Dispositif de captation simultanée d'une pluralité de prises de vues pour une restitution en relief à déformation contrôlée sur un dispositif multiscopique La présente invention concerne un dispositif de captation simultanée d'une pluralité de nxm images d'une scène réelle quelconque, les prises de vues étant réalisées suivant un jeu de paramètres définissant une configuration de captation de cette scène, en vue de sa restitution (affichage, projection, impression ...) en relief sur un dispositif multiscopique, avec lo contrôle de sa déformation. L'invention concerne en particulier la réalisation de prises de vues à l'aide d'une pluralité de couples d'optiques et de capteurs optoélectroniques, grâce à une configuration de captation prévoyant une restitution en relief, avec un contrôle de la déformation du relief, sur un dispositif de restitution multiscopique. L'invention concerne également le ls traitement des informations délivrées par ces couples en vue de créer une combinaison d'images (ou une séquence d'images combinées ou des trains de séquences d'images), affichable sur des dispositifs de restitution multiscopique, en adaptant cette combinaison au(x) dispositif(s) visé(s). L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la diffusion en 20 temps réel (ou en différé) d'images fixes et/ou animées sur des écrans multiscopiques. La présente invention permet de capter (ou capturer) un ou des ensemble(s) multiscopique(s) cohérent(s) de nxm images fixes ou animées d'une scène réelle quelconque, destinés à l'affichage, la projection ou 25 l'impression multiscopique pour une restitution en 3D relief de la scène, avec un contrôle de la déformation du relief lors de la restitution, grâce à la configuration de captation. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la restitution d'images fixes ou animées (en direct comme en différé) sur des dispositifs multiscopiques tels que par exemple les systèmes de projection, écrans ou afficheurs stéréoscopiques, autostéréoscopiques ou dits à imagerie intégrale , ainsi que les photographies lenticulaires. Par ailleurs, certains de ces dispositifs de restitution visés peuvent être couplés à des s moyens d'interaction directe (clavier, souris, pointeur 3D, souris 6D, ...) ou indirecte (suivi d'observateur ou tracking notamment) qui pourront contrôler certains des paramètres de la génération de la configuration de captation et ainsi rendre cette configuration interactive . Par exemple, l'invention s'applique également à des systèmes de visioconférence utilisant io des dispositifs de restitution multiscopiques auxquels le dispositif de captation selon l'invention fournit une pluralité d'images captées adaptées à leur restitution par ces dispositifs multiscopiques. Art antérieur 15 D'une façon générale, on sait que la diffusion d'images en relief visibles avec ou sans lunettes fait appel à des dispositifs technologiques qualifiés de stéréoscopiques, auto-stéréoscopiques , ou encore à imagerie intégrale . Tous ces dispositifs opèrent un mixage spatial, optique, colorimétrique et/ou temporel sur un même rectangle de plusieurs images 20 d'une scène, prises depuis des points de vue distincts. La présente invention est adaptée à ces divers types de dispositif en prévoyant la captation de nxm images. Un dispositif technologique (par exemple anaglyphe, filtres colorés, optiques, prismes, miroirs, lunettes à occultation, film polarisant et lunettes polarisées, barrière de parallaxe ou réseau lenticulaire notamment) permet 25 de séparer physiquement et/ou temporellement les images parvenant aux 2 yeux d'un ou plusieurs spectateurs. Dans le cas notamment des systèmes stéréoscopiques à lunettes colorées, actives ou polarisées, cette séparation des images peut être opérée au sein d'un seul faisceau optique indépendamment de la position du spectateur dans ce faisceau. Le dispositif 3o utilise alors 2 images seulement (n=2, m=1) qui sont transportées par ce même faisceau optique puis séparées physiquement (polarisation, couleur ...) ou temporellement (occultation) par les lunettes du spectateur. Par contre, dans les dispositifs autostéréoscopiques notamment, la séparation est opérée au niveau du dispositif de restitution pour une utilisation sans lunettes. Dans ces derniers cas les différentes images sont restituées dans des faisceaux optiques distincts qui sont par exemple organisés en éventail horizontal de n images (dans ce cas n>_2 et m=1). Cet éventail horizontal est sensiblement perpendiculaire aux colonnes du dispositif, supposées sensiblement perpendiculaires aux lignes joignant les yeux des spectateurs. Ces faisceaux optiques peuvent également être io organisés en double éventail horizontal et vertical (perpendiculairement aux lignes du dispositif) ce qui donne alors une distribution matricielle de nxm faisceaux optiques (n>_2 pour la distribution horizontale, m>_2 pour la distribution verticale) transportant chacun une image distincte. On comprendra que l'invention est à fortiori adaptée également à des dispositifs 15 qui mixeraient uniquement des faisceaux optiques organisés en éventail vertical. Enfin, l'invention est aussi compatible avec des systèmes mixtes qui transportent les nxm images via un nombre plus faible de faisceaux au sein desquels plusieurs images sont mixées temporellement (occultation) et/ou physiquement (polarisation, couleur, ...). Ces dernières solutions mufti- 20 stéréoscopiques permettent de transporter un ou plusieurs couples stéréoscopiques de même rang vertical destinés à un ou plusieurs observateurs distincts au sein d'un même faisceau. Le nombre de faisceaux nécessaires est donc réduit (n'xm ; n'<n). Dans la présente demande, on réfère à des lignes et des colonnes des dispositifs de restitution ou de 25 la base commune pour désigner les directions, respectivement, horizontales et verticales des alignements de pixels composant les lignes et colonnes des images diffusées par les dispositifs de restitution ou captées par les zones de captation parallèles à la base commune. De même, le terme directions principales est également utilisé pour désigner ces directions, 30 respectivement, horizontales et verticales (par exemple, respectivement, la largeur et la hauteur).
Ainsi, tous ces dispositifs connus ont pour principe général d'opérer un mixage spatial (horizontalement û perpendiculairement aux colonnes du dispositif û, voire aussi verticalement û perpendiculairement aux lignes du dispositif û), optique, colorimétrique et/ou temporel d'un ensemble de nxm images (n>_2 pour la distribution horizontale, m>_1 pour la distribution verticale) pour les diffuser simultanément et/ou alternativement au sein d'un ou plusieurs (n'xm ; 1<_n'<_n et m>_1) faisceaux optiques de telle manière que chaque oeil d'un spectateur correctement positionné vis-à-vis du dispositif lo reçoive une image cohérente (l'une des images initiales et non un mélange de ces images) différente de celle que reçoit l'autre oeil. La perception stéréoscopique non déformée nécessite un alignement des yeux parallèlement au dispositif. Comme les colonnes du dispositif sont déjà supposées orthogonales aux lignes des yeux de chaque spectateur, ces 15 lignes des yeux doivent donc toutes être parallèles aux lignes du dispositif. Par ailleurs, les systèmes autostéréoscopiques imposent généralement une (distribution horizontale seulement) ou plusieurs (distribution matricielle) chaînes horizontales de positions d'oeil privilégiées (assurant une séparation correcte d'une des images mixées) qui sont alors alignées sur 20 une ou plusieurs droites parallèles aux lignes du dispositif. Cet arrangement s'applique aussi formellement, dans une configuration réduite (une chaîne de 2 positions), au cas de la stéréoscopie puisque la ligne des yeux doit être parallèle aux lignes du dispositif. En nourrissant un tel dispositif avec des images d'une même 25 scène réelle captée depuis des points de vues distincts bien choisis et selon des géométries projectives adaptées, un spectateur correctement positionné reçoit donc 2 images distinctes de cette scène qui forment un véritable couple stéréoscopique permettant à son cerveau de percevoir la scène en relief. 30 Ainsi, chaque oeil de chaque spectateur reçoit une image provenant physiquement d'une même zone de l'espace de restitution (généralement rectangulaire) qui correspond à la zone utile ou zone image du dispositif de restitution. Ce qui diffère est que toutes ces paires d'yeux ne sont pas situés au même endroit et observent donc la zone utile du dispositif selon des axes de visée différents.
Un problème majeur dans le domaine de la multiscopie à partir d'images fixes ou animées, réelles et/ou virtuelles concerne le fait que la restitution de ces images par des dispositifs multiscopiques plats implique le mixage coplanaire de ces images. Ces images transmises par le dispositif ne sont donc pas toutes orthogonales à chaque axe de visée des utilisateurs (axes entre chaque oeil et le centre de la zone utile du dispositif). La restitution des images se fait selon des pyramides dont la base commune est formée par la zone utile du dispositif et dont les sommets sont les yeux des utilisateurs. Les axes de vision n'étant forcément pas tous orthogonaux au plan de l'image observée, la restitution de ces images induit des déformations trapézoïdales s'il a mal (ou pas) été tenu compte de ces restitutions de biais lors de la capture des images. Cela a 2 conséquences directes : Problème P1 : Si ces déformations trapézoïdales ne sont pas similaires pour les 2 images perçues par un observateur, l'appariement stéréoscopique par le cerveau est plus délicat, voire même impossible, ce qui réduit ou annule la perception du relief. Il s'agit là de ce qu'il est courant de dénommer en stéréoscopie la contrainte épipolaire , c'est-à-dire la nécessité, pour permettre l'appariement stéréoscopique, que les 2 projections d'un même point d'une scène sur chacune des images du couple stéréoscopique soient restituées sur le dispositif multiscopique de façon à être coplanaires avec les 2 yeux de l'observateur. Lorsque la restitution (comme c'est notre cas) impose des yeux parallèles aux lignes du dispositif, cela se traduit par la nécessité que les 2 images d'un même point soient restituées sur la même ligne du dispositif. Cette condition est nécessaire à la perception du relief (qui découle de cette contrainte épipolaire). Pour une restitution multiscopique plane, cela implique de choisir, pour les 2 images destinées à un même observateur, des pyramides de captation appuyées sur une base rectangulaire commune dans la scène et dont les sommets sont disposés sur une droite parallèle aux lignes de cette base commune. Pour les situations de restitution collective d'une même scène (dispositifs autostéréoscopiques multi-vues notamment) qui partagent des vues entre plusieurs observateurs ou positions d'observation potentielles au sein d'une ou plusieurs chaînes de positions clés, il faut étendre cette base commune à toutes les captations destinées à une même chaîne, voire à toutes les chaînes si l'on souhaite une cohérence entre les restitutions sur io les différentes chaînes. Ainsi, les axes de visée sont donc tous forcément convergents au centre de cette base commune, et les sommets des pyramides doivent former, 2 à 2 (par observateur ou position d'observation choisie), des droites parallèles aux lignes de la base commune. Chaque chaîne d'images doit donc être captée depuis des positions alignées sur 15 une droite parallèle à la base commune. Par ailleurs, pour que les zones de captation appuyées sur ces pyramides, et donc les images qu'elles captent, restent rectangulaires, elles doivent être parallèles à cette base commune. Problème P2 : Si, pour les images destinées à une position donnée, la captation respecte la configuration à base commune et centres optiques sur 20 une ligne parallèle à cette base, la perception de relief est garantie. Cependant cela n'implique en rien que le relief perçu reste conforme au relief initialement capté. En effet, l'absence de déformation lors de la restitution nécessite de plus une parfaite similarité image par image, des pyramides de captation avec les pyramides de restitution (mêmes angles d'ouverture 25 horizontaux et verticaux, mêmes angles entre l'axe principal et la base rectangulaire). En cas de non similarité des pyramides de captation et de restitution (mais dans le respect d'une géométrie de captation assurant la perception de relief), le relief perçu correspond à une déformation complexe du relief initialement capté. Cette déformation peut être désirable pour mettre 30 en oeuvre certains effets spéciaux dans certaines utilisations, comme elle peut être indésirable dans d'autres applications. A l'évidence, cela implique que captation et restitution doivent être menées de façon cohérente, que l'on souhaite ou non une déformation du relief perçu.
Des dispositifs connus sont proposés dans un schéma convergent sans base commune pour les pyramides de captation. Il est connu notamment les demandes FR 2 909 778 et WO 2008 081115 déposées par la demanderesse de la présente demande, qui concernent des solutions utilisant une répartition physique d'une pluralité de capteurs optoélectroniques sur un arc de cercle dont le rayon correspond à la distance ~o entre le centre optique de chacun des capteurs et un point de la scène captée sur lequel on effectue la mise au point d'au moins l'un desdits capteurs dénommé capteur de référence et vers lequel les capteurs sont orientés de façon convergente. D'autres dispositifs connus disposent plusieurs capteurs optoélectroniques sur une ligne tout en faisant converger is leurs axes de visée en un point de la scène. Tous ces dispositifs convergents proposent de facto des systèmes de captation manifestant le problème P1 ci-dessus à moins d'une correction trapézoïdale systématique des images avant utilisation, ce qui n'est guère souhaitable puisque cela alourdit la chaîne de traitement et produit une dégradation qualitative des images 20 restituées.
Positionnement de l'invention Pour permettre une restitution multiscopique offrant une perception de relief qui soit conforme au relief attendu (ou souhaité), il est nécessaire de configurer correctement la configuration de captation utilisée par le dispositif de captation. Certaines applications de la visualisation multiscopique d'une scène réelle nécessitent soit l'assurance d'une restitution fidèle du relief, soit de contrôler les déformations impliquées pour ce relief pour obtenir des effets a priori choisis ou acceptés en toute connaissance. Les solutions de l'art antérieur permettent un rendu relief mais présentent l'inconvénient que ce lo rendu relief n'est pas maîtrisé et donc pas forcément fidèle à la scène et/ou à la volonté de l'opérateur. C'est précisément ce problème technique, non adressé par l'art antérieur, que cette invention permet de résoudre en proposant un contrôle de la déformation (ou de l'absence de déformation) du relief par une configuration de captation permettant la mise en cohérence 1s des géométries de captation et de restitution et permettant au dispositif de captation selon la présente invention d'obtenir des prises de vues adaptées à une restitution en relief avec une déformation contrôlée. Les images générées par le dispositif de captation, une fois mixées de manière adéquate en fonction des caractéristiques du dispositif de restitution 20 (quelconque mais préalablement choisi et caractérisé) peuvent être affichées, ou imprimées, ou projetées, à l'aide de, ou sur, ce dispositif de restitution et permettent, pour un observateur doué de stéréoscopie et correctement positionné par rapport au dispositif, de percevoir effectivement la scène en relief, avec, de plus, une perception sans déformation ou avec 25 une déformation choisie ou contrôlée. Un des buts de la présente invention est de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de captation simultanée d'une pluralité de prises de vues cohérentes entres elles, en vue d'une restitution, avec un rendu relief maîtrisé, sur un dispositif de restitution 30 multiscopique.
Ce but est atteint par un dispositif de captation simultanée d'une pluralité de nxm prises de vues destinées à une restitution en relief sur au moins un dispositif de restitution multiscopique, caractérisé en ce que : - la captation est réalisée à l'aide d'une pluralité de nxm couples optique-capteur formés par nxm optiques ayant chacune un axe optique et un centre optique, montées sur au moins un support, dont les axes optiques sont parallèles entre eux et associées chacune à un capteur o ptoélectronique, monté sur le support e t dans lequel est définie une zone de captation dans laquelle la projection de la scène io est prévue, - le support comprend des moyens de positionnement des optiques dans au moins un plan perpendiculaire aux axes optiques et/ou des moyens de positionnement des capteurs dans au moins un plan parallèle au plan des centres optiques, 15 les moyens de positionnement des capteurs et/ou des optiques de chaque couple optique-capteur sont agencés pour que les positionnements des centres optiques et des zones de captations soient dans des proportions définies par des paramètres de définition d'une configuration de captation qui dépendent : 20 d'au moins un paramètre de configuration, définissant une déformation souhaitée pour l'effet relief et/ou une géométrie de captation, la captation prévoyant une projection de la scène sur les nxm zones de captation des nxm capteurs, au travers de nxm faisceaux optiques pyramidaux de captation 25 appuyés sur une base rectangulaire commune aux nxm faisceaux optiques et disposée dans la scène à capter, les nxm faisceaux passant chacun par l'un des nxm centres des optiques alignés, par lots, sur une ou plusieurs droite(s), dites droites d'alignement des centres, parallèle(s) à l'une 30 des directions principales de cette base commune, les zones de captation correspondant à l'intersection de ces faisceaux optiques avec au moins un plan parallèle à cette i0 base commune, les axes de visée ou axes principaux des nxm faisceaux optiques, passant par leur centre de leur optique, convergeant tous vers le centre de la base commune, - de paramètres de restitution, définissant ou permettant de déduire au moins les dimensions d'une zone utile choisie du dispositif de restitution et les positions d'observation privilégiées choisies pour le dispositif de restitution. Selon une autre particularité, le(s) paramètre(s)de configuration io comporte(nt) au moins un ensemble de paramètres parmi les ensembles de paramètres suivants : • un ensemble de paramètres, dits internes, de captation définissant directement la géométrie de captation par au moins les positions, vis-à-vis d'un repère propre au dispositif de captation, des centres 15 optiques alignés sur la droite(s) d'alignement des centres et les positions des zones de captation, parallèles entre elles et orientées de façon à ce que leurs lignes soient parallèles à ces droites d'alignement des centres, • un ensemble de paramètres, dits externes, de captation 20 définissant ou permettant d'identifier la géométrie de captation à partir du point de convergence, par au moins les dimensions de la base commune centrée sur le point de convergence, le positionnement de la ou des droites d'alignement des centres, le positionnement des centres optiques sur ces droites d'alignement 25 des centres et la position des plans parallèles à la base commune contenant les zones de captation. • un ensemble de paramètres de déformation définissant des déformations envisageables pour la restitution en relief de la scène.
