustra la necesidad de alineación de haces pequeños en un teatro.

La FIG. 11 ilustra una parte de la superficie de visualización de un dispositivo de visualización multivista.

La FIG. 12 ilustra una parte de la superficie de visualización de un dispositivo de visualización multivista donde los píxeles están dispuestos en círculos concéntricos.

La FIG. 13 muestra un esquema de distribución de butacas de un teatro.

La FIG. 14 ilustra un escenario para la calibración de haces pequeños en un teatro a través de una cámara.

La FIG. 15 es un diagrama de flujo para parte de un proceso de calibración aplicable al escenario de la FIG. 14.

La FIG. 16 ilustra un sistema de localización basado en cámara.

Descripción detallada

La FIG. 7 ilustra la funcionalidad de un dispositivo de visualización multivista. En la figura, tres espectadores 710-1, 710-2 y 710-3 ven simultáneamente el dispositivo de visualización multivista 700. Los tres espectadores están ubicados en tres posiciones distintas desde las que el dispositivo de visualización multivista es visible. Cada uno de los tres espectadores ve una imagen diferente en la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista. Las tres imágenes diferentes vistas por los tres espectadores se representan en la figura como imágenes 720-1, 720-2 y 720-3. En particular, el espectador 710-1 ve una letra "R" roja sobre un fondo blanco, el espectador 710-2 ve una letra "G" verde sobre un fondo blanco, y el espectador 710-3 ve una letra "B" azul sobre un fondo blanco.

Para cada uno de los tres espectadores, la experiencia de ver el dispositivo de visualización es similar a ver un dispositivo de visualización convencional, tal como un televisor estándar, pero cada espectador ve una imagen diferente en la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista. Cada espectador, posiblemente, ni siquiera es consciente de que otros espectadores están viendo imágenes diferentes. En lo sucesivo, el término "espacio de visualización" se utilizará para hacer referencia al rango de posiciones posibles para que los espectadores experimenten la funcionalidad de visualización multivista.

La funcionalidad del dispositivo de visualización multivista 700 se basa en la funcionalidad de los píxeles multivista individuales del dispositivo de visualización multivista. Uno de dichos píxeles multivista se ilustra en la FIG. 700 como píxel multivista 730. La funcionalidad del píxel multivista se entiende mejor en comparación con la funcionalidad de un píxel convencional en un dispositivo de visualización convencional. Un píxel convencional es simplemente una fuente de luz que emite un tipo particular de luz en todas las direcciones de emisión. Por ejemplo, en un televisor convencional, un píxel se implementa típicamente con un material que se ilumina cuando se excita eléctricamente. La luminosidad está típicamente en uno de los tres colores primarios. El material luminoso emite luz de color uniformemente en todas las direcciones.

En un escenario como el representado en la FIG. 7, si el dispositivo de visualización fuera un dispositivo de visualización convencional, la luz emitida por cada píxel convencional llegaría a los ojos de los tres espectadores con el mismo color y, aproximadamente, el mismo brillo. Los tres espectadores verían la misma imagen en la superficie de visualización, tal como un conjunto de píxeles convencionales luminosos.

A diferencia de un píxel convencional, el píxel multivista 730 es capaz de emitir luz diferente en diferentes direcciones. En cada dirección, la luz de un tipo particular se emite como un haz estrecho. En lo sucesivo, un haz estrecho de este tipo se denominará "haz pequeño". La FIG. 7 ilustra tres haces pequeños 740-1,740-2 y 740-3, donde el haz pequeño 740-1 está dirigido a los ojos del espectador 710-1, el haz pequeño 740-2 está dirigido a los ojos del espectador 710­ 2 y el haz pequeño 740-3 está dirigido a los ojos del espectador 710-3.

En el ejemplo ilustrativo de la FIG. 7, para una mayor claridad, los haces pequeños se representan como líneas discontinuas simples con una punta de flecha que indica la dirección de propagación de la luz del haz pequeño; sin embargo, los haces pequeños pueden tener cualquier tamaño y forma. Por ejemplo, y de manera no limitativa, los haces pequeños pueden tener una forma similar al haz de un foco reflector, aunque, por supuesto, mucho más pequeña; pero, en general, el tamaño y la forma óptimos de los haces pequeños dependen de la aplicación, el entorno y la construcción del dispositivo de visualización multivista. Los haces pequeños de dispositivos de visualización multivista de diferentes usos tendrán generalmente diferentes tamaños y formas. Posiblemente, haces pequeños de diferente tamaño y forma pueden incluso encontrarse juntos en el mismo dispositivo de visualización multivista, o incluso en el mismo píxel multivista. Cuando es necesario, en algunas de las figuras que acompañan a esta divulgación se muestra explícitamente el ancho de los haces pequeños; en otras figuras en las que no sea necesario mostrar explícitamente el ancho de los haces pequeños, se utilizan líneas discontinuas.

En el escenario de la FIG. 7, cada haz pequeño es lo suficientemente ancho como para que se pueda esperar que ambos ojos de cada espectador estén dentro del mismo haz pequeño. Por lo tanto, se espera que ambos ojos vean la misma luz. Sin embargo, puede haber dispositivos de visualización multivista en los que los haces pequeños sean lo suficientemente pequeños como para que distintos haces pequeños lleguen a ojos distintos de un espectador.

En el ejemplo ilustrativo de la FIG.7, los tres haces pequeños 740-1,740-2 y 740-3 llevan cada uno luz correspondiente al brillo de la imagen que se supone que debe ver cada espectador. Por ejemplo, como se señaló anteriormente, el espectador 710-2 ve una letra "G" verde sobre un fondo blanco, mientras que el espectador 710-3 ve una letra "B" azul sobre un fondo blanco. De manera correspondiente, hay áreas de la superficie de visualización donde se supone que el espectador 710-2 ve el color blanco, mientras que se supone que el espectador 710-3 ve el color azul. Si el píxel multivista 730 se encuentra en una de estas áreas, el haz pequeño 740-2 transportará luz blanca, mientras que el haz pequeño 740-3 transportará luz azul. Al igual que en los dispositivos de visualización convencionales, los espectadores perciben las imágenes como un conjunto de píxeles de varios colores y brillo. Con un dispositivo de visualización multivista, la capacidad de los píxeles multivista de emitir diferentes haces pequeños en diferentes direcciones hace posible que diferentes espectadores perciban el mismo píxel multivista como si tuviera diferentes colores y diferentes brillos, de modo que cada espectador ve el conjunto de píxeles multivista como una imagen diferente.

La FIG. 8 ilustra una posible implementación ilustrativa del píxel multivista 730. El píxel multivista comprende un patrón de píxeles 810, que es análogo a la imagen intercalada 220 de la FIG. 2. En la FIG. 8, el patrón de píxeles 810 es un rectángulo con 400 píxeles convencionales dispuestos en una matriz de 20x20. Permite que el píxel multivista emita hasta 400 haces pequeños diferentes. Cada haz pequeño se origina como un píxel en el patrón de píxeles 810.

La lente 830 implementa la conversión de un píxel del patrón de píxeles 810 en un haz pequeño. En particular, el píxel 820-2 es el píxel que se convierte en el haz pequeño 740-2. Como ya se ha señalado, se supone que el haz pequeño 740-2 transporta luz blanca. Por consiguiente, el píxel 820-2 es un píxel convencional que comprende un material capaz de iluminarse que emite luz blanca cuando se excita eléctricamente con una excitación eléctrica adecuada. En la implementación ilustrativa de la FIG. 8, el píxel 820-2 se excita eléctricamente y emite luz blanca en todas las direcciones. La lente 830 recoge una fracción considerable de la luz blanca emitida y la colima en el haz pequeño 740­ 2. De manera similar, el píxel 820-3 es el píxel que se convierte en el haz pequeño 740-3, y se supone que transporta luz azul. En consecuencia, el píxel 820-3 es un píxel convencional que comprende un material capaz de iluminarse que emite luz azul. En la implementación ilustrativa de la FIG. 8, el píxel 820-3 está emitiendo luz azul en todas las direcciones. La lente 830 recoge una fracción considerable de la luz azul emitida y la colima en el haz pequeño 740­ 3.

La representación del píxel multivista 730 en la FIG. 8 pretende representar todos los píxeles multivista en el dispositivo de visualización multivista 700, así como píxeles multivista similares en otros dispositivos de visualización multivista. Por consiguiente, esta divulgación hará referencia "al patrón de píxeles 810" o a "la lente 830" de un píxel multivista que no sea el píxel multivista 730 para hacer referencia a la estructura equivalente de ese otro píxel multivista.

La representación del píxel multivista 730 presentado en la FIG. 8 es similar a la ilustración del principio de proyección de imagen presentado en la FIG. 6. De hecho, la funcionalidad de un píxel multivista es similar a la funcionalidad de un proyector de imágenes, con algunas diferencias importantes:

Diferencia 1: Un proyector de imágenes se utiliza típicamente para proyectar una imagen en una pantalla para su visionado. Es deseable que la imagen proyectada sea lo más nítida posible. En consecuencia, la lente de un proyector se ajusta para un mejor enfoque. En un píxel multivista, tal ajuste daría como resultado haces pequeños que son muy pequeños a la distancia focal. Generalmente, esto no es deseable ya que el tamaño óptimo de los haces pequeños depende de la experiencia multivista deseada proporcionada a los espectadores. Por ejemplo, y de manera no limitativa, si se supone que todos los espectadores en un área particular de una sala ven la misma imagen, esto se puede lograr a través de haces pequeños que son tan grandes como ese área de la sala. Además, un proyector enfocado de manera ideal crea puntos no superpuestos en la pantalla. Por el contrario, podría ser deseable que haces pequeños adyacentes se superpongan un poco para evitar huecos en el espacio de visualización.

Diferencia 2: Un proyector de imágenes tiene típicamente píxeles no superpuestos de diferentes colores. Por lo general, cada píxel emite solo uno de los tres colores primarios. En consecuencia, la imagen proyectada consiste en puntos no superpuestos en los que cada punto es de uno de esos colores. La percepción visual de una paleta completa de colores se logra porque, desde una distancia, los puntos individuales no son resueltos por el ojo humano, y los tres colores primarios se mezclan en un color percibido que depende de la intensidad relativa de los colores primarios. Por el contrario, podría ser necesario que un haz pequeño de un píxel multivista fuera capaz de transportar la paleta completa de posibles colores. Por ejemplo, se supone que el haz pequeño 740-2 transporta luz blanca porque el fondo de la imagen 720-2 es blanco. Para permitir que el fondo de la imagen 720-2 sea de cualquier color, el haz pequeño 740-2 debe ser capaz de transportar luz de cualquier color. Por lo tanto, en la implementación ilustrativa de la FIG. 8, el píxel 820-2 debe ser capaz de emitir luz de cualquier color.

En implementaciones alternativas, los haces pequeños pueden tener un tamaño suficiente como para superponerse sustancialmente, de modo que, en cada posición en el espacio de visualización, tres o más haces pequeños son visibles simultáneamente desde el mismo píxel multivista o desde píxeles multivista cercanos. En dichas implementaciones, podría ser aceptable tener haces pequeños monocromáticos (de un solo color), ya que la intensidad relativa de haces pequeños superpuestos se puede ajustar para proporcionar una percepción de color deseada.

Diferencia 3: Un proyector de imágenes debe emitir luz lo suficientemente brillante como para que se forme una imagen visible en la pantalla. De hecho, una persona que camina frente a un proyector y mira hacia el mismo suele encontrar el brillo molesto y desagradable. Por el contrario, un espectador de un dispositivo de visualización multivista está mirando directamente a la luz emitida por los píxeles multivista. La luz debe ser lo suficientemente brillante como para ser visible, pero no tan brillante como para ser desagradable. Como resultado, se puede esperar que los píxeles multivista, si se utilizan como proyectores, sean inadecuadamente débiles. Es probable que la imagen proyectada resultante sea prácticamente difícil de detectar en entornos con iluminación normal.

