Способ и система для создания пространственных изображений

Изобретение относится к системам для создания пространственных изображений, воспринимаемых одним или несколькими наблюдателями без помощи дополнительных средств, таких как специальные очки. Технический результат заключается в повышении качества воспроизведения трехмерного изображения, в частности повышении яркости воспроизводимых пространственных изображений. Система содержит устройство воспроизведения изображений с множеством отдельных элементов (α_ij) изображения, расположенных в виде растра, состоящего из строк (j) и столбцов (i), и выполненных с возможностью воспроизведения отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся по меньшей мере к трем видам (A_k) (k=1...n, n≥3) сцены/предмета, а также одну или несколько матриц, состоящих из множества отдельных, расположенных строками (q) и столбцами (р), выполненных в виде фильтрующих элементов (β_pq) волновых и/или полутоновых фильтров, которые расположены в направлении линии зрения перед устройством воспроизведения изображений с элементами (α_ij) изображения и/или позади него, задавая направления распространения видимого излучения, испускаемого элементами (α_ij) изображения, причем по меньшей мере во фрагменте по меньшей мере одной из матриц отношение площади, занятой фильтрующими элементами (β_pq), светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, к общей площади всех фильтрующих элементов (β_pq), умноженное на среднее количество (n′) разных видов, воспроизводимых на одну строку (j) растра из элементов (α_ij) изображения, превышает единицу. 25 з.п. ф-лы, 47 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам для создания пространственных изображений и прежде всего к системам для создания пространственных изображений, воспринимаемых одним или несколькими наблюдателями без помощи дополнительных средств, таких как специальные очки.

Уровень техники

Известны различные способы и системы для создания пространственных изображений.

Большое число известных способов и систем для создания пространственных изображений основано на пространственном или пространственно-временном разделении разных видов (проекций) одной сцены в устройстве воспроизведения изображений. Под указанными видами при этом обычно подразумеваются либо послойные изображения, снятые с интервалами по глубине, либо изображения, снятые в различных ракурсах. В качестве устройств воспроизведения изображений все более широкое распространение находят, например, жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи). Так, например, из патента US 5936774 известны способ и система для автостереоскопического воспроизведения на ЖК-дисплее от двух до четырех разных видов объекта в перспективе. Основанные на применении ЖК-дисплеев системы для автостереоскопического воспроизведения изображений описаны также в ЕР 0791847, ЕР 0783825 и JP 8-194190. Предпочтительная система такого типа описана в DE 10003326 С2. В этой системе используется по меньшей мере одна матрица волновых фильтров, задающая различные направления распространения света (видимого излучения), испускаемого различными элементами изображения. Указанные элементы изображения выполнены с возможностью отображения отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся к нескольким различным видам сцены, соответственно предмета. При этом стереоскопический эффект обеспечивается за счет соответствующим образом заданных направлений распространения видимого излучения, выбранных таким образом, чтобы наблюдатель одним глазом видел преимущественно одну группу видов, а другим - другую группу видов отображаемой сцены или объекта.

Хотя эти способы и системы имеют определенные преимущества, заключающиеся, например, в их малой подверженности возникновению на изображении "муара", в их пригодности для просмотра изображений одновременно несколькими наблюдателями, а также в отсутствии необходимости использования для рассматривания стереоскопических изображений дополнительных технических средств, всем им присущ общий недостаток, заключающийся в снижении яркости или светлоты изображения.

Описание изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать системы названного выше типа с целью повышения яркости воспроизводимых трехмерных изображений. Помимо этого особые варианты выполнения предлагаемых в изобретении систем призваны улучшить читабельность обычного текста.

Указанная задача решается в системе вышеназванного типа, предназначенной для создания пространственного изображения сцены/предмета и содержащей устройство воспроизведения изображений с множеством отдельных элементов α_ij изображения, расположенных в виде растра, состоящего из строк j и столбцов i, и выполненных с возможностью воспроизведения отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся по меньшей мере к трем видам А_k (k=1...n, n≥3) сцены/предмета, а также одну или несколько матриц, состоящих из множества отдельных, расположенных строками q и столбцами р, выполненных в виде фильтрующих элементов β_pq волновых и/или полутоновых фильтров, некоторые из которых являются светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, а остальные - светонепроницаемыми, и которые расположены в направлении линии зрения перед устройством воспроизведения изображений с элементами α_ij изображения и/или позади него, задавая направления распространения видимого излучения (т.е. света), испускаемого элементами α_ij изображения, причем каждый элемент a_ij изображения взаимодействует с несколькими соответствующими волновыми фильтрами β_pq или один волновой фильтр β_pq взаимодействует с несколькими соответствующими элементами α_ij изображения таким образом, что прямая, соединяющая между собой центры видимых участков соответствующих элемента α_ij изображения и фильтрующего элемента β_pq, проходит в одном из направлений распространения излучения, причем эти направления пересекаются в расположенном перед воспроизводимым изображением пространстве, где находится наблюдатель(-ли) (например, в помещении), во множестве точек пересечения, каждая из которых соответствует одному положению наблюдателя(-ей), вследствие чего наблюдатель из любого его положения в указанном пространстве одним глазом воспринимает преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к первой группе видов, а другим глазом - преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся ко второй группе видов А_k (k=1...n), за счет того, что по меньшей мере во фрагменте по меньшей мере одной из матриц отношение площади, занятой фильтрующими элементами β_pq, светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, к общей площади всех фильтрующих элементов β_pq, умноженное на среднее количество n′ разных видов, воспроизводимых на одну строку j растра из элементов α_ij изображения, превышает единицу.

Благодаря тому, что через фильтрующие элементы к наблюдателю поступает больше света, можно увеличить яркость воспроизводимого изображения.

В предпочтительном, простом в изготовлении варианте осуществления изобретения фильтрующие элементы β_pq, светопроницаемые в заданных диапазонах длин волн, выполнены в виде прозрачных фильтров, проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра. Хотя фильтрующие элементы обычно выполняются в виде простых селективных волновых фильтров, предлагаемые в изобретении системы способны функционировать в том числе и при применении в них фильтров иных типов, например поляризационных фильтров или голографических оптических элементов.