Selon une autre particularité, le(s) paramètre(s)de configuration comporte(nt) un paramètre définissant un relief restitué sans aucune déformation par rapport au relief de la scène captée. Selon une autre particularité, le(s) paramètre(s)de configuration comporte(nt) des données représentatives d'au moins un paramètre parmi les paramètres de déformation suivants, définissant des transformations entre l'espace initial de la scène et l'espace de restitution et définis soit individuellement pour chaque position d'observation n°i, soit par lots, soit globalement, par : • au moins un facteur k; de grossissement global et notamment en profondeur, • au moins un paramètre s; de contrôle de la déformation non linéaire potentielle (qui transforme un cube en tronc de pyramide), • au moins un taux p; de grossissement relatif de la largeur par rapport à la profondeur ou facteur d'anamorphose horizontal/profondeur souhaité, • au moins un taux p; de grossissement relatif de la hauteur par rapport à la largeur ou facteur d'anamorphose vertical/horizontal souhaité, • au moins un taux y; de cisaillement horizontal du relief perçu, • au moins un taux b; de cisaillement vertical du relief perçu par un observateur de plongement conforme à celui attendu. Selon une autre particularité, le(s) paramètre(s)de configuration comporte(nt) les paramètres externes de géométrie de captation suivants : - au moins un paramètre définissant, relativement à la base commune, le positionnement de la ou des droite(s) d'alignement des centres, -au moins un paramètre définissant les positionnements des centres optiques sur ces droites d'alignement des centres, - au moins un paramètre définissant directement ou indirectement les dimensions de la base commune, -au moins un paramètre définissant la position précise de chaque plan parallèle à la base commune portant au moins une zone de captation. Selon une autre particularité, le(s) paramètre(s)de configuration comporte(nt) les paramètres internes de géométrie de captation suivants : - au moins un paramètre définissant les positionnements des centres optiques vis-à-vis d'un repère propre au dispositif de captation, - au moins un paramètre définissant l'orientation de l'axe de visée de chaque pyramide de projection, -au moins un paramètre définissant la géométrie de la pyramide de projection effective de chaque zone de captation. Selon une autre particularité, les moyens de positionnement sont préconfigurés en usine selon une configuration définissant un rendu relief déterminé pour un dispositif de restitution déterminé. 1s Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de traitement de données exécutant un module de configuration déterminant les paramètres de définition de la configuration de captation par les positions des zones de captations et des centres optiques à utiliser en fonction des paramètres de configuration et des paramètres de restitution, à partir de 20 choix réalisés par un opérateur, via une interface homme/machine du dispositif. Selon une autre particularité, le module de configuration est agencé pour permettre à l'opérateur, via l'interface homme/machine, de saisir et/ou de sélectionner et/ou de régler au moins un paramètre de configuration et les 25 paramètres de restitution parmi une pluralité de paramètres provenant de moyens de mémorisation accessibles au module de configuration, ce dernier générant la configuration en fonction des choix de l'opérateur. Selon une autre particularité, le module de configuration est agencé pour permettre à l'opérateur, via l'interface homme/machine, de sélectionner 30 au moins une configuration de captation parmi une pluralité de configurations calculées préalablement et provenant de moyens de mémorisation accessibles au module de configuration. Selon une autre particularité, les moyens de positionnement sont manuels.
Selon une autre particularité, les moyens de positionnement sont motorisés. Selon une autre particularité, les moyens de positionnement sont motorisés et asservis au module de configuration. Selon une autre particularité, les réglages des moyens de ro positionnement sont réalisés de façon dynamique par le module de configuration au cours d'une captation, à partir de paramètres provenant des moyens de mémorisation et/ou de l'interface utilisat eur et définissant au moins une référence temporelle pour le changement des paramètres de définition des positionnements des centres optiques et des zones de 15 captation. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de traitement agencés pour synchroniser les prises de vues par les nxm couples optique-capteur. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de 20 traitement agencés pour décaler les transmissions, pour un mixage en direct, des prises de vues des nxm couples optique-capteur, au moins en fonction d'un temps de latence déterminé d'après des caractéristiques techniques du dispositif de restitution, pour générer une ou plusieurs image(s), ou séquence(s) d'images, mixées de manière appropriée pour leur restitution 25 sur le dispositif de restitution. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de traitement agencés pour effectuer un mixage spatial et/ou colorimétrique et/ou temporel des images captées, destinées à un dispositif de restitution multi-points de vue, d'après les paramètres définissant les caractéristiques 3o du dispositif de restitution.
Selon une autre particularité, les moyens de positionnement sont agencés pour permettre également le réglage de l'orientation des capteurs, en rotation autour d'un axe orthogonal à leur plan et passant par leur centre. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de traitement agencés pour effectuer une correction photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique de chacun des nxm couples optique-capteur à partir de données provenant de moyens de mémorisation accessibles par ces moyens de traitement et représentatives de valeurs de référence acquises préalablement au cours d'une calibration photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique, pour corriger d'éventuels défauts des capteurs et/ou des optiques. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des moyens de traitement agencés pour effectuer une correction photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique de chacun des nxm couples optique- capteur à partir de données représentatives de valeurs de référence acquises sur la scène à capter, sous le contrôle des moyens de traitement, et dépendant des conditions photométriques et/ou colorimétriques et/ou géométriques dans lesquelles la scène est captée. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé 20 permettant de vérifier l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour la captation d'une pluralité de prises de vues. Ce but est atteint par un procédé de vérification de l'utilisation d'un dispositif selon l'invention, pour la capture d'un premier jeu de nxm prises de vues d'une scène, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 25 - captation d'un second jeu de nxm prises de vues de la même scène avec un dispositif selon l'invention, - mixage temporel et/ou colorimétrique et/ou spatial des images du premier jeu avec celles du deuxième jeu, - affichage du résultat du mixage, - observation du résultat affiché pour en déduire, en cas de stabilité temporelle et/ou cohérence spatiale de l'image, l'utilisation du dispositif selon l'invention pour la captation du premier jeu de nxm images. Description de l'invention D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: 10 - la figure 1 représente un dispositif de captation selon certains modes de réalisation, la figure 2 représente une configuration de captation d'images d'une scène utilisée par le dispositif selon certains modes de réalisation de l'invention, 15 - la figure 3 représente schématiquement en perspective la géométrie de captation utilisée dans la configuration selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 4A et 4B représentent, respectivement, une vue de face et une vue de dessus, de la géométrie de captation utilisée dans la 20 configuration selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 représente schématiquement une vue en perspective de la géométrie de restitution sur un dispositif de restitution multiscopique, d'une pluralité d'images captées avec la configuration selon un mode de réalisation de l'invention, 25 La présente invention concerne un dispositif réalisant une pluralité cohérente de prises vues d'une même scène réelle, pour la restitution en relief de cette scène avec un relief sans déformation ou à déformation maîtrisée sur tout dispositif de restitution multiscopique préalablement choisi 30 par un opérateur. Le terme opérateur est utilisé ici pour désigner la personne décidant des paramètres à appliquer pour la captation, c'est-à-dire5 l'utilisateur du dispositif selon l'invention. On notera ici que la captation des images par le dispositif selon l'invention est réalisée selon une configuration de captation qui dépend notamment des caractéristiques techniques d'au moins un dispositif de restitution multiscopique choisi, comme détaillé ci- après. Plusieurs dispositifs de restitution multiscopique pourront avoir des caractéristiques techniques identiques et la configuration utilisée pour la captation, ainsi que les images obtenues, pourront donc être utilisables pour plusieurs dispositifs de restitution. Le terme captation est utilisé ici pour désigner l'acquisition d'image (vidéo, mais également photo, éventuellement) to d'une scène réelle. Le terme restitution est utilisé pour désigner l'affichage, la projection ou l'impression d'un mixage adapté des images captées (qui peut être réalisé par divers types de dispositifs multiscopiques). Le dispositif comporte une pluralité nxm de capteurs (V;) qui sont associés chacun à une optique (OP;) comportant un centre optique (C;), formant ainsi fs une pluralité nxm de couples optique-capteur (COC;). Par le terme optique , on entend ici tout dispositif de focalisation optique (focalisation automatique, de type auto-focus, ou manuel), comprenant par exemple au moins un objectif ou au moins une lentille. Par le terme capteur , on entend ici tout dispositif de captation d'image ou de séquences d'images 20 (vidéo), comme par un exemple les capteurs Cmos ( Complementary metal oxide semi-conductor , selon la terminologie anglo-saxonne) ou les capteurs CCD ( Charge-Coupled Device selon la terminologie anglo-saxonne, ou détecteurs à couplage de charge ). L'invention se propose de configurer les positionnements de ces couples optique-capteur de façon à 25 réaliser une pluralité de prises de vues (captation d'images) cohérentes, permettant une restitution en relief avec contrôle de la déformation. Pour cela, l'invention prévoit (et définit) des zones de captation (ZC;) correspondant à la projection de la scène sur au moins une partie des capteurs (V;) et propose de configurer les positionnements des centres 30 optiques (C;) et de ces zones de captation (ZC;) pour réaliser les prises de vues cohérentes d'un couple optique-capteur (COC;) à l'autre.
En ce sens, l'invention se place dans un cadre qui résout systématiquement le problème P1. Elle utilise par ailleurs une analyse du problème P2 pour proposer un dispositif de captation permettant, selon diverses modalités, de sélectionner un dispositif de restitution, puis de définir une configuration de captation (cohérente avec ce dispositif de restitution et éventuellement avec la déformation attendue), avant d'acquérir les images de la scène réelle captées au travers des zones de captation (ZC;, i=(i,,i2)E{1...n}x{1...m}) associées aux centres optiques (C;, i=(ii,i2)E{1...n}x{1...m}), précédemment définies, puis de les stocker et/ou les mixer et/ou les transmettre, par exemple pour restitution multiscopique au dispositif désigné. Cette architecture permet d'assurer que le relief initial de la scène réelle subira, à la restitution, la déformation attendue ou souhaitée. L'homme de métier comprendra que l'indice i est utilisé dans la présente demande en référence à divers éléments (C;, ZC;, etc.) ou paramètres (f;, X; etc.) pour désigner le fait que l'élément ou le paramètre (pour lequel il apparaît en indice) concerne l'image numéro i à capter. On notera que ce terme i peut en fait correspondre à un couple de valeurs i1 (allant de 1 à n) et i2 (allant de 1 à m), comme défini ci-dessus par l'expression i=(i1,i2) utilisée pour une définition matricielle, mais que l'on peut, lorsque l'on n'a besoin de définir qu'une dimension (par exemple lorsque les paramètres sont regroupés selon m lots de n paramètres), n'utiliser que le terme i2 (ou il éventuellement) pour caractériser un lot de paramètres (par exemple, lot numéro i2, compris entre 1 et m). Dans certains modes de réalisation, le dispositif de captation pourra être préconfiguré selon une configuration de captation définie pour au moins un dispositif de restitution déterminé, avec un effet relief déterminé (avec ou sans déformation). Par exemple, le dispositif pourra comporter m rangées de n couples optique-capteurs et être configuré pour capter nxm images en prévoyant, lors de la restitution, un effet relief déterminé. Dans certains modes de réalisation, les moyens (M) de positionnement peuvent donc être pré-configurés en usine selon une configuration (25) définissant un rendu relief déterminé pour un dispositif de restitution déterminé. Selon le dispositif de restitution choisi, un dispositif de captation à 1 rangée ou à plusieurs rangées pourra être utilisé et l'invention prévoit diverses combinaisons possibles en ce qui concerne le nombre de rangées et le nombre de couples optique-capteur par rangées. Par exemple, le dispositif de captation pourra comporter une pluralité de rangées de couples optique-capteur. En fonction du dispositif de restitution choisi, le dispositif de captation permet ainsi de définir le nombre m de rangées et, pour chaque to rangée, le nombre n de couples optique-capteur (en fait, pour chaque rangée, le nombre n de centres optiques et de zones de captation) qui seront utilisées pour la captation. De même, on peut parler de colonnes au lieu de rangées si l'on souhaite décrire le dispositif selon un arrangement vertical plutôt qu'horizontal. 15 Dans certains modes de réalisation, la configuration du dispositif sera réglable pour une pluralité de configurations de captation, en fonction de choix de l'opérateur. Quelques soient les modes de réalisation, le dispositif selon l'invention effectue une captation de la scène (selon une pluralité de prises de vues) en fonction d'une configuration (25) de captation déterminée 20 (soit pré-configurée, soit choisie parmi une pluralité établie préalablement et présentées à l'opérateur, soit générées directement par le dispositif, en fonction des choix de l'opérateur, à l'aide d'un module de configuration). Dans certains modes de réalisation, les moyens (M) de positionnement sont manuels. Le réglage des positionnements selon ladite 25 configuration (25) de captation pourra donc être réalisé manuellement. La configuration pourra alors être présentée à l'opérateur (par exemple avec un manuel d'utilisateur ou au un dispositif d'affichage présentant les configurations utilisables) simplement avec des valeurs de positionnement qu'il devra régler sur le dispositif, pour régler des moyens (M) de 30 positionnement des optiques et des capteurs. Dans des variantes de ces modes de réalisation, les moyens de positionnement manuels pourront être motorisés pour faciliter le réglage manuel par l'opérateur (sur la base des informations relatives à la configuration qui lui sont présentées). Dans certains modes de réalisation, les moyens (M) de positionnement sont automatisés. Dans ce cas, les moyens (M) de positionnement sont motorisés et asservis à un module (22) de configuration exécuté sur des moyens (11) de traitement. Ces moyens de traitement pourront être inclus dans le dispositif selon l'invention ou lui être associés via une connexion adéquate. L'essentiel est ici que ces moyens (11) de traitement puissent contrôler le dispositif (en fonction de la configuration déterminée par le module de configuration). Ainsi, dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte (ou est associé à) des moyens (11) de traitement de données exécutant un module (22) de configuration déterminant les paramètres (25i) de définition de la configuration (25) de captation par les positions des zones de captations (ZC;) et des centres optiques (C;) à utiliser en fonction des paramètres (23) de configuration et des paramètres (21) de restitution, à partir de choix réalisés par un opérateur, via une interface (13) homme/machine du dispositif. Dans certains modes de réalisation où les moyens (M) de positionnement sont automatisés, le module (22) de configuration pourra, par exemple, comporter un module électronique ou informatique, utilisant une pluralité de configurations (25) préalablement établies (décrites en détail ci-après) provenant de moyens (12) de mémorisation accessibles par le module (22) de configuration. Le module (22) de configuration permet alors à l'opérateur de choisir une configuration (25) de captation à utiliser via une interface (13) homme/machine et contrôle le positionnement des couples optique-capteur (COC;) en fonction de la configuration choisie par l'opérateur. Ainsi, dans ces modes de réalisation, le module (22) de configuration permet à l'opérateur, via l'interface (13) utilisateur, de sélectionner au moins une configuration (25) de captation parmi une pluralité de configurations calculées préalablement et provenant de moyens (12) de mémorisation accessibles au module (22) de configuration.
Dans d'autres modes de réalisation où les moyens (M) de positionnement sont automatisés, le module (22) de configuration pourra être agencé pour générer la configuration (25) de captation à partir de paramètres saisis ou sélectionnés (et/ou réglés) par l'opérateur via l'interface (13). Ces paramètres sont décrits en détail ci-après en référence aux diverses modalités. Dans ce cas, le module (22) calcule les configurations à partir des paramètres choisi par l'opérateur, comme décrit en détail ci-après. Ainsi, dans ces modes de réalisation, le module (22) de configuration permet à l'opérateur, via l'interface (13) utilisateur, de saisir et/ou de sélectionner et/ou ~o de régler des paramètres (notamment au moins un paramètre (23) de configuration et des paramètres (21) de restitution décrits ci-après), parmi une pluralité de paramètres provenant de moyens (12) de mémorisation accessibles au module (22) de configuration, ce dernier générant la configuration en fonction des choix de l'opérateur. 15 Ainsi, l'invention permet, efficacement et sans surcoût trop important, de générer des vues multiples (nxm images) d'une même scène réelle dont l'utilisation conjointe sur tout dispositif multiscopique plat permet la perception effective en relief de cette scène par un observateur correctement positionné par rapport au dispositif multiscopique. 20 II s'agit en fait de résoudre systématiquement le problème P1 en choisissant une configuration de captation assurant une projection de la scène sur les nxm zones de captation (ZC;), au travers de nxm faisceaux optiques pyramidaux appuyés sur une base (BC) rectangulaire commune aux nxm faisceaux optiques et disposée dans la scène à capter. On 25 comprendra à la lecture de la description ci-après que cette base commune correspond en fait au cadrage de la prise de vue, c'est-à-dire au rectangle de la scène qui sera restitué précisément sur la zone utile du dispositif de restitution, ou encore à la représentation dans la scène de l'homologue de cette zone utile de restitution. Les nxm faisceaux passent 30 chacun par l'un des nxm centres optiques (C;) alignés par lots sur une ou plusieurs droites (LC;2) parallèles à cette base commune (la numérotation bidimensionnelle i=(il,i2) permet alors de dire que chaque centre C; est positionné sur la droite LCi2 correspondant à son second indice). Ces droites (LCi2) sont désignées ici sous le terme droites (LCi2) d'alignement des centres . Par exemple, m lots de n centres optiques (Ci) pourront être alignés sur m droites (LCi2) d'alignement des centres. Les zones de captation correspondent à l'intersection de ces faisceaux optiques (pyramides de captation) avec au moins un plan parallèle à cette base commune. Les axes de visée ou axes principaux des nxm faisceaux optiques pyramidaux de captation, passant par leur centre optique, convergent tous vers le centre (PS) de la base commune. Un exemple illustratif de cette configuration (25) lo est représenté sur la figure 2 montrant une scène exemple (une voiture) et la base commune (BC) placée devant celle-ci. Par rapport à cette scène, le positionnement de chaque centre optique (Ci), ainsi que les dimensions et le positionnement de la zone de captation associée (ZCi), forment des jeux de paramètres (25i) de définition de la configuration de chaque couple (COCi) 15 optique-capteur n°i. Ces jeux de paramètres (25i) définissent collectivement la configuration (25) de captation et l'on comprend d'après cette figure 2 que cette configuration (25) peut être représentée (de manière illustrative et non limitative) par des faisceaux pyramidaux (ou pyramides de captation). Ces faisceaux pyramidaux comportant une première série de pyramides 20 (seulement deux représentées sur la figure 2, n°i et j) dont les bases correspondent à la base commune (BC) et dont les sommets correspondent aux centres optiques (Ci et Cj, figure 2) et une seconde série de pyramides (inversées) dont les sommets correspondent aux centres optiques (Ci et C;, figure 2) et dont les bases correspondent aux zones de captation (ZCi et ZCj, 25 figure 2). Cette configuration revient à ce que les axes de visée (AVi, figure 2) convergent au centre (PS) de la base commune (BC) et à ce que les zones de captation (ZCi) soient parallèles à la base commune (BC). Les axes de visée (AVi) (ou axes principaux ), passent donc tous par le centre (PS) de 30 la base commune (BC) puis par le centre optique (Ci) et le centre (Ii) de la zone de captation (ZCi) de leur capteur associé. Remarquons encore que les zones de captation (ZCi) peuvent être, en théorie, positionnées à toute distance (fi) du centre optique (Ci) sans conséquence sur les images captées et donc sur la restitution du relief, pour peu qu'elles soient définies comme l'intersection d'au moins un plan parallèle à la base commune avec la pyramide de captation impliquée. Il est ainsi plus simple de considérer, par lots de centres optiques alignés (c'est-à-dire à i2 fixé) ou globalement, toutes ces zones de captation comme les intersections des diverses pyramides avec un plan unique parallèle à la base commune et situé à une distance fixe fie ou f de la droite (LCi2) d'alignement des centres optiques (Ci), comme représenté sur la figure 2. On comprend donc que, dans cet exemple, les zones de captation (ZCi) sont alignées par lots sur une ou plusieurs lignes incluses dans ce ou ces plan(s) commun(s) et parallèle(s) aux droites (LCi2) d'alignement des centres optiques (Ci). En pratique, les distances (fi) entre les zones de captation (ZCi) et les centres optiques (Ci) sont prescrites notamment par les distances focales des optiques (OPi) utilisées dans le dispositif de captation. On comprend donc que les descriptions géométriques faites ici pourront dépendre en fait des choix techniques faits en ce qui concernent les caractéristiques physiques des optiques utilisées : par exemple, on pourra choisir des optiques identiques sur une même rangée, mais des optiques différentes d'une rangée à l'autre, ou diverses combinaisons à la portée de l'homme de métier. On voit donc qu'un point (U) de la scène se projette sur les zones de captation (ZCi, ZCi, figure 2) en des points (ui, ui, figure 2) dont la position dépend des positionnements des centres optiques (Ci, Ci, figure 2) et des dimensions et positionnements des zones (ZCi, ZCi, figure 2) de captation.