La FIG. 9 ilustra cómo se pueden ensamblar múltiples píxeles multivista como una matriz para formar un dispositivo de visualización multivista. En un dispositivo de visualización convencional, una matriz regular (generalmente rectangular) de píxeles adyacentes se utiliza típicamente para formar imágenes. En un dispositivo de visualización multivista de acuerdo con el ejemplo ilustrativo de la FIG. 9, los píxeles multivista también están dispuestos en una matriz rectangular, una parte de la cual se muestra en la figura. Los patrones de píxeles 810 de los píxeles multivista se yuxtaponen en una matriz rectangular, y cada lente 830 se coloca delante del patrón de píxeles asociado, de modo que también se disponen en una matriz rectangular.

Un espectador del dispositivo de visualización multivista tal como, por ejemplo, el espectador 720-1, que mira la matriz de lentes, ve un haz pequeño procedente de cada una de las lentes. En otras palabras, cada lente parece un disco que emite la luz del haz pequeño que llega al espectador desde ese píxel multivista. Desde cierta distancia, el conjunto de discos se percibe como una imagen, de la misma manera que el conjunto de píxeles convencionales de un dispositivo de visualización convencional se percibe como una imagen, cuando se ve desde cierta distancia. De forma alternativa, el dispositivo de visualización multivista puede servir para mostrar números o caracteres como patrones de puntos, donde cada disco es un punto.

En la FIG. 9 las lentes 830 se muestran flotando en el espacio; no se muestra la estructura de soporte para las lentes. En la práctica, las lentes pueden estar soportadas, por ejemplo, y de manera no limitativa, por una lámina oscura que, además del soporte mecánico, también proporcionaría un fondo oscuro y bloquearía la luz parásita de los patrones de píxeles 810. Desde una distancia, la luz de los patrones de píxeles 810 solo llegaría a los ojos del espectador a través de los haces pequeños que pasan a través de las lentes. El espectador vería las lentes como discos iluminados en el fondo oscuro de la lámina oscura. En la FIG. 9 no se muestra un soporte mecánico para las lentes con el fin de ilustrar mejor la disposición de los patrones de píxeles 810.

En los dispositivos de visualización electrónicos, los píxeles están dispuestos generalmente en una matriz rectangular. Para preparar una imagen para su visualización, la imagen se "rasteriza" típicamente, lo que significa que la imagen se subdivide en una pluralidad de rectángulos pequeños que coinciden con la geometría de la matriz de píxeles. El color y el brillo promedio de cada pequeño rectángulo determina el color y el brillo de un píxel correspondiente. En los dispositivos de visualización electrónicos modernos, la precisión con la que se posicionan los píxeles en la matriz de píxeles es excelente, de modo que la correspondencia entre rectángulos pequeños y píxeles puede obtenerse computacionalmente, en función de la geometría nominal de la matriz, sin la necesidad de conocer de antemano ningún parámetro adicional específico de la unidad de visualización que se utilizará para mostrar la imagen. Con la mayoría de dispositivos de visualización convencionales, tampoco es necesario saber de antemano cómo y dónde se instalará el dispositivo de visualización.

Con un píxel multivista, tal como el píxel multivista 730, es razonable esperar que el patrón de píxeles 810 se pueda hacer, por ejemplo, y de manera no limitativa, como una matriz rectangular de píxeles convencionales con el mismo grado de precisión que es factible para los dispositivos de visualización convencionales mencionados anteriormente. Podría esperarse que esto dé como resultado un patrón de haces pequeños donde la geometría relativa de los haces pequeños pueda obtenerse con precisión a partir de la geometría del patrón de píxeles 810. Sin embargo, esto podría no ser fácil de lograr. La geometría de los haces pequeños se ve alterada por cualquier imperfección en la lente 830 y, lo más importante, el patrón de haces pequeños, a medida que llegan a ubicaciones en el espacio de visualización, depende significativamente de la geometría del propio espacio de visualización y de la posición y orientación de los píxeles multivista con respecto al espacio de visualización.

Aunque la FIG. 9 representa píxeles multivista distintos como idénticos entre sí y orientados de manera idéntica, en la práctica podría ser deseable que un dispositivo de visualización multivista tuviera píxeles multivista de diferentes tipos. Además, lo más probable es que sea ventajoso que píxeles multivista se orienten de manera diferente en diferentes áreas de la superficie de visualización. Por ejemplo, los píxeles multivista cerca del centro de la superficie de visualización podrían estar orientados de modo que sus haces pequeños se propaguen simétricamente hacia afuera, con respecto al plano de la superficie de visualización, mientras que los píxeles multivista cerca del borde de la superficie de visualización podrían estar orientados de modo que los haces pequeños se propaguen más hacia el centro del dispositivo de visualización. Esto podría hacerse para lograr una cobertura óptima del espacio de visualización. Dicha orientación diferencial podría lograrse cambiando la orientación de píxeles multivista individuales colocados en una superficie plana, o podría lograrse haciendo que la superficie de visualización sea curva. (Dispositivos de visualización convencionales con una superficie de visualización curva son cada vez más comunes.) En otras situaciones, tal como en el caso de dispositivos de visualización multivista personalizados para superficies irregulares y otras aplicaciones similares, las orientaciones de los píxeles multivista pueden estar en configuraciones no demasiado normalizadas que pueden ser difíciles de caracterizar a priori. En todos estos casos, podría ser difícil saber a priori la orientación exacta de cada píxel multivista. Las formas de realización de la presente invención pueden proporcionar de forma ventajosa un proceso de calibración para obtener la orientación de todos los haces pequeños de todos los píxeles multivista.

La FIG. 10 ilustra la situación que se produce, por ejemplo, en un teatro donde se utiliza un dispositivo de visualización multivista para mostrar diferentes imágenes a diferentes butacas. La figura ilustra un píxel multivista 1010, que es parte del dispositivo de visualización multivista. En la imagen no se muestra explícitamente el dispositivo de visualización multivista completo para una mayor claridad. La figura ilustra algunos de los haces pequeños emitidos por el píxel multivista como haces pequeños 1020-1, 1020-2, 1020-3 y 1020-4. La figura también representa algunas de las butacas en el teatro como butacas 1030-1, 1030-2, 1030-3 y 1030-4. En la figura, el haz pequeño 1020-1 es visible desde la butaca 1030-1, el haz pequeño 1020-2 es visible desde la butaca 1030-2, el haz pequeño 1020-3 es visible desde la butaca 1030-3 y el haz pequeño 1020-4 es visible desde la butaca 1030-4.

En principio, si se conoce la posición y orientación exactas del píxel multivista 1010 con respecto a las butacas, es posible utilizar cálculos geométricos para deducir qué píxeles en el patrón de píxeles 810 del píxel multivista 1010 corresponden a los diversos haces pequeños. En la práctica, esto es difícil de lograr, ya que requiere una instalación muy precisa del dispositivo de visualización multivista. Además, cualquier cambio en la posición del dispositivo de visualización multivista después de su instalación, o cualquier cambio en la disposición de las butacas, requeriría un nuevo cálculo. Las formas de realización de la presente invención proporcionan técnicas de calibración que se pueden implementar después de la instalación del dispositivo de visualización multivista para obtener la relación entre haces pequeños y posiciones en el espacio de visualización de manera fácil y precisa.

Las formas de realización de la presente invención se pueden utilizar para generar una tabla de relaciones entre ubicaciones en el espacio de visualización de un dispositivo de visualización multivista y haces pequeños de píxeles multivista del dispositivo de visualización multivista. Comúnmente, los píxeles de visualización se disponen en una matriz rectangular, que proporciona un esquema natural para identificar píxeles individuales. Este procedimiento se ilustra en la FIG. 11 para un dispositivo de visualización multivista 1110.

La FIG. 11 ilustra una parte de la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista 1110. En particular, ilustra la esquina superior izquierda 1120 del dispositivo de visualización multivista, el borde superior 1130 del dispositivo de visualización multivista y el borde izquierdo 1140 del dispositivo de visualización multivista. La figura también ilustra varios píxeles multivista cerca de la esquina superior izquierda del dispositivo de visualización. Cada píxel está representado por una ilustración de su lente 830, que es lo que ve un espectador cuando mira al dispositivo de visualización multivista. Uno de los píxeles multivista está etiquetado explícitamente como el píxel multivista 1150. Está en la quinta fila de píxeles y en la novena columna de píxeles, contando desde la esquina superior izquierda del dispositivo de visualización. En función de su posición, el píxel multivista puede identificarse como píxel multivista (9,5). Debido a que este esquema de identificación se basa en la posición geométrica del píxel multivista, se puede decir que este esquema de identificación se basa en la geometría.

El uso de un esquema de identificación basado en geometría es ventajoso porque la posición relativa de píxeles distintos se puede obtener computacionalmente conociendo sus identificadores. Por ejemplo, el píxel multivista (9,5) es, por supuesto, adyacente al píxel multivista (9,4); pero también, por ejemplo, es fácil mostrar que el píxel multivista (7,4) está exactamente a medio camino entre el píxel multivista (9,5) y el píxel multivista (5,3). Puede llegarse a esta última conclusión, por ejemplo, a través de una aplicación de la técnica matemática conocida como interpolación.

En general, muchas técnicas matemáticas se conocen en la técnica para caracterizar posiciones relativas, orientaciones relativas y otras relaciones geométricas mutuas de objetos cuya posición, orientación, o ambas cosas, se conocen de manera cuantificable. En lo sucesivo, el término "coordenada geométrica" se utilizará para hacer referencia a un identificador cuantificable de posición u orientación que esté relacionado con la posición geométrica, la orientación, o ambas cosas, de un objeto o entidad. En el ejemplo del dispositivo de visualización multivista 1110 en la FIG. 11, los píxeles multivista se identifican a través de sus números de fila y columna que cumplen con la definición de coordenadas geométricas. De hecho, los números de fila y columna son, esencialmente, las coordenadas cartesianas de los píxeles multivista. Es bien conocido en la técnica cómo manipular coordenadas cartesianas para obtener relaciones geométricas entre objetos cuyas coordenadas cartesianas son conocidas.

Además de la técnica matemática conocida como interpolación, se conocen en la técnica otras muchas técnicas matemáticas para obtener relaciones geométricas a partir de coordenadas geométricas. Por ejemplo, y de manera no limitativa, dichas técnicas matemáticas incluyen interpolación lineal; extrapolación lineal; interpolación no lineal; extrapolación no lineal; aproximación mediante la serie de Taylor; cambio lineal de marco de referencia; cambio no lineal de marco de referencia; modelos cuadráticos, esféricos y/o exponenciales; y manipulación trigonométrica, así como otras muchas.

La FIG. 12 ilustra una parte de la superficie de visualización de un dispositivo de visualización multivista 1210 donde los píxeles multivista están dispuestos en círculos concéntricos. La figura ilustra cómo se pueden utilizar las coordenadas geométricas para identificar píxeles multivista en un dispositivo de visualización de este tipo. Los círculos concéntricos sucesivos se pueden numerar con números enteros que comienzan por 0 para el centro del patrón, que se puede considerar como un círculo de radio 0. Cada píxel multivista se puede identificar entonces con el número del círculo donde se encuentra, junto con su posición angular en ese círculo, que se mide, por ejemplo, en grados en el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior 1220 del dispositivo de visualización.

