采用迭加全息图使一幅图片实现图像变换的方法

专利名称：采用迭加全息图使一幅图片实现图像变换的方法
技术领域：
本发明概括地涉及全息照相的效果，具体地说，涉及采用一幅全息图实现一幅图片的图像变换方法。
一幅全息图的一种典型应用是给人们传达三维图像信息，该图像可以是一个物体的、多个物体的、场景的、人物的或任何可视的图像。全息图可以用光学的或计算机效果来产生，所以一幅图像不必要由物理实体来得到。早期的全息图用作观察单一的视觉效果。
全息图作为安全手段是有用的。在某些情况下，将一幅小的全息图粘贴到一件物品上，如信用卡上；另外将一幅全息图压印到司机驾驶执照的照片上，或使之成为一个整体。对这两种情况，采用全息图的目的都是为了保证安全，即采用全息图是为了使信用卡和司机的驾驶执照不容易被复制。对于这些情况，重要的是全息图不引人注意，使得图片和卡上的信息不易被发现。对于信用卡的情况，全息图做得很小，位置靠近信用卡的边缘，这是最理想的，因为这可以使信用卡有更多的地方用于核算和识别信息，其中全息图被压印上或压进司机的驾驶证里，该全息图是高度透明的，所以看上去很精致，司机的驾驶证信息和照片借助于全息图可以毫不失真的看到，没有任何障碍。
全息图，从它们的娱乐价值来讲也是很重要的，因为全息图仍然是相对罕见的，它们以满足人们的好奇心、提供给观赏者不寻常的视觉效果，从而给人们带来乐趣。然而，全息图的缺点是需要许多的时间、专门的设备和经费去制作。一旦掌握以后，虽然仍需专门的设备，全息图却可以很容易复制出。为此，可由工厂制作全息图，作为现成的珍品来卖，以给人们带来乐趣和娱乐。由于全息图对人们具有吸引力，所以最理想的是建立定作全息图的销售和其它装置，以新颖的方式展示全息图的效果。
最近，已能将多幅全息图制作成为一幅多路全息图，并能在观察一幅多路全息图时一次现示一幅图像，这可使一幅多路全息图提供在单一物体和装置上所不能提供的动感。例如，可以产生一台电视机的多路全息图，以致在全息图中电视机上的图像可被作得富有生机或被改变，就好像多路全息图相对于观赏者的视线左右移动。这样一种有动感的三维视觉效果有很高的娱乐价值。而且，多路全息图能产生有趣的动画片，当然制作方法比简单的单幅图像的全息图掌握起来更困难一些，因为除了单幅图像的全息图的掌握和复制问题外，有动感的多路全息图要求十分细心地制作和捕获作为单幅全息视图的不同的序贯图像，及排列获得的全息视图或帧，以使它们更协调、更富有生机。
因此，最理想的是在一台设备上产生三维动感效果，而且不需太长的时间准备，譬如在有大量观众的娱乐场所可以普及。
本发明用一幅全息图迭加到一幅传统图片上，如一幅照片或印刷图片上。在一个实施例中，把单幅全息图粘贴到一幅照片上。因为全息图在允许的视角范围内从不同的角度可以看到(事实上在一定的角度不具有可视性)，如果让全息图/图片的复合图倾斜，从全息图上可看到图片上的图像多少有点模糊。
例如，在下面的最佳实施例中，在照相暗室里将一幅事先做好的全息图迭合在一个用户已拍的肖像照上，将多路全息图与照片对齐后，通过改变图片和全息图构成的复合图的视角，可看到有趣的、引人入胜的或教育的效果，例如可以将用户的脸变成、或“形成”另外的脸或图像，一幅用户肖像照可以变成一个动物的脸、一个骷髅、一个可怕的野兽等。当全息图与肖像照对齐时，这种形成或变换效果会更令人吃惊。例如肖像照中用户脸上的眼睛应该与多路全息图中的眼睛相匹配。在实施例中，使用一幅多路全息图是空白的一“帧” (即全透明的)，则在某角度可毫无障碍的看到照片，另外的帧是逐次的相位改变而形成的，为了能看到形成效果，观赏者只需左右移动照片和全息图的复合图，形成效果即可观察到，就好像面部图像被多路全息图的图像逐渐遮住了，这就产生了一种照片变换成全息图和全息图变成照片的视觉效果。


