Способ получения объемных изображений объектов

 

Использование: для получения объемных изображений объектов. Сущность изобретения: в качестве пластины используют пластину по меньшей мере с одной отражающей поверхностью, при этом запись изображения осуществляют посредством проецирования точек объекта и образования на пластине дугообразных канавок с центром в спроецированных точках объекта. 10 з.п.ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к способам получения объемных изображений объектов.

Известен способ получения объемных изображений объектов, заключающийся в том, что записывают объемное изображение объекта на пластине, служащей для записи объемного изображения объекта, и далее воспроизводят записанное объемное изображение на пластине посредством светового потока (JP, B, 60 -19514). В указанном способе пластина, служащая для записи объемного изображения объекта, имеет поверхность, покрытую эмульсионным слоем. Запись объемного изображения объекта на этой пластине осуществляют двумя когерентными лучами направленным и опорным, при помощи которых каждая точка объекта оставляет на эмульсионном слое дугообразные гребни и впадины, при этом количество таких точек объекта бесконечно. Воспроизведение объемного изображения объекта осуществляют при помощи восстанавливающих опорных лучей. Все это приводит к большим энергетическим затратам.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработки способа получения объемных изображений объектов, по которому пластина, служащая для записи объемного изображения объекта, имела бы такую поверхность для записи, которая позволила бы осуществлять запись объемного изображения объекта на этой пластине и воспроизводить его таким образом, что значительно снижало бы энергетические затраты на получение объемных изображений объекта.

Это достигается тем, что в способе получения объемных изображений объектов, заключающемся в записи изображения на поверхности пластины и его последующем воспроизведении посредством воздействия световым потоком, согласно изобретению в качестве пластины используют пластину по меньшей мере с одной отражающей поверхностью, при этом запись изображения осуществляют посредством дугообразных канавок с центром в спроецированных точках объекта.

Целесообразно, чтобы запись изображения осуществлялась посредством проецирования точек объекта на поверхность пластины.

Целесообразно, чтобы запись изображения осуществлялась посредством проецирования точек объекта на дополнительную поверхность.

Целесообразно, чтобы запись изображения осуществлялась посредством одновременного проецирования точек объекта на поверхность пластины и дополнительную поверхность.

Желательно, чтобы при воспроизведении изображения световой поток был направлен на выпуклую сторону дугообразных канавок для получения изображения объекта над поверхностью пластины. Также желательно, чтобы при воспроизведении изображения световой поток был направлен на вогнутую сторону дугообразных канавок для получения изображения объема над поверхностью пластины.

Желательно, чтобы при воспроизведении изображения использовалось два световых потока, одновременно направленных на выпуклую и вогнутую стороны дугообразных канавок для получения двойного изображения объекта над и под поверхностью пластины. Также желательно, чтобы при воспроизведении изображения использовался один световой поток, одновременно направленный на выпуклую и вогнутую стороны дугообразных канавок для одновременного получения изображения над и под поверхностью пластины.

Необходимо, чтобы расстояние от отражающей поверхности пластины до точек воспроизведенного изображения было пропорционально величине радиусов дугообразных канавок. Также необходимо, чтобы ширина и глубина дугообразных канавок не превышала 2,0 мм.

Разумно длину каждой дугообразной канавки выбирать из условия видимости точек объекта при его воспроизведении.

Такое выполнение способа обеспечивает создание объемного изображения объекта без использования лазерных лучей, что обеспечивает резкое сокращение энергетических затрат.

Фиг. 1 изображает объект и пластину, служащую для записи объемного изображения этого объекта, получаемого способом согласно изобретению (диметрия); фиг. 2 проекцию множества точек объекта по фиг. 1, полученную способом согласно изобретению (п. 2 формулы); фиг. 3 и 4 выполнение дугообразных канавок, центрами дуг которых являются спроецированные точки на фиг. 2; фиг. 5 объект по фиг. 1 (вид сбоку); фиг. 6 мнимое объемное изображение объекта по фиг. 1, полученное способом согласно изобретению; фиг. 7 создание координаты Z мнимого объемного изображения по фиг. 6; фиг. 8 - действительное объемное изображение другого объекта, полученное способом согласно изобретению; фиг. 9 объект, действительное изображение которого получено на фиг. 8 (вид сбоку); фиг. 10 частично мнимое и частично действительное объемное изображение еще одного объекта, полученное способом согласно изобретению; фиг. 11 объект, объемное изображение которого получено на фиг. 10 (вид сбоку); фиг. 12 и 13 выполнение дугообразных канавок для объемного изображения по фиг. 10; фиг. 14 еще один из объектов и пластина, служащая для записи объемного изображения, получаемого способом согласно изобретению (диметрия); фиг. 15 проекцию множества точек объекта по фиг. 14, полученную способом согласно изобретению; фиг. 16 выполнение дугообразных канавок, центрами дуг которых являются точки на фиг. 15, имитирующие ребра объекта по фиг. 14; фиг. 17 мнимое объемное изображение объекта по фиг. 14, полученное способом согласно изобретению; фиг. 18 проекцию множества точек объекта по фиг. 1, полученную способом согласно изобретению (п. 3 формулы); фиг. 19 выполнение дугообразных канавок, центрами дуг которых являются спроецированные точки по фиг. 18 согласно изобретению; фиг. 20 проекцию множества точек объекта по фиг. 1, полученную способом согласно изобретению (п. 4 формулы); фиг. 21 выполнение дугообразных канавок, центрами дуг которых являются спроецированные точки по фиг. 20 согласно изобретению; фиг. 22 одновременное воспроизведение действительного и мнимого изображений по фиг. 1 согласно изобретению.