Por ejemplo, en la figura, uno de los píxeles multivista está etiquetado explícitamente como píxel multivista 1250. Se encuentra en el círculo número 5. Su posición angular a lo largo del círculo está a 114° de la parte superior del dispositivo de visualización. Por consiguiente, este píxel multivista puede identificarse como píxel multivista (5,114). Los expertos en la técnica entienden que este procedimiento para identificar posiciones es una forma de coordenadas polares, que son coordenadas geométricas de acuerdo con la definición proporcionada anteriormente. Una forma conveniente de obtener matemáticamente relaciones geométricas entre objetos identificados con coordenadas polares comprende convertir esas coordenadas en coordenadas cartesianas. Dicha conversión es un ejemplo de un cambio no lineal de un marco de referencia.

Aunque los píxeles en la mayoría de dispositivos de visualización se disponen como una matriz geométrica en la que hay una manera natural de identificar píxeles a través de coordenadas geométricas, es posible idear dispositivos de visualización donde dicha identificación podría no ser factible. Por ejemplo, un dispositivo de visualización destinado a representar el cielo nocturno y sus constelaciones podría tener píxeles solo en posiciones donde hay estrellas. Es razonable representar cada estrella mediante un solo píxel. Los proyectores planetarios son ejemplos de dichos dispositivos de visualización. Con un dispositivo de visualización de cielo nocturno de este tipo, es probable que los píxeles se identifiquen con nombres propios como tales Sirio, Canopus, Alfa Centauro, Arcturus, Vega, Capella, etc. Dichas identificaciones son, por supuesto, coordenadas no geométricas.

Es posible idear un dispositivo de visualización de cielo nocturno de este tipo en el que se desea la capacidad multivista. Por ejemplo, podría ser deseable que los espectadores en diferentes partes de una sala vean diferentes constelaciones. A los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención aplicables a dichos dispositivos de visualización multivista en los que los píxeles multivista se identifican por medios distintos a las coordenadas geométricas.

Además, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención para su uso con otros tipos de dispositivos de visualización multivista cuyos píxeles multivista están dispuestos en otros patrones. En dichos otros tipos de dispositivos de visualización multivista, la disposición de píxeles multivista puede ser un patrón geométrico donde los píxeles multivista se pueden identificar mediante una o más coordenadas geométricas, o puede ser algún otro patrón.

Con referencia nuevamente a la FIG. 8, como ya se ha señalado, el patrón de píxeles 810 del píxel multivista 730 es un rectángulo con 400 píxeles dispuestos en una matriz rectangular de 20x20. Por consiguiente, es conveniente identificar un píxel en el patrón de píxeles 810 mediante el número de columna y el número de fila del píxel dentro del patrón de píxeles. Debido a que cada haz pequeño de píxel multivista 730 se origina como un píxel en el patrón de píxeles 810, también es conveniente usar el mismo par de números para identificar el haz pequeño asociado.

Una identificación completa de un haz pequeño particular dentro de todo el dispositivo de visualización multivista debe incluir la identificación del píxel multivista desde el cual se emite el haz pequeño. Por ejemplo, un haz pequeño en el dispositivo de visualización multivista 1110 puede identificarse completamente mediante un conjunto de cuatro números, donde los dos primeros números son los números de fila y columna del píxel multivista, y los dos números siguientes son los números de fila y columna del píxel en el patrón de píxeles 810 del píxel multivista desde el cual se origina el haz pequeño. Por ejemplo, un haz pequeño emitido por el píxel multivista 1150 puede identificarse como (9,5,7,14) si se origina como el píxel en la fila 14 y la columna 7 del patrón de píxeles 810 del píxel multivista 1150.

A los expertos en la técnica les resultará evidente que los cuatro números en el esquema de identificación de haz pequeño de cuatro números establecido en el párrafo anterior son coordenadas geométricas. En muchas implementaciones de dispositivos de visualización multivista, los haces pequeños son similares a haces de luz estrechos, tales como el haz de luz emitido por un láser (aunque es probable que los haces pequeños sean mucho menos brillantes). De este modo, podría ser conveniente caracterizarlos de la manera en que se caracterizaría una línea recta en el espacio tridimensional; es decir, a través de dos coordenadas espaciales y dos coordenadas angulares. Los nombres comunes para dichas coordenadas son interceptaciones verticales y horizontales y elevación y azimut. Otros tipos de coordenadas también son posibles y otros muchos sistemas de coordenadas son bien conocidos en la técnica.

Debido a que los cuatro números en el esquema de identificación de haz pequeño de cuatro números definido anteriormente son todas coordenadas geométricas, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo convertir dichos conjuntos de cuatro números en, por ejemplo, interceptaciones, elevación y acimut, o cualquier otro tipo de coordenadas, mediante técnicas matemáticas, o viceversa. De hecho, cualquiera de los tipos de coordenadas mencionados en los párrafos anteriores puede utilizarse como esquema de identificación alternativo de coordenadas geométricas. Se pueden utilizar técnicas matemáticas bien conocidas en la técnica para convertir un esquema de este tipo en otro esquema de este tipo.

Es posible tener un esquema de identificación donde algunas de las coordenadas son coordenadas geométricas y algunas no lo son. Por ejemplo, y de manera no limitativa, es posible tener un dispositivo de visualización multivista en el que cada píxel multivista emite haces pequeños en dos filas horizontales identificadas como "fila superior" y "fila inferior" sin ninguna relación geométrica conocida o implícita entre las filas. Dicho dispositivo de visualización puede usarse, por ejemplo, para mostrar diferentes imágenes a adultos y niños, como se ilustra en la FIG. 3. Sin embargo, cada fila de haces pequeños puede comprender una secuencia horizontal de haces pequeños donde los haces pequeños están espaciados regularmente con el propósito de mostrar diferentes imágenes a espectadores que, por ejemplo, pasan por el dispositivo de visualización multivista, de modo que los espectadores ven imágenes que cambian a medida que pasan por el dispositivo de visualización.

En un dispositivo de visualización de este tipo, una de las coordenadas que identifican los haces pequeños puede tomar uno de los dos valores posibles "superior" o "inferior", mientras que otra coordenada puede ser un número que identifica el haz pequeño en la secuencia horizontal de haces pequeños. Claramente, la primera coordenada no es una coordenada geométrica, pero la segunda coordenada es una coordenada geométrica. Será posible utilizar la segunda coordenada para obtener algunas relaciones entre píxeles a través de técnicas matemáticas, pero es probable que haya algunas relaciones que dependan de la primera coordenada para la que no es posible una deducción matemática.

También existe la necesidad de un esquema de identificación para ubicaciones en el espacio de visualización de un dispositivo de visualización multivista. Esto se debe a que, cuando el operador del dispositivo de visualización multivista desea especificar ubicaciones donde se pueden ver diferentes imágenes, es necesario tener un esquema para que el operador identifique esas ubicaciones. La distinción entre coordenadas geométricas y coordenadas no geométricas se ha analizado en los párrafos anteriores para píxeles multivista y haces pequeños. Esta distinción también se aplica al espacio de visualización. Por ejemplo, con un dispositivo de visualización multivista utilizado en una librería, las ubicaciones de visualización pueden identificarse con nombres tales como Ficción, Ciencia Ficción, Viajes, Humor, Cocina, etc. Claramente, dichos identificadores son coordenadas no geométricas. Sin embargo, en otras situaciones, podría ser conveniente especificar ubicaciones con coordenadas espaciales bidimensionales o tridimensionales que son, por supuesto, coordenadas intrínsecamente geométricas. En algunos casos, puede haber una elección natural de coordenadas geométricas. Uno de estos casos se ilustra en la siguiente figura.

La FIG. 13 muestra un esquema de distribución butacas de un teatro. Las butacas se subdividen en cinco secciones y, dentro de cada sección, las butacas individuales se identifican mediante una letra que especifica la fila, y mediante un número de butaca en esa fila. Por consiguiente, un identificador de butaca puede ser una tríada como (3,G,8), donde el primer elemento de la tríada es el número de sección, el segundo elemento es la letra de la fila y el tercer elemento es el número de butaca. Por ejemplo, la butaca identificada por la tríada (3,G,8) está etiquetado en la FIG.

13 como butaca 1130.

En el esquema de identificación presentado en el párrafo anterior, los tres elementos de la tríada son tres coordenadas. Algunas de las tres coordenadas podrían ser coordenadas geométricas, otras podrían no serlo. En particular, si no existe o no se conoce ninguna relación geométrica específica entre las cinco secciones, la primera coordenada, que denota la sección, debe considerarse una coordenada no geométrica. Sin embargo, dentro de cada sección hay un patrón geométrico bien definido de butacas. La mayoría de las butacas están dispuestas como una matriz geométrica con parámetros geométricos bien definidos.

En lo que respecta a las butacas que forman parte del patrón geométrico dentro de una sección particular, la segunda y tercera coordenadas son coordenadas geométricas. Aunque la segunda coordenada es una letra, es una coordenada geométrica porque la letra es simplemente un indicador de un número de fila. Es común usar letras para números de fila en teatros para evitar confusiones a los espectadores, pero cada letra secuencial simplemente reemplaza el número correspondiente en la secuencia de letras y, de este modo, puede considerarse una coordenada geométrica, si el patrón de la matriz de butacas está bien definido.

Es bien conocido el hecho de que letras alfabéticas en identificadores de butacas puedan considerarse coordenadas geométricas. Por ejemplo, los espectadores que son miembros de un grupo y quieren sentarse uno cerca del otro en un teatro pueden solicitar butacas que tengan identificadores de letra adyacentes y números de butaca que estén cerca entre sí. Tales peticiones son realizadas a menudo por los espectadores porque saben que esas butacas estarán cerca unas de otras.

Las coordenadas geométricas son ventajosas porque permiten el uso de técnicas matemáticas a través de las cuales se pueden ampliar las relaciones conocidas y lograr estimaciones de relaciones no conocidas. Por ejemplo, en relación con el teatro de la FIG. 13, se podría saber que el haz pequeño identificado como (9,5,7,14) es visible en la butaca identificado como (3,G,8). Como ya se indicó, ese haz pequeño se origina desde el píxel multivista 1150, que se identifica mediante el par de coordenadas (9,5).

El píxel multivista identificado mediante el par de coordenadas (8,5) es, por supuesto, adyacente al píxel multivista 1150. Si no se sabe qué haces pequeños del píxel multivista (8,5) son visibles en la butaca (3,G,8), una suposición formada es, sin embargo, posible. Lo más probable es que el píxel multivista (8,5) sea lo suficientemente similar a su píxel multivista vecino (9,5), de modo que el haz pequeño equivalente del píxel (8,5) también puede ser visible en la butaca (3,G,8). En otras palabras, es probable que el haz pequeño visible en la butaca (3,G,8) procedente del píxel multivista (8,5) sea el haz pequeño (8,5,7,14) para el cual las dos últimas coordenadas tienen los mismos valores que para el haz pequeño (9,5,7,14).

La capacidad de obtener estimaciones de las relaciones a través de técnicas matemáticas es muy ventajosa para simplificar los procedimientos de calibración. Es particularmente ventajoso si las posiciones y orientaciones de los píxeles multivista entre sí, y con respecto al dispositivo de visualización multivista, se conocen con alta precisión. Dichas posiciones y orientaciones pueden determinarse con precisión cuando se fabrica el dispositivo de visualización multivista. Cuando se instala el dispositivo de visualización multivista, su posición y orientación con respecto al espacio de visualización deseado también se pueden determinar con precisión en muchos casos. Con dicha información disponible, se dispone de técnicas matemáticas que son más avanzadas que las técnicas simples presentadas anteriormente a modo de ejemplo. Por ejemplo, y de manera no limitativa, podría ser posible aprovechar las funciones trigonométricas y las fórmulas relacionadas para lograr estimaciones precisas de las relaciones.