В отличие от известных систем ощущение объемности изображения в таких системах, где размеры фильтрующих элементов β_pq, светопроницаемых в заданных диапазонах длин волн, таковы, что на один видимый участок растра всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения более одного видимого элемента а_ij изображения, сохраняется без заметных негативных эффектов. Это относится прежде всего к таким предпочтительным вариантам осуществления изобретения, в которых частное суммы площадей фильтрующих элементов β_pq, практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех фильтрующих элементов β_pq, относящихся к соответствующей матрице, принимает значения от Q1=1,1/n′ до Q2=1,8/n′, вследствие чего за счет фильтрующих элементов β_pq, пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента α_ij изображения. Однако как было установлено опытным путем, сказанное действительно и для частных со значениями, превышающими 1,8 и составляющими, например, 2,0.

В другом варианте осуществления изобретения фрагмент матрицы при его параллельном проецировании на растр из элементов α_ij изображения соответствует по меньшей мере одной строке j или по меньшей мере одному столбцу i. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, в котором также не происходит заметного ухудшения ощущения объемности изображения, при параллельном проецировании достаточно большого фрагмента по меньшей мере одной предусмотренной матрицы фильтрующих элементов β_pq на по меньшей мере одну строку j или по меньшей мере один столбец i растра площадь соответствующей проекции фильтрующих элементов β_pq, в основном проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, по меньшей мере в 1,1/n′, но не более чем в 1,8/n′ раза превышает площадь соответствующей строки j или столбца i, вследствие чего за счет фильтрующих элементов β_pq, пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента α_ij изображения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения в матрице предусмотрена по меньшей мере одна непрерывная линия (пояс) прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, а также по меньшей мере одна вторая непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, причем оси, вдоль которых ориентированы линии этих двух типов (основные направления линий), не параллельны друг другу.

Под такими осями в данном контексте понимаются соединительные линии, соединяющие два крайних, иными словами, расположенных на ее противоположных концах прозрачных фильтра одной и той же линии прозрачных фильтров. В случае, когда на концах линии прозрачных фильтров расположено по несколько прозрачных фильтров, такая ось соединяет центры тяжести общей площади соответствующих прозрачных фильтров.

При этом по меньшей мере одна из непрерывных линий прозрачных фильтров проходит параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю соответствующей матрицы фильтрующих элементов β_pq и/или параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю растра из элементов α_ij изображения.

Предпочтительно, чтобы в матрице было предусмотрено множество таких непрерывных линий прозрачных фильтров.

Здесь необходимо отметить, что при определенных условиях, а именно в случае, когда значение указанного выше частного находится в области нижней границы интервала, составляя приблизительно 1,1 /n′, предлагаемые в изобретении системы могут воспроизводить пространственные изображения и при наличии всего лишь двух видов А_k.

В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице случайным образом. В ином, отличном от описанного выше варианте осуществления изобретения, по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице на регулярных расстояниях друг от друга, причем подобную непрерывную линию прозрачных фильтров предпочтительно образует каждая m-ная (при m>1) строка q или же каждый m-ный столбец р (при m>1) соответствующей матрицы.

В особом варианте осуществления изобретения при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов α_ij изображения проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается преимущественно на те из элементов α_ij изображения, которые главным образом или исключительно воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к одному и тому же виду A_k. Возможен также вариант, в котором проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается на несколько элементов α_ij изображения, которые воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся по меньшей мере к двум различным видам А_k.

Во всех вариантах предлагаемой в изобретении системы отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к видам A_k (k=1...n), ставятся в соответствие элементам α_ij, изображения в положении i,j согласно функции

где i - индекс положения элемента α_ij изображения в строке растра; j - индекс положения элемента α_ij изображения в столбце растра; k - порядковый номер вида A_k (k=1...n), к которому относится отдельный несущий визуальную информацию элемент, который должен воспроизводиться определенным элементом α_ij изображения; n - общее количество используемых видов A_k (k=1...n); c_ij - произвольно задаваемая матрица коэффициентов для комбинирования, соответственно смешения на растре различных отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся к видам A_k (k=1...n). Значением функции IntegerPart является наибольшее целое число, не превышающее заключенный в уравнении в квадратные скобки аргумент.

Кроме того, для предусмотренных матриц фильтров фильтрующие элементы β_pq в зависимости от длины волны пропускаемого ими излучения/диапазона пропускаемых ими длин волн/их коэффициента λ_b пропускания объединяются в маску согласно функции

где р - индекс положения фильтрующего элемента β_pq в строке соответствующей матрицы; q - индекс положения фильтрующего элемента β_pq в столбце соответствующей матрицы; b - целое число, определяющее для волнового, соответственно полутонового фильтра β_pq в положении p,q одну из предусмотренных длин волн пропускаемого излучения/один из предусмотренных диапазонов пропускаемых длин волн, соответственно один из коэффициентов λ_b пропускания, и способное принимать значения от 1 до b_max, где b_max - натуральное число, большее единицы; n_m - большее нуля целое число, предпочтительно соответствующее общему количеству k видов A_k, представленных в комбинированном изображении; d_pq - произвольно задаваемая матрица коэффициентов маски для варьирования при образовании маски. Функция IntegerPart была определена выше.

Для описанных ниже примеров осуществления изобретения могут быть заданы соответствующие матрицы d_pq коэффициентов маски, соответственно матрицы c_ij коэффициентов. Однако по соображениям краткости описания этот процесс здесь не рассматривается.

В предпочтительном варианте предусматривается единственная матрица фильтрующих элементов β_pq, а расстояние z между указанной матрицей и растром из элементов α_ij изображения, измеренное по нормали, определяется по следующему уравнению:

В этом выражении s_p означает среднее горизонтальное расстояние между двумя соседними элементами α_ij изображения. При расположении матрицы фильтров перед растром из элементов α_ij изображения в направлении линии зрения или в направлении нормали z вычитается из d_a, а при расположении указанной матрицы за этим растром z суммируется с d_a. p_d, представляет собой среднее межзрачковое расстояние наблюдателя, a d_a - произвольно задаваемое расстояние до наблюдателя.

Обычно расстояние z находится в интервале примерно от 1 до 25 мм, однако его значение может быть и иным, прежде всего большим.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения все фильтрующие элементы, образующие матрицу, соответственно матрицы фильтров, выполнены одинакового размера. Площадь одного фильтра, соответственно фильтрующего элемента составляет, как правило, от нескольких тысяч квадратных микрометров до нескольких квадратных миллиметров. Фильтрующие элементы, соответственно фильтры β_pq имеют многоугольные, предпочтительно прямоугольные контуры. Однако их контуры могут включать и линии изогнутой формы.