Dans certains modes de réalisation, toutes les zones de captation (ZCi) ont les mêmes dimensions 1, h (figure 3) et sont donc positionnées par leur centre Ii qui est décalé horizontalement d'une distance ai (figure 3) et verticalement d'une distance ei (figure 3) par rapport à l'axe optique (AOi), c'est-à-dire une droite orthogonale aux zones de captations (ZCi) et passant 3o par le centre optique (Ci). On notera que, dans certains modes de réalisation, on pourra avoir des zones de captation (ZCi) situées à des distances fi différentes de la droite (LCi2) d'alignement des centres optiques (Ci) et ayant donc des dimensions li, hi différentes entre elles. On comprend donc que l'alignement des zones de captation est donné ici à titre illustratif pour faciliter la compréhension de la configuration de captation et qu'il est possible d'utiliser des zones de captation de dimensions variables et placées dans plusieurs plans parallèles à la base commune (BC), à des distances variées des droites (LCi2) d'alignement des centres optiques, mais cela complique la configuration sans constituer une réelle modification. On comprendra que les choix concernant sur l'alignement des zones de captation dépendront des lo choix réalisés pour les optiques. La figure 5 montre à titre d'exemple l'analyse de la géométrie de restitution permettant de définir les caractéristiques du dispositif pour lequel les images vont être générées. Sur cette figure 5, le point (U) affiché sur le dispositif (de centre Ce) est perçu comme un point (u) grâce aux images ui et 15 u9i affichées sur l'écran et à leur appariement stéréoscopique par le cerveau de l'observateur (dont les yeux sont positionnés en Oi et O9i). Le nombre nxm de zones de captation (ZCi) pourra varier, par exemple, en fonction du nombre d'images attendues par le dispositif de restitution multiscopique permettant son observation de plusieurs points de 20 vue différents. Toutefois, le nombre de vues captées peut être différent du nombre de points de vue restitués par les dispositifs auxquels la capture est destinée. Par exemple, il est possible de capter moins de vues que ce que le dispositif de restitution est capable de diffuser notamment si le nombre d'observateur est limité. Inversement, il est possible de capter plus de vues 25 que ce que le dispositif de restitution peut diffuser et de sélectionner les points de vue qui seront restitués, par exemple selon le choix de l'opérateur. Ces principes d'architecture du système de captation réel sont nécessaires pour résoudre le problème P1, mais ne suffisent pourtant pas à obtenir une restitution à relief contrôlé puisqu'il faut encore analyser le 3o problème P2 et notamment les relations entre les angles caractéristiques des pyramides de visée et d'observation.
La présente invention concerne donc un dispositif (1) de captation d'une pluralité de nxm images d'une scène réelle, ces nxm images étant destinées à une restitution, avec un effet relief déterminé (grâce à l'invention), sur au moins un dispositif de restitution multiscopique, la captation étant prévue par la projection de la scène sur une pluralité de nxm zones de captation (ZC;) associées chacune à un centre optique (C;). La captation est réalisée à l'aide d'une pluralité de nxm couples (COC;) optique-capteur formés par nxm optiques (OP;) ayant chacune un axe optique (AOi) et un centre optique (C;). Ces optiques (OP;) sont montées sur to au moins un support (S) et leurs axes optiques (AOi) sont parallèles entre eux. Ces optiques (OP;) sont associées chacune à un capteur (V;) optoélectronique, monté sur le support (S) et dans lequel est définie une zone de captation (ZC;) dans laquelle la projection de la scène est prévue. Le support (S) comprend des moyens (M) de positionnement des optiques (OP;) 15 dans au moins un plan (PC;) perpendiculaire aux axes optiques (AOi) et/ou des moyens (M) de positionnement des capteurs (V;) dans au moins un plan (PV;) parallèle au plan (PC;) des centres optiques (C;), comme représenté sur la figure 1. Selon divers modes de réalisation, le positionnement des capteurs peut être couplé au positionnement des optiques et le dispositif 20 pourra donc, dans certains cas, comporter seulement des moyens de positionnement des optiques ou des capteurs, l'optique (OP;) et le capteur (V;) de chaque couple (COC;) se déplaçant de façon coordonnée. Ces moyens de positionnement permettent de déplacer les optiques et les capteurs dans des plans parallèles entre eux. Selon divers modes de 25 réalisation, les moyens (M) de positionnement pourront être agencés soit pour un positionnement horizontal, soit pour un positionnement vertical, soit pour les deux. Les moyens (M) de positionnement des capteurs (V;) et/ou des optiques (OP;) de chaque couple (COC;) optique-capteur sont agencés pour 30 que les positionnements des centres (C;) optiques et des zones de captations (ZC;) soient dans des proportions définies par des paramètres (25i) de définition d'une configuration (25) de captation, comme mentionné précédemment. Cette configuration (25) de captation dépend de paramètres dits (21) de restitution et d'au moins un paramètre dit (23) de configuration. Les paramètres (21) de restitution, définissent ou permettent de déduire au moins les dimensions d'une zone utile choisie du dispositif de restitution et les positions d'observation privilégiées choisies pour le dispositif de restitution. Au moins un paramètre (23) de configuration permet de définir une déformation souhaitée pour l'effet relief et/ou une géométrie de captation, comme détaillé ci-après. La captation par le dispositif prévoit une projection w de la scène sur les nxm zones de captation (ZCi) des nxm capteurs (V;), au travers de nxm faisceaux optiques pyramidaux de captation appuyés sur une base rectangulaire (BC) commune aux nxm faisceaux optiques et disposée dans la scène à capter. Les nxm faisceaux passent chacun par l'un des nxm centres (Ci) des optiques (OPi) alignés, par lots, sur une ou plusieurs 15 droite(s), dites droites (LCi2) d'alignement des centres, parallèle(s) à l'une des directions principales de cette base commune (BC). Les zones de captation (ZC;) correspondent à l'intersection de ces faisceaux optiques avec au moins un plan parallèle à cette base commune (BC). Les axes de visée (AVi) ou axes principaux des nxm faisceaux optiques, passant par leur 20 centre (Ci) de leur optique (Oi), convergent tous vers le centre (PS) de la base commune (BC). Cette dernière condition de convergence des axes de visée (AV;) est nécessaire à la cohérence des images captées par les divers couples (COCi) optique-capteur pour garantir une perception en relief. Cette projection (pyramides de captation) prescrit donc au moins une 25 partie des paramètres (23) de configuration Dans certains modes de réalisation où les moyens (M) de positionnement sont automatisés, le dispositif permet à l'opérateur, grâce à l'interface (13), de sélectionner (ou saisir) les paramètres définissant le type de dispositif de restitution et/ou définissant la déformation qu'il choisit d'avoir 30 sur le rendu relief de la scène et/ou définissant au moins un des paramètres relatifs à la géométrie de captation (comme détaillé ci-après).
On comprendra de la description ci-après des géométries de captation et de restitution que la configuration (25) est déterminée par la mise en relation des paramètres de restitution et de paramètres de configuration de la captation. Cette mise en relation est réalisée par l'utilisation de relations déterminées qui, comme expliqué ci-après, pourront être définies par des équations, par exemple exprimées sous la forme des équations détaillées ci-après ou selon divers équivalents (comme expliqué ci-après). Dans le cas où le dispositif est automatisé et où le module (22) de configuration génère la configuration (25) en fonction de paramètres choisis par l'opérateur, le io module (22) de configuration pourra par exemple utiliser au moins un algorithme pour la mise en relation des paramètres, de façon au moins équivalente aux équations détaillées ici. Dans certains modes de réalisation, ces 2 types de données (paramètres de restitution et paramètre(s) de configuration) proviennent des 15 moyens de mémorisation (12) accessibles par le module (22) de configuration. Dans d'autres modes de réalisation, l'interface (13) utilisateur permet de saisir ces 2 types de données ou permet de sélectionner ces 2 types de données. Certains modes de réalisation correspondent donc à des combinaisons de ces modes de réalisation, l'invention permettant par 20 exemple de choisir au moins un dispositif de restitution (ce qui prescrit tout ou partie des paramètres 21) et de choisir comment on souhaite que la captation soit réalisée (soit en choisissant des paramètres de déformation, soit en choisissant au moins un paramètre relatif à la géométrie de captation, comme détaillé ci-après), de façon à ce que le module (22) de configuration 25 génère la configuration (25) permettant d'obtenir les images correspondant à ces choix. Dans les modes de réalisation où le dispositif est préconfiguré pour au moins un dispositif de restitution, il n'offre pas de choix sur les déformations ni la géométrie de captation. Dans ces modes de réalisation, le paramètre (23) de configuration pourra en fait correspondre à un paramètre 30 implicite, du fait que le rendu relief ne doit pas présenter de déformation ou présenter une déformation préconfigurée , ce qui prescrit un certain nombre de paramètres de la géométrie de captation comme détaillé ci-après.
La configuration générée ou utilisée par le système met alors simplement en relation les données représentatives des paramètres (21) de restitution avec des paramètres de configuration prescrit par une relation (équation) spécifique tenant compte de ce paramètre implicite.
Les configurations générées ou utilisées (et proposées) par le module (22) de configuration sont déterminées en positionnant les centres optiques (C;) et les zones de captation (ZC;) du dispositif de captation. Ce positionnement peut être fait en référence à un repère propre au dispositif de captation. Ce repère propre peut être quelconque (par exemple au centre du to dispositif, ou même à l'extérieur du dispositif), mais en plaçant le dispositif devant la scène et en tenant compte du fait que la configuration de captation doit être telle que les axes de visées (AV;) convergent sur un point (PS) de convergence, les positionnements des centres optiques (Ci) et les zones de captation (ZC;) sont en fait définis implicitement par rapport au point (PS) de is convergence puisque cette condition est nécessaire à la cohérence des images captées, pour garantir la perception d'un relief. Pour définir la configuration, il est possible, par exemple, d'utiliser un repère global de captation, par exemple centré sur ce point (PS) de convergence. Le dispositif selon l'invention est placé devant une scène à capter, à une distance 20 déterminée de celle-ci, par exemple à une distance de focalisation du dispositif. Cette distance de focalisation est, comme détaillé ci-après, prescrite, d'une part, par la(ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OP;) utilisées dans le dispositif et, d'autre part, par les paramètres (21) de restitution. L'opérateur doit donc s'assurer qu'il place son dispositif 25 correctement par rapport à la scène qu'il veut capter, notamment de telle sorte que le point (PS) de convergence soit correctement placé par rapport à la partie de la scène qu'il souhaite capter. La configuration (25) prescrit en effet que tous les axes de visée (AV;) des couples optique-capteur (COC;) convergent vers un point (PS) situé au centre de la base commune (BC) aux 30 pyramides de captation des divers couples. Le positionnement du dispositif permet notamment de positionner dans la scène le point de convergence (PS) et d'orienter dans la scène, autour de ce point, la base commune (BC).
En effet, le dispositif de captation comporte des couples optique-capteur (COC;) répartis horizontalement et verticalement, selon une configuration déterminée. Le positionnement du dispositif de captation définit donc une direction horizontale et une direction verticale, ainsi qu'une direction de s profondeur pour la captation. Ces trois directions prescrivent donc l'orientation de la base commune (BC) et peuvent, par exemple, prescrire implicitement l'orientation d'un repère (27) global de captation, qui pourra par exemple être centré sur le point (PS) de convergence et dont la conformation pourra définie par un facteur de grossissement k). Les positionnements des lo zones de captation (ZC;) et des centres optiques (C;) peuvent être déterminés par rapport à un repère propre au dispositif de captation ou par rapport à un repère global de captation, qui peut être quelconque ou centré sur le point (PS) de convergence. Ainsi, le positionnement du dispositif selon l'invention devant la scène permet donc de définir implicitement le 15 positionnement, l'orientation, voire la conformation, d'au moins un repère (27) global de captation dans la scène. Ce repère (27) global de captation peut être défini, par exemple, par le positionnement du dispositif grâce à un point de référence du repère, centré sur le point (PS) de convergence, 20 - les 3 directions X1p , Y,ps, Z,p (figure 2) du repère, prescrites par l'orientation du dispositif et correspondant aux 3 directions caractéristiques de la base commune (BC) : directions principales pour X et Y, et direction normale pour Z. Le module (22) de configuration utilise des données représentatives 25 de paramètres (21, figure 1) de restitution. Ces paramètres (21) de restitution concernent d'une part les dimensions de la zone utile du dispositif de restitution. Cette zone utile peut être exprimée en termes de largeur L(figure 5) et de hauteur H(figure 5) par exemple, mais également en terme de ratio (par exemple, de type 16/9 ou 4/3) et dimension de la diagonale (par 3o exemple en pouces : 32") ou encore en dimension d'un point image (pitchs, par exemple en pm ou densité en dpi) et en résolution utilisée (nombre de pixels par ligne et colonne de la zone utile). On comprend donc que l'expression donnée ici aux paramètres utilisés n'est donnée qu'à titre d'exemple. On comprendra à la lecture de la présente description que cette notion est vraie pour la plupart des paramètres détaillés ici.
Ces paramètres (21) de restitution concernent d'autre part les positions d'observation privilégiées (Oi, Ogi figure 5) pour le dispositif de restitution choisi (par exemple nxm positions privilégiées). Ces positions peuvent être définies par le positionnement optimal du spectateur (par exemple à une distance optimale d'observation), un ou plusieurs io plongements (ou zéniths) optimaux d'observation, comme détaillé ci-après. Un exemple d'expression de ces paramètres est donné en définition cartésienne par : - la distance di de chaque position d'observation par rapport au plan du dispositif de restitution, 15 - le décalage latéral (selon les lignes du dispositif) oi de chaque position d'observation par rapport au centre (Ce) du dispositif, - le décalage vertical (selon les colonnes du dispositif) pi de chaque position d'observation par rapport au centre (Ce) du dispositif. Cependant, il est évident que l'on peut également utiliser, pour chaque 20 position, une dé finition sphérique par la distance au centre (Ce) et des angles d'azimut et de zénith, ou même utiliser des coordonnées cylindriques. Par ailleurs, dans les exemples détaillés ici, et comme illustré sur la figure 5, ces positions étant alignées par lots sur une ou plusieurs droites (LOi2) d'alignement des positions d'observations , parallèles aux lignes du 25 dispositif, un paramétrage réduit peut aussi être utilisé en ne conservant que les paramètres non redondants, tels que la distance di2, le décalage vertical pie de chaque droite (LOi2) d'alignement des positions impliquée, le décalage latéral oi de chaque position sur sa droite d'alignement. Ce décalage peut même être réduit aux décalages oil communs par colonnes si la 30 distribution matricielle place les positions d'observation de même indice il au même décalage latéral.
Chaque position privilégiée (O;) est supposée recevoir en provenance du dispositif l'image n° i avec cohérence (sans mélange trop important avec les autres images), comme détaillé ci-après en référence à la géométrie de restitution.