S los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo emplear técnicas matemáticas, tales como las presentadas o nombradas anteriormente a modo de ejemplo, u otras técnicas matemáticas, para estimar relaciones entre píxeles multivista, haces pequeños y ubicaciones en el espacio de visualización, donde dichas relaciones pueden ser relaciones entre cualquier número de entidades seleccionadas del grupo que consiste en píxeles multivista, haces pequeños y ubicaciones en el espacio de visualización.

Aunque las técnicas matemáticas permiten obtener estimaciones de relaciones, cuando se combinan con un conocimiento preciso de las posiciones y orientaciones, dichas estimaciones no son siempre posibles o suficientes para permitir que un dispositivo de visualización multivista funcione como se desee. Por ejemplo, si se instala un dispositivo de visualización multivista en el teatro de la FIG. 13 con gran precisión en una posición y una orientación que se conocen de manera precisa, en relación con cada una de las cinco secciones, si las posiciones y orientaciones de los píxeles multivista se conocen con gran precisión, en relación con el dispositivo de visualización multivista, y si las orientaciones de los haces pequeños también se conocen con gran precisión, en relación con sus píxeles multivista asociados, entonces podría ser posible utilizar solo técnicas matemáticas para deducir con gran precisión qué haces pequeños son visibles en qué ubicaciones en el espacio de visualización.

En la práctica, el nivel de precisión requerido es difícil de alcanzar, si no imposible. Además, cuando las coordenadas geométricas no están disponibles, las técnicas matemáticas no pueden proporcionar una solución completa. Por lo tanto, se espera que la calibración in situ de un dispositivo de visualización multivista sea ventajosa. Las formas de realización de la presente invención proporcionan procesos que mejoran en gran medida la facilidad y eficacia de la calibración in situ de dispositivos de visualización multivista.

La FIG. 14 representa un escenario en el que se utiliza un dispositivo de visualización multivista 700 en un teatro. La figura ilustra parte de un proceso de calibración de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención. El propósito del proceso de calibración es calibrar el dispositivo de visualización multivista. Uno de los objetivos del proceso de calibración es averiguar qué haces pequeños son visibles por un hipotético espectador sentado en la butaca de teatro 1410. Con ese fin, se coloca una cámara portátil 1420 cerca de la butaca de teatro 1420 en la posición esperada en la que estarán los ojos del hipotético espectador. La cámara portátil se orienta hacia el dispositivo de visualización multivista 700.

En el escenario, el haz pequeño 740-2 es visible por el hipotético espectador. En el teatro, el dispositivo de visualización multivista 700 se controla mediante un controlador de dispositivo de visualización multivista 1430, que también se comunica con un procesador 1440 a través de un enlace de comunicación 1460. El procesador 1440 recibe información desde el controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 a través del enlace de comunicación 1460, y también recibe información desde la cámara portátil 1420 a través de un enlace de comunicación 1470. El procesador 1440 es capaz de procesar la información recibida y es capaz de almacenar los resultados del procesamiento en un medio de almacenamiento 1450.

La FIG. 15 es un diagrama de flujo 1500 de parte del proceso de calibración de acuerdo con una forma de realización ilustrativa de la presente invención aplicable al escenario de la FIG. 14.

En la tarea 1510, el procesador 1440 recibe una identificación de la butaca 1410. Por ejemplo, la identificación puede ser proporcionada por un operador humano a través de un teclado conectado al procesador, o a través de un terminal inalámbrico portátil, o por algún otro medio.

En la tarea 1520, la cámara portátil 1420 se coloca cerca de la butaca 1410. Por ejemplo, el operador humano podría sostener la cámara portátil con la mano en una posición cercana a donde estarían los ojos de un espectador, si el espectador estuviera sentado en la butaca 1420. El operador humano orienta la cámara portátil al dispositivo de visualización multivista.

En la tarea 1530, el controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 selecciona un píxel multivista del dispositivo de visualización multivista. Por ejemplo, selecciona el píxel multivista 730. A continuación, el controlador selecciona un haz pequeño del píxel multivista seleccionado. Por ejemplo, selecciona el haz pequeño 740-1.

En la tarea 1540, el controlador comunica, al procesador 1440, la identidad del haz pequeño seleccionado. Por ejemplo, la identidad puede comunicarse a través de una identificación que comprende cuatro coordenadas geométricas que identifican de manera única el haz pequeño. El controlador también hace que el haz pequeño seleccionado parpadee mientras que todos los demás haces pequeños del píxel multivista, así como todos los demás haces pequeños de todos los demás píxeles multivista, se mantengan oscuros.

En la tarea 1550, el procesador recopila, a partir de la cámara portátil, una o más imágenes grabadas por la cámara portátil mientras el haz pequeño parpadea. Si el haz pequeño seleccionado es visible por la cámara portátil, algunas de las imágenes habrán detectado un punto brillante en el lugar donde el píxel multivista 730 es visible en las imágenes; de lo contrario, todas las imágenes mostrarán un píxel multivista oscuro 730. La presencia o ausencia del punto brillante en las imágenes recopiladas cuando el haz pequeño está encendido es el resultado deseado de la tarea 1550.

En la tarea 1560 se prueba el resultado de la tarea 1550. Si no se detectó el haz pequeño parpadeante, significa que el haz pequeño no es visible desde la butaca de teatro 1410. No se necesita ninguna otra acción con respecto a este haz pequeño. Sin embargo, si se detectó el haz pequeño parpadeante, el procesador realiza la tarea 1570, donde el hecho de que el haz pequeño seleccionado sea visible desde la butaca de teatro 1410 se registra en el medio de almacenamiento 1450. Por ejemplo, y de manera no limitativa, el medio de almacenamiento 1450 puede ser una unidad de disco, una unidad flash, un módulo flash, una RAM, una cinta, un almacenamiento óptico o cualquier otro medio de almacenamiento capaz de almacenar dicha información. En el ejemplo realizado anteriormente se seleccionó el haz pequeño 740-1, y la FIG. 14 muestra que este haz pequeño no es visible en la butaca de teatro 1410. Por lo tanto, no se detecta parpadeo y la tarea 1570 se omite.

En la tarea 1580 se realiza una prueba para determinar si quedan haces pequeños que aún no se hayan seleccionado para parpadear. Puede haber haces pequeños restantes en el píxel multivista 730, o puede haber haces pequeños restantes en otros píxeles multivista. Si no quedan haces pequeños, el proceso termina. De lo contrario, se selecciona uno de los haces pequeños restantes. Por ejemplo, el haz pequeño 740-2 sigue parpadeando y se selecciona a continuación después del haz pequeño 740-1.

Si se selecciona un haz pequeño entre los haces pequeños restantes, el flujo procede a realizar, nuevamente, la tarea 1540. En este ejemplo, con el haz pequeño 740-2 seleccionado, cuando la tarea 1550 se realiza de nuevo, el píxel multivista 730 se detecta como un punto brillante parpadeante en las imágenes grabadas por la cámara portátil. Por lo tanto, la tarea 1570 se ejecuta y el hecho de que el haz pequeño 740-2 sea visible desde la butaca de teatro 1410 se registra en el medio de almacenamiento.

Cuando el diagrama de flujo 1500 llega al final, todos los haces pequeños en todos los píxeles multivista del dispositivo de visualización multivista 700 se habrán examinado al encenderse y apagarse. El medio de almacenamiento 1450 contendrá entonces una lista completa de todos los haces pequeños visibles desde la butaca de teatro 1420. La secuencia de tareas puede entonces repetirse para otra butaca de teatro, hasta que se visiten todas las butacas del teatro. En ese momento, el medio de almacenamiento 1450 tendrá un conjunto completo de listas de todos los haces pequeños visibles desde cada butaca del teatro. A partir de entonces, el teatro puede utilizar el dispositivo de visualización multivista para mostrar diferentes imágenes a diferentes espectadores sentados en diferentes butacas. Para ello, para cada butaca, se consulta la lista correspondiente en el medio de almacenamiento 1450 y los haces pequeños en esa lista se configuran para mostrar los píxeles de la imagen asociada. Esto también se describe con más detalle a continuación.

Es posible que algunos haces pequeños aparezcan en múltiples listas para diferentes butacas. Generalmente, cuando eso sucede, es porque la posición de la cabeza de un posible espectador está en la trayectoria del haz pequeño, tal como lo ve otro posible espectador. En tal situación, es ventajoso que el teatro tenga un medio para detectar qué butacas están ocupadas y qué butacas están desocupadas. Por ejemplo, si una butaca está ocupada pero la butaca delantera está desocupada, podría haber haces pequeños visibles desde la butaca ocupada cuya trayectoria, de otro modo, hubiera sido bloqueada por la cabeza de un ocupante de la butaca desocupada. En tal situación, si el controlador de dispositivo de visualización multivista sabe qué butacas están desocupados, simplemente puede ignorar las listas de haces pequeños para las butacas desocupadas.

La funcionalidad del controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 se ha descrito, hasta ahora, principalmente en el contexto de calibrar el dispositivo de visualización multivista. Después de la calibración, como parte del funcionamiento normal, el controlador gestiona la implementación de la funcionalidad multivista. Por ejemplo, y de manera no limitativa, un dispositivo de visualización multivista podría usarse en un teatro con el propósito de mostrar subtítulos, y diferentes espectadores podrían querer ver subtítulos en diferentes idiomas. En este ejemplo, la visualización multivista puede comprender una pluralidad de píxeles multivista en las formas de segmentos dispuestos para mostrar caracteres alfanuméricos. Dichos dispositivos de visualización se conocen en la técnica como dispositivos de visualización de segmentos.

De acuerdo con el ejemplo actual, si el espectador en la butaca H11 ha elegido ver subtítulos en francés, el controlador de dispositivo de visualización multivista podría recibir una cadena de texto en francés y un comando para mostrar esa cadena de texto para la butaca H11. Para ello, el controlador consultaría entonces el medio de almacenamiento 1450 para obtener la lista de haces pequeños que son visibles desde la butaca H11. La consulta puede realizarse a través del procesador 1440 como intermediario, o directamente a través de un enlace de comunicación directo.

La lista deseada de haces pequeños podría estar disponible, o no, en el medio de almacenamiento 1450. De lo contrario, el controlador puede aprovechar el hecho de que la identificación de la butaca H11 es una forma de coordenadas geométricas y puede consultar el medio de almacenamiento 1450 para obtener listas de haces pequeños que son visibles desde una o más butacas en las proximidades de la butaca H11. El controlador puede entonces utilizar técnicas matemáticas para obtener la lista deseada para la butaca H11 a partir de las listas disponibles para las butacas vecinas. El controlador también puede utilizar técnicas matemáticas para obtener información de visibilidad para los haces pequeños no incluidos en las listas disponibles. Finalmente, el controlador obtiene una lista completa de todos los haces pequeños de todos los píxeles multivista que son visibles desde la butaca H11.

Con dicha lista disponible, el controlador podría entonces decidir obtener información acerca de la ocupación de una o más butacas que están delante de la butaca H11. Por ejemplo, en el esquema de distribución de butacas 1300, dichas butacas podrían incluir las butacas G10 y G11. Si una o ambas de esas butacas están ocupadas, el controlador puede, nuevamente, aprovechar las coordenadas geométricas y puede calcular una lista de haces que, aunque visibles desde la butaca H11, es probable que su visión quede bloqueada por la presencia de los ocupantes de las butacas G10 y G11. Es probable que esos ocupantes puedan ver dichos haces pequeños. Si esos ocupantes también han optado por ver subtítulos en francés, no se necesita ninguna acción en particular; pero si esos ocupantes han optado por ver subtítulos en un idioma diferente, el controlador debe decidir si esos haces pequeños que probablemente serán bloqueados deben usarse para mostrar subtítulos para el espectador en H11, o para los espectadores en G10 y G11. Una vez más, la geometría y las técnicas matemáticas se pueden utilizar, junto con los modelos de bloqueo de haces pequeños por parte de los ocupantes de una butaca, para lograr una asignación óptima de haces pequeños a los espectadores.