图1A是一幅照片或图片；图1B是一幅全息图；图1C表示一幅照片粘贴一幅全息图；图1D表示一幅照片和全息图的复合图；图2表示将一幅全息图粘贴在照片上的装置；图3表示采用一幅多路全息图在图像变换过程中的逐次图像；图4表示用一幅多路全息图实现图像变换时，所采用的全息图像；图5所示为一幅迭合到照片上的多路全息图的视角特性。
图1A-D表示了本发明的基本应用，它采用一幅简单的单路全息图迭合在一幅照片上。在下面的介绍中，可明显的看出任何类型的图像均可采用，不只是照片，例如，画的一幅画，印刷图片或其他什么图都可采用，图可以由光化学方法、数字打印机或其他手段来产生。
图1A所示为一幅人物的图片，例如，可能是一幅照片或印刷肖像。图1B为一幅已作好的一个骷髅的全息图，它包括头盖骨和肩部。注意图1B的全息图的大小与图1A的照片中的那个人物肖像的形状和大小接近。
图1C所示为被粘贴到图1A照片上的图1B的全息图。在最佳实施例中，粘贴采用的方法是在已制作好的全息图上涂满粘合剂。图1D所示为图1B的全息图粘贴到图1A的照片上的复合图像。因此，在图1D中，照片图1A的图像和图1B的全息图的图像都是可见的，照片和全息图的选择和放置需要经过精心挑选，以便产生一种有趣的、教育的或娱乐的效果。
一幅全息图，当在不同的视角观察它时，它具有一种“渐隐渐现”的特性。当在一个房间里用泛光源如日光灯或白炽灯作光源的典型条件下观察全息图时，情况正是如此。当一幅全息图相对于观赏者的视线绕着枢轴从左到右旋转时，全息图的强度或称可视度发生变化，以致于使照片上全息图的可视度强弱变化，这意味着通过从左到右的移动全息图和照片的复合图，其效果是该肖像变成了一个骷髅或反过来。换句话说实现了一幅图像的“变换”(更通俗的称作“形成”效应，或简单地称作形成)，而且，自从采用全息图以来，因为它展示了三维空间的“3D”效果，使得图像变换效果更加令人振惊。
虽然照片仅是一种二维图像，将类似形状的全息图和照片图像迭合在一起对齐，产生一幅整体图像，它让观赏者有事实上三维的感觉。在某些情况下，照片图像在全息图中间可能会显得“浮动”。全息图具有随视角变化其强度增强或减弱的特性，从而使得图像变换可由拿着照片和全息图的复合图的观赏者控制，这意味着形成角度和形成速度可由观赏者来控制。
图1A-D所示的效果可用与一幅“反射”型全息图与一幅标准照片迭合在一起来实现。最佳实施例中采用的是由Plaroid公司制造的感光型反射全息图。实际上，最佳实施例中采用的一种更复杂的多路全息图会在后面介绍。很明显，很多类型的图像变换可由图1D所示的图提供。任何照片图像和全息图可以结合产生有趣的、教育的或引人入胜的可视效果。
例如，一幅在夏天拍摄的一所房子的照片，采用全息图却可将它显示为在不同季节如秋天或冬天的、相同结构或其它结构的房子。利用下面介绍的多路全息图，用不同的全息图迭合在一所房子的照片上可显示出每一季节—秋天、冬天和夏天。也可以显示出其他图像效果。
图2所示是一幅将全息图粘贴到照片上的装置，本发明的目的是提供一个销售点所需的系统，在那里可将定作的图像变换提供给大量的参与者、或称作用户。这有点类似于“照相暗室”的概念，在那儿用户可以用暗室拍他们自己的照片，从而以独特的方式给用户带来一个愉快的时刻。全息图的不足之处是需要的时间长、大量的钱添置设备、掌握技术和进行再生产，例如一幅典型的全息图可能需要数月的准备和掌握技术，花费$10000，但是一旦掌握了方法，复制全息图就变得很容易，当然复制仍需专门设备。
本发明用一幅事先制作好的全息图迭合到一幅标准的二维照片上，在上述图1A-D的例子中，事先准备好的全息图是一个一般性的头部和肩部的轮廓，如图1B所示，图像的定作部分是一幅特定用户的照片如图1A，因为这种骷髅结构适合于许多不同的肖像，所以采用该骷髅与任何特定用户的照片在一起不会损害视觉效果。可是，一个下面将重点详细介绍的问题是必须将骷髅与照片适当的对齐。