La configuration (25) définit les positionnements, par rapport au point (PS) de convergence, des nxm centres optiques (C;) et les dimensions et positionnements, par rapport au point (PS) de convergence, des nxm zones de captation (ZC;) qui leur sont associées. Ces données permettent donc de définir chaque zone (ZC;) de captation n° i dans la scène au moyen to d'informations (25i, figure 1) qui comprennent ou permettent de déterminer la configuration (25, figure 2) de captation par : - Les coordonnées du centre optique (C;) par rapport au point (PS) de convergence. - Les dimensions (de la zone utile) des zones de captation (ZC;), par 15 exemple exprimées en largeur lz; et en hauteur hz;, Le positionnement effectif de la zone de captation (ZC;) vis-à-vis du centre optique (C;) (ou centre de projection ). Dans le cas où l'on choisi d'utiliser un repère (27) de captation centré sur le point de convergence (PS) pour définir la configuration (25) de 20 captation, les paramètres (25i) de définition de la configuration permettent d'exprimer le positionnement effectif du centre optique (C;) par rapport au point de convergence (PS), par C;ips= pXi.X,ps-pY;.Yjps-pZ;.Zips , en coordonnées cartésiennes, avec : pZ; : distance (figure 2) séparant ce centre optique (C;) de la base 25 commune (BC) (selon -Z1ips), pX; : décalage (selon X;1ps) de ce centre optique (Ci) par rapport au point de convergence (PS), centre de la base commune (BC), pY; : décalage (selon -Yjips) de ce centre optique (C;) par rapport au point de convergence (PS), centre de la base commune (BC), 30 On rappelle ici que le positionnement du dispositif prescrit l'orientation du repère (27) et qu'il prescrit l'orientation des zones de captation (ZC;) par rapport à ce repère. Par exemple les 2 vecteurs principaux X;1p , orienté selon les lignes de l'image à capter et Y;,ps, orienté selon les colonnes de l'image à capter pour chacune des zones de captation ont (dans l'expression choisie ici) la même orientation, respectivement, que les directions principales X1ps et X,p du repère (27). Ce positionnement effectif grâce au repère global (27) peut également être exprimé en coordonnées angulaires : par exemple par l'azimut et le zénith de l'axe PS-C; (figure 2). Le positionnement effectif de la zone de captation (ZC;) peut être exprimé en coordonnées cartésiennes (figure 2) par : - dZi: distance séparant la zone de captation n° i de son centre optique 10 (C;) (orthogonalement au plan de la zone de captation, c'est-à-dire selon l'axe optique AO;, soit selon Z;jps), - dX; : décalage (selon X;,ps) du centre I; de la zone de captation (Ci) par rapport au centre optique (C;) - dY; : décalage (selon Y;,ps) du centre I; de la zone de captation (C;) par 15 rapport au centre optique (C;). Ce positionnement effectif peut également être exprimé en coordonnées angulaires : par exemple par l'azimut et le zénith de l'axe de visée (AV;, figure 2). De même les dimensions cartésiennes lz; et hz; de la zone de 20 captation (ZC;) peuvent être remplacées, une fois la distance dZi déterminée, par les ouvertures angulaires horizontale et verticale (voire les azimuts gauche et droit et les zéniths bas et haut). On comprendra que l'invention nécessite en fait simplement de positionner les centres optiques et les zones de captation les uns par rapport 25 aux autres et que n'importe quel repère pourrait être utilisé, du moment que l'on s'assure que la configuration permet une captation d'images cohérentes d'un couple à l'autre. Ainsi, les paramètres (25i) de définition de la configuration sont définis ici par rapport au point de convergence (PS) car cette définition est particulièrement pratique, notamment dans le cas où le 30 dispositif comporte plusieurs rangées parallèles comportant chacune plusieurs couples optique-capteur, de façon à pouvoir caractériser l'élévation de chacune des rangées par rapport au point de convergence (PS). Cependant, il est possible de définir les positionnements des centres optiques et des zones de captation par rapport à n'importe quel repère et il convient alors de s'assurer de la convergence des axes de visée pour garantir un rendu relief lors de la restitution. Ainsi, l'invention permet de déterminer, à partir des paramètres (21) de restitution et des paramètres (23) de configuration, les données représentatives de la configuration (25) en déterminant au moins une partie des informations (25i) ci-dessus, en référence au point (PS) de convergence, io à un repère (27) global de captation implicite ou à un repère propre au dispositif de captation. Dans certains modes de réalisation, ces paramètres (25i) de définition de la configuration pourront être exprimés sous la forme de valeurs directement utilisables sur le dispositif de captation, comme par exemple des valeurs exprimées en nombre de tours d'un moteur pas à pas is ou toute information utile pour positionner physiquement les optiques (OP;) et les capteurs (V;) en fonction des valeurs souhaitées pour les centres optiques (Ci) et les zones de captation (ZC;). Ainsi, les paramètres (25i) seront directement utilisables pour piloter le dispositif et obtenir la configuration (25) de captation souhaitée. Ainsi, le module de configuration 20 pourra générer des paramètres (25i) de définition de la configuration sous la forme de signaux représentatifs de valeurs utilisables directement pour le pilotage des moyens (M) de positionnement des optiques et/ou de capteurs du dispositif selon l'invention. Les géométries de restitution et de captation (prise de vue) sont 25 maintenant détaillées en référence aux figures 3, 4A et 4B et la figure 5. Dans les figures 3, 4A et 4B sont montrées, sous divers angles de vues, la géométrie de captation dans les modes de réalisation où toutes les zones de captation (ZC;) ont les mêmes dimensions et sont placées à une même distance f (mesurée parallèlement à z) de leurs centres optiques (C;) 3o associés. Leurs caractéristiques intrinsèques peuvent être représentées par divers jeux de paramètres globalement totalement équivalents bien que distincts dans leur structure interne (description de pyramides par des distances et/ou par des angles, caractérisation de points ou vecteurs en coordonnées cartésiennes ou cylindriques, ou sphériques, ...). Ainsi, comme mentionné précédemment, les jeux de paramètres utilisés pour les s descriptions géométriques à venir doivent être considérés comme des exemples non limitatifs de la façon de caractériser ces géométries et les équations détaillées ici ne sont que des exemples des relations utilisées dans l'invention pour mettre en relation les paramètres. Géométrie de restitution io La figure 5 représente un exemple de description de la géométrie du dispositif de restitution pour lequel les images vont être générées et expose, à titre d'exemple, tout ou partie d'un jeu de paramètres permettant de caractériser cette géométrie complètement (pour les besoins de cette invention). 15 Le dispositif mixe nxm images étendues par exemple sur toute sa surface utile de dimensions L (largeur, figure 5) et H (hauteur, figure 5). Chacune de ces images n° i=(il,i2) E {1... n}x{1... m} est supposée visible correctement (sans trop de mixage avec les autres) au moins depuis la position préférentielle choisie (Oi, figure 5) positionnée sur une des 20 droites (LOi2) d'alignement des positions d'observation choisies, parallèles aux lignes du dispositif et sont dédiées chacune à un observateur aux caractéristiques prédéfinies (écart binoculaire et hauteur de regard) qui peut alors s'y déplacer pour modifier son angle de vue de la scène restituée. Cette droite (LOi2) d'alignement, et donc la position d'observation (Oi), 25 est située à une distance di2 de la zone utile du dispositif qui peut être définie d'après le dispositif de restitution choisi, de façon à assurer qu'un utilisateur d'écart binoculaire bit (figure 5), avec une ligne des yeux parallèle aux lignes du dispositif ayant son oeil droit en (O;, figure 5) qui percevrait l'image n° i, aurait son oeil gauche en (Ogi, figure 5) avec gi=i-(qi2,0) qui y percevrait donc 30 l'image n° gi. Ainsi, pour chaque droite (LOi2), sont définis 2 attributs ou paramètres interdépendants : bit l'écart binoculaire choisi pour cette position (souvent les bit seront tous identiques à l'écart binoculaire humain moyen 65 mm, mais il est envisageable de choisir des écarts différents selon le public attendu : enfants, ...) et qi2 l'écart de numéros d'images composant les couples stéréoscopiques cohérents visibles avec écart binoculaire bit depuis les positions préférentielles de la droite (LOi2) d'alignement des positions d'observation. Selon une caractéristique des dispositifs multiscopiques, il est possible, depuis une position (Oi), de continuer à percevoir du relief en se décalant verticalement (parallèlement aux colonnes de la zone utile du dispositif) plus to ou moins selon que ce dispositif propose ou non une distribution verticale des images (m>1 ou m=1). Ainsi, des spectateurs de tailles variées peuvent utiliser le dispositif au prix d'une possible déformation en cisaillement du relief qu'ils perçoivent (cf. plus loin). Les conditions de visualisation sont ainsi définies pour une taille d'utilisateur donnée commune à toute une chaîne is de positions d'observation, ou plutôt pour un plongement p12 donné qui représente l'écart vertical (parallèlement aux colonnes du dispositif) de positionnement des yeux des observateurs sur cette chaîne par rapport au centre (Ce) de la zone utile. Lorsque l'observateur (et donc le plongement effectif) n'est pas a priori connu, on se contente d'un plongement moyen pi2m 20 (correspondant à un observateur de taille moyenne à définir). L'analyse des caractéristiques de la géométrie de restitution s'appuie sur un repère (Ce, x, y, z- x"y) défini par rapport au dispositif de restitution, par exemple en son centre (Ce), tel que, comme représenté sur la figure 5 : 25 x est parallèle aux lignes du dispositif de restitution et orienté vers leur droite sur la figure 5, y est parallèle aux colonnes du dispositif de restitution et orienté vers leur bas sur la figure 5, Selon une particularité du système de génération, les données 30 représentatives des paramètres (21) de restitution, définissant notamment les caractéristiques du dispositif de restitution multiscopique, par exemple mémorisés dans les moyens (12) de mémorisation comportant par exemple un moyen de mémorisation spécifique pour ces données, comprennent et/ou permettent de déduire au moins, et si besoin, les paramètres de restitution susmentionnés L, H, di2, pi2 (ou pi2m), oi qui représentent : • les dimensions, largeur L et hauteur H, du rectangle de zone utile choisie du dispositif (affichage, projection ou impression des images mixées), • la localisation précise des droites (LOi2) d'alignement des positions dans le repère de restitution (Ce, x, y, z) basées sur leur distance di2 au dispositif et leur plongement ou décalage vertical pi2 par rapport à Ce. lo • la localisation précise des positions d'observation choisies ou imposées sur leur droite (LOi2) (par exemple décalage oi latéral ù selon les lignes du dispositif ù par rapport au centre du dispositif) • réglages stéréoscopiques de chaque chaîne de positions (LOi2) : écart d'index qi2 des images de la chaîne prévues pour les yeux gauche et 15 droit et écart binoculaire bit prévu pour cette relation stéréoscopique, Notons que les positions d'observation sont souvent régulièrement espacées sur les droites (LOi2). Dans ce cas, les décalages latéraux oi des positions d'observation sur l'une de ces droites sont collectivement définis par l'une seulement de ces données et les caractéristiques associées à cette 20 ligne : oi=o(l,i2)+bi2(i1-1)/qi2. Ainsi, il est possible de disposer de jeux de paramètres réduits qui permettent, dans ces configurations particulières, de calculer les paramètres manquants. Dans les modes de réalisation automatisés, l'interface (13) utilisateur (ou interface homme/machine , comme par exemple au moins un écran 25 et des moyens de saisie et/ou d'interaction) permet, en coopération avec le module (22) de configuration, la gestion interactive (saisie, consultation, sélection, édition, sauvegarde) de ces paramètres (21) de restitution mémorisés, entre autres. Un module de pilotage de l'interface pourra être prévu dans certains modes de réalisation, pour gérer les échanges de 30 données entre l'interface (13) et le module (22) de configuration. On notera que pour les paramètres concernant des dispositifs de restitution, ces données pourront être mises à jour dans le système en fonction de l'évolution des dispositifs connus. Selon une autre variante des modes de réalisation automatisés, un module de reconnaissance pourra permettre la reconnaissance automatique d'un dispositif de restitution connecté au dispositif de captation selon l'invention, puis la sélection dans une liste de dispositifs connus de tout ou partie de ses paramètres de restitution pour que le module (22) de configuration utilise les paramètres du dispositif détecté et reconnu, par exemple pour (ré-)initialiser leur contenu et les présenter de façon lo interactive à l'opérateur, via l'interface (13) homme/machine.
Géométrie de captation La figure 3 montre une représentation en perspective de la géométrie de captation des images permettant de définir la configuration de la zone de ts captation n° i (par exemple la zone ZC; représentée sur la figure 2) et expose, à titre d'exemple, tout ou partie d'un jeu de paramètres permettant de caractériser complètement cette géométrie de captation (pour les besoins de cette invention). Les figures 4A et 4B montrent des représentations, respectivement, de face et de dessus, de cette géométrie de captation. 20 La définition de la géométrie de captation peut, par exemple, s'appuyer sur le repère global de captation (27, fig. 2) par exemple positionné au point (PS) de convergence désiré et orienté de tel sorte que les 2 premiers vecteurs de base soient parallèles aux directions principales de la base commune (BC) centrée en (PS) et donc aux directions principales des zones 25 de captation (ZC;). De façon illustrative et nullement limitative, le premier vecteur de base est ici choisi parallèle aux lignes des zones de captation et le second parallèle aux colonnes de ces zones. Dans les modes de réalisation automatisés, les moyens (12) de mémorisation pourront fournir des données représentatives de paramètres relatifs à ce repère (27). Ces 30 données pourront par exemple provenir d'un moyen de mémorisation spécifique ou des mêmes moyens de mémorisation que les autres paramètres et/ou provenir de l'interface (13) utilisateur (paramètres saisis, ou sélectionnés parmi une pluralité mémorisée, par l'opérateur). On notera que la définition de la distance de focalisation du dispositif, prescrite par les paramètres de restitution et la(ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OPi) du dispositif et la définition du point (PS) de convergence par rapport à un repère propre au dispositif de captation selon l'invention est équivalente à l'utilisation de ce repère (27) de captation. On comprendra que diverses variantes sont donc envisageables pour les données définissant le(s) repère(s) pour les positionnements des couples optique-capteur (COC1) dans les moyens de mémorisation. Le(s) repère(s) permet(tent) de définir la io position et l'orientation de toutes les pyramides de projection représentatives des zones de captation, en spécifiant notamment la direction d'observation Z et la ou les droites (LCi2) d'alignement des centres optiques. Plus précisément, les nxm pyramides de captation représentatives d'au moins un mode de réalisation du dispositif de prise de vues selon l'invention, 15 qui respecte les principes précédemment énoncés pour résoudre le problème P1, sont spécifiées par : • des axes optiques (AO1, fig. 2) parallèles de direction Z, • des centres optiques (Ci), alignés sur une ou plusieurs droites (LCi2) d'alignement des centres optiques, parallèles aux lignes de la base 20 commune et donc de direction X • des zones de captation (ZCi) rectangulaires : - orthogonales à z, donc parallèles entre elles, à la base commune (BC) et aux droites (LCi2) d'alignement des centres optiques; éventuellement coplanaires ; 25 - placées à une distance fi du centre optique (Cl voire à une distance fie commune à toutes les zones associées aux centres optiques alignés sur (LCi2), ou encore à une distance f commune à toutes les zones, en fonction de la (ou des) distance(s) focale(s) des optiques (OP1) du dispositif selon l'invention ; 30 - de taille physique précisée, par exemple li et hi, ou de taille physique identique par lots (1i2, hie) ou globalement (I, h) selon les choix opérés ci-dessus pour les distances entre zone de captation et centre optique; décentrées par rapport à leur axe optique respectif (AOi, fig. 2) en des points Ti de sorte que les droites (I;C;,, fig. 2) qui définissent les axes de visée (AV;) passent toutes par le point de convergence fixé PS. On notera que les zones de captation (ZC;) sont parallèles à la base commune (BC). Les capteurs ont donc un axe de capture perpendiculaire à la base commune (BC) mais les pyramides de projection ont des axes de io visée (AV;) (ou axes principaux) convergent vers le point PS. Contrôle de la configuration de captation En positionnant le dispositif selon l'invention devant la scène à capter, l'opérateur effectue un choix en termes de position(s) et orientation(s) 15 d'observation de la scène (point de convergence (PS) et base commune (BC)). Pour représenter les choix de l'opérateur en termes de captation et les traduire en une configuration opérationnelle (25), dans les modes de réalisation automatisés où le module (22) de configuration génère la configuration, ce dernier utilise également des données (23) représentatives 20 d'au moins un paramètre de configuration. Selon la nature des paramètres de configuration utilisés, ce module (22) est décliné selon plusieurs modalités qui laissent plus ou moins de liberté à l'opérateur, comme détaillé ci-après. On notera que les modalités décrites ci-après font référence aux modes de réalisation où le dispositif comporte un module de configuration générant la 25 configuration mais qu'il doit être évident que certaines de ces modalités permettent en fait de décrire des configurations de captation qui sont utilisables dans les divers modes de réalisation du dispositif exposés précédemment. 30 Modalités contraintes Dans certains modes de réalisation, dits à effet relief parfait , le paramètre (23) de configuration correspond en fait à un paramètre (23d) définissant un relief restitué sans aucune déformation par rapport au relief de la scène captée. Dans certains modes de réalisation, ce paramètre est implicite et sera utilisé suite à la sélection d'un choix de l'utilisateur sur l'interface (13) qui souhaite avoir un rendu de la scène sans aucune déformation. Dans d'autres modes de réalisation, ce paramètre peut même être omis car le dispositif est dit préconfiguré pour réaliser une captation selon une configuration (25) destinée à un relief parfait déterminée à partir des paramètres (21) de restitution. Dans les modes de réalisation automatisés où le module (22) de configuration génère la configuration, ce dernier utilise ici en fait les paramètres (21) de restitution, sans nécessiter de paramètre (23) indiquant le relief parfait puisque c'est la seule modalité envisagée. Dans ce cas du relief parfait, les paramètres (25i) peuvent être calculés comme suit (avec les jeux de paramètres choisis comme exemple) : fi imposé par les distances focales des optiques (OPi) du dispositif selon l'invention : Izi=L fi/die hzi=H fi/die dXi=oi fi/die dYi= pie fi/die dZi=fi pXi=oi PYi= Pie pZi= die