Finalmente, el controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 genera una lista de haces pequeños que son visibles por el espectador en H11 y no son bloqueados por otros espectadores u otros obstáculos. A continuación, el controlador convierte el texto en francés a mostrar en un patrón de segmentos para se activarán o desactivarán, de manera bien conocida. Cada segmento a activar o desactivar corresponde a un píxel multivista en forma de segmento en el dispositivo de visualización multivista. Para cada uno de dichos píxeles multivista, si hay un haz pequeño que se origina a partir de ese píxel multivista que aparece en la lista de haces pequeños no bloqueados visibles para la butaca H11, el controlador ordena al dispositivo de visualización multivista que encienda o apague el haz pequeño, según lo establecido por el patrón de segmentos a mostrar.

El resultado de las operaciones anteriores es que el espectador en la butaca H11 ve un patrón de segmentos brillantes u oscuros en la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista, y ese patrón forma el subtítulo en francés deseado 11 y no es bloqueado por otros espectadores.

Con referencia nuevamente a la FIG. 14, para los expertos en la técnica será evidente, después de leer esta divulgación, que la funcionalidad de la cámara portátil 1420 también se puede realizar mediante otros tipos de detector de luz, además de una cámara, siempre que el detector de luz tenga sensibilidad suficiente para detectar el parpadeo del píxel multivista 730 cuando el haz pequeño 740-2 se enciende y se apaga.

El proceso de calibración ilustrativo descrito en los párrafos anteriores es eficaz para generar las listas deseadas de haces pequeños para su almacenamiento en el medio de almacenamiento 1450; sin embargo, son posibles otras formas de realización de la presente invención en las que el proceso de calibración es más rápido. En particular, cuando la cámara portátil 1420 está orientada al dispositivo de visualización multivista 700, la cámara portátil puede grabar una imagen de más de solo un píxel multivista 730. Generalmente, la imagen también registra otros píxeles multivista. Es probable que se puedan formar imágenes de todo el dispositivo de visualización multivista. Si los haces pequeños de otros píxeles multivista, además del píxel multivista 730, parpadean simultáneamente con haces pequeños del píxel multivista 730, la cámara portátil podría resolverlos individualmente, siempre que la cámara portátil tenga suficiente resolución.

En dichas otras formas de realización, el controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 puede comunicar, al procesador, una lista de todos los haces pequeños que parpadean simultáneamente en diferentes píxeles multivista. El procesador puede entonces emplear técnicas de procesamiento de imágenes bien conocidas para identificar, en las imágenes grabadas por la cámara portátil, cuáles de los píxeles multivista están parpadeando. En relación con esos píxeles multivista, el procesador puede registrar, en el medio de almacenamiento, el hecho de que los haces pequeños que parpadean son visibles en la butaca 1410.

Si las coordenadas geométricas están disponibles para la identificación de haces pequeños y/o píxeles multivista, el procesador podría ser capaz de generar estimaciones de haces pequeños visibles desde la butaca 1410 incluso para algunos píxeles multivista cuyos haces pequeños no han parpadeado. Dependiendo de la precisión con la que se conocen las posiciones y orientaciones relativas de los haces pequeños y píxeles multivista, esas estimaciones pueden ser lo suficientemente precisas para almacenarse en el medio de almacenamiento 1450 sin procesamiento adicional. De lo contrario, las estimaciones se pueden utilizar para mejorar la velocidad del diagrama de flujo 1500 restringiendo el intervalo de haces pequeños que se seleccionan solo a haces pequeños que se estima que son visibles desde las butacas del teatro que se están caracterizando.

Aunque la FIG. 14 representa solo una cámara portátil 1410, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que se utilizan múltiples cámaras portátiles simultáneamente para caracterizar múltiples butacas de teatro simultáneamente. En dichas formas de realización, el procesador puede recibir información desde todas las cámaras portátiles a través de múltiples enlaces de comunicación equivalentes al enlace de comunicación 1470.

Aunque el procesador 1440 se ilustra en la FIG. 14 como un solo procesador, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que la funcionalidad del procesador 1440 se implementa de manera diferente; por ejemplo, y de manera no limitativa, el procesador puede implementarse a través de múltiples procesadores, o a través de uno o más procesadores virtuales, o a través de un procesamiento en la nube, o a través de otras técnicas de procesamiento adecuadas conocidas en la técnica, por nombrar solo algunas posibilidades.

La FIG. 14 ilustra el enlace de comunicación 1460 para comunicar al procesador la identidad de los haces pequeños que están parpadeando. El enlace de comunicación se representa como un enlace de comunicación separado e independiente. Sin embargo, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que el enlace de comunicación se implementa de otras maneras. Por ejemplo, y de manera no limitativa, el enlace de comunicación puede implementarse mediante el patrón de parpadeo del haz pequeño seleccionado. En dichas formas de realización, en la tarea 1540, la identidad del segundo haz pequeño puede comunicarse al procesador 1440, por ejemplo, y de manera no limitativa, haciendo que el haz pequeño seleccionado parpadee en un patrón que es exclusivo del haz pequeño seleccionado.

Cuando el procesador detecta parpadeo en las imágenes grabadas por la cámara portátil, puede examinar el patrón de parpadeos y descodificarlo para obtener cualquier información contenida en el mismo a través de técnicas bien conocidas en la técnica. Por ejemplo, el patrón de parpadeos puede ser una secuencia digital sin retorno a cero (NRZ) de bits modulados por desplazamiento de amplitud (ASK). El controlador de dispositivo de visualización multivista puede controlar el patrón de parpadeos y codificar en el mismo cualquier información que deba comunicarse al procesador, lo que incluye, por ejemplo, una identificación del haz pequeño.

La capacidad de comunicar la identificación de haz pequeño y otra información a través de patrones de parpadeos de haz pequeño es ventajosa en muchas formas de realización de la presente invención. En algunas de dichas formas de realización, es posible hacer que múltiples haces pequeños del mismo píxel multivista parpadeen simultáneamente. Cada haz pequeño puede parpadear con un patrón único, diferente de los otros haces pequeños. Solo los haces pequeños visibles por la cámara portátil son detectados por la cámara portátil, y los patrones de parpadeos permiten la identificación de los haces pequeños que se están detectando. Se conocen patrones de parpadeos en la técnica que son adecuados para dicha identificación; por ejemplo, y de manera no limitativa, se pueden utilizar los llamados patrones de código Gray. Algunos de dichos patrones se presentan en la patente estadounidense n.° 7.001.023. Otros patrones conocidos en la técnica también pueden ser adecuados, tales como, por ejemplo, secuencias de longitud máxima y otras secuencias de registros de desplazamiento. Algunos tipos de patrones permiten identificar haces pequeños incluso en situaciones en las que más de un haz pequeño de un píxel multivista particular es visible por la cámara portátil.

En el diagrama de flujo 1500, en la tarea 1510, el procesador 1140 recibe una identificación de la butaca 1410. El diagrama de flujo no especifica de dónde proviene la identificación ni cómo se genera. Como se mencionó anteriormente, la identificación podría ser proporcionada por un operador humano. En términos más generales, las formas de realización de la presente invención también son posibles para su uso en entornos que no sean un teatro. En dichos entornos, en la tarea equivalente a la tarea 1510, un procesador recibe una identificación de una ubicación de visualización en el espacio de visualización de un dispositivo de visualización multivista. Una vez más, la identificación podría ser proporcionada por un operador humano; sin embargo, existen otras posibilidades. Por ejemplo, y de manera no limitativa, la cámara portátil puede estar equipada con una capacidad de localización para estimar su propia ubicación. Es habitual que los denominados teléfonos inteligentes incorporen una cámara y una capacidad de localización. Cuando una imagen se toma a través de la cámara de un teléfono inteligente, la ubicación de donde se toma la imagen se incluye habitualmente en el archivo de datos que almacena la imagen. En la tarea 1550, cuando el procesador recopila imágenes de la cámara portátil, esas imágenes pueden comprender información acerca de dónde estaba la cámara portátil en el momento en que la cámara portátil grabó la imagen.

Si la cámara portátil está equipada con una capacidad de localización, dicha capacidad debe ser suficientemente precisa para los objetivos del dispositivo de visualización multivista. Por ejemplo, en el escenario de la FIG. 14, la capacidad de localización podría necesitar ser lo suficientemente precisa como para discernir si la cámara portátil está ubicada en el centro de una butaca, en lugar de entre dos butacas. Se conocen muchas técnicas de localización en la técnica para lograr la precisión deseada. Por ejemplo, y de manera no limitativa, se puede utilizar un sistema basado en ultrasonidos, donde dispositivos ultrasónicos se colocan en puntos de referencia en el teatro, de modo que la cámara portátil pueda estimar su propia posición con respecto a los puntos de referencia basándose en señales ultrasónicas. En una situación de este tipo, es necesario convertir la ubicación determinada mediante la capacidad de localización en una identificación de butaca de teatro. Generalmente, la estimación de ubicación proporcionada por la capacidad de localización se basa en coordenadas geométricas. Como ya se ha señalado, los números de butaca de teatro también son una forma de coordenadas geométricas, y es bien conocido en la técnica cómo utilizar técnicas matemáticas para convertir un tipo de coordenadas geométricas en otro tipo.

La FIG. 16 ilustra un sistema de localización 1600 para localizar una cámara portátil 1620 en el teatro. El sistema se basa en tres cámaras fijas 1610-1, 1610-2 y 1610-3 que se encuentran en ubicaciones fijas dentro del teatro. Las ubicaciones se eligen de modo que el espacio de visualización deseado del dispositivo de visualización multivista 700 sea visible por un número suficiente de cámaras fijas y con suficiente claridad para que la posición de la cámara portátil 1620 pueda reconstruirse con precisión mediante procesamiento de imágenes. Las tres cámaras fijas graban imágenes del espacio de visualización y transmiten las imágenes a un procesador de imágenes 1630 a través de enlaces de comunicación 1640-1, 1640-2 y 1640-3, respectivamente. El procesador de imágenes procesa las imágenes para generar una estimación de la ubicación de la cámara portátil 1620; la estimación de ubicación se comunica al procesador 1440 a través de un enlace de comunicación 1650.

En el sistema de localización de la FIG. 16, la cámara portátil 1620 está equipada con una luz parpadeante 1660. La luz parpadeante facilita que el procesador de imágenes localice la cámara portátil 1620 en las imágenes grabadas por las tres cámaras fijas. Además, la luz parpadeante también puede proporcionar un enlace de comunicación entre la cámara portátil 1620 y el procesador de imágenes. Por ejemplo, y de manera no limitativa, la luz parpadeante puede parpadear en un patrón de parpadeos que comunica información acerca de su identidad, su estado, su actividad actual o cualquier otra información que pueda ser útil para su comunicación; la cámara portátil 1620 puede indicar, por ejemplo, cuándo está lista para comenzar a grabar imágenes en una ubicación particular; dicha información puede ser descodificada por el procesador de imágenes. El procesador de imágenes también podría retransmitir dicha información al procesador 1440 o al controlador de dispositivo de visualización multivista 1430 que, entonces, podría iniciar el parpadeo de haces pequeños.