Элементы α_ij изображения могут иметь и иную форму, например многоугольную или в форме полос, по типу рисунка в елочку, как в дисплеях, выполненных по технологии "Dual Domain". Это подразумевает, что количество фильтрующих элементов β_pq в матрице может существенно отличаться от количества элементов α_ij изображения.

В случае, когда расположение линий прозрачных фильтров не является случайным, образующие матрицу, соответственно матрицы, фильтрующие элементы β_pq, предпочтительно имеют в основном периодическое расположение.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения направления распространения видимого излучения для каждого из отдельных несущих визуальную информацию элементов, воспроизводимых элементами α_ij изображения, заданы в зависимости от их длины волны/диапазона длин волн.

В еще одном варианте изобретения по меньшей мере в одной из предусмотренных матриц фильтрующих элементов β_pq по меньшей мере в одной строке q прозрачные фильтры, непосредственно примыкающие друг к другу, граничат с одним количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке q-1 и другим количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке q+1. Такой подход позволяет влиять на переходы между видами при перемещении наблюдателя.

Предпочтительно, чтобы каждая из предусмотренных матриц фильтров была выполнена в виде статической, не изменяющейся с течением времени матрицы, и была расположена практически на неизменном расстоянии от растра из элементов α_ij изображения, т.е. устройства воспроизведения изображений.

В другом, более специфическом варианте предлагаемой в изобретении системы по меньшей мере один элемент α_ij изображения воспроизводит визуальную информацию, полученную путем смешения отдельных несущих визуальную информацию элементов по меньшей мере двух разных видов A_k, например, в соответствии с одним из способов, описанных в публикации WO 03/024112 обладателя прав на данное изобретение.

В любом из рассмотренных выше вариантов предлагаемой в изобретении системы устройство воспроизведения изображений может представлять собой, например, жидкокристаллический (ЖК) дисплей, плазменную панель или дисплей на органических светодиодах. Однако изобретением не исключается и возможность использования в качестве устройств воспроизведения изображений и аппаратов иных типов.

В особых случаях может также возникать необходимость полного или частичного переключения между режимами воспроизведения плоских (двумерных) и пространственных (трехмерных) изображений. Возможность такого переключения может быть реализована в любом вышеописанном варианте предлагаемой в изобретении системы, для чего в системе должны быть предусмотрены полупрозрачное устройство воспроизведения изображений, например ЖК-дисплей, а также единственная матрица фильтрующих элементов, расположенная в направлении линии зрения между устройством воспроизведения изображений и устройством фоновой подсветки. Кроме того, между устройством воспроизведения изображений и матрицей фильтров предусмотрен переключаемый рассеиватель (рассеивающее стекло), причем в первом режиме работы, в котором рассеиватель переключен в прозрачное состояние, для наблюдателя(-ей) создается впечатление объемности изображения, а во втором режиме работы, в котором рассеиватель переключен в состояние по меньшей мере частичного рассеивания, создаваемый матрицей фильтрующих элементов эффект объемности практически полностью исчезает, чем достигается практически однородное освещение устройства воспроизведения изображений рассеянным светом с возможностью воспроизведения на этом устройстве воспринимаемых двумерных изображений с полным разрешением. В указанном втором режиме работы на отдельных участках, на которых рассеиватель переключен в состояние рассеивания, матрицей волновых фильтров уже не задаются направления распространения видимого излучения, и оба глаза наблюдателя воспринимают практически одинаковые отдельные несущие визуальную информацию элементы. В предпочтительном варианте на участках устройства воспроизведения изображений, переключенных в режим двумерных изображений, представляются лишь двумерные изображения, т.е. некомбинированные изображения, состоящие из нескольких видов.

Помимо этого для переключения между режимами воспроизведения двумерных и трехмерных изображений может быть предусмотрена по меньшей мере одна матрица фильтрующих элементов β_pq, включающая пиксели (элементы растра) электрохромного или фотохромного типов, по меньшей мере частично действующие в качестве волновых, соответственно полутоновых фильтров, причем в первом режиме работы, предназначенном для создания трехмерных изображений, в частности также с применением пикселей электрохромного, соответственно фотохромного типов, эта матрица образует матричную структуру фильтров, пригодную для создания трехмерных изображений, а во втором режиме работы пиксели электрохромного, соответственно фотохромного типов переключаются в состояние максимально возможной прозрачности, предпочтительно практически полной прозрачности во всей видимой области спектра.

При этом в матрице могут быть предусмотрены как фильтры электрохромного, соответственно фотохромного типа, так и волновые, соответственно полутоновые фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания, причем указанные фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания предпочтительно выполнены практически полностью прозрачными во всей видимой области спектра.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1a - матрица фильтров, выполненная по первому варианту осуществления изобретения,

на фиг.1б - схематическое изображение прозрачных участков матрицы фильтров, образованных несколькими прозрачными фильтрующими элементами,

на фиг.1в - схематическое изображение одного из вариантов выполнения предлагаемой в изобретении системы,

на фиг.2 - возможная схема комбинирования видов, используемых для создания пространственного изображения совместно с матрицей фильтров, выполненной по первому варианту,

на фиг.3 и 4 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.1а и 2,

на фиг.5 - еще один возможный вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.6 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.5 схемой комбинирования видов,

на фиг.7 и 8 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.5 и 6,

на фиг.9 - еще один вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.10 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов,

на фиг.11 и 12 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 10,

на фиг.13а - матрица фильтров, выполненная по еще одному варианту осуществления изобретения и предпочтительно используемая совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов,

на фиг.13б - схематическое изображение строения образованных несколькими прозрачными фильтрующими элементами прозрачных участков матрицы фильтров, аналогичной показанной на фиг.13а,

на фиг.14 - пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будет видеть глаз наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 13а,

на фиг.15 - матрица фильтров, выполненная по еще одному варианту осуществления изобретения и предпочтительно используемая совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов,

на фиг.16 - пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будет видеть глаз наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 15,

на фиг.17 - матрица фильтров, выполненная по еще одному варианту осуществления изобретения и предпочтительно используемая совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов,

на фиг.18 - пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будет видеть глаз наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 17,

на фиг.19 - еще один вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.20 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.19 схемой комбинирования видов,

на фиг.21 и 22 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.19 и 20,

на фиг.23 - еще один вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.24 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.23 схемой комбинирования видов,