De plus, comme mentionné ci-dessus, les distances fi peuvent être choisies égales par lots ou globalement. Le jeu de paramètres (25i) est alors calculé à partir de la ou des valeurs communes fie ou f des distances fi, et montre que les zones de captation ont les mêmes dimensions par lots ou globalement : fie imposé par les distances focales des optiques (OPi) du dispositif selon l'invention : Izi=L fie/die hzi=H fie/die dXi=oi fi2/die dYi= Pie fie/die dZi=fie pXi=oi PYi= Pie pZi= die f imposé par la distance focale des optiques (OPi) du dispositif selon l'invention : lzi=L f/die hzi=H f/die dXi=oi f/die dYi= Pi2 f/die dZi=f pXi=oi PYi= Pi2 pZi= die Dans ce cas du relief parfait avec des zones de captations de dimensions identiques (rapport fi/die constant), l'homme de métier comprendra qu'avec les données représentatives des paramètres (21) de restitution (L, H, die, Pie et oi) et le positionnement du dispositif prescrivant la position du point ~o (PS) de convergence (ou les données représentatives du repère (27) de captation), il suffit de fixer un seul paramètre (23) de configuration (distance commune f, une des distances fi ou fi2, une des valeurs commune de dimensions des zones de captation lzi, hzi, un des décalages xi ou yi). Les autres p aramètres peuvent en effet en être aisément déduits d'après les 15 équations ci-dessus. La configuration (25), dans les modes de réalisation dédiés au relief parfait, peut donc utiliser, comme seul paramètre (23) de configuration, la distance f ou plusieurs distances fi ou fi2, qui dépend(ent) de la (ou des) distance(s) focale(s) des optiques (OPi) du dispositif selon l'invention . La 20 configuration (25) est donc bien déterminée à partir des paramètres (21) de restitution, et de données représentatives d'au moins un paramètre (23) de configuration définissant une déformation souhaitée pour l'effet relief et/ou une géométrie de captation (et éventuellement de données définissant au moins un repère, comme par exemple des données définissant le repère (27) de 25 captation), mais le seul paramètre (23) de configuration réellement utilisé peut en fait n'être qu'un paramètre (23d) implicite définissant l'absence de déformation souhaitée. Dans le cas d'un système ne prévoyant que cette modalité de relief parfait, on comprend donc que les paramètres de configuration en tant que tels pourront être omis et que seul un paramètre 30 implicite imposera l'utilisation de relations permettant de déterminer les paramètres de définition (25i) de la configuration (25) à partir des paramètres (21) de restitution, de façon équivalente aux relations définies par les équations ci-dessus. Certains modes de réalisation de l'invention concernent donc également un dispositif de captation à relief parfait (sans déformation), soit préconfiguré pour au moins un dispositif de restitution, soit au moins partiellement configurable par l'opérateur pouvant choisir le dispositif de restitution visé. Ces modes de réalisation concernent donc un dispositif de captation simultanée d'une pluralité de nxm prises de vues destinées à une restitution en relief sans déformation sur au moins un dispositif de restitution ro multiscopique, caractérisé en ce que : la captation est réalisée à l'aide d'une pluralité de nxm couples (COC;) optique-capteur formés par nxm optiques (OP;) ayant chacune un axe optique (AO;) et un centre optique (C;), montées sur au moins un support (S), dont les axes optiques (AO;) sont parallèles entre eux et 15 associées chacune à un capteur (V;) optoélectronique, monté sur le support (S) et dans lequel est définie une zone de captation (ZC;) dans laquelle la projection de la scène est prévue, - le support (S) comprend des moyens (M) de positionnement des optiques (OP;) dans au moins un plan (PCi) perpendiculaire aux axes 20 optiques (AO;) et/ou des moyens (M) de positionnement des capteurs (V;) dans au moins un plan (PV;) parallèle au plan (PC;) des centres optiques (Ci), - les moyens (M) de positionnement des capteurs (V;) et/ou des optiques (OP;) de chaque couple (COC;) optique-capteur sont agencés 25 pour que les positionnements des centres (C;) optiques et des zones de captations (ZC;) soient dans des proportions définies par des paramètres (25i) de définition d'une configuration (25) de captation qui dépendent de paramètres (21) de restitution, définissant ou permettant de déduire au moins les dimensions d'une zone utile 30 choisie du dispositif de restitution et les positions d'observation privilégiées choisies pour le dispositif de restitution, la captation prévoyant une projection de la scène sur les nxm zones de captation (ZC;) des nxm capteurs (V;), au travers de nxm faisceaux optiques pyramidaux de captation appuyés sur une base rectangulaire (BC) commune aux nxm faisceaux optiques et disposée dans la scène à capter, les nxm faisceaux passant chacun par l'un des nxm centres (Ci) des optiques (OP;) alignés, par lots, sur une ou plusieurs droite(s), dites droites (LCi2) d'alignement des centres, parallèle(s) à l'une des directions principales de cette base commune (BC), les zones de captation (ZC;) correspondant à l'intersection de ces faisceaux io optiques avec au moins un plan parallèle à cette base commune (BC), les axes de visée (AV;) ou axes principaux des nxm faisceaux optiques, passant par leur centre (Ci) de leur optique (OP;), convergeant tous vers le centre (PS) de la base commune (BC). Selon la (ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OP;) du dispositif 15 selon l'invention, fixant la (ou les) distance(s) entre les zones de captation et leur centre optique, et avec les jeux de paramètres choisis comme exemple, ce dispositif destiné à une restitution avec un relief parfait impose une une configuration (25) établie à partir des paramètres de restitution (21), selon les équations détaillées ci-dessus dans la modalité contraintes . La 20 configuration (25) pourra donc par exemple utiliser un paramètre (23) de configuration (par exemple implicite) définissant un effet relief sans déformation, tel que le paramètre (23d) implicite mentionné précédemment ou simplement utiliser les relations correspondant, ou équivalentes, aux équations détaillées ci-dessus dans la modalité contraintes , sans 25 nécessiter réellement un tel paramètre (notamment si le relief parfait est la seule fonctionnalité envisagée). On notera que cette modalité sans déformation correspond à une restitution relief sans déformation et à l'échelle 1. II est possible de prendre en compte une restitution sans déformation avec un facteur de 30 grossissement global différent de 1 qui pourra être choisi par l'opérateur.
Cette possibilité est fournie par les modalités relief contrôlé ci-dessous décrites. Modalités relief contrôlé Dans certains modes de réalisation, l'opérateur est plus libre de ses réglages et le(s) paramètre(s)(23) de configuration (ou les données représentatives de ce paramètre, dans le cas du dispositif automatisé comportant un module de configuration générant la configuration à partir de paramètres sélectionnés) comporte(nt) au moins un ensemble de paramètres io parmi les ensembles de paramètres suivants : • ensemble (23a) de paramètres internes de captation définissant la géométrie de captation directement par au moins les positions, vis à vis d'un repère propre au dispositif de captation selon l'invention, des centres optiques (Ci) et les positions des zones de captation (ZC;) sur 1s lesquelles la scène sera projetée pour former les nxm images, • ensemble (23b) d e paramètres externes de captation définissant la géométrie de captation à partir du point de convergence (PS) par au moins : les dimensions de la base commune (BC) centrée sur le point (PS) de convergence ; le positionnement précis de la ou des droites 20 (LC12) d'alignement des centres, relativement à la base commune ; le positionnement précis des centres optiques (C;) sur ces droites (LC;2) d'alignement des centres ; et enfin la position précise des plans (PV;) de captation parallèles à la base commune qui définissent les zones de captation (ZC;) comme leur intersection avec les faisceaux de 25 projection. • ensemble (23c) de paramètres de déformation définissant les déformations envisageables pour la restitution en relief de la scène. Ainsi, dans les modes de réalisation où le dispositif selon l'invention est automatisé et comporte un module de configuration générant la configuration 30 à partir de paramètres sélectionnés, l'opérateur peut sélectionner (ou saisir) via l'interface, au moins un paramètres d'au moins un de ces ensembles de paramètres. Dans les autres modes de réalisation, la configuration (25) utilisée pourra avoir été générée de la même manière. La figure 3 présente la géométrie de captation et fait apparaître, à titre d'exemple, deux jeux de paramètres dont l'un est dit interne et l'autre externe. Divers modes de réalisation de la présente invention, grâce à ces divers ensembles (23a, 23b, 23c) de paramètres, permettent à l'opérateur, dans divers modes de réalisation du module (22) de configuration du système permettant les fonctionnalités et modalités décrites ici, de choisir des valeurs Io pour les paramètres (23a) internes de captation et/ou des valeurs pour les paramètres (23b) externes de captation et/ou des valeurs pour les paramètres (23c) de déformation. On comprendra de l'analyse faite ci-après que certains des paramètres de ces ensembles permettent de déduire d'autres paramètres du même ensemble ou d'un autre ensemble. L'invention permet donc en fait is diverses combinaisons des modes de réalisation décrits ci-après, à moins que ces modes de réalisation ne soient incompatibles ou que cela ne soit expressément mentionné.
Grâce aux analyses des géométries de restitution et captation faites ci- 20 dessus, il est possible de relier les coordonnées, par exemple (X,Y,Z) dans le repère (27) ou par rapport au point (PS) de convergence, des points U (en 3D) de la scène captée par les couples optique-capteur (COC;) précédemment définis avec les coordonnées (x;,y;,z;) dans le repère (Ce,x,y,z) de leurs homologues perçus par un observateur du dispositif de 25 restitution, placé dans en une position préférentielle (oeil droit en O;) précédemment définie lorsque le dispositif exploite conformément à ses prescriptions des images générées par une utilisation de la configuration conformément à l'invention, par exemple telle que décrite ci-après. Cette relation entre les coordonnées 3D des points de la scène captée et celles de 30 leurs images restituées par le dispositif pour cette position est caractérisée, par exemple, par l'expression en coordonnées homogène : Pi Yi PiPi bi 1 0 0 k;(E -1)/d ; c; qui fait apparaître, en sus de a, résidu de calcul sans autre importance, les paramètres de déformation (23c) qui la caractérisent collectivement. Des matrices homogènes permettent ainsi de définir les transformations entre l'espace initial de la scène et l'espace de restitution pour chaque position d'observation privilégiée n°i. Les paramètres de déformation (23c) peuvent être identifiés lo individuellement de multiples façons et notamment, par exemple, comme : • un (ou des) facteur(s) k; de grossissement global et notamment en profondeur, • un (ou des) paramètre(s) s; de contrôle de la déformation non linéaire potentielle (qui transforme un cube en tronc de pyramide), 15 • un (ou des) taux pi de grossissement relatif de la largeur par rapport à la profondeur ou facteur d'anamorphose horizontal/profondeur souhaité, • un (ou des) taux p; de grossissement relatif de la hauteur par rapport à la largeur ou facteur d'anamorphose vertical/horizontal souhaité, • un (ou des) taux Vi de cisaillement horizontal du relief perçu, 20 • un (ou des) taux b; de cisaillement vertical du relief perçu par un observateur de plongement conforme à celui attendu. Les paramètres de restitution (21), de captation (internes 23a ou externe 23b) et de déformation (23c) ci-dessus sont liés par un jeu d'équations qui découle de la comparaison entre les coordonnées (X,Y,Z) 25 des points (U) de la scène et celles (xi,y;,zi) de leurs homologues perçus par un observateur du dispositif de restitution. La configuration utilisée dans le dispositif selon la présente invention repose sur cette comparaison. a Yi zi 1 xi k; 0 0 0 X Y Z 1 Ces équations découlant de cette comparaison permettent plusieurs modalités ou variantes du module (22) de configuration qui peut par exemple et si nécessaire ou utile : • calculer les paramètres (23b) externes et/ou (23a) internes de captation en fonction des paramètres (21) de restitution et des paramètres (23c) de déformation désirés, ce qui permet au système d'assurer que la déformation désirée sera obtenue effectivement à la restitution en relief de la scène. Les équations alors utilisées sont délivrées ci-après dans la modalité concernée contrôle de déformation . io calculer les paramètres (23c) de déformation induits par les choix techniques (paramètres de captation (23b) externes et/ou (23a) internes et de restitution (21)), ce qui permet au système de quantifier précisément les déformations perceptibles et de les présenter textuellement ou schématiquement à l'opérateur pour le guider dans 15 ses choix. Les équations alors utilisées sont délivrées ci-après dans les modalités concernées réglage interne et réglage externe .
En sus du facteur de grossissement global k; qui n'est pas à proprement parler de nature à déformer la scène, la transformation du relief 20 comporte donc quatre possibilités indépendantes de déformation : 1. une non linéarité globale qui se traduit par une déformation du volume restitué en tronc de pyramide lorsque e;≠1, 2. un glissement ou cisaillement horizontal du volume restitué en fonction de la profondeur lorsque y;≠0, 25 3. un glissement ou cisaillement vertical du volume restitué en fonction de la profondeur lorsque b;≠0 et/ou lorsque le plongement réel de l'observateur est efférent du plongement optimal, 4. une anamorphose produisant des dilatations inégales des 3 axes lorsque p; ≠1 et/ou p ≠1. 3o Ainsi pour permettre une restitution d'images à déformation maîtrisée comme sans déformation, il est nécessaire, dans certaines modalités, que la capture des images, la configuration du dispositif de restitution (zone utilisée) et les conditions d'utilisations (positions privilégiées) soient définies conjointement en fonction des paramètres de déformation souhaités. Pour permettre une restitution fidèle du relief (au grossissement k; près), il convient notamment, une fois les conditions de restitution choisies, de configurer la prise de vues (géométrie de captation) de façon à résorber ces 4 déformations potentielles. Cela est obtenu par la définition de la configuration (25) en s'assurant directement ou indirectement, selon les modalités retenues, que les paramètres de déformation vérifient ci=l, y;=0, p =1, p;=1 et enfin b;=0. Cette dernière condition b;=0 est plus délicate car elle dépend de la taille de l'observateur qui agit inévitablement sur son plongement effectif vis-à-vis du dispositif. Elle ne peut alors être assurée que pour des observateurs ayant le plongement défini dans les paramètres (21) de restitution pour cette position d'observation. Par contre, pour obtenir une déformation contrôlée du relief restitué, il convient de configurer la prise de vues (géométrie de captation) de façon à obtenir le paramétrage désiré de chacune des 4 déformations potentielles.
Cela est obtenu par les modes de réalisation du module (22) de configuration qui permettent le réglage direct ou indirect, selon les modalités retenues, des paramètres de déformation ci (et donc k;(E; -1)/d ; ), y;, p;, p; et enfin b;. Là encore, le glissement vertical choisi b; ne peut être assuré que pour des observateurs ayant le plongement défini dans les paramètres (21) de restitution pour cette position d'observation.
Modalité réglage interne Dans certains modes de réalisation, le module (22) de configuration utilise des données représentatives d'au moins un paramètre (23) de configuration qui comportent des données représentatives des paramètres internes (23a) de géométrie de captation suivants : - au moins un paramètre définissant les positionnements des centres optiques (C;) vis-à-vis d'un repère propre au dispositif de captation selon l'invention, - au moins un paramètre définissant l'orientation de l'axe de visée (AV;) de chaque zone de captation (ZC;), - au moins un paramètre définissant la géométrie de la pyramide de projection effective de chaque zone de captation (ZC;). io Ce repère propre au dispositif de captation selon l'invention peut être quelconque, mais doit permettre l'identification précise des positions et orientations relatives des couples (COC;) optiques-capteurs. Il pourrait ainsi être choisi interne au dispositif (défini hors de toute référence à la scène) : positionné en un point de référence du dispositif (son centre ou le barycentre 15 des centres optiques par exemple) avec ses 1er et 2ème axes orientés respectivement selon les lignes et colonnes des zones de captations. Il peut tout aussi bien être défini externe au dispositif (relativement à un point de référence et une orientation de captation). Nous parlons dans ce cas de point de référence de la captation puisque la convergence n'est pas 20 assurée intrinsèquement par les paramètres réglables dans cette modalité, et que ce point ne peut donc pas toujours être qualifié de point de convergence. On peut alors par exemple définir le repère de captation qui est centré sur un point de référence quelconque permettant de définir les positionnements des couples (COC;) optique-capteur avec les paramètres présentés ci-après. Ce 25 repère permet l'identification précise de la direction de captation Z orthogonale aux zones de captation et de l'orientation commune X perpendiculaire à z des lignes de toutes ces zones de captation. II peut par exemple, être centré sur le point de référence choisi, avec ses 3ème et ter axes orientés respectivement selon Z et X définis ci-dessus relativement à l'orientation de captation imposée 30 par le positionnement du dispositif dans la scène.