Aunque la FIG. 16 muestra múltiples cámaras fijas para lograr la funcionalidad de localización, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que se utiliza un número mayor o menor de cámaras fijas. En particular, las dos cámaras fijas 1610-1 y 1610-2 se ilustran en la FIG. 16 montadas cerca del dispositivo de visualización multivista 700. Esas dos cámaras fijas pueden fijarse al dispositivo de visualización multivista cuando se fabrica, y la relación geométrica entre la posición y orientación de las dos cámaras fijas, con respecto al dispositivo de visualización multivista, puede caracterizarse en fábrica, antes del envío del dispositivo de visualización multivista. Posteriormente, después de que el dispositivo de visualización multivista se instale en el teatro, las dos cámaras se pueden utilizar para identificar ubicaciones en el espacio de visualización, en relación con el dispositivo de visualización multivista, sin la necesidad de una calibración in situ de las dos cámaras fijas. Se pueden usar cámaras fijas adicionales, tal como la cámara fija 1610-3, si es necesario, para mejorar la precisión de localización.

Las dos cámaras fijas 1610-1 y 1610-2 pueden ser suficientes para una localización precisa ya que las dos imágenes se pueden combinar, de manera conocida, a través de la técnica conocida como fotografía estéreo. Dicha técnica puede ser empleada por el procesador de imágenes para obtener información de profundidad; es decir, para calcular la posición de la cámara portátil 1620 en tres dimensiones, que incluyen la dimensión de distancia desde el dispositivo de visualización multivista a la cámara. Dicha dimensión de distancia se denomina comúnmente "profundidad". Los sistemas de cámaras que comprenden múltiples cámaras para implementar la fotografía estéreo a menudo se denominan cámaras estereoscópicas, y las múltiples cámaras pueden ser cámaras individuales independientes, como se ilustra en la FIG. 16, o pueden ser cámaras alojadas juntas en una sola unidad.

Otras técnicas basadas en cámaras, además de la fotografía estéreo, son conocidas en la técnica por la medición de profundidad. A los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que se utilizan otros tipos de cámaras sensibles a la profundidad, u otros dispositivos o sistemas de captura de imágenes, u otros sistemas de localización. Por ejemplo, y de manera no limitativa, se pueden usar cámaras de tiempo de vuelo, escáneres de luz estructurada, sistemas de posicionamiento global, sistemas de posicionamiento en espacios cerrados y/o altímetros, por nombrar solo algunos.

En la FIG. 16, el sistema de localización comprende múltiples cámaras fijas. Sin embargo, también son posibles formas de realización de la presente invención en las que se utiliza una única cámara fija no sensible a la profundidad para la determinación de la ubicación. En situaciones en las que el entorno proporciona otras pistas para la identificación de la ubicación, una sola cámara fija no sensible a la profundidad podría ser suficiente. Por ejemplo, en un teatro, se espera que las imágenes grabadas por una cámara fija ubicada cerca del dispositivo de visualización multivista y orientada hacia las butacas muestren claramente las propias butacas. El procesador de imágenes podría entonces ser capaz de identificar, a partir de dichas imágenes, la butaca donde está colocada la cámara portátil 1620, sin requerir información de profundidad. Existen muchas otras situaciones similares en las que una imagen bidimensional simple podría ser suficiente para identificar la posición de la cámara portátil 1620 mediante el uso de otra información disponible. Por ejemplo, y de manera no limitativa, si el procesador de imágenes conoce las dimensiones físicas concretas de la cámara portátil 1620, el tamaño aparente de la cámara portátil 1620 en imágenes grabadas proporciona una pista de su distancia a la cámara fija.

El sistema de localización 1600 ilustrado en la FIG. 16 es capaz de realizar una localización tridimensional: a través del uso de múltiples cámaras fijas, puede estimar un conjunto completo de tres coordenadas geométricas para la posición de la cámara portátil 1620. Sin embargo, un sistema de localización más limitado que solo es capaz de realizar una localización bidimensional también puede ser eficaz en muchas formas de realización de la presente invención. Por ejemplo, y de manera no limitativa, si solo la única cámara fija 1610-1 está disponible en el teatro representado en la FIG. 16, la vista desde esa cámara aún podría ser lo suficientemente amplia como para cubrir todas las butacas del teatro. Cuando la cámara portátil 1620 está colocada cerca de una butaca particular, la imagen grabada por la cámara fija 1610-1 sigue siendo suficiente para identificar la butaca donde se ha colocado la cámara portátil, y esa identificación de butaca se puede comunicar al procesador 1440 para completar la tarea de calibración como en el caso en el que la localización tridimensional estaba disponible.

La razón por la cual la localización bidimensional es suficiente, en el ejemplo del párrafo anterior, es que el espacio de visualización de interés es intrínsecamente bidimensional. Por esta razón, la imagen bidimensional grabada por una cámara convencional colocada correctamente puede ser suficiente para discriminar entre ubicaciones en el espacio de visualización y puede proporcionar una identificación adecuada de las ubicaciones de interés.

El razonamiento puede extenderse adicionalmente a situaciones en las que el espacio de visualización es unidimensional. Por ejemplo, y de manera no limitativa, un dispositivo de visualización multivista destinado a espectadores que recorren un pasillo largo puede configurarse para mostrar diferentes imágenes a diferentes ubicaciones a lo largo del pasillo. Un sistema de localización para un dispositivo de visualización multivista de este tipo podría implementarse con un denominado dispositivo de medición rodante que simplemente mide la distancia unidimensional desde el comienzo del pasillo.

Aunque las cámaras fijas y portátiles de las FIG. 14 y 16 se representan como cámaras convencionales, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, que hay una variedad de dispositivos alternativos de captura de imágenes que podrían realizar las funciones de esas cámaras como se describe en el presente documento. Por ejemplo, y de manera no limitativa, las cámaras portátiles 1420 y 1620 podrían ser los denominados teléfonos inteligentes o tabletas con una cámara incorporada. Dichos dispositivos pueden ser convenientes porque, además de la cámara, también proporcionan otras funcionalidades ventajosas tales como procesamiento de datos, comunicaciones inalámbricas, interfaces con las personas, una fuente de luz y un dispositivo de visualización iluminado, por nombrar solo algunas. Por ejemplo, la luz parpadeante 1660 puede implementarse a través de la fuente de luz proporcionada en muchos de dichos dispositivos para fotografía con flash; y el dispositivo de visualización iluminado puede usarse para mostrar un patrón que puede detectarse en las imágenes grabadas por las cámaras fijas. Dicho patrón detectado podría utilizarse como una ayuda para la estimación de profundidad, y tanto el patrón como la luz parpadeante podrían utilizarse para comunicar información al procesador de imágenes. El procesador de imágenes podría retransmitir dicha información a cualquier destino apropiado.

Aunque la FIG. 16 representa una cámara portátil 1620 que tiene una luz parpadeante, son posibles formas de realización alternativas de la presente invención en las que la cámara portátil 1620 no tiene una luz parpadeante. Por ejemplo, y de manera no limitativa, si el entorno está bien iluminado y la cámara portátil 1620 es fácilmente identificable en imágenes grabadas por las cámaras fijas, es posible que no se necesite la luz parpadeante.

También son posibles otras formas de realización alternativas en las que se utiliza la propia la luz parpadeante, en lugar de la cámara portátil 1620, sin una cámara portátil combinada con la misma. En particular, por ejemplo, y de manera no limitativa, se indicó anteriormente que las dos cámaras fijas 1610-1 y 1610-2 pueden fijarse al dispositivo de visualización multivista cuando se fabrica, y la relación geométrica entre la posición y orientación de las dos cámaras fijas, con respecto al dispositivo de visualización multivista, puede caracterizarse en fábrica, antes del envío del dispositivo de visualización multivista. Además, en la fábrica, la geometría de los píxeles multivista y los haces pequeños, con respecto a las dos cámaras fijas, se podría caracterizar antes de que se envíe el dispositivo de visualización multivista. Dicha caracterización podría acompañar al dispositivo de visualización multivista como parte de su envío como, por ejemplo, un documento impreso o, mejor aún, como un medio legible por ordenador. En tal situación, el par de cámaras fijas puede usarse en el teatro para estimar la posición de la luz parpadeante, con respecto al dispositivo de visualización multivista, mediante fotografía estéreo. Posteriormente, se puede extraer una lista de haces pequeños visibles desde la posición de la luz parpadeante a partir de la caracterización que acompaña al dispositivo de visualización multivista.

Aunque la cámara portátil 1420 está caracterizada por el adjetivo "portátil", a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que una o más cámaras portátiles 1420 podrían fijarse permanentemente en algunas ubicaciones donde se desea realizar una calibración repetidamente.

Las FIG. 14 y 16 ilustran varios enlaces de comunicación, y los párrafos anteriores presentan varias implementaciones a modo de ejemplo de dichos enlaces de comunicación. Sin embargo, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que dichos enlaces de comunicación, así como otros enlaces de comunicación no presentados explícitamente en esta divulgación, se implementan de otras maneras. Por ejemplo, y de manera no limitativa, un enlace de comunicación se puede implementar mediante técnicas inalámbricas o alámbricas, usando ondas de radio, señales acústicas, ultrasonidos, señales de luz, fibras ópticas, cables coaxiales, pares de cables, cableado LAN, etc., por nombrar solo algunas. Además, un enlace de comunicación puede implementarse como una conexión directa o como una conexión indirecta en la que una entidad intermedia retransmite la información. Posiblemente, la entidad intermedia podría modificar la información retransmitida, si procede. Un enlace de comunicación también puede ser tan simple como una conexión eléctrica u óptica entre subsistemas dentro de una sola unidad, o incluso dentro de un solo circuito integrado. Un enlace de comunicación también puede implementarse a través de almacenamiento de información; por ejemplo, y de manera no limitativa, una tarea puede comunicar información a otra tarea almacenando la información en un medio de almacenamiento para su posterior recuperación por la otra tarea.

Se indicó anteriormente que algunas formas de realización de la presente invención podrían utilizar un detector de luz distinto de una cámara para realizar la funcionalidad de una o ambas cámaras portátiles 1420 y 1620. Dicho detector de luz podría implementarse como un detector de luz propiamente dicho, es decir, un dispositivo que genera una señal que responde a la luz incidente, o también como un elemento reflectante acoplado a otro detector de luz. Por ejemplo, el elemento reflectante puede ser un espejo, o una disposición de espejos, o un denominado retrorreflector, o algún otro elemento reflectante.

Un retrorreflector es un dispositivo o superficie que refleja luz de vuelta a su fuente con baja dispersión y una cantidad de divergencia que depende de la manera en que se haya fabricado el retrorreflector. Por ejemplo, y de manera no limitativa, en la FIG. 16, se puede utilizar un retrorreflector en lugar de la cámara portátil 1620. La luz de los haces pequeños que inciden en el retrorreflector se reflejaría de vuelta hacia el dispositivo de visualización multivista 700 y, con una cantidad adecuada de divergencia, la luz reflejada podría ser recibida por una o ambas cámaras fijas 1610-1 y 1610-2.

Una implementación de este tipo de un detector de luz para su uso en lugar de la cámara portátil 1620 podría ser ventajosa, por ejemplo, en situaciones en las que se debe realizar una calibración del dispositivo de visualización multivista con mucha frecuencia. Por ejemplo, es común, en algunas salas de reuniones, tener un dispositivo de visualización electrónico montado en un carro móvil. Si el dispositivo de visualización multivista 700 está en un carro móvil en una sala de este tipo, es probable que se necesite una calibración del dispositivo de visualización multivista cada vez que se mueva el carro de dispositivo de visualización, especialmente si las butacas también son móviles. En una situación de este tipo, se puede fijar un retrorreflector a cada butaca de la sala. Después se puede realizar una calibración cada vez que se mueva el dispositivo de visualización multivista o uno o más de las butacas. Por ejemplo, el diagrama de flujo de la FIG. 15 se puede llevar a cabo, o se puede realizar un conjunto equivalente de tareas, como se enseña en esta descripción.