на фиг.25 и 26 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.23 и 24,

на фиг.27 - еще один вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.28 - матрица фильтров с горизонтальными линиями прозрачных фильтров, соответствующая третьему варианту выполнения предлагаемой в изобретении системы и отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.27 схемой комбинирования видов,

на фиг.29 и 30 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.27 и 28,

на фиг.31 - еще один вариант схемы комбинирования видов,

на фиг.32 - матрица фильтров с вертикальными линиями прозрачных фильтров, соответствующая третьему варианту выполнения предлагаемой в изобретении системы и отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.31 схемой комбинирования видов,

на фиг.33 и 34 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.31 и 32,

на фиг.35 - еще одна матрица фильтров, которая может соответствовать требованиям первого и второго вариантов осуществления изобретения и имеет фильтры красного, зеленого и синего цветов (R′, G′, В′-фильтры), а также полутоновые фильтры,

на фиг.36 - другой вариант выполнения матрицы фильтров,

на фиг.37 - схематическое изображение строения прозрачных участков матрицы фильтров, образованных несколькими прозрачными фильтрующими элементами, используемыми описанным со ссылками на фиг.36 образом,

на фиг.38 - изображенные более подробно фильтрующие элементы, используемые в показанной на фиг.37 матрице,

на фиг.39 и 40 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будет видеть соответствующий глаз наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.36,

на фиг.41 - еще один вариант схемы комбинирования, предполагающий наличие шести видов,

на фиг.42 - матрица фильтров, совместимая с показанной на фиг.41 схемой комбинирования видов, и

на фиг.43 и 44 - примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будет видеть соответствующий глаз наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.41.

Подробное описание чертежей

Все прилагаемые чертежи выполнены без соблюдения масштаба и могут представлять собой увеличенные или уменьшенные из соображений наглядности изображения соответствующих объектов. Некоторые чертежи представляют собой принципиальные схемы, соответственно виды соответствующих фрагментов матриц и/или растров.

На фиг.1а изображен фрагмент матрицы фильтров, используемой в первом варианте выполнения предлагаемой в изобретении системы. Эта матрица состоит из множества волновых фильтров. В качестве таких фильтров используются в основном прозрачные и непрозрачные исключительно для волн видимой области спектра фильтры, соответственно фильтрующие элементы. Как наглядно показано на фиг.1б, прозрачные участки показанной на фиг.1а матрицы фильтров состоят из нескольких прозрачных фильтрующих элементов. В показанном на фиг.1б варианте, соответственно при использовании в качестве образованного элементами изображения растра ЖК-дисплея диагональю 15,1″ марки LG, разрешение которого составляет 1024×768 растровых точек изображения, а размер полноцветного пикселя - 0,3×0,3 мм, размеры (наименьших) прозрачных фильтрующих элементов матрицы фильтров составляют приблизительно 0,0997151 мм в ширину и 0,2991453 мм в высоту. Зная указанные размеры, можно определить и размеры показанных на фиг.1а состоящих из нескольких фильтрующих элементов прозрачных участков матрицы фильтров. Площадь матрицы фильтров приблизительно соответствует активной площади ЖК-дисплея или иного устройства воспроизведения изображений.

Ниже со ссылкой на фиг.1в проиллюстрирован процесс рассматривания матрицы 2 фильтров схематично обозначенными на указанном чертеже глазами 3 наблюдателя. На фиг.1в изображен вариант выполнения предлагаемой в изобретении системы, в соответствии с которым матрица 2 фильтров располагается, как показано на фиг.1в, перед растром 1 из элементов α_ij изображения, имеющим j строк и i столбцов, причем частное суммы площадей фильтрующих элементов β_pq, практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех фильтрующих элементов β_pq, относящихся к соответствующей матрице, принимает значение от Q1=1,1/n′ до Q2=1,8/n′, вследствие чего за счет фильтрующих элементов β_pq, пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента α_ij изображения. Фильтрующие элементы, светопроницаемые в заданных диапазонах длин волн, выполнены в виде прозрачных фильтров.

Кроме того, растром из элементов изображения воспроизводится изображение, полученное путем комбинации четырех разных видов по схеме, показанной на фиг.2. На указанном чертеже и в приведенном ниже описании столбцы R, G и В обозначают столбцы (соответственно необязательно строки) красных, зеленых и синих субпикселей. Исходя из вышеизложенного, в рассматриваемом случае среднее количество n′ разных видов, отображаемых на одну строку растра из элементов α_ij изображения, равно четырем (n′=4).

В показанном на фиг.1б случае для изображенного в качестве примера фрагмента матрицы, имеющего размер 12×12 наименьших фильтрующих элементов, образованная которыми решетка хорошо различима на указанном чертеже, частное суммы площадей фильтрующих элементов β_pq, практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех относящихся к указанной матрице фильтрующих элементов β_pq составляет 48/144=1/3. При n′=4 значение указанного частного, равное 1/3, находится в заданном интервале значений, составляющем от Q1=1,1/n′=0,275 до Q2=1,8/n′=0,45, что и требуется.

На фиг.3 и 4 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.1а и 2. В соответствии с этими примерами за счет фильтрующих элементов β_pq, проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, т.е. прозрачных фильтров, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения от 1,1 до 1,8, а точнее в данном случае приблизительно 1,33 видимого элемента α_ij изображения. Так, в изображенном на фиг.3 примере к левому верхнему видимому элементу изображения, расположенному в положении (1,1) матрицы, с правой стороны примыкает еще один элемент изображения, примерно лишь треть (0,33) которого (что касается его площади) является видимой.

При данных условиях (см. фиг.3) наблюдатель видит группу видов, например видов А_k (где k=1, 2, 3) при соотношении площадей видимых участков поверхности, составляющем 3:8:1. При этом соотношение площадей участков разных видов, относящихся к другой группе, например к группе видов A_k (где k=3, 4, 1), и видимых другим глазом наблюдателя, в описанных со ссылками на фиг.4 условиях, может составлять 3:8:1.

Здесь необходимо отметить, что благодаря этим соотношениям предлагаемые в изобретении системы позволяют по сравнению с известными способами и системами для создания пространственных изображений дополнительно улучшить читаемость двумерного текста.