Les centres optiques (Ci) sont par exemple, choisis alignés par lots sur une ou plusieurs droites (LCi2) d'alignement parallèles aux lignes des zones de captation, soit de direction commune (X). Ainsi, chaque point Ci d'indice i=(il,i2) est positionné sur la droite LCi2 d'alignement dont l'indice est identique à son second indice i2 et chacune de ces droites LCi2 d'alignement porte tous les points Ci i=(il,i2), de second indice identique au leur. Cela s'exprime par (C(i1,i2))E(LCi2) V(il,i2)E{1...n} x{1...m}. Le positionnement des points Ci i=(il,i2) est donc prescrit par celui de ces droites (LCi2) d'alignement qui sont, par exemple, définies par leur distance Die selon Z au point de référence et to leur plongement Pie (décalage selon Y, produit vectoriel de Z et X, vis-à-vis du point de référence). De façon alternative et équivalente, il peut être exprimé en polaire dans le plan (YZ) passant par le point de référence par un angle de zénith et la distance euclidienne à ce point ou, encore par le zénith et l'une des 2 distances précédentes Di2 ou Pie. ts Ces positionnements de chaque centre optique (Ci) sur la droite (LCi2) d'alignement qui le porte, peuvent par exemple être exprimés par leurs abscisses c; sur cette droite (selon X) avec une origine par exemple dans le plan (YZ) passant par le point de référence, ou, en polaire dans le plan (XZ) par les angles d'azimut (angles du plan XY ou du plan YZ avec chacun des 20 plans parallèle à y passant par le point de référence et chaque centre optique), ou encore, comme détaillé ci-après, pour des optiques régulièrement espacées, au moins, par ligne (LCi2), une abscisse d'un centre optique et un écart constant Bit/q i2 entre ces centres optiques. Cette orientation de l'axe de visée (AVi) (ou axe principal ) de chaque 25 pyramide de projection peut, par exemple, être exprimée en angles d'azimut et de zénith de visée ou par des distances relatives caractéristiques représentées sur les figures 3, 4A et 4B : - le décalage ai (selon X), à la distance f (ou fie ou f;), du centre (Ii) de la zone de captation (ZC;) par rapport à l'axe optique (AOi) du centre 30 optique (Ci) qui lui est associé, o - le décalage ei (selon Y), à la distance f, fie ou fi, des centres (Ii) des zones de captation (ZCi) par rapport à l'axe optique (AOi) (ou à la ligne (LCi2) des centres optiques (Ci). Cette géométrie de la pyramide de projection effective de chaque zone de captation (ZCi) peut par exemple être exprimée par au moins un paramètre définissant les ouvertures de la pyramide de projection effective de chaque zone de captation. Par exemple, ces ouvertures peuvent être données par les caractéristiques dimensionnelles (dimensions (1, h), (li2,hi2) ou (1i,hi) à une distance f, fie ou fi) ou angulaires (angles d'ouvertures horizontale ou azimutale io et verticale ou zénithale) ou d'autres expressions à la portée de l'homme de métier. Rappelons que les données dimensionnelles des pyramides ai, ei, fi, li, hi, sont relatives puisque toute multiplication de chacune d'elles par un facteur identique conduit à une pyramide de projection semblable qui 15 donnera rigoureusement la même image. Il est pourtant usuel de les expliciter toutes pour plus de confort, quitte à user d'une règle implicite qui fixe l'une de ces valeurs. Dans ces modalités de réglage interne , les informations (25i) permettant de définir la configuration (25), peuvent être calculées très 20 simplement (avec les jeux de paramètres choisis comme exemple ci-dessus) puisque les paramètres internes (23a) sont très directement impliqués dans la description géométrique des zones de captation (ZCi). Ainsi, selon les choix de distance imposés par la (ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OPi) du dispositif, ces paramètres (25i) s'obtiennent par exemple selon l'un 25 des jeux d'équations suivants : ^ fi imposé par les distances focales des optiques (OPi) de chaque couple optique-capteur (COCi), ViE{1 ...n}x{1 ...m} ; Izi=1i hzi=hi dXi=ai dYi= ei dZi=fi 30 pXi=ci pYi= Pie pZi= Die ^ fi2 imposé par les distances focales des optiques (OP;) de chaque rangée de couples optique-capteur (COC;), Vi2E{1...n} Iz;=1;2 hz;=h;2 dX;=a; dY;= e; dZ;=f;2 pX;=q pYi= Pi2 PZi= Di2
^ f imposé par la distance focale des optiques (OP;) du dispositif. Iz;= I hz;=h dX;=a; dY;= e; dZ;=f pXi=q PYi= Pi2 PZi= Di2 Dans certains modes de réalisation, lorsque les centres optiques (C;) sont voulus régulièrement espacés sur leur droite (LCi2) d'alignement (notamment mais pas uniquement lorsque le dispositif de restitution 15 multiscopique propose des positions d'observation privilégiées régulièrement espacées et que l'opérateur souhaite un relief sans déformation ou à déformation linéaire), le jeu de paramètres internes (23a) utilisé par le module (22) de configuration peut être réduit par le remplacement, global ou par lots, des abscisses c; par les informations représentatives d'une abscisse 20 (unique par exemple c(l,o) ou par droite, par exemple c(l,i21) et de l'écart inter-optique séparant les 2 centres optiques supposés capter les vues gauche et droite destinées à l'observateur attendu en toutes positions privilégiées ou sur chaque chaîne du dispositif de restitution. Cet écart inter-optique est alors défini de façon globale B ou par droite B;2. Ces paramétrages réduits 25 remplacent aisément les précédents pour la génération des paramètres de configuration (25i) par les substitutions ci-dessous dans les équations précédentes : ^ c(;i,;2)= c(l,o) + (il-1) B/q pour la reduction globale ^ c(;l,i2)= c(1,i2) + (i1-1) B i2/q i2 pour la reduction par lots 30 Selon divers modes de réalisation, comme déjà mentionné, le 10 dispositif inco rpore également une interface (13) homme/machine. Cette interface pourra être agencée ici pour permettre la gestion interactive (consultation, édition, sauvegarde) des paramètres internes de captation mémorisés en (23a), puis le module (22) de configuration calcule et s sauvegarde, dans un ou plusieurs moyens (12) de mémorisation, des données (25i) caractéristiques de chaque couple (COC;) optique-capteur, comprenant suffisamment de paramètres pour correctement positionner les centres optiques (Ci), (système au choix) et les zones de captation (ZC;) (approche dimensionnelle ou angulaire). to Notons enfin qu'il revient, dans cette modalité réglage interne , à l'opérateur d'assurer que les paramètres internes fournis correspondent bien à une convergence de tous les axes de visée au point de référence. Dans certains modes de réalisation, le module de configuration (22) et l'interface homme/machine (13) peuvent être agencés pour alerter 15 l'utilisateur sur le non respect de cette nécessité. Par exemple, le module (22) de configuration pourra comporter (ou coopérer avec) un module de vérification vérifiant les saisies réalisées et contrôlant l'affichage de messages d'alerte. De plus, la rectification des erreurs pourra être réalisée par le module (22) de configuration, ou un autre module optionnel 20 spécifique, de façon à régler automatiquement cette convergence en fixant certains paramètres (les c;, a; notamment) non encore donnés dès lors que suffisamment de paramètres (par exemple e;, f;, ainsi que deux couples c;, a; quelconques) ont déjà été fournis pour identifier le point (PS) de convergence. Dans des variantes de ces précédents modes de réalisations 25 concernant la modalité réglage interne , un module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans, le module (22) de configuration) est (ou sont) configuré(s) de façon à calculer, à partir des paramètres (21) de restitution et (23a) internes de captation qu'ils manipulent, et uniquement lorsque les axes de visée sont convergents, la 30 déformation de relief (valeurs numériques des paramètres (23c) de 20 déformation) induite par les réglages en cours et les présenter à l'opérateur via l'interface (13) homme/machine. Les équations impliquées, sur les jeux de paramètres choisis pour exemple (avec ici, par soucis de généralité, un paramétrage individuel de chaque zone de captation (f;, l;, h;) alors que ce s paramétrage peut être par lots ou global), peuvent s'exprimer selon : k;=di2/Di2 pi=bi2/(Bi2 k,) si=bi2 li fi /(Bi2 L Di2) pi= l; H/(h; L) Yj=(bj2 ci - B~2 oi)/(Bj2 dj2) bj=(Bi2 Pi - bj2 Pi Pj)/(B12 dj2) Dans certaines variantes de réalisation, le module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans, le module (22) de io configuration) est (ou sont) agencé(s) pour montrer par représentation graphique ou synthèse d'images dans une vue statique ou interactive, via l'interface (13) homme/machine, l'effet sur un objet de forme prédéterminée (parallélépipède, sphère, ...) des déformations impliquées par les valeurs actuelles des paramètres choisis par l'utilisateur dans l'interface (13) 15 homme/machine. Ces dernières variantes (présentation de la déformation impliquée sous une forme textuelle ou graphique) donnent à l'opérateur un véritable contrôle de la déformation que ses choix impliquent et justifient donc la dénomination de modalité à déformation de relief contrôlée. Modalité réglage externe Dans certains modes de réalisation, les données représentatives d'au moins un paramètre (23) de configuration comportent des données représentatives des paramètres (23b) externes de géométrie de captation 25 suivants : au moins un paramètre définissant, directement ou indirectement, les dimensions de la base commune (BC) centrée sur le point de convergence (PS) et orientée implicitement dans un repère propre au dispositif de captation, - au moins un paramètre définissant le positionnement précis de la ou des droites (LCi2) d'alignement des centres, relativement à la base commune (BC) et parallèlement à ses lignes. au moins un paramètre définissant le positionnement précis des centres 5 optiques (Ci) sur ces droites (LCi2) d'alignement, - au moins un paramètre définissant la position précise des plans (PVi) de captation parallèles à la base commune (BC) qui définissent les zones de captation (ZCi) comme leur intersection avec les faisceaux de projection. lo Ce repère propre au dispositif de captation peut être quelconque, mais doit permettre l'identification précise de la position du point de convergence qui existe par construction dans cette modalité et des 2 directions principales de la base commune (BC) : X orienté selon les lignes des futures captations, Y orienté selon leurs colonnes. Ce repère peut par exemple, être centré sur le 15 point de convergence (PS), avec ses 1er et 2ème axes orientés respectivement selon X et Y définis ci-dessus relativement à l'orientation de la base commune (BC). II pourrait de façon similaire être positionné en un point de référence du dispositif (son centre ou le barycentre des centres optiques par exemple) avec ses 1er et 2ème axes orientés respectivement selon les lignes et colonnes des 20 zones de captations. Ces dimensions de la base commune (BC) peuvent être exprimées classiquement par 2 longueurs Lb (largeur) et Hb (hauteur) ou encore par un paramétrage alternatif de type ratio/diagonale. Ce positionnement des droites (LCi2) portant les centres optiques (Ci) et 25 parallèles à x (lignes de la base commune (BC)) est, par exemple, défini par leur distance Di2 à la base commune (selon Z=X^Y) et leur plongement Pie (décalage selon Y vis-à-vis du point de convergence (PS)). De façon alternative et équivalente, il peut être exprimé en polaire dans le plan (YZ) passant par le point de convergence (PS) par un angle de zénith et la distance 30 euclidienne à (PS) ou, encore par le zénith et l'une des 2 distances précédentes Di2 ou Pie.
Ces positionnements de chaque centre optique (Ci) sur la ligne (LCi2) qui le porte, peuvent par exemple être exprimés par leurs abscisses ci sur cette ligne (selon X) avec une origine par exemple dans le plan (PS,Y,Z), ce qui revient à considérer ces abscisses comme des décalages latéraux des centres s optiques vis-à-vis de (PS), ou en polaire dans le plan (XZ) par les angles d'azimut (angles du plan XY ou du plan YZ avec chacun des plans parallèles à Y passant par le point de référence et chaque centre optique), ou encore, comme détaillé ci-après, pour des optiques régulièrement espacées, au moins, par ligne (LCi2), une abscisse d'un centre optique et un écart constant lo Bi2/q i2 entre ces centres optiques. Ces positions des plans (XY) portant chaque zone de captation (ZCi) peuvent être exprimés par exemple par leur distance à la base commune (BC) ou, de façon équivalente, leur distance fi à leur centre optique associé (Ci). Rappelons que ces données dimensionnelles permettent de positionner is le plan portant chaque zone de captation (ZCi) qui est alors définie comme la projection de la base commune (BC), à travers (Ci), sur ce plan. Ainsi, ces distances importent peu car toutes les caractéristiques dimensionnelles des pyramides de projection leur sont proportionnelles et que seules les valeurs relatives de ces dimensions sont pertinentes. Il est pourtant usuel d'expliciter 20 ces distances pour plus de confort, quitte à user d'une règle implicite pour les fixer individuellement (fi), par lots (fi2) ou globalement (f). Dans ce cas, les informations (25i) permettant de définir la configuration (25), peuvent être calculées par exemple (avec les jeux de paramètres choisis comme exemple), selon l'un des jeux d'équations suivants en fonction 25 des distances imposées : ^fi imposé par les optiques (OPi) utilisées, ViE{1...n}x{1...m} Izi=Lb fi/Di2 hzi=Hb fi/Di2 dXi= ci fi/Di2 dYi= Pie fi/Di2 pXi=ci pYi= Pie dZi=fi pZi= Di2 3o 6 ^ fi2 imposé par les optiques (OPi) utilisées, Vi2E{1... n} Izi=Lb fie/Di2 hzi=Hb fi2/Di2 dXi= c; fie/Di2 dYi= Pie fi2/Di2 dZi=fi2 pXi=ci pYi= Pie pZi= Di2
^ f imposé par les optiques (OPi) utilisées Izi=Lb f/Di2 dXi= ci f/Di2 pXi=cihzi=Hb f/Di2 dYi= Pi2 f/Di2 dZi=f pYi= Pie PZi= Di2 Dans certains modes de réalisation, lorsque les centres optiques sont voulus régulièrement espacés sur leur droite d'alignement, le jeu de paramètres internes (23b) utilisé par le module (22) de configuration peut être réduit par le remplacement, global ou par lots, des abscisses ci par les informations représentatives d'une abscisse (unique par exemple co,o) ou par droite, par exemple c(1,i2 et de l'écart inter-optique séparant les 2 centres optiques supposés capter les vues gauche et droite destinées à l'observateur attendu en toutes positions privilégiées ou sur chaque chaîne du dispositif de restitution. Cet écart inter-optique est alors défini de façon globale B ou par droite Bit. Ces paramétrages réduits remplacent aisément les précédents pour la génération des paramètres de configuration (25i) par les substitutions ci-dessous dans les équations précédentes : ^ c01,i2)= c(1,0)+ (il-1) B/q pour la réduction globale, ^ c(i1,i2)= c(1,i2) + (i1-1) B i2/q i2 pour la réduction par lots.
Selon divers modes de réalisation, comme déjà mentionné, le dispositif incorpore également une interface (13) homme/machine. Cette interface pourra être agencée ici pour permettre la gestion interactive (consultation, édition, sauvegarde) des paramètres externes de captation mémorisés en (23b), puis le module (22) de configuration calcule et sauvegarde, dans un ou plusieurs moyens (12) de mémorisation, des données (25i) caractéristiques de chaque couple (COC;) optique-capteur comprenant suffisamment de paramètres pour correctement positionner, dans la scène réelle, les centres optiques (C;), (système au choix) et les zones de captation (ZC;) (approche dimensionnelle ou angulaire).
Dans des variantes des précédents modes de réalisations concernant la modalité réglage externe , un module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans, le module (22) de configuration) est configuré de façon à calculer, à partir des paramètres (21) de restitution et (23b) externes de captation utilisés, la déformation de relief (valeurs numériques des paramètres de déformation (23c)) induite par les réglages en cours et les présenter à l'opérateur via l'interface (13) homme/machine. Les équations impliquées, sur les jeux de paramètres choisis pour exemple, peuvent s'exprimer selon : k;=di2/Di2 p;=bi2/(Bi2 ki) s;=bi2 Lb /(Bi2 L) pi= Lb H/(Hb L) y=(bi2 c. - Bi2 oi)/(Bi2 di2) 8j=(Bi2 Pj2 - b2 Pi Pi2)/(Bi2 di2) Dans certaines variantes de réalisation, le module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans, le module (22) de configuration) est agencé pour montrer par représentation graphique ou synthèse d'images dans une vue statique ou interactive, via l'interface (13) homme/machine, l'effet sur un objet de forme prédéterminée (parallélépipède, sphère, ...) des déformations impliquées par les valeurs actuelles des paramètres choisis par l'utilisateur dans l'interface (13) homme/machine. Ces dernières variantes (présentation de la déformation impliquée sous une forme textuelle ou graphique) donnent à l'opérateur un véritable contrôle de la déformation que ses choix impliquent et justifient donc la dénomination de modalité à déformation de relief contrôlée. On notera que les paramètres de cette modalité sont dits externes car ils décrivent les éléments orientés scène de la captation multiple : point de convergence (PS), base commune (BC) et positions des centres optiques (Ci) d'où sont captées les vues, par opposition aux paramétrage interne qui s'attache à décrire les réglages géométriques individuels et intimes de chaque couple (centre optique, zone de captation).
Ces paramètres externes permettent de caractériser simplement les paramètres internes selon, par exemple, les remarques et équations suivantes : ^ Pie , Di2, c et f, fi, ou fie communs aux 2 paramétrages ^ 1;=Lb f; /Di2 h;=Hb fi /Di2 a;= ci fi /Di2 ei= Pi2 f; /Di2 ~o Ainsi, l'homme de l'art identifiera aisément que de nombreuses modalités intermédiaires entre les 2 proposées ici pour exemple ( réglage interne et réglage externe ) pourraient être décrites et permettraient de mettre en oeuvre l'invention dans des conditions similaires.
15 Modalité contrôle de déformation Dans certains modes de réalisation, les données représentatives d'au moins un paramètre (23) de configuration comportent des données représentatives d'au moins un paramètre parmi les paramètres (23c) de déformation suivants, définis pour chaque position d'observation ni : 20 • au moins un facteur ki de grossissement global et notamment en profondeur, • au moins un paramètre si de contrôle de la déformation non linéaire potentielle (qui transforme un cube en tronc de pyramide), • au moins un taux pi de grossissement relatif de la largeur par rapport à 25 la profondeur ou facteur d'anamorphose horizontal/profondeur souhaité, • au moins un taux pi de grossissement relatif de la hauteur par rapport à la largeur ou facteur d'anamorphose vertical/horizontal souhaité, • au moins un taux yi de cisaillement horizontal du relief perçu, • au moins un taux bi de cisaillement vertical du relief perçu par un 30 observateur de plongement conforme à celui attendu.
