Technologies Popims HEXA pour la télévision 3D

Pourquoi nous recommandons l'usage de lentilles sphériques

Il y a deux raisons principales. La première est que, si vous vousez que la surface d'une lentille d'un réseau lenticulaire diffuse la couleur d'un pixel déterminé, la solution logique est de focaliser sur ce pixel et pas en même temps sur les pixels voisins. C'est une différence connue entre une lentille sphérique - la focalisation sur un point - et une lentille cylindrique - la focalisation sur une droite.

Il y a une seconde raison qui est qu'une lentille à surface sphérique correspond à une plus petite zone d'une image entrelacée, en comparaison avec tout autre type de lentille, et que le fait d'utiliser de telles lentilles donne naissance à un plus grand nombre de solutions possibles (plus de vues différentes).

Il est exact que, dans certaines conditions, la droite su laquelle focalise une lentille sphérique peut correspondre à des pixels provenant de la même image. Dans ce cas, les lenilles sphériques peuvent être remplacées par des lentilles cylindriques. Par exemple, utiliser des lentilles cylindriques qui focalisent chacune sur une colonne de pixels ou de sub-pixels ne pose aucun problème.

Lorsque l'on souhaite utiliser des lentilles cylindriques qui sont inclinées par rapport à une ligne de pixels, cela ne peut fonctionner parce que les droites de focalisation traversent des pixels qui sont les voisins horizontaux et/ou verticaux des pixels visés, sauf dans la position où cette droite passe par tous les angles des rectangles que sont les pixels ou sub-pixels. Ceci n'est possible que pour un nombre très limité de positions du spectateur.

Cependant, il est possible d'utiliser des lentilles cylindriques inclinées qui fonctionnent bien, à la condition d'adapter la forme des pixels physiques des écrans RVB comme des LCD.

Ceci fonctionne seulement lorsque les pixels visés sont des voisins immédiats (ont un angle de parallélogramen en commun), et si les côtés des parallélogrammes sont parallèles à l'axe des lentilles cylindriques. Cela devient rapidement difficile de faire celà parce qu'il n'est pas recommandé ou possible d'avoir des pixels physiques qui aient des formes trop compliquées.

Les écrans MiniPopims and Popims A6 ont une géométrieue have a similar mapping which is close to the ones used on some screens with cylindrical lenses, mais ne respectent pas cette limite des parallélogrammes ayant des angles en commun:

Dans ce schéma, les pixels correspondant aux lentilles pour une position du spectateur sont représentés en couleur. Cette convention est utilisée pour tous les diagrammes suivants.

Comme vous pouvez le voir, l'avantage principal des lentilles sphériques devient très important quand les lignes de lentilles sont très inclinées par rapport aux colonnes de pixels de l'écran. Nous appelons "A" cet angle entre les lignes de lentilles et la verticale.

Dans ce cas, la résolution de l'écran, équivalente au pitch de réseaux à lentilles cylindriques (égal à 1/vecteur bleu) devient bien plus élevé pour un nombre donné d'images (vecteur rouge). La résolution perçue est R = 1 / [N x P x COS(A)] où N est le nombre d'images et P la largeur d'un pixel.

Il ne semble pas possible d'utiliser une telle répartition géométrique avec des lentilles cyolindriques, parce que les côtés des pixels ayant la forme de parallélogrammes ne pourraient pas être parallèles aux axes des lentilles cylindriques.

Pourquoi le brevet de base de Popims semble être la parfaite solution au problème.

La répartition géométrique utilisée pour les écrans MiniPopims et Popims A6 marcheraient aussi bien avec des pixels RVB comme on le voit ci-dessous.

Le fait que les pixels RVB sont le plus souvent trois fois plus hauts que larges, rend l'angle A plus petits qu'avec des pixels carrés, et c'est pour cela que nous recommandons l'utilisation d'un angle A plus grand.

L'angle ATAN(2) = 63.43° utilisé pour les écrans MiniPopims et Popims A6 ont prouvé leur qualité, et pourraient probablement aussi être utilisés pour les sources RVB .

Pourquoi est-ce que la formule HEXA apporte encore plus d'avantages, et comment elle marche ?

Le schéma ci-dessous utilise un angle plus faible que celui utilisé pour les écrans MiniPopims et Popims A6 : ATAN(5/6) = 39.81° qui devrait donner d'excellents résultats.

Cet angle a été choisi aussi parce qu'il respecte la "règle HEXA": construire des triangles qui ont des sommets de couleurs différentes pour avoir la meilleure synthèse des blancs dans chaque triangle.

Un point particulièrement intéressant est que l'avantage de la disposition HEXA augmente avec le nombre d'images.

Voici HEXA 80. La valeur de 80 peut sembler très élevée, mais le nombre de 80 images devient une valeur acceptable pour la Quad Full High Definition d 3840 x 2160 pixels.

Nous aovns toujours un nid d'abeilles presque parfait, qui permet une bonne synthèse des blancs entre les lentilles.