En dichas calibraciones, las dos cámaras fijas 1610-1 y 1610-2, junto con los retrorreflectores, realizan la función de cámara portátil 1620. Sin embargo, las dos cámaras fijas también pueden realizar la función de localización a través de la fotografía estéreo, como se enseñó anteriormente. De hecho, la calibración también podría realizarse de acuerdo con el procedimiento alternativo que se enseñó anteriormente, donde no se utiliza la cámara portátil 1620 y solo se utiliza la luz parpadeante. Los retrorreflectores pueden realizar la función de la luz parpadeante reflejando la luz desde el propio dispositivo de visualización multivista o desde una fuente de luz auxiliar ubicada cerca del dispositivo de visualización multivista. Una fuente de luz auxiliar puede ser ventajosa ya que se puede hacer más brillante que el dispositivo de visualización multivista. Se puede hacer que la fuente de luz auxiliar parpadee en un patrón de parpadeo particular que hace que sea fácil, para las cámaras fijas, detectar reflejos de los retrorreflectores.

En esta divulgación, se enseñan varias tareas y variantes de las mismas. Dichas tareas se pueden combinar de diversas maneras en formas de realización de la presente invención. En particular, la FIG. 15 presenta un diagrama de flujo que podría realizarse como parte de algunas formas de realización de la presente invención. En el diagrama de flujo, así como en otras partes de esta divulgación, las tareas se presentan en secuencia; sin embargo, muchas de las tareas presentadas se pueden realizar en otras muchas secuencias equivalentes. Por ejemplo, y de manera no limitativa, en el diagrama de flujo de la FIG. 15, las tareas 1510, 1520 y 1530 se pueden realizar en cualquier orden sin afectar a la eficacia de la calibración. Esto se debe a que los efectos de una cualquiera de esas tres tareas no son un requisito previo para las otras dos tareas.

A los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, dónde, en esta divulgación, se puede cambiar el orden secuencial de las tareas sin afectar al resultado final. En las reivindicaciones que acompañan a esta divulgación, a menos que se indique explícitamente lo contrario, debe entenderse que cualquier tarea reivindicada puede realizarse en cualquier orden, excepto cuando los resultados de una tarea son un requisito previo para otra tarea.

De acuerdo con algunas formas de realización a modo de ejemplo de la presente invención, un controlador de dispositivo de visualización multivista puede configurarse para hacer que el dispositivo de visualización multivista muestre continuamente patrones de parpadeos tales como, por ejemplo, los patrones de código Gray mencionados anteriormente. Como ya se mencionó, dichos patrones se pueden configurar para comunicar toda la información necesaria para identificar haces pequeños y píxeles multivista sin necesidad de un enlace de comunicación aparte hacia la cámara portátil.

La cámara portátil también puede configurar su luz parpadeante 1660 de modo que el patrón de parpadeos emitidos por la luz parpadeante proporcione un enlace de comunicación con las cámaras fijas. Ese enlace de comunicación se puede utilizar, por ejemplo, para sincronizar un reloj de la cámara portátil con relojes de las cámaras fijas. También se conocen en la técnica otras muchas formas de lograr la sincronización de relojes y se podrían utilizar en estas formas de realización a modo de ejemplo.

Con relojes sincronizados, tanto la cámara portátil como las cámaras fijas pueden grabar ahora una secuencia de imágenes en la que todas las imágenes están etiquetadas con el tiempo en que se grabaron las imágenes. No es necesario procesar las imágenes ni enlaces de comunicación adicionales en el momento en que se graban las imágenes. Cada cámara simplemente graba una secuencia de imágenes etiquetadas con el tiempo mientras un operador humano lleva la cámara portátil de una ubicación a otra donde se desea la calibración en el espacio de visualización. El operador humano solo debe asegurarse de mantener la cámara portátil en cada ubicación el tiempo suficiente para que todas las cámaras graben un número suficiente de imágenes a medida que graban de manera continua la secuencia de imágenes etiquetadas con el tiempo.

El procesamiento necesario de las imágenes puede producirse en tiempo no real. Las secuencias de imágenes grabadas desde todas las cámaras se pueden proporcionar a un procesador que utiliza las etiquetas de tiempo para reconstruir la sincronización de todas las imágenes de todas las cámaras. El procesador puede estimar entonces las ubicaciones de la cámara portátil en diferentes momentos procesando las imágenes grabadas por las cámaras fijas. El procesador también puede procesar las imágenes grabadas por la cámara portátil en esos momentos para identificar los haces pequeños visibles desde esas ubicaciones.

Una de las ventajas del procesamiento en tiempo no real es que la sincronización de relojes entre las cámaras se puede realizar en cualquier momento, incluso después de que se graben las imágenes. Si los relojes son lo suficientemente precisos, la sincronización de relojes puede ser efectiva incluso horas o días después de la grabación de las secuencias de imágenes.

La posición de la cámara portátil se puede identificar de manera continua a través de las imágenes grabadas por las cámaras fijas incluso mientras la cámara portátil se mueve. Por tanto, son posibles formas de realización de la presente invención en las que se permite que la cámara portátil se mueva continuamente de una ubicación a otra sin tener que detenerse nunca. En dichas formas de realización, técnicas matemáticas tales como las enumeradas anteriormente se pueden utilizar, de manera bien conocida, para generar las listas deseadas de haces pequeños en las ubicaciones deseadas a partir de imágenes grabadas por las cámaras mientras la cámara portátil se mueve.

Las FIG. 14 y 16 representan determinados enlaces de comunicación entre algunas de las entidades representadas; sin embargo, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención que comprenden otros enlaces de comunicación además de, o en lugar de, algunos o todos los enlaces de comunicación representados en las figuras. Las formas de realización de la presente invención pueden lograr los resultados deseados a través de las comunicaciones entre diversas entidades que podrían implementarse de manera diferente. Por ejemplo, y de manera no limitativa, las tareas del diagrama de flujo de la FIG. 15, y variantes de las mismas, pueden coordinarse mediante el procesador 1440. El procesador, entonces, podría usar un enlace de comunicación para comunicarse con el controlador de dispositivo de visualización multivista con el fin de ordenar el parpadeo de haces pequeños seleccionados. El procesador también puede usar un enlace de comunicación para ordenar a una cámara portátil que tome una foto, o para ordenar a una luz parpadeante 1660, si la hubiera, que parpadee en un patrón particular, o para comunicar instrucciones o información para el uso por parte de un operador humano, si la cámara portátil está equipada con una interfaz de usuario-personas adecuada. Las cámaras portátiles 1420 y 1620 también pueden comunicarse directamente con el controlador de dispositivo de visualización multivista con el fin de realizar ciertas tareas.

Aunque las FIG. 14 y 16 representan el procesador 1440, el medio de almacenamiento 1450, la cámara portátil 1420, la cámara portátil 1620 y el procesador de imágenes 1630 como entidades independientes, a los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que algunas o todas esas funciones se realizan por el mismo dispositivo. En particular, dispositivos portátiles modernos tales como teléfonos inteligentes, tabletas, ordenadores portátiles y otros muchos dispositivos similares, comprenden amplios medios de almacenamiento incorporados y potentes capacidades de procesamiento, incluido el procesamiento de imágenes. Por ejemplo, son posibles formas de realización de la presente invención en las que uno de dichos dispositivos portátiles podría usarse para realizar múltiples funciones. Posiblemente, todas o la mayoría de las funciones representadas en las figuras pueden realizarse mediante un único dispositivo portátil. De forma alternativa, algunas funciones se pueden realizar, por ejemplo, y de manera no limitativa, a través de la denominada computación "en la nube" o procesadores virtuales o máquinas virtuales, por mencionar solo algunas de las posibilidades disponibles.

Algunas implementaciones de dispositivos de visualización multivista pueden tener una cantidad muy grande de píxeles multivista. Es probable que la lente 830 sea un componente costoso de dichos píxeles multivista, y el deseo de conseguir un bajo coste podría significar que la lente no pueda ser una lente acromática, con la consecuencia de que el color de un haz pequeño afectará a la forma y el tamaño del haz pequeño. La calibración de acuerdo con algunas formas de realización de la presente invención puede ser eficaz para compensar dicha aberración cromática. En dichas formas de realización, podría ser necesario realizar calibraciones independientes para diferentes colores.

La emisión de luz mediante haces pequeños u otras fuentes de luz se caracteriza con frecuencia en esta divulgación con calificadores tales como "encendido/apagado" o "parpadeo". Además, la detección de luz puede caracterizarse como detectar presencia o ausencia de luz o cambio de luz, o como detectar patrones de "encendido/apagado" o "parpadeo". Sin embargo, se debe entender que la luz de una fuente de luz posee una pluralidad de características tales como, por ejemplo, y de manera no limitativa, brillo, color, composición espectral, polarización, forma de haz, perfil de haz, coherencia espacial, coherencia temporal, etc., por nombrar solo algunas. Para el propósito de esta divulgación, se entenderá que calificadores tales como "encendido/apagado" o parpadeo" u otros calificadores que se refieren a un cambio en la luz emitida o detectada comprenden cualquier cambio en cualquiera de las características de dicha luz. Además, aunque el uso del calificador "encendido/apagado" puede interpretarse como que implica un cambio completo en el valor de parámetros tales como el brillo, para el propósito de esta divulgación, debe entenderse, en cambio, que dicho calificador y otros que se refieren a cambios en la luz hacen referencia, posiblemente, a cambios parciales en el brillo u otro parámetro. Dichos cambios parciales pueden denominarse en la técnica cambios "proporcionales" o "suaves" o "análogos".

Debe entenderse que esta divulgación muestra solo uno o más ejemplos de una o más formas de realización ilustrativas, que los expertos en la técnica pueden concebir fácilmente muchas variaciones de la invención después de leer esta divulgación, y que el alcance de la presente invención se define mediante las reivindicaciones que acompañan a esta divulgación.

Definiciones

Haz pequeño (beamlet) - Para el propósito de esta divulgación, un "haz pequeño" se define como una entidad elemental de luz emitida por un píxel multivista en un dispositivo de visualización multivista. El término no aparece en diccionarios estándar. Se ha creado en el presente documento para los fines de esta divulgación y análisis relacionados.

En algunas implementaciones de píxeles multivista, un píxel multivista se asemeja a un proyector de imágenes convencional. Un proyector de imágenes convencional proyecta una pluralidad de haces de luz estrechos hacia una pantalla de proyección. Cada haz de luz se asemeja al haz de luz emitido por un foco reflector o por un faro. Con un proyector convencional, hay un haz de este tipo para cada píxel proyectado. Debido al gran número y al tamaño típicamente pequeño de dichos haces, se ha creado el término "haz pequeño" para hacer referencia a uno de los mismos.

Un píxel multivista es similar a un proyector de imágenes en el sentido de que emite una pluralidad de haces pequeños, pero los haces pequeños no están destinados a formar una imagen en una pantalla. Más bien, se pretende que lleguen a los ojos de un espectador. Generalmente, el espectador previsto es una persona, pero dispositivos ópticos tales como cámaras también se pueden utilizar con un dispositivo de visualización multivista, y es posible concebir aplicaciones de dispositivos de visualización multivista en los que los espectadores previstos pueden ser espectadores no humanos tales como animales, cámaras u otras entidades de captura de imágenes.