为了使照片与全息图能适当的对齐，带有粘附层的全息图卷102和可移动的背衬朝着分离片104移动，分离片104将可移动的背衬106从全息图108的卷上分离开，一幅矩形全息图对准开口110。
其次，把在销售点拍的照片正面朝下放进槽112，图2表示一幅照片114已被正面朝下放到了全息图10上，在全息图110背面的粘合剂将其可靠地粘贴到照片上，然后，随着这幅全息图108向右朝着滚筒116移动，照片114也跟着一起向前移动，滚筒116的作用是压紧、使照片更可靠地粘贴到全息图上，最后用切刀118切下这幅由全息图110和照片114结合而成的全息图和照片的复合图120。有关图2所介绍的步骤可用手动完成，亦可自动完成，或二者结合起来完成。很明显在制造照片和全息图的复合图，在图2所示的方法上可能会出现许多变化。
因此，顾客或用户可提供他们自己的像片迭合到如一幅骷髅这样的一幅全息图上，使他们可看到他们自己的像片变换成一幅骷髅全息图或相反的结果。
然而，如前所述，本发明的一个关键的问题是合适地将全息骷髅图与照片肖像对齐、使之产生一种使人愉快的图像变换效果，不管是用手工还是自动地将照片粘贴到全息图上。用户照片的形状和大小有一些偏差是不可避免的，重要的是需要控制照片与全息图的定位，使之适当的对齐，为了能较容易地将它们对齐，最理想的是采用一幅比要进行变换的照片图像大的全息图。
图3所示为最佳实施例中、用在多路全息图中的、进行图像变换的逐次图像。在图3中，理想的效果是将一个用户的脸变成一个动物的或“野兽”的脸。在视觉效果上，用户看到他们自己的图像200，即用户的眼睛、嘴巴和头像部分像动物的一幅中间图像，最后只有眼睛像用户，而其它全像动物的图像。
实际上，图3表示的是三幅不同的全息图和一幅照片，照片上是用户的脸200，三幅不同的全息图分别是一幅空白全息图(当然是不可见的，在图3中未表示出来)、一幅局部像动物的头的全息图、和一幅完全像动物的全息图。从不同的视角，用户可看到不是空白的、部分的、就是完全像动的全息图，用它们可分别产生如图2所示的图像200、202和204。注意这可以使变换的类型如图中所示的更加灵活。在图3中，局部像动物的头的图像202与完全像动物的图像204相比，角较小、嘴部有些张开、毛层不厚，因此，变换效果有一个中间阶段，即局部像动物的图像202，使图像从完全像动物的图像204与原用户图像200之间的变换进行的很圆滑。还可注意到动物头202和204的大小及大的眼睛和嘴巴保证了使它们充分对齐不用费太大的劲。
图4所示为用于产生图3的局部像动物的图像202和完全像动物的图像204的全息图。在图4中，模片206和208分别对应图3的局部动物图202和完全动物图204。在图4中，模片206在眼睛和嘴巴的地方有“空”，以致于照片中用户图像的眼睛和嘴巴在这些空中可以看见。为了产生模片206，要采用“黑模片”技术，在通常是透明的聚苯稀模上喷上油漆，喷涂区可露出全息图，模片的清洁部分在全息图中表现为空区，换句话说，模片中的那些清洁的部分将是那些不反射用来产生全息图的激光的部分，空白区使观赏者能看到位于空白区下方的用户照片图像部分，特别是在模片206中的用户的眼睛和嘴巴是可见的。同样地，模片208使用户的眼睛可被看见。关于产生全息图的详细知识，可查阅参考书如Brian Kluepfel，Alan Rhody和FranzRoss所著“全息射影市场”第五版和Graham Saxby所著“实用全息射影术”第二版等。