La résolution de l'écran (égale to 1/flèche bleue) est ici à peu près 5 fois meilleure de que l'on obtiendrait avec des lentilles cylindriques inclinées (égale à 1/flèche rouge en pointillés) – la ligne en noir représentant l'axe des lentilles cylindriques.

Les limites de la méthode HEXA

Il y a une limite à la méthode HEXA, qui concerne le décalage maximum entre lignes de pixels.

Dans l'exemple précédent, un mouvement vertical du spectateur conduit à un changement d'images représentant 15 images sur 80. L'imge change donc 5 fois plus vite pour un mouvement vertical du spectateur que pour son déplacement horizontal. Ce facteur ne doit pas devenir trop élevé, parce qane un spectateur n'est pas exactement à la distance nominale de l'écran, il verra sur différentes zones de l'écran des portions d'images qui ne correspondent pas à la même vue, et s'il y a une différence trop importante entre ces vues, cette différence sera perçue et deviendra inconfortable.

Ceci doit être tempéré en considérant que la différence entre images est principalement horizontale, parce que les positions des caméras correspondent à des vues avec des parallaxes horizontaux différents. Cependant, les essais réalisés avec les écrans Popims ont conduit à la conclusion qu'il ne fallait pas aller trop loin dans la méthode HEXA.

C'est pour cela que nous recommandons le schéma ci-dessous. Il représente une disposition pour 80 vues, mais l'image change seulement trois fois plus vite pour un mouvement vertical du spectateur que pour son déplacement horizontal. L'avantage par rapport aux lentilles cylindriques reste très important.

Pourquoi la technologie Popims est la solution pour augmenter la résolution, la profondeur 3D et l'angle de vision.

La technologie Popims permet une augmentation considérable de la résolution perçue pour un nombre donné d'images, quel que soit le nombre d'images.

Ceci signifie que :

1. pour une résolution donnée devant être perçue par le spectateur, il est possible d'augmenter très significativement le nombre d'images, ce qui a pour conséquence une augmentation de la profondeur 3D et de l'angle de vision du dispositif,
    
2. Pour un angle de vision donné, il est possible oub ient d'augmenter la résolution perçue, ou d'améliorer la profondeur 3D perçue,
    
3. Pour un effet de profondeur 3D donné, il est possible soit d'augmenter la résolution perçue soit d'augmenter l'angle de vision.

A propos d'écrans futurs qui n'utiliseraient pas de composants RVB.

Dans ce cas, le problème deviendrait parfaitement identique à celui qui a été résolu avec les écrans Popims pour images imprimées, et l'expérience des écrans MiniPopims et Popims A6 montre que laugmentation du nombre d'images est d'environ 2.4.

Voici les 4 principaux modes de mise en oeuvre de la technologie HEXA

1. Amélioration de la définition en 2D
   
   Ceci s’applique à tous les écrans classiques n’ayant pas vocation à afficher en 3D. Les images doivent être codées en "HEXA" pour bénéficier de l'amélioration la plus importante de la définition perçue, mais le dispositif reste compatible avec une diffusion d'images classiques non codées.
    
2. Amélioration de la définition en 2D et en 3D à 2 vues
   
   Cette disposition est particulièrement intéressante pour les petits écrans, comme ceux des téléphones, des organiseurs et des jeux électroniques. Le dispositif fonctionne en trois modes différents sans qu'il soit nécessaire de faire la moindre modification au matériel qui reste à sa place en permanence.
   • Vision en 2D d'images non codées, sans aucune perte de netteté,
   • Vision en 2D d'images codées HEXA avec augmentation de la résolution perçue
   • Vision en 3D d'images codées HEXA avec augmentation de la résolution perçue
   
    
3. Affichage en 2D et en 3D à 4 vues
   
   C’est la disposition la plus performante pour un poste de travail individuel. Le dispositif permet aussi bien une diffusion 2D que 3D, mais uniquement en diffusion HEXA. La diffusion d'images non codées serait perturbée, et il est donc recommandé de coder les images en HEXA à leur arrivée ou lors de leur diffusion.
    
4. Affichage en 3D à 8 vues et plus
   
   Cette disposition est dédiée aux terminaux d’affichage à un public nombreux. Tous les nombres d'images sont possibles, avec à chaque fois une amélioration très perceptible de la qualité par rapport à ce qui existait auparavant.
    

Les applications sont multiples. Par priorité, nous avons bien sûr pensé aux suivantes, mais leur liste est en fait innombrable.
 

• le web (amélioration drastique de la qualité 2D et possibilité de 3D pour les PC équipés d'un réseau lenticulaire Popims adapté à leur écran),
   
• les écrans géants (retransmission en HD - 2D ou 3D avec des écrans géants à LEDs).
   
• la téléconférence, et bien sûr, les téléphones portables, les organiseurs, etc..
   
• les jeux vidéo.
   

Plusieurs autres caractéristiques de ces réseaux lenticulaires - nécessaires pour rendre ceci possible - ne sont pas décrites dans le présent document.