На фиг.5 изображена еще одна схема комбинирования видов, наилучшим образом подходящая для создания пространственных изображений на дисплеях портативных устройств, таких как карманный персональный компьютер (КПК) или мобильный телефон. На фиг.6 изображена матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.5 схемой комбинирования видов и позволяющая реализовать на ее основе еще один вариант выполнения предлагаемой в изобретении системы, в котором при параллельном проецировании достаточно большого участка по меньшей мере предусмотренной одной матрицы фильтрующих элементов β_pq на по меньшей мере одну строку j или по меньшей мере один столбец i растра площадь соответствующей проекции относящихся к этому участку фильтрующих элементов β_pq, в основном проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, по меньшей мере в 1,1/n′, но не более чем в 1,8/n′ раза превышает площадь соответствующей строки j, соответственно столбца i, вследствие чего за счет фильтрующих элементов β_pq, проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, на видимый участок растра в среднем всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента α_ij изображения. Используемые в данном варианте на соответствующих участках матрицы фильтрующие элементы, светопроницаемые в заданных диапазонах длин волн, также выполнены в виде прозрачных фильтров.

В рассматриваемом варианте, предполагающем применение совместно с описанной матрицей фильтров схемы комбинирования видов, показанной на фиг.5, среднее количество разных видов, воспроизводимых на одну строку j растра из элементов α_ij изображения, также составляет n′=4.

Хотя на фиг.7 и 8 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.5 и 6, соответственно при показанном на фиг.1 в относительном расположении матрицы фильтров и образованного элементами изображения растра, чертежи 7 и 8 также позволяют наглядно проиллюстрировать наличие у изображенного на них варианта осуществления изобретения требуемых свойств.

При не слишком большом расстоянии z между матрицей фильтров и образованным элементами изображения растром, т.е. когда указанное расстояние не достигает и одного процента от выбранного расстояния d_a до глаз 3 наблюдателя, применительно к фиг.7 и 8 можно говорить о практически параллельной проекции матрицы фильтров на растр из элементов α_ij изображения.

Если рассматривать показанные на фиг.7 или 8 параллельные (практически параллельные) проекции соответствующих участков (которые положены достаточно большими) матрицы фильтрующих элементов на столбец i=l растра из элементов α_ij изображения, то видно, что примерно треть площади столбца i накрыта прозрачными фильтрами. Поскольку 1,1/4<1/3<1,8/4, данный вариант осуществления изобретения удовлетворяет требованию, в соответствии с которым площадь проекции прозрачных фильтров на столбец i растра должна составлять от 1,1/n′ до 1,8/n′ площади соответствующего столбца.

Таким образом, за счет указанных прозрачных фильтрующих элементов β_pq на один участок растра в среднем всегда приходится в расчете на площадь элемента изображения примерно от 1,1 до 1,8, в данном случае - 1,33, видимого элемента α_ij изображения.

Аналогичным образом подобный анализ можно провести и в отношении строк.

Особенность показанной на фиг.5 схемы комбинирования видов, образующих пространственное изображение, заключается в том, что в этой схеме указана индивидуальная привязка отдельных видов к (разно)цветным RGB-субпикселям, а не к столбцам таких субпикселей, как во многих ЖК-дисплеях. Такой метод получения изображений применяется, например, в КПК модели iPAQ 3600 фирмы Compaq, по указанной причине отлично подходящем для его использования в качестве устройства воспроизведения изображений для осуществления предлагаемого в изобретении способа создания пространственных изображений. В рассматриваемом случае размеры отдельных показанных на фиг.6 прямоугольных фильтров, один из которых обозначен на фиг.6 прерывистой линией, составляют, например, 0,319607 мм в ширину и 0,079922 мм в высоту.

Ниже рассмотрен еще один аналогичный вариант осуществления предлагаемой в изобретении системы: на фиг.9 изображен еще один вариант схемы комбинирования видов, а на фиг.10 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с указанной схемой. Как более подробно пояснено ниже, и этот вариант соответствует требованиям, выдвигаемым к предлагаемой в изобретению системе. При этом в качестве растра из элементов α_ij изображения может применяться, например, плазменная панель Pioneer PDP 503 МХЕ. В рассматриваемом случае размеры отдельных показанных на фиг.10 прямоугольных фильтров составляют, например, 0,379646 мм в ширину и 0,80442478 мм в высоту.

На фиг.11 и 12 приведены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 10.

Еще один вариант соответствующей изобретению матрицы фильтров показан на фиг.13а. Эта матрица фильтров предпочтительно применяется совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов. На фиг.13б для наглядности схематично изображены отдельные прозрачные фильтры, соответственно фильтрующие элементы, образующие соответствующие прозрачные участки матрицы фильтров. Сама матрица фильтров, изображенная на фиг.13б, идентична изображенной на фиг.13а. На фиг.14 приведен соответствующий пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 13а.

В показанной на фиг.13а, соответственно фиг.13б по меньшей мере в одной из предусмотренных матриц фильтрующих элементов β_pq по меньшей мере в одной строке q прозрачные фильтры, непосредственно примыкающие друг к другу, граничат с одним количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке q-1 и другим количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке q+1. Например, четыре смежных (непосредственно примыкающих друг к другу) прозрачных фильтра строки q=8 показанной на фиг.13б матрицы граничат с четырьмя смежными прозрачными фильтрами строки q+1=9 и только с одним из четырех также смежных прозрачных фильтров строки q-l=7.

Еще один вариант выполнения соответствующей изобретению матрицы фильтров показан на фиг.15. Эта матрица фильтров также предпочтительно применяется совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов.

На фиг.16 приведен пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 15.

У показанной на фиг.15 матрицы волновых, соответственно полутоновых фильтров непосредственно смежные друг с другом прозрачные фильтры по меньшей мере одной строки q этой матрицы непосредственно граничат с разным количеством также смежных друг с другом прозрачных фильтров, относящихся к строкам q-1 и q+1 соответственно.

На фиг.17 изображена матрица фильтров, выполненная в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения и предпочтительно применяемая совместно с показанной на фиг.9 схемой комбинирования видов, а на фиг.18 показан пример расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.9 и 17.

На фиг.19 изображен еще один вариант схемы комбинирования видов, а на фиг.20 - соответствующая изобретению матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с указанной схемой комбинирования видов. На фиг.21 и 22 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.19 и 20. В данном варианте в создании пространственного изображения участвуют восемь видов, каждый из которых представлен в каждой строке. В другом варианте в общей сложности могут отображаться, например, 40 видов, причем в каждой строке предпочтительно представлено лишь восемь из них (например, виды 1, 6, 11, 16, 21, 26, 31 и 36). Таким образом, и в этом варианте более подробно описанное выше количество видов n′ на одну строку составляет n′=8.

Еще один вариант осуществления изобретения показан на фиг.23-26.

