[发明专利]用于向运动中的观看者显示图像的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及静止图像的显示且更具体地涉及用于显示在相对于静止图像而言处于运动中的观看者看起来能活动的静止图像的方法和设备。

背景技术

在本领域中已知显示在运动中的观看者看起来能活动的静止图像的一些显示设备。这些设备包括一系列的渐变图像—即，从一个图像至下一个稍微地且逐渐地不同的相邻图像（或从一个组至下一个逐组地稍微且逐渐地不同的相同图像的组）。图像被沿着观看者的运动方向布置，例如沿着铁路或人行道，使得图像被连续地观看。当观看者移动通过这些图像时，它们看起来能活动。此效果与动画书的效果类似。动画书在每页上具有与其之前的一个和其之后的一个略有不同的图像，使得当翻页时，观看者察觉到动画。在商业上已经普遍地实现了线性活动转轮（从希腊语“zoe-”生命和“-trope”循环而得名；下文为活动图（zoegraph），来自希腊语“graph”图线）。

用于涉及观看者与设备之间的相对运动的动画图像的显示的现有方法包括在美国专利No. 2,833,176、美国专利No. 3,568,346和美国专利No. 7,950,805中描述的基于球面透镜和基于柱面透镜的系统以及在美国专利No. 6,564,486 B1、6,718,666、6,731,370、6,807,760和6,886,280中描述的基于狭缝的系统。基于透镜的设备（下文为基于透镜的活动图）使用放置在观看者与一系列渐变图像之间的透镜来引起动画效果。基于狭缝的设备（下文为基于狭缝的活动图）使用在观看者与一系列渐变图像之间的优选地不透明的屏幕中的狭缝来引起动画效果。

典型的活动图是用于向沿着平行于多个静止图像的已知轨迹相对于这些静止图像以基本上已知的速度移动的观看者显示这些静止图像、形成动画显示的设备。该速度在设备的长度范围内可以是固定的或者可以改变。典型的活动图包括背板，在其上面安装或显示静止图像。由一系列狭缝或球面或柱面透镜构成的镜片（optic）、透镜板或狭缝板被与背板平行地定位。背板由一组合成图像构成，每个合成图像由动画中的每个帧的一部分构成。每个狭缝或透镜对应于合成图像中的一个。整个设备被安装在与轨迹相距观看距离处。在基于狭缝或基于柱面透镜的活动图中，实际图像宽度被选择为是期望的表观图像宽度与用于每个图像的板间距离和观看距离的商的乘积以在观看者看起来成正确的比例。在基于针孔和球面透镜的活动图中，实际图像高度被选择为期望的表观图像高度与板间距离和观看距离的商的乘积，并且实际图像宽度被选择为是期望的表观图像宽度与板间距离和观看距离的商的乘积。

活动图满足了向运动中的观看者传送消息的需求，包括关于在观看者的路径前面是什么的信息性消息和登广告。在没有此类设备的情况下呈现给运动中的观看者的消息可能不会被看到，或者可能看起来为不能理解的模糊。但是，活动图仍具有显著的市场潜力。产生克服现有活动图技术的缺点的设备将是有利的。

除其功能相似性之外，基于狭缝和基于透镜的活动图具有不同的优点和缺点。在某些潜在应用中，任一个技术都将起作用。在其它应用中，一个或另一个将是优选的。在另外的其它应用中，两者都不起作用。

基于透镜的活动图相比于基于狭缝的活动图而言具有某些优点。首先，它们要求很少的照明或者不要求照明且通常在观看者固定不动时显示相干图像。阻挡光不通过基于狭缝的活动图的狭缝将动画图像的亮度通常降低了90%以上。获得用于观看者的亮图像因此意味着基于狭缝的活动图要求附加照明，这对制造和操作成本及复杂性有所贡献。从图像透射更多的光使得基于透镜的活动图能够用与基于狭缝的活动图相比不那么亮的光源进行操作。不那么亮的光源包括诸如电视、计算机监视器、来自图像投影仪的投影、印刷图像或其它形式的静止、数字或模拟图像的屏幕（共同地为“常规显示屏”）。许多常规显示屏相比于先前已在基于狭缝和基于透镜的活动图中使用的印刷媒体而言具有两个相关优点。第一，其显示的图像能够被远程地远送，例如广播，类似于电视，或者用电缆（包括用因特网），类似于计算机监视器。第二，能够在不改变任何硬件的情况下改变其显示的图像。因此，使用常规显示屏使得能够远程地且在任意时间修改图像。在具有这些性质的屏幕的情况下，应将术语“静止图像”理解为意指每个特定图像在观看者基本上在该特定图像前面的时间期间不改变。