Principes de TV3D

L'équipe Popims s'est consacrée au départ principalement à l'impression d'animations 3D avec une technologie brevetée qui permet d'augmenter le nombre d'images, et dont la première grande application a été de permettre la réalisation d'animations 3D à l'unité, même avec des imprimantes à sublimation qui ont une résolution assez faible (300 DPI).

Il a toujours été clair pour tout le monde que le brevet principal de la technologie (WO 98/20392) pouvait s'appliquer aux écrans électroniques, et nous avions donc du temps devant nous pour réfléchir à l'abri de cette protection

Aujourd'hui, nous pouvons dévoiler quelques uns des progrès que nous avons réalisé dans le domaine des écrans électroniques, tant pour la 3D que, cette fois, aussi pour la 2D, c'est à dire pour la télévision classique, les écrans d'ordinateur, les panneaux à LEDs, etc.

Cette page ne dévoile évidemment pas tous les secrets, sauf bien sûr le fait que nous plaçons un réseau lenticulaire de type Popims (à lentilles sphériques, mais nous avons aussi protégé d'autres types de réseaux lenticulaires - cylindriques - qui peuvent être utilisés) devant un écran RVB, avec des positions de lentilles et un codage des sub-pixels assez particuliers.

L'objectif n'est que d'annoncer les performances des futurs écrans Popims pour écrans RVB (c'est comme ça que, par convention, nous appelons dans ce document tous les écrans qui ont des "sub-pixels RVB" comme les LCD, les écrans à plasma, les écrans à LEDs, etc).

Associer un réseau lenticulaire à un écran dont les pixels sont composés de sub-pixels colorés comme RVB est un problème complexe.

Pour faciliter la compréhension de ce document, on entend par « image entrelacée » l’image affichée par l’écran électronique et par « image primaire » l’une des images entrant dans la construction de ladite image entrelacée pour être proposée à la vue d’un oeil du spectateur à travers ledit réseau lenticulaire.

Une lentille élémentaire ne peut en effet pas focaliser sur un pixel complet (la totalité des trois sub-pixels rouge, vert et bleu) .

Utiliser une lentille élémentaire pour focaliser sur un pixel complet (la totalité des trois sub-pixels rouge, vert et bleu), donnerait naissance à un défaut dénommé ci-après « Défaut d’Unicité d’Image Primaire », qui tient au fait qu’un oeil du spectateur voit simultanément, pour certaines des positions qu’il peut prendre, des pixels provenant de plusieurs images primaires différentes et non pas d’une seule et unique image primaire.

De nombreux pixels d’une image entrelacée - voire la totalité dans le meilleur des cas - ont nécessairement pour voisin horizontal un pixel provenant d’une autre image primaire, afin que les deux yeux du spectateur puissent voir un couple stéréoscopique.

Dans le cas où une lentille élémentaire focaliserait sur un pixel complet, un léger mouvement horizontal du spectateur par rapport à un emplacement considéré comme optimal, lui ferait en effet voir successivement :

• position a- un ensemble composé de trois sub-pixels RVB provenant d’un premier pixel complet d’une première image primaire.
   
• position b- puis un ensemble composé de deux sub-pixels V et B provenant dudit premier pixel, et d’un sub-pixel R provenant d’un second pixel d’une seconde image primaire
   
• position c- puis un ensemble composé d’un sub-pixel B provenant dudit premier pixel, et de deux sub-pixels R et V provenant dudit second pixel
   
• position d- un ensemble composé de trois sub-pixels RVB provenant dudit second pixel complet de ladite seconde image primaire.
   
• position e- et ainsi de suite.

On comprend que, pour les deux tiers des positions possibles du spectateur (les positions b- et c- de l’exemple ci-dessus), l’image proposée à un de ses yeux serait en fait un mélange de deux images primaires, ce qui est contraire à l’objectif poursuivi.

C’est pour cette raison que de nombreux inventeurs ont cherché à mettre au point des dispositifs dans lesquels une lentille élémentaire vise non pas un pixel complet, mais un sub-pixel.

Focaliser par lentilles élémentaires sur des sub-pixels est le moyen retenu pour la plupart de ceux qui se sont penchés sur le problème, mais c’est un problème encore plus complexe car la disposition des sub-pixels, loin d’être arbitraire, doit respecter de nombreuses règles

Les 5 principales sont les suivantes : Pour permettre un fonctionnement correct du dispositif, il faut en effet à chaque fois trouver une disposition qui réponde simultanément aux cinq règles suivantes, en prenant en compte le type particulier de lentilles élémentaires utilisées et l’organisation particulière de ces lentilles élémentaires.

• Règle 1
  Chaque lentille élémentaire doit, pour une position donnée du spectateur, focaliser sur un sub-pixel ou un ensemble de sub-pixels provenant de la même image primaire, sous peine de donner naissance audit « Défaut d’Unicité d’Image Primaire ».
  Tous les systèmes connus (sauf ceux qui emploient exclusivement des lentilles cylindriques d'axe vertical) ont ce défaut, parce qu'ils utilisent des réseaux lenticulaires cylindriques qui ont l'inconvénient, pour de nombreuses positions du spectateur autres que quelques unes, de montrer des pixels d'une image primaire qui n'est pas celle que l'on devrait voir depuis l'emplacement considéré
   
• Règle 2
  Un certain nombre des sub-pixels R ou V ou B doivent avoir pour voisin horizontal immédiat un sub-pixel provenant d’une image primaire différente. Ceci est indispensable pour pouvoir proposer aux deux yeux du spectateur un « couple stéréoscopique », c'est-à-dire deux images prises de points de vue sensiblement différents tels que le cerveau du spectateur puisse en déduire les distances des différents éléments de la scène.
   
• Règle 3
  Chacune des images primaires représentées doit comporter des informations rouge, vert et bleu, en assez grand nombre, et la répartition de ces couleurs doit être à peu près homogène sur toute la surface de l’écran.
   
• Règle 4
  L’organisation des lentilles élémentaires et des sub-pixels ne doit pas aboutir à une diminution trop importante de la résolution perçue par le spectateur.
  Tous les systèmes connus, parce que la résolution est divisée par le nombre d'images primaires. Mes solutions qui utilisent exclusivement des lentilles cylindriques d'axe vertical ou incliné ont en plus le défaut d'appliquer cette diminution à la seule résolution horizontale. Comme c'est la plus forte résolution la plus pénalisante, ils offrent obligatoirement une résolution très dégradée.
   
• Règle 5
  L’organisation des lentilles élémentaires et des sub-pixels ne doit pas aboutir à une dégradation de la synthèse des blancs. Les sub-pixels visibles par le spectateurs doivent en effet constituer des triplets colorés dont les trois composantes R, V et B doivent situés à des distances les plus égales possibles. La qualité d’un écran tient ainsi en grande partie à l’homogénéité de la répartition de ces sub-pixels visibles simultanément par le spectateur sur toute la surface du dispositif.

La solution proposée par Popims satisfait évidemment à ces 5 règles, avec quelques avantages supplémentaires.

Pour résumer sans trahir nos secrets dès maintenant, avec notre solution, il y a plus de pixels qui arrivent au cerveau des spectateurs qu'il n'y en a à l'origine sur l'écran !

Dans certaines configurations, il y en a plus de deux fois plus, en 2D comme en 3D !

Mieux encore, le réseau lenticulaire reste en permanence fixé sur l'écran. C'est le même qui est utilisé pour la 2D et pour la 3D à 2 ou 4 vues.