Ces paramètres de déformation sont donnés seulement à titre d'exemples illustratifs. Ils peuvent être notamment définis pour chaque position, par lots ou encore globalement. L'homme de métier pourra aussi définir la déformation sous de nombreuses autres formes sans s'éloigner de l'esprit de l'invention. On notera également que, dans certains modes de réalisation, le système n'utilise qu'un seul paramètre de déformation. Ce paramètre peut, dans certains modes de réalisation, concerner le facteur de grossissement k;, qui n'est pas réellement une déformation mais qui donne les proportions des to images simplement dilatées ou contractées par rapport au relief de la scène si Ei=1, y;=0, p;=1, p;=1 et 6;=0. On notera que dans le cas où k;=1, on retrouve les conditions concernant un relief parfait (rendu relief sans déformation) mentionné précédemment et une scène restituée avec un relief identique à celui de la scène captée. 15 Dans ces cas où les paramètres (23) de configuration comportent ces paramètres (23c) de déformation, les informations (25i) peuvent être calculées comme suit (avec les jeux de paramètres choisis comme exemple) : f; imposé, individuellement b'iE{1...n}x{1...m}, par lots Vi2E{1...n} ou 20 globalement, par la (ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OP;), Iz;=L f; s; / (pi die) hz;= H f; ci/ (pi p d;2) dX;= fi (oi + yi di2)/ (pi di2) dY;= f; (pi - Si di2)/ (p pi di2) dZ;=f; pXi=(oi + y, di2)/(ki pi) PYi= (pi - Si di2)/(k, p p) PZ,= di2/k+ Selon divers modes de réalisation, comme déjà mentionné, le système 25 incorpore également une interface (13) homme/machine. Cette interface pourra être agencée ici pour permettre la gestion interactive (consultation, édition, sauvegarde) des paramètres de déformation mémorisés en (23c), puis après consultation des paramètres (21) de restitution, le module (22) de configuration calcule et sauvegarde, dans un ou plusieurs moyens 3o (12) de mémorisation, des données (25i) caractéristiques de chaque couple (COC;) optique-capteur, comprenant suffisamment de paramètres pour correctement positionner, dans la scène, les centres optiques (Ci), et les zones de captation (ZCi) selon les équations ci-dessus par exemple. Cette modalité pourra, optionnellement, proposer un choix de retour direct au jeu de paramètres associés à une absence de déformation avec ou sans contrainte sur le(s) facteur(s) de grossissement global ki. Comme mentionné précédemment, l'interface (13) peut faire intervenir au moins un module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans, le module de configuration), qui lui montre par représentation graphique ou synthèse d'images, l'effet sur un objet de forme lo prédéterminée (parallélépipède, sphère, ...) des déformations impliquées par les valeurs actuelles des paramètres gérés dans l'interface. Dans des variantes de ces modes de réalisation concernant la modalité contrôle de déformation , un module optionnel d'aide à l'opérateur (coopérant avec, ou implémenté dans le module (22) de 15 configuration) est configuré de façon à calculer, à partir des paramètres (21) de restitution et (23c) de déformation utilisés, les réglages internes ou externes du dispositif de captation (valeurs numériques des paramètres (23a) et/ou (23b)) induits par les déformations choisies et les présenter à l'opérateur. Les équations impliquées, sur les jeux de paramètres choisis 20 pour exemple, peuvent s'exprimer, pour les paramètres externes (23b) selon : ci= (oi + Yi di2)/ (ki Pi) Pi2= (pi - 8i di2)/ (ki p pi) Di2=di2/ki Lb=L ci/ (ki pi) Hb= H si / (ki p pi) fi imposé, individuellement b'iE{1...n}x{1...m}, par lots Vi2E{1...n} ou 25 globalement, par la (ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OPi) utilisées dans le dispositif,
et pour les paramètres internes (23a) selon ci= (oi + Yi di2)/ (ki pi) Pi2= (pi - 8i di2)/ (ki p pi) Die=die/ki. 30 fi imposé , individuellement ViE{1...n}x{1...m}, par lots b'i2E{1...n} ou globalement par la (ou les) distance(s) focale(s) des optiques (OPi), l =L fi si/ (pi di2) h;= H f; ci/ (pi p di2) a;= fi (oi + Yi di2)/ (pi di2) ei= fi (pi - 5 di2)/ (p pi di2) Ces dernières variantes (présentation des réglages internes et/ou externes associées à une déformation choisie) donnent à l'opérateur un moyen d'autoformation au contrôle direct de l'effet relief qui pourrait lui être utile dans les autres modalités de réalisation de l'invention. Ainsi, les différentes modalités permettent de déterminer diverses configurations et, selon divers modes de réalisation où le dispositif comporte un module de configuration, permettent à l'opérateur, par les diverses to variantes de l'interface (13) et/ou du module (22) de configuration (et des modules optionnels) d'éditer et de transmettre à un ou plusieurs moyens de mémorisation (12) les diverses données définies dans les modes de réalisation détaillés précédemment et représentant les contraintes de restitution (dispositif) et les choix de l'utilisateur (réglage direct de la 15 géométrie interne des capteurs, réglage direct mais guidé par le point de convergence, de cette géométrie collective de captation, ou encore réglage indirect de la captation par contrôle direct des déformations induites) puis de définir les paramètres (25i) représentatifs d'une pluralité de nxm de couples (COC;) optique-capteur constituant un dispositif de captation positionné dans 20 la scène et/ou de les transmettre au(x) moyen(s) de mémorisation (12).
Modalité configurations évolutives Dans certains modes de réalisation, tout ou partie des données à partir desquels le module (22) de configuration détermine ladite 25 configuration (25) sont variables au cours du temps, grâce à des données provenant des moyens (12) de mémorisation et/ou de l'interface (13) utilisateur et définissant au moins une référence (29) temporelle pour le changement des données (23) représentatives de la configuration et/ou des données (21) de restitution (notamment les positions privilégiées 30 d'observation). Ainsi, les réglages des moyens (M) de positionnement sont réalisés de façon dynamique par le module (22) de configuration au cours d'une captation, à partir de paramètres provenant des moyens (12) de mémorisation et/ou de l'interface (13) utilisateur et définissant au moins une référence (29) temporelle pour le changement des paramètres (25i) de définition des positionnements des centres optiques (Ci) et des zones de captation (ZC;). On notera qu'il est possible également dans les modes de réalisation où le module de configuration du dispositif ne génère pas la configuration mais en utilise des préétablies, que ces configurations tiennent également compte de changements prévus de tout ou partie de ces paramètres. Ces données définissant au moins une référence (29) lo temporelle pourront définir des évolutions discrètes (couples (instant, valeur nouvelle) par exemple) comme des évolutions continues (fonctions du temps associées à certaines valeurs, valeurs clés interpolées, ...). Ces données pourront, dans certains modes de réalisation, être stockées au préalable dans les moyens (12) de mémorisation pour définir à l'avance des 15 variations de la captation au cours du temps ou provenir de moyens (12) de mémorisation et/ou de communication externe ou interne (comme définis ci-après). Dans une variante, certaines de ces données sont générées en fonction d'au moins une action de l'opérateur sur l'interface (13) utilisateur û notamment, mais non exclusivement dans la modalité visioconférence 20 décrite ci-après. Ainsi, l'utilisateur peut définir les variations de la captation, par exemple à l'aide d'une navigation contrôlée, par exemple, par des moyens de saisie tel qu'un pointeur (une souris, un dispositif de pointage 3D par exemple). La variation de tout ou partie des données représentatives des paramètres (23) de configuration permet, selon l'ensemble de données choisi 25 (paramètres externes, internes ou de déformation), de contrôler directement ou indirectement, de façon programmée ou interactive, l'évolution de la déformation de relief restitué et des paramètres de captation (point de convergence, position des centres optiques, pyramides de projection, etc.). La variation de tout ou partie des données représentatives de la restitution 3o (21) permet de régler le dispositif de captation en fonction de positions évolutives des observateurs. Cela permet notamment le suivi interactif d'un ou plusieurs observateurs à qui l'on souhaite proposer une expérience de visualisation en relief intrinsèque autour de laquelle ils peuvent, dans certaines limites, se déplacer pour l'appréhender sous divers angles de façon très naturelle. Ainsi, dans certains modes de réalisation, les réglages des moyens (M) de positionnement pourront être réalisés de façon dynamique au cours d'une captation. Dans certaines variantes, les coordonnées des couples (COC;) peuvent être calculées en temps réel si le support (S) est en mouvement par rapport à un élément fixe de la scène captée, ou si le support (S) est fixe ou en mouvement et que l'effet relief ou le cadrage de la io scène doit être modifié. La géométrie de captation sera alors réactualisée en fonction de ces informations.
Modalité visioconférence Dans certains modes de réalisation, les paramètres (21) du dispositif 1s de restitution sont fournis par le dispositif de restitution lui-même, au moment de la captation. Dans ce cas, le dispositif selon l'invention est connecté (directement ou indirectement, via un système informatique) au dispositif de restitution. En particulier, certains modes de réalisation du dispositif selon l'invention sont adaptés pour des visioconférences (via au moins un réseau 20 de communication, par exemple de type Internet). Un module de visioconférence (coopérant avec, ou implémenté dans, le module (22) de configuration) permettra par exemple de gérer une connexion à distance avec un dispositif de restitution. Cette connexion permet de fournir les paramètres (21) de restitution au dispositif selon l'invention. Par exemple, le 25 module de visioconférence reconnaît ou reçoit de l'utilisateur distant (par exemple de son module de visioconférence, ou directement de son dispositif de restitution) des informations permettant l'identification du dispositif de restitution. Ces informations pourront par exemple comporter au moins un identifiant du dispositif de restitution de l'utilisateur distant. D'une manière 3o générale, les moyens (11) de traitement (du, ou associé au, dispositif selon l'invention) pourront être agencés pour reconnaître le dispositif de restitution et utiliser les paramètres (21) correspondants, par exemple transmis ou extraits de moyens de mémorisation fournissant ces paramètres (par exemple indexé d'après une pluralité d'identifiants dans lesquels est retrouvé l'identifiant reçu). Dans certaines variantes, le dispositif de restitution à distance pourra être associé à, ou comporter, des moyens de traitement exécutant un module de visioconférence. Pour tirer complètement avantage de la visioconférence en relief pour les deux utilisateurs connectés, on pourra avoir, pour chaque utilisateur, un dispositif selon l'invention avec un module de visioconférence et un dispositif de restitution multiscopique, tel que par io exemple un écran multiscopique. Selon le cas, le module de visioconférence pourra contrôler éventuellement l'affichage d'une pluralité de prises de vues sur un dispositif multiscopique relié au dispositif selon l'invention ou un dispositif d'affichage simple si l'utilisateur distant ne dispose pas d'un dispositif de prises de vues multiples. Le module de visioconférence is contrôlera en tout cas la transmission des images captées (et éventuellement mixées), via au moins un réseau de communication, vers le dispositif de restitution multiscopique de l'utilisateur distant. Selon diverses variantes, le dispositif de visioconférence (ou les moyens de traitement qui lui sont associés) pourra soit réaliser un mixage spatial et/ou temporel avant la 20 transmission (via la connexion), soit transmettre les nxm images captées pour permettre le mixage par les moyens de traitement (éventuellement le module de visioconférence ou un module spécifique) de l'utilisateur distant. Dans tous les cas, le mixage sera fait en fonction des caractéristiques du dispositif de restitution de l'utilisateur distant, éventuellement obtenu via leur 25 connexion.
Traitement et corrections des images captées En utilisant une configuration (25) telle que définie dans la présente demande, le dispositif capte des images ou séquences d'images cohérentes 30 entre elles, qui, une fois mixées de façon appropriées, pourront être restituées par un dispositif de restitution multiscopique restituant le relief de la scène. On comprend donc que l'invention permet de configurer une captation de nxm images et de capter des images cohérentes destinées une restitution multiscopique en relief (une fois mixées), avec un contrôle de la déformation. s Dans certains modes de réalisation, les nxm images ou séquences d'images captées par le dispositif pourront être transmises aux moyens (12) de mémorisation (ou d'autres moyens de mémorisation accessibles au dispositif), par exemple en vue d'un mixage ultérieur. Dans d'autres modes de réalisation, les nxm images ou séquences d'images captées par le io dispositif font l'objet d'un mixage spatial et/ou temporel qui permettra leur restitution sur un dispositif multiscopique. Ce mixage sera adapté au dispositif de restitution multiscopique choisi, grâce par exemple à un module (MX) de mixage utilisant des données (DR) représentatives des caractéristiques techniques du dispositif de restitution (modalités spatiales et 15 temporelles du mixage, par exemple, masques de mélanges des nxm images sur la zone utile, fréquence et phase du mixage temporel...) pour générer des données (DX) représentatives des nxm images ou séquences d'images mixées de manière appropriée pour leur restitution sur le dispositif de restitution. Dans ces modes de réalisation où les images sont mixées, les 20 données (DX) représentatives des images mixées, peuvent être transmises aux moyens (12) de mémorisation et/ou être directement transmises à au moins un dispositif de restitution correspondant au dispositif choisi lors de la configuration (25) de la captation. Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte (ou est 25 associé à) des moyens (11) de traitement agencés pour synchroniser les prises de vues par les nxm couples (COC;) optique-capteur. On comprendra que l'on peut faire une synchronisation pour capter des prises de vues différentes au même instant, mais qui pourront être transmises à des instants décalés dans le temps (pour un mixage en direct) et/ou enregistrées en 3o relation avec des indices temporels décalés, de manière à réaliser un mixage temporel ultérieurement.
Ainsi, dans certains modes de réalisation , le dispositif comporte des moyens (11) de traitement agencés pour décaler les transmissions des prises de vues par les nxm couples (COC;) optique-capteur, au moins en fonction d'un temps de latence déterminé d'après des caractéristiques techniques (DR) du dispositif de restitution, pour générer nxm images, ou séquences d'images, mixées de manière appropriée pour leur restitution sur le dispositif de restitution. Dans ces modes de réalisation, les moyens (11) de traitement pourront être agencés pour réaliser l'enregistrement d'une pluralité de séquences temporelles de trains d'images d'une scène à capter et io effectuer un mixage temporel des images destinées à un dispositif d'affichage à mixage temporel. De même, il est possible, notamment dans le cas des anaglyphes, de réaliser un mixage colorimétrique des prises de vues. Ainsi, divers modes de réalisation de l'invention prévoient que le 15 dispositif comporte des moyens (11) de traitement agencés pour effectuer un mixage spatial et/ou temporel et/ou colorimétrique des images captées, destinées à un dispositif de restitution multi-points de vue. Ce mixage sera réalisé d'après les paramètres (DR) définissant les caractéristiques du dispositif de restitution, comme mentionné précédemment. On obtient ainsi 20 une ou plusieurs image(s), ou séquence(s) d'image(s), mixée(s) de manière appropriée pour leur restitution sur le dispositif de restitution. Dans certains modes de réalisation, le dispositif comporte (ou est associé à) des moyens (11) de traitement agencés pour effectuer une correction photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique de chacun 25 des nxm couples (COC;) optique-capteur. Cette (ou ces correction(s) est (ou sont) réalisée(s) à partir de données (DU, figure 1) provenant de moyens de mémorisation accessibles par ces moyens (11) de traitement et représentatives de valeurs de référence acquises préalablement au cours d'une calibration photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique, pour 3o corriger d'éventuels défauts des capteurs (V;) et/ou des optiques (OP;). Dans certains modes de réalisation, non exclusifs des précédents, le dispositif comporte (ou est associé à) des moyens (11) de traitement agencés pour effectuer une correction photométrique et/ou colorimétrique et/ou géométrique de chacun des nxm couples (COC;) optique-capteur à partir de données (DV, figure 1) représentatives de valeurs de référence acquises sur la scène à capter, sous le contrôle des moyens (11) de traitement, et dépendant des conditions photométriques et/ou colorimétriques et/ou géométriques dans lesquelles la scène est captée. L'homme de métier comprendra que les valeurs de référence acquises en usine (données DU) ou sur la scène (données DV) pourront par exemple comporter des valeurs io concernant une balance des blancs pour la photométrie, ou des valeurs de couleurs pour la colorimétrie. Pour la géométrie, ces valeurs pourront concerner par exemple des mesures réalisées sur une mire de calibration. Il est connu dans le domaine de la présente invention que les optiques et les capteurs présentent parfois des imperfections. Ainsi, les images 15 captées peuvent parfois présenter des aberrations et il peut s'avérer utile de corriger les images captées. De plus, le dispositif selon l'invention utilise des moyens (M) de positionnement des optiques (OP;) et/ou des capteurs (V;) qui peuvent également parfois être la source de défauts dans les images captées (à cause d'un éventuel défaut de positionnement). La présente 20 invention prévoit une captation de la scène sur des zones de captation et propose certains modes de réalisation permettant de résoudre les problèmes liés à ces éventuels défauts, en réalisant une correction des images captées. Dans certains modes de réalisation, la captation est réalisée sur des zones de captation (ZC;), dites brutes , qui ont les dimensions définies par la 25 configuration (25). La correction des images captées dans ces zones de captation reste possible, mais pour des déformations du type "barillet", par exemple, on observera en périphérie de l'image corrigée (de résolution identique aux zones de captations ZC;) une absence d'information se caractérisant par des zones noires plus ou moins grandes selon la nature de 3o la déformation à prendre en compte. Dans d'autres modes de réalisation plus avantageux, la captation est en fait réalisée au sein de zones de captation (ZC;), dites étendues , qui ont des dimensions plus importantes (par exemple de l'ordre de 10%) que les zones de captation (ZC;) théoriques prévues, calculées selon la configuration (25). Ainsi, en ayant capté les images dans des zones de captation (ZC;) de dimensions plus importantes que celles nécessaires pour la restitution multiscopique prévue, il est possible d'effectuer une correction des images captées, sans perde d'information. Dans ces modes de réalisation, la correction pourra être réalisée par un module de correction (implémenté dans, ou coopérant avec, le module (22) de configuration) agencé pour corriger d'éventuels défauts de ~o la captation au sein de ces zones de captation brutes ou étendues utilisées, et pour générer des zones de captations corrigées, la combinaison de ces zones de captation (ZC;) corrigées formant une combinaison d'informations représentatives des nxm prises de vues, exploitable par au moins un dispositif de restitution déterminé. 15 On comprend donc que, dans ces modes de réalisation, ce sont les zones de captation (ZC;) corrigées qui feront l'objet de la transmission et/ou du mixage, en vue de la restitution multiscopique.