最佳实施例采用聚化物摄影胶片制作了大量的全息图，采用的其他类型全息图如卤化银胶片可提供更亮和更宽的视角，但不如聚化物摄影胶片的投影效果好。全息摄影的材料和控制技术可由PolaroidCorporation和Du Pont，Inc等公司提供，任何合适类型的全息图均可采用如浮雕的重铬酸盐玻璃，卤化银玻璃板等反射材料。
图5所示为迭合到一幅照片上的多路全息图的可视特性。在图5中，照片240被放在全息图242上。全息图242是一幅多路全息图，所以在不同的角度由多路全息图可看到其中的一幅照片。采用上面介绍的图3和图4的例子，全息图242是一幅三路全息图，第一路是空白，第二路是部分像动物的，第三路是完全像动物的。例如，在图中250处所示的范围内，第一路I可被看见；第二路II在图中所示的252处范围内可被看见，第三路在图中所示的254处范围内可被看见，一个典型的视角范围间隔大约是15度，然而，这个范围在不影响本发明的性能的前提下可以有大的改变。事实上，不同的视角范围会提高效果，如在多路全息图中，小角度范围可被用来提供许多不同的通道、或全息图，与其他图像相比，较大的角度更常被用来保证看到一种理想的全息图，因此，当在256处观赏者从不同的角度观察照片240和全息图242的复合图、例如通过左右旋转照片和全息图的复合图时，观赏者将会看到如图3所示的图像变换，从人脸变到动物和从动物变到人脸。
前面介绍了一个适合于销售点创作的、可定作全息图变换的设备。很明显，从上面介绍的专门的例子可看出可能会有许多变化，例如，可用计算机使用照片与事先做好的全息图对齐，二维图像可以是印刷图像，也可以是用其它任何手段如压印、雕刻、油画、水彩画等制作的图像，其实也不必事先作好全息图，譬如立等可取全息图在将来也是可能的。本发明可用于不同的装饰物，如珠宝、手表、项链、耳环和钥匙链等，也可能有其它应用，也在本发明的范围内。
因此，虽然已经就具体的实施例详述了本发明，但是本发明的范围将完全由所附的权利要求书确定。
权利要求
1.一台图像变换设备包括一幅图片；一幅迭合到该图片上的全息图，一幅包含了反映图片的变换图像变化的全息图；其特征在于所述全息图在使图片变模糊的第一视角范围是可见的，而在第一视角范围以外是不可见的，以致图片的可视度和变换图像是可以通过改变视角来选择的。
2.权利要求1的图像变换设备，其特征在于图片是一幅照片。
3.权利要求1的图像变换设备，其特征在于图片是一幅印刷图片。
4.权利要求1的图像变换设备，其特征在于图片是一幅由机器产生的图片。
5.权利要求1的图像变换设备，其特征在于图片是一幅用手画的图片。
6.权利要求2中的图像变换设备，其特征在于还包括粘贴一幅图片到全息图上的粘贴剂。
7.权利要求1中的图像变换设备，其特征在于在事先确定的视角范围外到已确定的视角范围内，随视角的改变，变换图像逐渐变得更加清晰。
8.一种产生图像变换效果的方法，其特征在于该方法包括以下步骤作一幅图片；设计一幅对应于该图片的变换图像；作一幅包含变换图像的透明全息图，以致于变换图像在事先确定的视角范围内是可见的，而在事先确定的视角范围外是不可见的；粘贴全息图到图片上，以便通过改变视角实现图像变换效果。
全文摘要
本发明利用迭合在传统的图片上的全息图。全息图在某些角度范围比起在其它角度范围更可见,这使得全息图、图片或二者的复合图像在不同的角度可被看见,从而有不同的视觉效果。这种形成或变换效果,只要保证全息图与肖像照对齐,就很容易实现。例如,在肖像照中用户脸上的眼睛必须与多路全息图上的眼睛相配合。多路全息图中有一帧是空白(即全透明的),其他帧在相位上是逐次变化的,观赏者只要左右或上下移动照片和全息图的复合图,则可观察到形成效果。
文档编号G03H1/00GK1177756SQ9711863
公开日1998年4月1日 申请日期1997年9月16日 优先权日1997年9月16日
发明者S·G·戈尔茨坦 申请人:索尼电子有限公司