Лучшие варианты выполнения изобретения Способ получения объемных изображений объектов согласно изобретению заключается в том, что записывают объемное изображение объекта 1 (фиг. 1) в виде усеченной пирамиды на пластине 2, служащей для записи объемного изображения объекта 1. Объект 1 изготовлен из прозрачного для светового потока материала, например стекла.

Пластина 2, служащая для записи объемного изображения объекта 1, имеет отражающую световой поток поверхность 3, на которой записывают это объемное изображение объекта 1. В качестве пластины можно использовать любой материал, имеющий по меньшей мере одну из своих сторон с отражающей поверхностью. Степень отражения может быть различна, но от ее величины будет зависеть качество записанного изображения. Наилучший вариант когда поверхность 3 выполнена зеркальной. В качестве материала можно использовать листовой алюминий, листовую сталь, дерево, покрытое лаком, краской, эмалью, которые образуют отражающую поверхность.

Запись объемного изображения объекта 1 на отражающей световой поток поверхности 3 (фиг. 2) пластины 2 осуществляют путем проецирования множества точек: a, a₁, a₂, a₃, a₄, b, b₁, b₂, b₃, b₄, c, c₁, c₂, c₃, c₄, d, d₁, d₂, d₃, d₄, e, e₁, f, f₁, g, g₁, h, h₁, i, i₁, i₂, j, j₁, j₂, k, k₁, k₂, l, l₁, l₂ объекта 1 (фиг. 1) на отражающую поверхность 3 (фиг. 2) в прямоугольной системе координат вдоль осей X и Y и выполнения на этой отражающей поверхности 3 (фиг. 3) множества параллельных одна другой дугообразных канавок заданных радиусов R₁ (фиг. 3), R₂, R₃ (фиг. 4), , служащих осью Z. Центрами каждой дуги вышеперечисленных канавок является спроецированная на отражающую поверхность 3 пластины 2 точка a, a₁, a₂, a₃, a₄, b, b₁, b₂, b₃, b₄, c, c₁, c₂, c₃, c₄, d, d₁, d₂, d₃, d₄, e, e₁, f, f₁, g, g₁, h, h₁, i, i₁, i₂, j, j₁, j₂, k, k₁, k₂, l, l₁, l₂ объекта 1 (фиг. 1). Таким образом, получается запись графического объемного изображения объекта 1, как показано на фиг. 3 и 4, при этом выбрано лишь несколько спроецированных точек объекта 1 для ясности чертежа, а проведенные линии подразумевают множество выбранных спроецированных точек объекта 1.

В описываемом варианте выполнения патентуемого способа проецирование точек (фиг. 2) a, a₁, a₂, a₃, a₄, b, b₁, b₂, b₃, b₄, c, c₁, c₂, c₃, c₄, d, d₁, d₂, d₃, d₄, e, e₁, f, f₁, g, g₁, h, h₁, i, i₁, i₂, j, j₁, j₂, k, k₁, k₂, l, l₁, l₂ на отражающую поверхность 3 объекта 1 получают путем определения координат Х₁,Х_n и Y₁,Y_n каждой точки объекта 1 (фиг. 1) на данной пластине 2, а выполнение канавок a' (фиг. 3) осуществляют путем проведения дуг резцом из твердого материала, например алмаза.

Величины радиусов R₁ (фиг. 3), R₂, R₃ (фиг. 4), дуг дугообразных канавок пропорциональны величинам координат Z₁ (фиг. 5), Z_n объекта 1 по оси Z. В данном случае по правилам диметрии величина радиуса вдвое меньше величины координаты Z₁,Z_n, что показано на фиг. 5. Радиус R₃ (фиг. 4), дуг по мере изменения координаты Z₁ (фиг. 5), Z_n ребра 4 постоянно изменяется.

Длину каждой дугообразной канавки a' (фиг. 3) выбирают в соответствии с заданными размерами объекта 1 (фиг. 5) и координатами местоположения объекта 1 в прямоугольной системе координат.

Воспроизведение записанного графического объемного изображения 5 (фиг. 6) объекта 1 (фиг. 1) на отражающей поверхности 3 (фиг. 6) пластины 2 осуществляют направленным световым потоком А, проекция которого на отражающую поверхность 3 пластины 2, например, совпадает с радиусами R₁ (фиг. 3), R₂, R₃ (фиг. 4) множества дугообразных канавок, служащими осью Z.

Радиусы R₁, R₂, R₃ во время воспроизведения создают координату Z₁, Z_n, как показано на фиг. 7.