En un píxel multivista, la luz de cada haz pequeño se puede controlar independientemente de la luz de otros haces pequeños. Por ejemplo, y de manera no limitativa, la intensidad de luz y/o el color de un haz pequeño individual pueden controlarse independientemente de la intensidad y/o el color de la luz de otros haces pequeños. También se pueden controlar otros parámetros de la luz de un haz pequeño, donde dichos otros parámetros comprenden, por ejemplo, composición espectral, polarización, forma del haz pequeño, perfil del haz pequeño, superposición con otros haces pequeños, enfoque, coherencia espacial, coherencia temporal, etc., por nombrar solo algunos.

Un espectador que mira un píxel multivista ve la luz de uno o más haces pequeños; en particular, el espectador ve la luz de esos haces pequeños que son emitidos por el píxel multivista y llegan a la pupila de un espectador. El espectador percibe que el píxel multivista se ilumina con la luz combinada de esos haces pequeños. Al igual que con los píxeles convencionales, un píxel multivista puede tener una variedad de formas, según lo perciba el espectador que mira el píxel multivista.

Dispositivo de visualización - para el propósito de esta divulgación, un "dispositivo de visualización" se define como un dispositivo electrónico capaz de generar imágenes visibles. En particular, un dispositivo de visualización acepta una especificación de imagen en forma de una señal eléctrica que puede ser digital o analógica, y genera una imagen visible de acuerdo con la especificación. La imagen es visible, por los espectadores del dispositivo de visualización, en un elemento físico denominado "superficie de visualización".

Típicamente, la superficie de visualización comprende un conjunto de píxeles que forman la imagen visible. En algunos dispositivos de visualización, la superficie de visualización es parte del propio dispositivo de visualización. Ejemplos de dichos dispositivos de visualización incluyen televisores, monitores de ordenador y relojes de escritorio digitales, etc., por nombrar solo algunos. En otros dispositivos de visualización, tales como, por ejemplo, proyectores de imágenes, la superficie de visualización puede no ser parte del dispositivo de visualización propiamente dicho.

En algunos proyectores, la superficie de visualización puede no ser, en sentido estricto, una superficie. Por ejemplo, un dispositivo de visualización puede crearse montando una pluralidad de píxeles en la fachada de un edificio, o en alguna otra estructura arquitectónica que podría no tener la forma exacta de una superficie. Para el propósito de esta divulgación, se entenderá que el término "superficie de visualización" comprende también dichas estructuras.

Dispositivo de visualización multivista - Para el propósito de esta divulgación, un "dispositivo de visualización multivista" se define como un dispositivo de visualización capaz de mostrar diferentes imágenes a diferentes espectadores. En función de la posición del espectador con respecto al dispositivo de visualización multivista, cada espectador ve una imagen diferente mientras observa la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista, y no ve las imágenes vistas por otros espectadores. Esto contrasta con los dispositivos de visualización convencionales, que muestran la misma imagen a todos los espectadores, independientemente de dónde estén posicionados los espectadores con respecto al dispositivo de visualización. En un dispositivo de visualización multivista, una imagen se forma como un conjunto de píxeles que comprende píxeles multivista.

Píxel multivista - Para el propósito de esta divulgación, un "píxel multivista" se define como "la unidad de formación de imágenes más pequeña de un dispositivo de visualización multivista"; de este modo, los comentarios realizados en la definición del término "píxel" también se aplican a un "píxel multivista".

Un píxel multivista es una versión más flexible del tipo de píxel utilizado en dispositivos de visualización convencionales (no multivista). En un dispositivo de visualización convencional típico, los píxeles emiten luz en respuesta a la excitación eléctrica, y el brillo de un píxel depende del grado de excitación. Cada píxel convencional emite luz en todas las direcciones, de modo que todos los espectadores perciben los píxeles de la misma manera, independientemente de la posición del espectador.

En cambio, un píxel multivista puede controlar no solo el brillo, sino también la distribución espacial de la luz emitida. En particular, se puede ordenar a un píxel multivista, por ejemplo, que emita luz en determinadas direcciones, pero no en otras; o se le puede ordenar que ajuste de manera independiente el brillo de la luz emitida en diferentes direcciones. Otros parámetros de la luz emitida también se pueden ajustar de manera independiente para diferentes direcciones de emisión.

Píxel - El término "píxel" es bien conocido en la técnica junto con imágenes y procesamiento de imágenes. Es una abreviatura de "elemento de imagen" (picture element, en inglés) y se define por el diccionario American Heritage, tercera edición, como "la unidad de formación de imágenes más pequeña de un dispositivo de visualización de vídeo". Para el propósito de esta memoria descriptiva, esta definición se amplía para que se aplique a cualquier tipo de dispositivo de visualización, y no solo a los dispositivos de visualización de vídeo. Por ejemplo, y de manera no limitativa, esta definición se aplica a los denominados dispositivos de visualización de segmento, donde las imágenes de números u otros caracteres se forman como un conjunto de píxeles con forma de segmentos. Los denominados dispositivos de visualización de siete segmentos son comunes para mostrar números. Otros dispositivos de visualización pueden generar imágenes de números y otros caracteres como matrices de píxeles con forma de puntos. En dichos dispositivos de visualización, los píxeles pueden aparecer como discos blancos o de color iluminados. El uso especial podría tener píxeles personalizados con formas personalizadas. A los expertos en la técnica les resultará evidente, después de leer esta divulgación, cómo realizar y utilizar formas de realización de la presente invención en las que los píxeles tienen una variedad de formas, color, disposición y otras características.

Espacio de visualización - Para el propósito de esta divulgación, el "espacio de visualización" de un dispositivo de visualización multivista se define como el rango de posiciones posibles desde las cuales los espectadores del dispositivo de visualización multivista pueden experimentar la funcionalidad de visualización multivista. En particular, los píxeles multivista del dispositivo de visualización multivista pueden emitir haces pequeños en un rango de direcciones posibles. Un espectador debe estar dentro de ese rango para ver al menos un haz pequeño; de lo contrario, el píxel multivista no podrá utilizarse para la formación de imágenes. Para que un espectador vea una imagen que cubre toda la superficie de visualización del dispositivo de visualización multivista, el espectador debe estar dentro del rango de haces pequeños de todos los píxeles multivista. El espacio de visualización es el conjunto de todas las posiciones en las que se cumple este requisito.

A los diseñadores de dispositivos de visualización se les da típicamente un rango objetivo de posibles posiciones para que los espectadores vean un dispositivo de visualización. En un dispositivo de visualización multivista, es ventajoso orientar píxeles multivista entre sí, de modo que todos los rangos de haces pequeños se superpongan en todas esas posiciones de espectador. Generalmente, es probable que esto dé como resultado diferentes orientaciones de píxeles multivista en diferentes partes de la superficie de visualización, y será difícil saber, a priori, la orientación relativa de todos los píxeles multivista. La calibración de acuerdo con formas de realización de la presente invención puede proporcionar la información de orientación necesaria y, por lo tanto, permitir a los diseñadores de dispositivos de visualización la libertad de orientar píxeles multivista según sea necesario.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para calibrar un dispositivo de visualización multivista en una región de visualización, donde el dispositivo de visualización multivista comprende una pluralidad de píxeles multivista, cada uno de los cuales es capaz de emitir una pluralidad de haces pequeños de luz, donde cada haz pequeño de cualquier píxel multivista se emite en una dirección única y la intensidad y el color de los mismos pueden controlarse de forma independiente, donde el proceso comprende calibrar de forma síncrona más de uno de los píxeles multivista mediante las etapas de:

hacer parpadear de forma síncrona los haces pequeños de cada uno de más de uno de los píxeles multivista, donde cada haz pequeño se hace parpadear en un patrón único, donde dicho patrón único identifica de este modo el haz pequeño asociado;

detectar, o no detectar, en un detector de luz situado en una primera ubicación de visualización en la región de visualización, parpadeos de los más de un píxel multivista;

identificar qué haz pequeño de cada uno de los más de un píxel multivista se ha detectado por el detector de luz a través de los patrones únicos de parpadeos; y

registrar, en un medio de almacenamiento, una relación respectiva entre cada haz pequeño detectado y la primera ubicación de visualización.

2. El proceso según la reivindicación 1, en el que el patrón único de parpadeo está basado en un código Gray.

3. El proceso según la reivindicación 1, en el que el detector de luz es una cámara.

4. El proceso según la reivindicación 1, que comprende además generar relaciones estimadas entre haces pequeños no detectados y otras ubicaciones de visualización en la región de visualización mediante una o más técnicas matemáticas.

5. El proceso según la reivindicación 4, en el que la una o más técnicas matemáticas se seleccionan del grupo que consiste en interpolación lineal, extrapolación lineal, interpolación no lineal, extrapolación no lineal, aproximación mediante la serie de Taylor, cambio lineal de marco de referencia, cambio no lineal de marco de referencia, modelos cuadráticos, esféricos y/o exponenciales y manipulación trigonométrica.

6. El proceso según la reivindicación 1, en el que el detector de luz también comprende una fuente de luz, y donde el proceso comprende además:

detectar, en una cámara fija, una luz emitida por la fuente de luz; y

procesar la luz detectada de la fuente de luz para proporcionar coordenadas geométricas de la primera ubicación de visualización.

7. El proceso según la reivindicación 6, que comprende además:

en la fuente de luz, cambiar la luz emitida por la fuente de luz de acuerdo con un patrón que comunica información acerca de la fuente de luz.

8. El proceso según la reivindicación 6, que comprende además:

en la fuente de luz, cambiar la luz emitida por la fuente de luz de acuerdo con un patrón que comunica información acerca de la primera ubicación de visualización.

9. El proceso según la reivindicación 1, que comprende además generar, en un sistema de localización, coordenadas geométricas de la primera ubicación de visualización, donde el sistema de localización está basado en una o más tecnologías de localización seleccionadas del grupo que consiste en un sistema de posicionamiento global, un sistema global de navegación por satélite, cámaras convencionales, cámaras estereoscópicas, cámaras sensibles a la profundidad, cámaras de tiempo de vuelo, escáneres de luz estructurada, sistemas de posicionamiento en espacios cerrados y altímetros.

10. Un sistema para calibrar un dispositivo de visualización multivista, en el que el dispositivo de visualización multivista comprende una pluralidad de píxeles multivista, cada uno de los cuales es capaz de emitir una pluralidad de haces pequeños de luz, donde cada haz pequeño de cualquier píxel multivista se emite en una dirección única y la intensidad y el color de los mismos pueden controlarse de forma independiente, donde el sistema comprende:

un controlador de dispositivo de visualización multivista que ordena al dispositivo de visualización multivista hacer parpadear de forma síncrona los haces pequeños de cada uno de más de uno de los píxeles multivista, donde cada haz pequeño se hace parpadear en un patrón único, donde dicho patrón único identifica de este modo el haz pequeño asociado;

un detector de luz para detectar parpadeos de los más de un píxel multivista y generar un resultado de detección función de los mismos;

un sistema de localización que genera una identificación de una ubicación de visualización del detector de luz dentro de una región de visualización del dispositivo de visualización multivista;

un procesador que recibe el resultado de detección, la identificación de la ubicación de visualización y una identificación de los haces pequeños asociados a los parpadeos detectados, y que genera relaciones respectivas entre cada haz pequeño detectado y la ubicación de visualización; y

un medio de almacenamiento en el que el procesador registra las relaciones respectivas.

11. El sistema según la reivindicación 10, en el que el detector de luz comprende una fuente de luz, y el sistema de localización comprende una cámara fija que detecta una luz emitida por la fuente de luz, en el que la luz emitida por la fuente de luz, detectada por la cámara fija, se procesa para proporcionar la identificación de la ubicación de visualización.

12. El sistema según la reivindicación 11, en el que la luz emitida por la fuente de luz cambia de acuerdo con un patrón que comunica información acerca de la fuente de luz.