Способ и устройство получения объемного изображения объекта

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА Изобретение относится к области систем записи и воспроизведения визуальной информации. Задачей изобретения является повышение качества получения объемного изображения объекта, в том числе и удаленного на значительные расстояния от места съемки. Для получения объемного изображения 1 объекта 2 применяется камера 3 с объективом 4, матрица 5 для преобразования светового излучения в электрический сигнал, канал обработки и связи 6 для преобразования электрического сигнала в видеосигнал и его передачи на дисплей 7 или несколько дисплеев 7 и 8 и даже множество таких дисплеев (не показано). Имеется также узел сведения 9 дисплеями 7, 8 формируемых изображений в общую картину, объектив 10 и множество плоских зеркал 11 с системой управления 12 положениями этих зеркал. С поверхности дисплея 7 формируется совокупность плоских изображений объекта 2, полученных в разных ракурсах. Если же дисплеев 7 и 8 несколько или множество таких, то формируемые ими изображения через узел сведения 9 способствуют созданию общей картины. Сформированная объективом 10 и множеством плоских зеркал 11 совокупность плоских изображений объекта 2 в различных ракурсах образует его объемное изображение 1. Зайцева Елена Георгиевна, Мишута Дмитрий Викторович, Мишута Виктор Николаевич, Кислюк Александр Анатольевич (BY) Павлович А.Э. (BY) Изобретение относится к области систем записи и воспроизведения визуальной информации. Известен способ [1] получения объемного изображения объекта, заключающийся в том, что записывают множество плоских изображений объекта в различных ракурсах с помощью множества видеокамер, в каждую из которых встроен сервер, передающий ряд последовательных изображений на компьютер телесистемы. При этом, с помощью программного обеспечения компьютера происходит конвертация и расположение этих изображений в соответствии с положением каждой камеры, а каждое сформированное на дисплее компьютера изображение проецируется соответствующей ему линзой в пространство. Аналог имеет следующие недостатки. Во-первых, система обладает значительными габаритными размерами вследствие необходимости использования для записи большого количества видеокамер. Вовторых, воспроизводимое объмное изображение имеет либо малые размеры, либо малую разрешающую способность, так как совмещение всех изображений, сформированных множеством видеокамер на одном дисплее, обеспечивает воспроизведение каждого изображения небольшим числом пикселей. Известно устройство [1] для осуществления способа, содержащее множество видеокамер, соединенных кабелем с компьютером, перед дисплеем которого установлено множество линз для формирования множества изображений, записанных соответствующими видеокамерами. Недостатком являются большие габариты устройства. Кроме того, воспроизводимое объмное изображение имеет либо малые размеры, либо разрешающую способность, так как совмещение всех изображений, сформированных множеством видеокамер, на одном дисплее обеспечивает воспроизведение каждого изображения небольшим числом пикселей. Наиболее близким к изобретению, по сущности, является способ [2] получения объемного изображения объекта, заключающийся в том, что на поверхность преобразователя, в качестве которого используется фотопластинка, находящегося в камере с одним объективом, записывают множество плоских изображений объекта в различных ракурсах через множество плоских зеркал. При этом данные зеркала установлены снаружи камеры таким образом, что каждое из них будет давать изображение одного и того же объекта с точки зрения, отличной от точек зрений других зеркал. После съемки фотопластинку подвергают фотохимической обработке, в результате которой на фотопластинке формируется множество изображений, полученных в разных ракурсах. Это множество изображений преобразуется в объмное изображение с помощью проекционного устройства с таким же как при съмке объективом и установленной в нем фотопластинкой с таким же расстоянием между изображениями и объективом, как при съмке, через такие же как при съмке зеркала, установленные на таком же расстоянии, как при съмке, с использованием подсветки источником рассеянного света. Недостатками способа-прототипа являются трудоемкость из-за необходимости химикофотографической обработки фотопластинки. Кроме того, способ не предусматривает возможность изменять масштаб проецируемого изображения по отношению к объекту съмки, что снижает качество получения объектов, удаленных от места съемки на значительные расстояния. Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство [2] для осуществления данного способа-прототипа, содержащее фотографическую камеру с одним объективом, множество плоских зеркал, преобразователь оптического изображения в изображение в виде фотопластинки, проекционное устройство с объективом и источник рассеянного света. Причем объектив проекционного устройства и фотографической камеры идентичны и находятся на одинаковом расстоянии от фотопластинки, а расположение множества одинаковых для съмки и проекции плоских зеркал при съмке и проекции одинаково. Недостатками устройства-прототипа являются трудоемкость получения изображения из-за необходимости химико-фотографической обработки фотопластинки. Такое устройство применимо только к съемке близко расположенных объектов, так как при съемке удаленных объектов зеркала необходимо размещать на больших расстояниях друг от друга, что недопустимо увеличивает габариты устройства. Кроме того, устройство не предусматривает возможность изменять масштаб проецируемого изображения по отношению к объекту съмки. Задачей изобретения является повышение качества получения объемного изображения объекта. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является уменьшение трудоемкости процесса записи и воспроизведения, обеспечение возможности записи и воспроизведения удаленных объектов, а также обеспечение возможности изменять масштаб проецируемого изображения по отношению к объекту съмки. Поставленная задача для изобретения-способа решается тем, что в способе получения объемного изображения объекта, заключающемся в том, что на поверхность преобразователя, находящегося в камере с одним объективом, записывают множество плоских изображений объекта в различных ракурсах,затем воспроизводят их с помощью проекционного устройства с объективом через зеркала, имеются отличительные признаки: запись множества плоских изображений осуществляется последовательно при смещении камеры относительно объекта съемки на матричный преобразователь светового излучения в электрический сигнал, который в канале обработки и связи преобразуется в видеосигнал и далее передается в проекционное устройство, функцию которого выполняет как минимум один дисплей, причем при воспроизведении множества плоских изображений удаленного объекта в различных ракурсах через зеркала они под воздействием системы управления занимают такое положение, что с их помощью имитиру-1 018398 ется воспроизведение изображений из позиций, соответствующих позициям камеры при записи. Вариантом выполнения изобретения-способа является выполнение функции проекционного устройства множеством дисплеев, которые сопрягают с узлом сведения формируемых ими изображений в общую картину. Поставленная задача для изобретения-устройства решается тем, что в устройстве получения объемного изображения объекта, содержащем камеру с одним объективом и преобразователем, проекционное устройство с объективом и множеством плоских зеркал, имеются отличительные признаки: в качестве преобразователя применена матрица для преобразования светового излучения в электрический сигнал,для которого применен канал обработки и связи для последующего преобразования электрического сигнала в видиосигнал, передаваемый в проекционное устройство, которое содержит как минимум один дисплей для воспроизведения множества изображений, при этом введена система управления каждым зеркалом, обеспечивающая его перемещение в позицию для имитации воспроизведения соответствующего изображения из позиции, соответствующей позиции камеры при записи. Вариантом выполнения устройства-изобретения может быть содержание в проекционном устройстве множества дисплеев сопряженных с узлом сведения этих изображений в общую картину. Запись по способу-изобретению множества плоских изображений последовательно при смещении камеры относительно объекта съемки на матричный преобразователь светового излучения в электрический сигнал, а также применение для изобретения-устройства в качестве преобразователя матрицы для преобразования светового излучения в электрический сигнал и в составе устройства воспроизведения дисплея или множества дисплеев позволяет уменьшить трудоемкость процесса записи и воспроизведения, так как исключен процесс химико-фотографической обработки фотопластинки, при этом для записи ивоспроизведения требуется короткий промежуток времени. Применение в изобретении-способе канала обработки и связи для последующего преобразования электрического сигнала в видеосигнал, а также применение в изобретении-устройстве матрицы и дисплея вместо фотопластинки, а также наличие канала обработки и связи, системы управления зеркалами позволяет изменять масштаб проецируемого изображения по отношению к объекту съмки, в том числе и удаленному объекту съемки, так как возможно управлять размерами изображения на матрице и дисплее и расположением зеркал относительно дисплея. Запись множества плоских изображений последовательно при смещении камеры относительно объекта съемки позволяет также записывать такие объекты в необходимом количестве ракурсов за счет далеко расположенных друг от друга позиций съемки, что повышает качество съемки удаленного объекта. Кроме того, применение множества дисплеев с устройством сведения формируемых ими изображений в общую картину вместо одного дисплея позволяет увеличить разрешающую способность в объмном изображении, так как воспроизведение каждого изображения, снятого в определенной позиции, воспроизводится либо отдельными дисплеем, либо его значительной частью, и, следовательно, содержит большое число пикселей, что повышает качество самого объемного изображения. Сущность изобретения поясняется иллюстрациями. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства по способу получения объемного изображения объекта. На фиг. 2 представлен пример расположения позиций, в которых находилась камера при записи изображений. Одновременно фиг. 1 иллюстрирует пример расположения кадров при воспроизведении на дисплее или в плоскости общей картины, сформированной множеством дисплеев с устройством сведения. Расположение кадров при воспроизведении подобно расположению позиций. Устройство получения объемного изображения 1 объекта 2 содержит камеру 3 с объективом 4, матрицу 5 для преобразования светового излучения в электрический сигнал, канал обработки и связи 6 для преобразования электрического сигнала в видеосигнал и его передачи на дисплей 7 или несколько дисплеев 7 и 8 и даже множество таких дисплеев (не показано). Имеется также узел сведения 9 дисплеями 7, 8 формируемых изображений в общую картину, объектив 10 и множество плоских зеркал 11 с системой управления 12 положениями этих зеркал. Позиции 13 (фиг. 2), в которых находилась камера 3 (фиг. 1) при записи изображений в определенном заданном пространстве 14, одновременно иллюстрируют пример расположения кадров при воспроизведении на дисплее 7 или в плоскости общей картины, сформированной множеством дисплеев 7, 8 и т.д. при помощи узла сведения. Способ получения объемного изображения 1 объекта 2 с помощью устройства осуществляется следующим образом. На поверхности матрицы 5 с помощью объектива 4 последовательно формируют изображения объекта 2 в различных ракурсах. Для этого перемещают камеру 3 в различные позиции. Матрица 5 превращает эти изображения в электрические сигналы. Обработка этих сигналов в канале 6 обработки и связи обеспечивает воспроизведение на дисплее 7 или множестве дисплеев 8 совокупности плоских изображений необходимого для воспроизведения размера и ориентированных необходимым для воспроизведения образом. С поверхности дисплея 7 формируется совокупность плоских изображений объекта 2, полученных в разных ракурсах. Если же дисплеев несколько 7 и 8, или множество таких, то формируемые ими изобра-2 018398 жения через узел сведения 9 способствуют созданию общей картины. Объектив 10 формирует на поверхности каждого зеркала из множества 11 световой пучок, несущий информацию об изображении, снятом в соответствующем ракурсе. Система управления 12 размещает плоские зеркала из множества 11 таким образом, что они поворачивают оптические лучи, имитируя проекцию каждого изображения из позиции, расположенной подобно соответствующей позиции при записи. Сформированная объективом 10 и множеством плоских зеркал 11 совокупность плоских изображений объекта 2 в различных ракурсах образует его объемное изображение 1. Предложенные способ и устройство можно использовать для записи и воспроизведения объемного изображения в геодезии, в кинематографе, в аэрофотосъемке и для других целей, где требуется получение качественного объемного изображения удаленного объекта. Источники информации 1. 3D-телевидение: интерактивное управление картинкой [Электронный ресурс]/Режим доступа:http://www.mir3d.ru/news/l064/ - Загл. с экрана. 2. Н.А. Валюс, Стереоскопия. - М.: изд-во АН СССР, 1962 г., стр.78-81, рис. 54-56 (прототип) ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения объемного изображения объекта, заключающийся в том, что на поверхность преобразователя, находящегося в камере с одним объективом, записывают множество плоских изображений объекта в различных ракурсах, затем воспроизводят их с помощью проекционного устройства с объективом через зеркала, отличающийся тем, что запись множества плоских изображений осуществляется последовательно при смещении камеры относительно объекта съемки на матричный преобразователь светового излучения в электрический сигнал, который в канале обработки и связи преобразуется в видеосигнал и далее передается в проекционное устройство, функцию которого выполняет как минимум один дисплей, причем при воспроизведении множества плоских изображений объекта в различных ракурсах через зеркала они под воздействием системы управления занимают такое положение, что с их помощью имитируется воспроизведение изображений из позиций, соответствующих позициям камеры при записи. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполнение функции проекционного устройства обеспечивают множеством дисплеев, которые сопрягают с узлом сведения формируемых ими изображений в общую картину. 3. Устройство получения объемного изображения объекта, содержащее камеру с одним объективом и преобразователем, проекционное устройство с объективом и множество плоских зеркал, отличающееся тем, что в качестве преобразователя применена матрица для превращения светового излучения в электрический сигнал, для которого имеется канал обработки и связи для последующего преобразования электрического сигнала в видеосигнал, передаваемый в проекционное устройство, которое содержит как минимум один дисплей для воспроизведения множества изображений, при этом введена система управления каждым зеркалом, обеспечивающая его перемещение в позицию для имитации воспроизведения соответствующего изображения из позиции, соответствующей позиции камеры при записи. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что проекционное устройство содержит множество дисплеев, сопряженных с узлом сведения этих изображений в общую картину.