Arrangement physique du dispositif 20 La figure 1 montre un exemple de réalisation du dispositif de captation avec en particulier un exemple de configuration possible pour les moyens (M) de positionnement. Sur la figure 1, des moyens de positionnement sont représentés pour les optiques (OP;) et pour les capteurs (V;) mais, de façon plus générale, le support (S) comprend des moyens (M) de positionnement 25 des optiques et/ou des capteurs car il est suffisant de positionner au moins les optiques en fonction desdits paramètres (25i) définis et d'ajuster le décentrage du capteur (ou inversement), comme l'homme de métier le comprendra à la lecture de la présente demande. Le support (S) peut par exemple comporter au moins une poutre sur 3o laquelle sont installés les n capteurs (V;) (n=3 dans l'exemple non limitatif de la figure 1, capteurs V;=1 à 3). Le support pourra naturellement avoir une structure différente ou comporter par exemple une poutre pour les capteurs (V1, V2, V3) et une poutre pour les optiques (OP;=1 à 3, figure 1) comme représenté sur la figure 1, l'essentiel étant de positionner les centres optiques (C;) les uns par rapport aux autres et les capteurs par rapport à leur centres optiques (C;). De plus, la figure 1 représente un dispositif ne présentant qu'une rangée horizontale de n couples optique-capteur (COC;) mais l'invention prévoit, comme expliqué précédemment, que le dispositif puisse comporter plusieurs rangées parallèles les unes aux autres et l'homme de métier se représentera aisément ces modes de réalisation en to multipliant l'arrangement de la rangée représentée sur la figure 1. Sur cette figure 1, le support (S) comprend des moyens (M) de positionnement des capteurs optoélectroniques (V;) dans un plan (PV;), et des moyens (M) de positionnement des optiques (OP;) dans le plan (PO;), selon la droite (LCi2) d'alignement. Ces moyens (M) de positionnement pourront comporter par 15 exemple des actionneurs micrométriques, actionnables manuellement ou commandé électroniquement. Les capteurs et les optiques pourront avoir des moyens (M) de positionnement différents ou des moyens (M) de positionnement communs, l'essentiel étant de pouvoir répartir les capteurs et les optiques de façon coordonnée, en fonction de la captation à réaliser. Les 20 moyens (M) de positionnement sont agencés pour permettre un déplacement relatif des capteurs (V;) et des optiques (OP;) de chacun des couples (COC;) optique-capteur. L'homme de métier appréciera à la lecture la présente invention les agencements possibles pour répartir les capteurs et les optiques sur le support (S), l'essentiel étant que les moyens (M) de 25 positionnement des capteurs (V;) et des optiques (OP;) sur le support (S) soient agencés pour que les pyramides de projection des couples (COC;) optique-capteur respectent la configuration (25) définie. Sur l'exemple de la figure 1, une pluralité de capteurs (V;) est montée sur le support (S) par l'intermédiaire par exemple de chariots dont les 30 déplacements sont commandés par les moyens (M) de positionnement des capteurs. Ces moyens de positionnement pourront par exemple comporter des actionneurs micrométriques (ici, à titre d'exemple non limitatif trois vérins à vis dont les corps sont solidaires de la poutre et dont les tiges sont solidaires des chariots) déplaçant les capteurs horizontalement. Dans l'exemple illustratif et nullement limitatif de la figure 1, les distances entre tous les capteurs (V;) sont identiques et les distances entre toutes les optiques (OP;) sont identiques. On notera que dans une telle configuration, tous les capteurs (V;) pourront être répartis sur le support (S) par un même dispositif formant les moyens (M) de positionnement des capteurs (V;) et toutes les optiques (OP;) pourront être réparties sur le support (S) par un même dispositif formant les moyens (M) de positionnement des optiques. lo Dans ce cas, ces moyens (M) de positionnement (ou de répartition) seront agencés pour maintenir une distance égale entre les capteurs et entre les optiques. Dans l'exemple représenté, chaque chariot comprend un système de glissières dans lequel coulisse, sous le contrôle de moyens (M) de positionnement, un bras orienté sensiblement verticalement. Dans l'exemple 15 représenté, les moyens de positionnement de la position verticale des capteurs sont séparés des moyens de répartition de la position horizontale des capteurs mais d'autres variantes de réalisation pourront être envisagées. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, ces moyens (M) de positionnement pour la position verticale comportent un actionneur 20 micrométrique, par exemple à crémaillère, comportant un motoréducteur entraînant un pignon qui engrène avec une crémaillère longitudinale équipant le bras. Le support (S) est équipé également de moyens (M) de positionnement des optiques (OP;). Dans l'exemple représenté, les optiques (OP;) sont également montés sur le support (S) par l'intermédiaire par 25 exemple de chariots dont les déplacements sont commandés par les moyens (M) de positionnement des optiques (OP;). De même que pour les capteurs, dans l'exemple de la figure 1, ces moyens de positionnement pourront par exemple être des actionneurs micrométriques (ici, à titre d'exemple non limitatif trois vérins à vis dont les corps sont solidaires de la poutre et dont les 30 tiges sont solidaires des chariots) déplaçant les optiques (OP;) horizontalement. Dans l'exemple représenté, chaque chariot comprend un système de glissières dans lequel coulisse, sous le contrôle de moyens (M) de positionnement, un bras orienté sensiblement verticalement et mobile grâce à un actionneur micrométrique, par exemple à crémaillère, comportant un moto réducteur entraînant un pignon qui engrène avec une crémaillère longitudinale équipant le bras. Les moyens (M) de positionnement permettent de positionner les capteurs (V;) et les optiques (OP;) par rapport à la scène à capter, en fonction de la pluralité de prises de vues que l'on souhaite capter, définie par la configuration. Dans le cas où le dispositif comporte des moyens (M) de positionnement agencés pour le positionnement horizontal et vertical des capteurs et des optiques, le dispositif permet de régler l'azimut (horizontal) et l'élévation ou zénith (vertical) des prises de vues, grâce aux décalages horizontaux et verticaux du capteur (V;) et de l'optique (OP;) de chaque couple (COC;) optique-capteur, en fonction de la configuration (25) déterminée. On notera que dans certains modes de réalisation, les moyens (M) de positionnement vertical et/ou horizontal pourront être omis, de façon à 1s avoir un dispositif à élévation fixe ou, respectivement, à azimut fixe, selon diverse variantes de réalisation. On comprend donc de la description qui précède en référence à l'exemple illustratif et non limitatif de la figure 1 que la présente invention prévoit divers modes de réalisation pour l'arrangement physique du dispositif, notamment en ce qui concerne le nombre de couples 20 (COC;) optique-capteur, les moyens (M) de positionnement et le support (S) et que l'homme de métier appréciera à la lecture de la présente demande les adaptations possibles pour cet agencement physique du dispositif, en fonction des modes de réalisations décrits précédemment et des fonctions et modalités envisagées. 25 Dans certains modes de réalisation, Le support (S) comporte des moyens de réglage de la hauteur du support et éventuellement de l'horizontalité du support. Dans certaines variantes, le dispositif selon l'invention comporte au moins un dispositif de mesure de l'horizontalité (comme par exemple un niveau à bulle), de façon à permettre de s'assurer 30 de l'horizontalité du dispositif par rapport à la scène (ou à l'horizon) et permettre de l'ajuster grâce aux moyens de réglage de l'horizontalité.
Dans certains modes de réalisation, les moyens (M) de positionnement sont agencés pour permettre également le réglage de l'orientation des capteurs (V;), en rotation autour d'un axe orthogonal à leur plan et passant par leur centre.
Dans une combinaison de ces deux précédents modes de réalisation, le dispositif pourra comporter (ou être associé à) un module de contrôle d'horizontalité. Ce module pourra par exemple contrôler les moyens de réglage de l'horizontalité (motorisés et asservis à ce module, dans ce cas), à partir des informations provenant du dispositif de mesure de l'horizontalité io (par exemple électronique). Dans une autre variante, ce module pourra intégrer les informations provenant du dispositif de mesure de l'horizontalité et les informations concernant les positionnements de optiques et des capteurs, pour déterminer, en fonction de l'inclinaison du support, l'élévation de chaque couple optique capteur et la rotation de chaque capteur (autour 15 d'un axe orthogonal à leur plan et passant par leur centre), de façon à rattraper l'inclinaison du support est obtenir une configuration où les optiques (OP;) et les capteurs (V;) sont alignés sur des droites horizontales. D'une manière générale, le dispositif selon l'invention aura été agencé de façon à ce que le(s) plan(s) des capteurs (V;) soi(en)t parfaitement 20 orienté(s) par rapport à l'ensemble du dispositif, de façon à avoir des zones de captation parfaitement parallèles entre elles. Les capteurs seront donc montés sur le support avec leurs lignes correctement orientées horizontalement (selon la direction X donnée en exemple) et leurs colonnes correctement orientées verticalement (selon la direction Y donnée en 25 exemple) afin de s'assurer qu'ils soient bien parallèles à la base commune (BC). Considérations générales sur le dispositif et ses moyens On notera ici que la présente description mentionne des moyens (12) 3o de mémorisation qui sont représentés dans la figure 1 comme appartenant au dispositif de captation, mais il doit être évident que l'invention permet de répartir les divers types de données décrites ici dans plusieurs moyens de mémorisations différents et que, par exemple, un ou plusieurs système(s) informatique(s) pourra (ou pourront) coopérer avec le dispositif (et entre eux) pour permettre les diverses fonctionnalités décrites ici. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut comporter, ou être associé à, des moyens de traitement, des moyens de mémorisation et une interface. L'homme de métier appréciera à la lecture de la présente demande les variations de configuration possibles pour les moyens de mémorisation et les moyens de traitement de données (qui peuvent être associés au dispositif ou inclus dedans par exemple). Le dispositif pourra, par exemple, comporter des moyens de communication (avec la connectique nécessaire) pour coopérer avec des moyens de traitement à distance, supportant tout ou partie des modalités et fonctions décrites ici. Dans certains modes de réalisation, les moyens de mémorisation et/ou les moyens de traitement et/ou l'interface utilisateur pourra (ou pourront) être déporté(s) à l'extérieur du dispositif de captation qui coopérera avec ces derniers via une connectique et/ou des moyens de communication. Plusieurs aspects fonctionnels décrits dans la présente description sont désignés comme étant supportés par des modules exécutés sur des moyens de traitement . On comprendra notamment à la lecture de la présente demande que les composants de la présente invention, comme généralement décrits et illustrés dans les figures, peuvent être arrangés et conçus selon une grande variété de configurations différentes. Ainsi, la description de la présente invention et les figures afférentes ne sont pas prévues pour limiter la portée de l'invention mais représentent simplement des modes de réalisation choisis. Par exemple, les moyens de traitement peuvent comporter au moins un circuit électronique, tel qu'un circuit intégré par exemple ou par d'autre types d'arrangement de composants, tels que par 3o exemple des semi-conducteurs, des portes logiques, des transistors ou d'autres composants discrets. De tels moyens de traitement peuvent également supporter une ou plusieurs application(s) logicielle(s) ou portion(s) de code exécutable(s) au sein d'au moins un environnement logiciel. Les modules décrits ici sont donc identifiés fonctionnellement car ils peuvent correspondre à des applications logicielles localisées ou distribuées ou être mis en oeuvre par divers types de moyens de traitement. Le module (22) de configuration pourra regrouper les diverses fonctions décrites ou requérir la coopération d'autres modules, sans que l'on s'éloigne de l'esprit de l'invention. Les moyens (12) de mémorisation pourront être co-localisés avec les moyens de traitement (11) ou être dans des systèmes informatiques Io différents et il est possible d'implémenter les moyens (12) de mémorisation dans diverses mémoires (de stockage ou volatiles) co-localisées ou distribuées au sein d'un réseau, en assurant les connexions réciproques pour l'accès aux données qu'elles contiennent. Les données représentatives de paramètres, de constituants ou de divers éléments et caractéristiques 15 décrits ici pourront former des fichiers informatiques ou même, selon le cas n'être présentes que temporairement, par exemple dans une mémoire volatile, lorsque leur utilisation ne nécessite pas leur persistance dans le système. Ainsi, Les divers types de données décrits pourront, comme mentionné précédemment, être provenant de moyens de mémorisation du 20 dispositif ou des moyens de mémorisation accessibles par des moyens de traitement du (ou associés au) dispositif, c'est-à-dire via des moyens de communication avec d'autres systèmes, ou même n'être présentes dans le système que par le biais de moyens de communication. Par exemple, il est possible que plusieurs systèmes coopèrent pour contrôler la captation par le 25 dispositif, en échangeant les données nécessaires via des canaux de communication (réseau, comme par exemple de type intranet ou internet). De plus, il est possible que les données utilisées soient obtenues directement à partir de canaux de communication internes, tels que les bus ou autres processus. On comprend donc que les diverses données peuvent 30 être provenant de moyens de mémorisation du type mémoire de stockage et/ou du type mémoire volatile et/ou provenir de moyens de communication interne (dans les moyens de traitement) ou de moyens de communication avec d'autres systèmes (externe). Ces différentes possibilités sont désignées ici en général par le terme moyens (12) de mémorisation , mais ce terme pourra donc, selon le cas, être interprété comme désignant des moyens (12) de mémorisation et/ou de communication interne ou externe. s En effet, un ou plusieurs bloc(s) physique(s) ou logique(s) d'instructions machine peuvent, par exemple, être organisés en objet, procédé, ou fonction. De plus, les routines et instructions utilisées par ces moyens de traitement n'ont pas besoin d'être physiquement localisés ensemble, mais peuvent comporter des instructions disparates stockées dans différents io endroits qui, une fois réunis fonctionnellement et logiquement ensemble, forment le module et réalisent le but indiqué pour le module. Une instruction simple de code exécutable, ou une pluralité d'instructions, peut en fait être distribuée parmi plusieurs différents segments de code ou parmi différents programmes et stockée dans plusieurs blocs de mémoires. De même, des 15 données opérationnelles peuvent être identifiées et illustrées dans des moyens de traitement, et peuvent être incorporées sous n'importe quelle forme appropriée et être organisées dans n'importe quel type approprié de structure de données. Les données opérationnelles peuvent être rassemblées ou peuvent être réparties sur différents endroits incluant 20 différents dispositifs de stockage finis, et peuvent exister, au moins partiellement, simplement en tant que signaux électroniques sur un système ou un réseau. On désigne parfois ici le dispositif comme comportant des moyens de traitement dans certains modes de réalisation, mais l'homme de métier comprendra qu'il peut en fait être associé à de tels moyens ou les 25 inclure dans sa structure. Le dispositif comporte des moyens de traitement de données permettant de réaliser les fonctions décrites et pourra donc comporter (ou être associé à) des circuits spécifiques réalisant ces fonctions ou comporter (ou être associé à), d'une manière générale, des ressources informatiques permettant d'exécuter des instructions remplissant les 30 fonctions décrites précédemment. L'homme de métier comprendra que de nombreuses variantes de réalisation sont possibles.
Ainsi, par exemple, les diverses données représentatives des paramètres décrits ici pourront être regroupées sous la forme d'un fichier par type de paramètre et le système pourra exécuter au moins un programme supportant tout ou partie des fonctions et modalités décrites ici, présentant les informations pertinentes pour les choix de l'opérateur. Par exemple, les divers modes de réalisation décrits de l'invention pourront être implémentés sous la forme d'un système informatique exécutant les modules décrits ici, qui communiquent avec l'interface pour les actions de l'opérateur et stockant des données relatives aux divers paramètres et utilisant au moins un io algorithme au moins équivalent à au moins une des relations (équations) décrites de façon illustrative en détail dans la présente demande. Dans d'autres modes de réalisation, ce sont plusieurs systèmes informatiques, par exemple reliés en réseau qui supporteront tout ou partie des modes de réalisation de l'invention décrits ici.
15 Le module de configuration pourra communiquer directement avec (ou comporter une application de gestion interactive pour communiquer avec) l'interface (13) homme/machine. Cette interface (13) pourra comporter un écran tactile permettant l'affichage et la saisie ou tout moyen équivalent permettant à l'opérateur d'interagir avec le dispositif ou système. L'interface 20 (13) a été décrite ici comme des moyens de saisie et d'affichage, mais l'homme de métier appréciera que selon le type de moyens de saisie et d'affichage mis en oeuvre, une application spécifique pour le contrôle de ces moyens pourra être nécessaire. Ainsi, on comprendra que le contrôle de l'interface a été décrit ici comme étant réalisé par le module de configuration, 25 notamment par une communication entre le module et l'interface, puisque le module envoie des données vers l'interface pour permettre leur affichage et en reçoit en fonction des actions de l'utilisateur. D'autre part, il est possible de prévoir un module de pilotage, tel que par exemple une application spécifique pour l'interface, coopérant avec (ou contrôlée par) le module de 30 configuration. D'une manière générale, l'agencement des modules et de l'interface pourra être réalisé de sorte que l'invention en fonctionnement, permette de présenter à l'opérateur, via l'interface, au moins un composant logiciel de choix de configuration (menu, onglets, ...) correspondant à au moins une des modalités du module (22) de configuration, en proposant des choix relatifs à au moins un des paramètres disponibles dans cette modalité et/ou s à des configurations de captation prédéterminées correspondant à cette modalité. Les sélections réalisées par l'opérateur, via l'interface, permettent au module (22) de configuration de déterminer la configuration à utiliser pour la captation. L'invention pourra prévoir des composants de choix (menus, onglets, ...) variables selon l'utilisation et l'opérateur, par exemple des io composants dits expert et débutant , fixant ou non des limites pré-imposées pour les valeurs de paramètres (par exemple) et proposant ou non des variations pour les configurations prédéterminées. De même, l'utilisation pourra être guidée, par exemple, grâce à des représentations graphiques des résultats des sélections (comme mentionné précédemment) 15 ou des représentations graphiques des configurations de captation prédéterminées. De même, pour le module de synthèse d'image, l'invention peut permettre, via l'interface, de présenter à l'opérateur au moins un composant logiciel de choix comportant au moins une configuration de captation préalablement déterminée et/ou au moins une scène virtuelle à 20 capter , pour obtenir les images ou séquences d'images. L'utilisation pour le mixage pourra également être guidée par des composants logiciels de choix présentant à l'opérateur par exemple divers types de dispositifs de restitution.
25 La présente invention prévoit également un procédé de vérification de l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour la captation d'un premier jeu de prises de vues d'une scène. Ce procédé comporte les étapes suivantes : - captation d'un second jeu de prises de vues de la même scène avec un dispositif selon l'une des revendications précédentes, 30 mixage temporel et/ou colorimétrique et/ou spatial des images du premier jeu avec celles du deuxième jeu, - affichage du résultat du mixage observation du résultat affiché pour en déduire, en cas de stabilité temporelle et/ou de cohérence de l'image, l'utilisation du dispositif selon l'une des revendications précédentes pour la captation du premier jeu de prises de vues. Ainsi, si un jeu de prises de vues a été réalisé à l'aide d'un dispositif selon l'invention, il est possible de le vérifier avec un tel procédé. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la io présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et 15 l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.