На фиг.23 изображен еще один вариант схемы комбинирования видов, на фиг.24 - матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с указанной схемой, а на фиг.25 и 26 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.23 и 24. И в этом варианте для создания пространственного изображения используются восемь видов.

Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи более подробно рассматривается третий предпочтительный вариант осуществления изобретения, в соответствии с которым в матрице предусмотрена по меньшей мере одна непрерывная линия (или пояс) прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, а также по меньшей мере одна вторая непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, причем оси, вдоль которых ориентированы линии этих двух типов, не параллельны друг другу.

На фиг.27 показан соответствующий вариант схемы комбинирования видов, а на фиг.28 - подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с этой схемой матрица фильтров, имеющая соответствующие рассматриваемому варианту выполнения предлагаемой в изобретении системы горизонтальные линии прозрачных фильтров. На фиг.29 и 30 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя при соотношениях, описанных со ссылками на фиг.27 и 28.

Как показано на фиг.28, в данном варианте предусмотрены горизонтальные линии прозрачных фильтров. Наряду с этими линиями предусмотрены и дополнительные (ступенчатые, наклонные) линии прозрачных фильтров, проходящие от нижнего края матрицы фильтров к верхнему, вследствие чего оси, вдоль которых ориентированы горизонтальные и наклонные линии прозрачных фильтров, не параллельны друг другу. На практике матрица фильтров включает гораздо большее число фильтрующих элементов, однако на указанном чертеже для упрощения вида показан лишь один произвольно вырезанный фрагмент матрицы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено множество таких непрерывных линий прозрачных фильтров. Как показано на фиг.28, несколько относящихся к матрице непрерывных горизонтальных линий прозрачных фильтров или все такие линии предпочтительно распределены по матрице с регулярными интервалами друг от друга. При этом, например, подобную непрерывную горизонтальную линию прозрачных фильтров каждая образует четвертая строка q (иными словами, строка с m=4) матрицы.

Как показано на фиг.29, в этом варианте при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной горизонтальной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов α_ij изображения проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается преимущественно на те из элементов α_ij изображения, которые в данном случае главным образом или исключительно воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к одному и тому же виду (A_k).

Ниже описан еще один, аналогичный вариант выполнения предлагаемых в изобретении устройств. На фиг.31 изображена применяемая в этом варианте схема комбинирования видов, на фиг.32 изображена отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с указанной схемой матрица фильтров, имеющая в том числе и вертикальные линии прозрачных фильтров, а на фиг.33 и 34 изображены примеры расположения элементов изображения, соответственно участков их поверхности, которые будут видеть оба глаза наблюдателя.

Как показано на фиг.32, в этом варианте предусмотрены как наклонные, так и вертикальные непрерывные линии прозрачных фильтров. Как показано на фиг.33, в этом варианте при параллельном проецировании в направлении линии зрения одной, необязательно каждой, такой проходящей через всю матрицу вертикальной линии прозрачных фильтров на растр из элементов α_ij изображения эти прозрачные фильтры оказываются по меньшей мере частично спроецированными преимущественно на те из этих элементов α_ij, которые в рассматриваемом варианте воспроизводят преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к одному и тому же виду A_k, где k=5.

Изображение, приведенное на фиг.34, соответствует проекции, осуществляемой по наклонной линии, отличной от направления линии зрения, которая обычно параллельна перпендикуляру, проведенному к центру растра, образованного элементами изображения.

В отличие от предыдущих вариантов осуществления изобретения схема комбинирования видов, образующих пространственное изображение, может быть задана и такой, чтобы при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов α_ij изображения проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывалась на несколько таких элементов α_ij изображения, которые воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся по меньшей мере к двум различным видам A_k. При этом такие по меньшей мере два вида А_k могут применяться в различных вариациях: например, может использоваться и больше двух видов, например количество видов может равняться n или n-1. Кроме того, схема комбинирования видов, образующих пространственное изображение, иными словами, комбинирования отдельных несущих визуальную информацию элементов разных видов, при использовании описанной выше параллельной проекции прозрачных фильтров, по меньшей мере частично накладывающейся на элементы изображения, может быть случайной, а не периодичной, как это предполагалось в предыдущих вариантах осуществления изобретения и, в частности, в варианте, описанном со ссылками на фиг.9. Наиболее существенным для создания впечатления объемности изображения является то, что каждый из глаз наблюдателя должен различать свой, отличный от видимого другим глазом набор видов.

В дополнение к вышесказанному в вышеописанных вариантах выполнения предлагаемых в изобретении устройств может варьироваться ширина линий прозрачных фильтров. Прежде всего при использовании более подробно описанных выше наклонных линий прозрачных фильтров ширина относящихся к конкретным строкам матрицы образующих эту линию прозрачных участков может задаваться таким образом, чтобы частное общей площади относящихся к матрице прозрачных фильтров и общей площади всех относящихся к этой матрице фильтрующих элементов не достигало 1,1/n′ либо превышало 1,8/n′.

На фиг.35 изображена еще одна матрица фильтров, которая может соответствовать требованиям рассмотренных в начале описания вариантов осуществления изобретения, будучи дополненной R′-, G′-, B′-фильтрами и полутоновыми фильтрами. В этом варианте под R′ понимаются красные, под G′ - зеленые, а под В′ - синие волновые фильтры. Соответствующие фильтрующие элементы занимают лишь очерченные контурной линией участки площади. Позицией L2 обозначены полутоновые фильтры, выполненные в виде нейтральных светофильтров, обеспечивающих независимое от длины волны 50-процентное ослабление интенсивности света. Эти фильтры, равно как и R′-, G′-, соответственно B′-фильтры, не учитываются, когда речь идет о соответствующих настоящему изобретению отличительных признаках фильтрующих элементов, которые являются практически или в основном прозрачными для излучения, лежащего в основном во всей видимой области спектра. Это обусловлено тем, что R′-, G′- и B′-фильтры являются прозрачными лишь для видимого излучения, относящегося к красной, зеленой, соответственно синей частям спектра, а фильтры L2 ослабляют видимое излучение достаточно существенно, чтобы эти фильтры нельзя было назвать "практически прозрачными" или "в основном прозрачными".