Для получения более четкого изображения 5 (фиг. 6) угол α падения направленного светового потока А на отражающую поверхность 3 пластины 2 выбирают приблизительно равным 90^o, а угол b между проекцией светового потока А на отражающую поверхность 3 осью Z 0^o.

Для получения мнимого объемного изображения 5 объекта 1 (фиг.5), расположенного в прямоугольной системе координат, где величины координат Z₁,Z_n отрицательны, световой поток А (фиг. 6) направляют на выпуклость дуг канавок.

Как показано на фиг. 6, воспроизведенное мнимое объемное изображение 5 объекта 1 (фиг. 1) и пластина 2 условно заштрихованы для наглядности изображения.

Для получения действительного объемного изображения 6 (фиг. 8) объекта 7, расположенного в прямоугольной системе координат, как показано на фиг. 9, величина координат Z₁,Z_n положительны, световой поток А направляют на вогнутость дуг канавок, как показано на фиг. 8.

На фиг. 8 для наглядного действительного объемного изображения 6 отражающая поверхность 3 пластины 2 условно заштрихована.

Для получения частично мнимого и частично действительного изображения 8 (фиг. 10) объекта 9, расположенного а прямоугольной системе координат, как показано на фиг. 11, величины координат Z₁,Z_n часть - отрицательна, а часть положительна, направления радиусов R₁ (в фиг. 12) и R₂ должны быть противоположны.

Точки i₁ (фиг. 12), j₁, k₁, l₁ проекции ребер объекта 9 (фиг. 11) не имеют радиусов, то есть при воспроизведении эти точки остаются неподвижными.

Выше был описан вариант выполнения способа согласно изобретению, по которому получали объемное изображение объекта, изготовленного из прозрачного для светового потока материала.

Ниже будет рассмотрен вариант выполнения способа согласно изобретению, по которому получают объемное изображение объекта 10 (фиг. 14), изготовленного из не прозрачного для светового потока материала, например из непрозрачного стекла, на отражающей поверхности 3 пластины 2.

Принцип получения объемного изображения объекта 10 (фиг. 14) аналогичен принципу получения объемного изображения объекта 1 (фиг. 1).

Отличие заключается в том, что при записи на отражающую поверхность 3 (фиг. 15) пластины 2 проецируют только точки a, a₁, a₂, a₃, a₄, b, b₁, b₂, b₃, b₄, c, c₁, c₂, c₃, c₄, d, d₁, d₂, d₃, d₄, e, e₁, f, f₁, g, g₁, h, i, i₂, j, j₁, j₂, k, k₁, k₂, l, l₁, l₂ объекта 10 (фиг. 14).

Дуги в точках i (фиг. 16) i₁, i₂, j, j₁, j₂, k, k₁, k₂, l, l₁, l₂ ограничены сторонами ab и cd.

Мнимое объемное изображение 11 объекта 10 показано на фиг. 17. Дополнительная поверхность обозначена позицией 12 на фиг. 18-21.

Патентуемый способ получения объемных изображений объектов позволяет получать объемное изображение без использования лазерной техники, что снижает энергетические затраты.

Кроме того, патентуемый способ позволяет получать объемное изображение несуществующих объектов, то есть получать объемные рисунки.

Способ получения объемных изображений объектов может быть использован для получения объемных изображений.

Формула изобретения

1. Способ получения объемных изображений объектов, заключающийся в записи изображения объекта на поверхности пластины и его последующем воспроизведении посредством воздействия световым потоком, отличающийся тем, что в качестве пластины используют пластину, по меньшей мере с одной отражающей поверхностью, при этом запись изображения осуществляют посредством проецирования точек объекта и образования на пластине дугообразных канавок с центром в спроецированных точках объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что запись изображения осуществляют посредством проецирования точек объекта на поверхность пластины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что запись изображения осуществляют посредством проецирования точек объекта на дополнительную поверхность.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что запись изображения осуществляют посредством одновременного проецирования точек объекта на поверхность пластины и дополнительную поверхность.

5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при воспроизведении изображения световой поток направлен на выпуклую сторону дугообразных канавок для получения изображения объекта под поверхностью пластины.

6. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при воспроизведении изображения световой поток направлен на вогнутую сторону дугообразных канавок для получения изображения объекта над поверхностью пластины.

7. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при воспроизведении изображения используют два световых потока, одновременно направленных на выпуклую и вогнутую стороны дугообразных канавок для получения двойного изображения объекта над и под поверхностью пластины.

8. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что при воспроизведении изображения используют один световой поток, одновременно направленный на выпуклую и вогнутую стороны дугообразных канавок для получения двойного изображения объекта над и под поверхностью пластины.

9. Способ по пп. 1 8, отличающийся тем, что расстояние от отражающей поверхности пластины до точек воспроизведенного изображения пропорционально величине радиусов дугообразных канавок.

10. Способ по пп.1 9, отличающийся тем, что ширина и глубина дугообразных канавок не превышает 2,0 мм.

11. Способ по пп.1 10, отличающийся тем, что длину каждой дугообразной канавки выбирают из условия видимости точек объекта при его воспроизведении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22