На фиг.36 изображен еще один вариант выполнения матрицы фильтров, которая может применяться в рассмотренных в начале описания вариантах осуществления изобретения. Если в вышеописанных вариантах каждая из ориентированных вперед, по направлению к наблюдателю поверхностей фильтрующих элементов β_pq имеет форму правильного прямоугольника, то в рассматриваемом варианте применяются фильтрующие элементы β_pq многих различных форм, что позволяет придать кромкам образованных, например, прозрачными фильтрами наклонных линий в основном прямую форму. Этот вариант более подробно показан на фиг.37 и 38. На фиг.37 образованная фильтрующими элементами β_pq матрица изображена в виде решетчатой структуры. Отдельные относящиеся к матрице фильтрующие элементы показаны на фиг.38. Соотнесение этих фильтрующих элементов с маской, соответственно их комбинирование, может осуществляться аналогично описанной выше формуле для b, причем в рассматриваемом случае с каждым значением b соотносится одна из показанных на фиг.38 форм. На фиг.39 и 40 приведены примеры расположения элементов изображения видов, которые будет видеть левый, соответственно правый глаз 3 наблюдателя при взгляде на предлагаемую в изобретении систему из заданного положения. Образованные прозрачными фильтрами линии могут быть ориентированы не наклонно, а вертикально. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения, равно как и в следующем его варианте, частное суммы площадей фильтрующих элементов β_pq, практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех относящихся к соответствующей матрице фильтрующих элементов β_pq принимает значения от 1,1 до 1,8.

Ниже со ссылками на фиг.41-44 рассмотрен последний пример, относящийся к указанным в начале описания вариантам осуществления изобретения. На фиг.41 изображена схема комбинирования шести видов (n′=6), однако число комбинируемых видов может быть и больше или меньше шести. На фиг.42 показана матрица фильтров, отлично подходящая для создания пространственных изображений при ее использовании совместно с показанной на фиг.41 схемой комбинирования видов, а на фиг.43 и 44 приведены примеры расположения элементов изображения видов, которые будет видеть левый, соответственно правый глаз 3 наблюдателя при взгляде из заданного положения.

На фиг.42 штрихпунктирной линией показаны размеры прозрачного фильтра. Его ширина приблизительно соответствует ширине элемента α_ij изображения, составляя, например, 99,86% от ширины последнего. Высота прозрачного фильтра превышает высоту элемента α_ij изображения приблизительно в полтора раза, составляя, например, 149,8% от высоты последнего. Такие соотношения характерны, например, для некоторых ЖК-дисплеев с диагональю 18,1″. Средняя ширина элементов изображения таких дисплеев составляет 0,28047 мм, а средняя высота - 0,09349 мм. Соответствующий прозрачный фильтрующий элемент будет иметь высоту приблизительно 0,420146 мм и ширину приблизительно 0,093366 мм.

При выполнении отдельных образующих матрицу прозрачных фильтров лишь половинной относительно показанной на фиг.42 высоты структурирование может определяться по приведенной выше формуле расчета маски.

Основное преимущество изобретения по сравнению с уровнем техники заключается в повышении яркости воспроизводимых пространственных изображений. Помимо этого предлагаемые в изобретении устройства позволяют повысить читабельность воспроизводимого текста.

1. Система для создания пространственного изображения сцены/предмета, содержащая устройство воспроизведения изображений с множеством отдельных элементов (α_ij) изображения, расположенных в виде растра, состоящего из строк (j) и столбцов (i), и выполненных с возможностью воспроизведения отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся по меньшей мере к трем видам (A_k) (k=1...n, n≥3) сцены/предмета, а также одну или несколько матриц, состоящих из множества отдельных, расположенных строками (q) и столбцами (р), выполненных в виде фильтрующих элементов (β_pq) волновых и/или полутоновых фильтров, некоторые из которых являются светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, а остальные - светонепроницаемыми, и которые расположены в направлении линии зрения перед устройством воспроизведения изображений с элементами (α_ij) изображения и/или позади него, задавая направления распространения видимого излучения, испускаемого элементами (α_ij) изображения, причем каждый элемент (α_ij) изображения взаимодействует с несколькими соответствующими волновыми фильтрами (β_pq) или один волновой фильтр (β_pq) взаимодействует с несколькими соответствующими элементами (α_ij) изображения таким образом, что прямая, соединяющая между собой центры видимых участков соответствующих элемента (α_ij) изображения и фильтрующего элемента (β_pq), проходит в одном из направлений распространения излучения, причем эти направления пересекаются в расположенном перед воспроизводимым изображением пространстве, где находится наблюдатель(-ли), во множестве точек пересечения, каждая из которых соответствует одному положению наблюдателя(-ей), что позволяет наблюдателю из любого его положения в указанном пространстве одним глазом воспринимать преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к первой группе, а другим глазом - преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся ко второй группе видов (A_k) (k=1...n), отличающаяся тем, что по меньшей мере во фрагменте по меньшей мере одной из матриц отношение площади, занятой фильтрующими элементами (β_pq), светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, к общей площади всех фильтрующих элементов (β_pq), умноженное на среднее количество (n′) разных видов, воспроизводимых на одну строку (j) растра из элементов (α_ij) изображения, превышает единицу.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующие элементы (β_pq), светопроницаемые в заданных диапазонах длин волн, выполнены в виде прозрачных фильтров, проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размеры фильтрующих элементов (β_pq), светопроницаемых в заданных диапазонах длин волн, таковы, что на один видимый участок растра всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, более одного видимого элемента (α_ij) изображения.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что частное суммы площадей фильтрующих элементов (β_pq), практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех фильтрующих элементов (β_pq), относящихся к соответствующей матрице, принимает значения от Q1=1,1/n′ до Q2=1,8/n′, вследствие чего за счет фильтрующих элементов (β_pq), пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента (α_ij) изображения.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фрагмент матрицы при его параллельном проецировании на растр из элементов (α_ij) изображения соответствует по меньшей мере одной строке (j) или по меньшей мере одному столбцу (i).

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании достаточно большого участка по меньшей мере одной предусмотренной матрицы фильтрующих элементов (β_pq) на по меньшей мере одну строку (j) или по меньшей мере один столбец (i) растра площадь соответствующей проекции фильтрующих элементов (β_pq), в основном проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, по меньшей мере в 1,1/n′, но не более чем в 1,8/n′ раза превышает площадь соответствующей строки (j) или столбца (i), вследствие чего за счет фильтрующих элементов (β_pq), пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента (α_ij) изображения.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в матрице предусмотрена по меньшей мере одна непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, а также по меньшей мере одна вторая непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, причем оси, вдоль которых ориентированы линии этих двух типов, не параллельны друг другу.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных линий прозрачных фильтров проходит параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю соответствующей матрицы волновых, соответственно полутоновых фильтров, и/или параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю растра из элементов (α_ij) изображения.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что в матрице предусмотрено множество таких непрерывных линий прозрачных фильтров.

10. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице случайным образом.

11. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице на регулярных расстояниях друг от друга, причем подобную непрерывную линию прозрачных фильтров предпочтительно образует каждая m-ная (при m>1) строка (q) соответствующей матрицы.

12. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов (α_ij) изображения, проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается преимущественно на те из элементов (α_ij) изображения, которые главным образом или исключительно воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к одному и тому же виду (A_k).

13. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов (α_ij) изображения проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается на несколько таких элементов (α_ij) изображения, которые воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся по меньшей мере к двум различным видам (A_k).

14. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к видам (A_k) (k=1...n), ставятся в соответствие элементам (α_ij) изображения в положении (i, j) согласно функции

где (i) - индекс положения элемента (α_ij) изображения в строке растра; (j) - индекс положения элемента (α_ij) изображения в столбце растра; (k) - порядковый номер вида (A_k) (k=1...n), к которому относится отдельный несущий визуальную информацию элемент, который должен воспроизводиться определенным элементом (α_ij) изображения; (n) - общее количество используемых видов (A_k) (k=1...n); (с_ij) - произвольно задаваемая матрица коэффициентов для комбинирования, соответственно смешения на растре различных отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся к видам (A_k) (k=1...n); IntegerPart - функция, значением которой является наибольшее целое число, не превышающее заключенный в уравнении в квадратные скобки аргумент.

15. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что для предусмотренных матриц фильтров фильтрующие элементы (β_pq) в зависимости от длины волны пропускаемого ими излучения/диапазона пропускаемых ими длин волн/их коэффициента (λ_b) пропускания объединяются в маску согласно функции

где (р) - индекс положения фильтрующего элемента (β_pq) в строке соответствующей матрицы; (q) - индекс положения фильтрующего элемента (β_pq) в столбце соответствующей матрицы; (b) - целое число, определяющее для волнового, соответственно полутонового фильтра (β_pq) в положении (p, q) одну из предусмотренных длин волн пропускаемого излучения/один из предусмотренных диапазонов пропускаемых длин волн, соответственно один из коэффициентов (λ_b) пропускания, и способное принимать значения от 1 до (b_max), где (b_max) - натуральное число, большее единицы; (n_m) - большее нуля целое число, предпочтительно соответствующее общему количеству (k) видов (A_k), представленных в комбинированном изображении; (d_pq) - произвольно задаваемая матрица коэффициентов маски для варьирования при образовании маски; и IntegerPart - функция, значением которой является наибольшее целое число, не превышающее заключенный в уравнении в квадратные скобки аргумент.

16. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в ней предусмотрена единственная матрица фильтрующих элементов (β_pq), а расстояние (z) между указанной матрицей и растром из элементов (α_ij) изображения, измеренное по нормали, определяется по следующему уравнению:

где (s_p) - среднее горизонтальное расстояние между двумя соседними элементами (α_ij) изображения; (р_d) - среднее межзрачковое расстояние наблюдателя; и (d_a) - произвольно задаваемое расстояние до наблюдателя.

17. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что все фильтрующие элементы, образующие матрицу, соответственно матрицы фильтров, выполнены одинакового размера.

18. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фильтрующие элементы, образующие матрицу, соответственно матрицы фильтров, имеют в основном периодическое расположение.

19. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что направления распространения видимого излучения для каждого из отдельных несущих визуальную информацию элементов, воспроизводимых элементами (α_ij) изображения, заданы в зависимости от их длины волны/диапазона длин волн.

20. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одной из предусмотренных матриц фильтрующих элементов (β_pq) по меньшей мере в одной строке (q) прозрачные фильтры, непосредственно примыкающие друг к другу, граничат с одним количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке (q-1) и другим количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке (q+1).

21. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая из предусмотренных матриц фильтров выполнена в виде статической, не изменяющейся с течением времени матрицы, и расположена практически на неизменном расстоянии от растра из элементов (α_ij) изображения, т.е. устройства воспроизведения изображений.

22. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один элемент (α_ij) изображения воспроизводит визуальную информацию, полученную путем смешения отдельных несущих визуальную информацию элементов по меньшей мере двух разных видов (A_k).

23. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство воспроизведения изображений представляет собой жидкокристаллический (ЖК) дисплей, плазменную панель или дисплей на органических светодиодах.

24. Система по п.1 или 2, в которой имеются полупрозрачное устройство воспроизведения изображений, например ЖК-дисплей, а также единственная матрица фильтрующих элементов (β_pq), расположенная в направлении линии зрения между устройством воспроизведения изображений и устройством фоновой подсветки, а между устройством воспроизведения изображений и матрицей фильтров предусмотрен переключаемый рассеиватель, причем в первом режиме работы, в котором рассеиватель переключен в прозрачное состояние, для наблюдателя(-ей) создается впечатление объемности изображения, а во втором режиме работы, в котором рассеиватель переключен в состояние по меньшей мере частичного рассеивания, создаваемый матрицей фильтрующих элементов (β_pq) эффект объемности практически полностью исчезает, чем достигается практически однородное освещение устройства воспроизведения изображений рассеянным светом с возможностью воспроизведения на этом устройстве воспринимаемых двумерных изображений с полным разрешением.

25. Система по п.1 или 2, в которой предусмотрена по меньшей мере одна матрица фильтрующих элементов (β_pq), включающая пиксели электрохромного или фотохромного типов, по меньшей мере частично действующие в качестве волновых, соответственно полутоновых фильтров, причем в первом режиме работы, предназначенном для создания трехмерных изображений, в частности также с применением пикселей электрохромного, соответственно фотохромного типов, эта матрица образует матричную структуру фильтров, пригодную для создания трехмерных изображений, а во втором режиме работы пиксели электрохромного, соответственно фотохромного типов переключаются в состояние максимально возможной прозрачности, предпочтительно практически полной прозрачности во всей видимой области спектра.

26. Система по п.25, отличающаяся тем, что в ней предусмотрены как фильтры электрохромного, соответственно фотохромного типа, так и волновые, соответственно полутоновые фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания, причем указанные фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания предпочтительно выполнены практически полностью прозрачными во всей видимой области спектра.