Структура для отображения

Структура для отображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к структуре для отображения для защищенных от подделки бумаг, ценных документов, электронных устройств отображения или других носителей данных для отображения одного или нескольких заданных трехмерных тел.

Для защиты носителей данных, например, ценных документов, удостоверений и других ценных предметов, например фирменных изделий, их часто снабжают защитными элементами. Эти элементы позволяют проверить подлинность носителя данных, одновременно они служат в качестве защиты от незаконного воспроизведения. Носители данных в смысле данного изобретения, в частности, представляют собой банкноты, акции, облигации, удостоверения, ваучеры, чеки, ценные входные билеты, а также другие бумаги, подверженные опасности подделки, например паспорта и прочие удостоверения личности, кредитные карты, медицинские карточки и элементы для защиты продукции, например этикетки, печати, упаковки, и т.п. Ниже термин “носитель данных” включает все такие предметы, документы и средства защиты продукции.

Защитные элементы могут выполнить, например, в виде внедренной в банкноту защитной нити, отрывной полоски для упаковки, нанесенной защитной полоски, защитной пленки для банкноты с отверстием или самонесущего переводного элемента, например накладки или этикетки, наносимой после ее изготовления на ценный документ.

Особую роль играют защитные элементы в виде элементов с переменными оптическими свойствами, при наблюдении которых под разными углами зрения наблюдатель видит различные изображения. Это связано с тем, что такие элементы невозможно воспроизвести даже при помощи высококачественных копировальных аппаратов для цветной печати. Для этого защитные элементы могут снабдить защитными признаками в виде дифракционных оптических микро- и наноструктур, например обычными тиснеными голограммами или другими аналогичными дифракционными структурами, например, описанными в патентных документах EP 0330733 A1 или EP 0064067 A1.

Из документа US 5712731 A известно применение в качестве защитного элемента муаровой увеличительной структуры. Описанное в этом документе защитное устройство имеет равномерную структуру, по существу, идентично напечатанных микроизображений размером до 250 мкм, а также равномерную двухмерную структуру, по существу, идентичных сферических микролинз. Микролинзовая структура, по существу, имеет такой же шаг, как и структура микроизображения. Если структуру микроизображений наблюдают через микролинзовую структуру, то на участках, на которых эти структуры, по существу, установлены с приводкой относительно друг друга, для наблюдателя создается один или несколько вариантов микроизображений.

Принцип действия таких муаровых увеличительных структур описан в статье “The moiré magnifier,” M.C.Hutley, R.Hunt, R.F.Stevens and P.Savander, Pure Appl. Opt. 3 (1994), pp.133-142. Короче говоря, согласно этой статье увеличение муарового узора представляет собой эффект, возникающий при наблюдении растра, состоящего из идентичных визуальных объектов, через линзовый растр, имеющий примерно такой же шаг. Как и в каждой паре аналогичных растров, при этом возникает муаровый узор, который в этом случае возникает как увеличенное и, смотря по обстоятельствам, повернутое изображение повторяющихся элементов растра изображения.

Исходя из этого, задача изобретения состоит в том, чтобы избежать недостатков состояния техники и, в частности, предложить структуру для отображения рассматриваемого типа, обеспечивающую большие возможности при оформлении наблюдаемых изобразительных мотивов.

Эта задача решается благодаря структуре для отображения с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Сведения о защищенной от подделки бумаге и носителе данных с такими структурами сообщены в независимых пунктах. Варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.

В соответствии с первым аспектом изобретения структура для отображения рассматриваемого типа содержит структуру для представления растровых изображений для отображения заданного трехмерного тела, заданного функцией f(x,y,z) описания тела, имеющую

- изобразительный мотив, разделенный на множество ячеек, в каждой из которых расположены отображенные участки заданного тела,

- растр для наблюдения, состоящий из множества элементов наблюдения для отображения заданного тела при наблюдении изобразительного мотива при помощи растра для наблюдения,

- причем изобразительный мотив с его разделением на множество ячеек имеет функцию m(x,y) отображения, заданную выражением

где

и

причем

- элементарная ячейка растра для наблюдения описана векторами

и

элементарной ячейки и объединена в матрице

a x_m и y_m обозначают узлы решетки W,

- член V(x,y,x_m,y_m), выражающий увеличение, представляет собой либо скаляр ,

где e - эффективный промежуток между растром для наблюдения и изобразительным мотивом, либо матрицу

V(x,y,x_m,y_m)=(A(x,y,x_m,y_m)-I),

причем матрица

описывает желательную увеличительную способность и характеристику движения заданного тела, a I представляет собой единичную матрицу,

- вектор (c₁(x,y), c₂(x,y)), где 0≤c₁(x,y), c₂(x,y)<1, задает относительное положение центра элементов наблюдения внутри ячеек изобразительного мотива,

- вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)), где 0≤d₁(x,y), d₂(x,y)<1, представляет собой сдвиг границ ячеек в изобразительном мотиве,

- g(x,y) представляет собой функцию маски для установки видимости объекта.

В рамках этого описания, поскольку это возможно, скаляры обозначаются строчными, матрицы - прописными буквами. Для наглядного представления символ стрелки при обозначении векторов не используется. Кроме того, как правило, специалисту из контекста ясно, что представляет из себя встречающаяся в описании величина, - скаляр, вектор или матрицу, или же следует принять во внимание несколько из этих возможностей. Например, член V, выражающий увеличение, может представлять собой скаляр или матрицу, так что однозначное обозначение строчной или прописной буквой невозможно. Тем не менее, из контекста всегда ясно, о чем идет речь - скаляре, матрице, или же подходят обе альтернативы.

В принципе, данное изобретение относится к созданию трехмерных изображений и трехмерным изображениям, имеющим переменное содержание при изменении направления наблюдения. В рамках данного изобретения трехмерные изображения называются телами. При этом термин “тело”, в частности, относится к множествам точек, линзовым системам и участками поверхности в трехмерном пространстве, при помощи которых математическими методами описывают трехмерные “тела”.

Для z_K(x,y,x_m,y_m), то есть z-координаты общей точки зрительной линии и тела, могут рассматривать не одно, а несколько значений, из которых по правилам, которые должны быть определены, образуют или выбирают одно значение. Этот выбор может происходить, например, посредством задания дополнительной характеристической функции, как показано ниже на примере непрозрачного объекта, или функции уровня прозрачности, заданной в дополнение к функции f описания тела.

Предлагаемая структура для отображения содержит структуру для представления растровых изображений, в которой мотив (заданное тело или заданные тела) кажется парящим перед или за плоскостью проекции или пронизывает ее отдельно, а не обязательно в виде группы. Отображенное трехмерное изображение при наклоне защитного элемента, образованного из размещенных друг над другом изобразительного мотива и растра для наблюдения, движется в направлениях, заданных матрицей A увеличения и движения. Изобразительный мотив создают не фотографическими методами и не при помощи освещения через растр, а конструируют математически по алгоритму вычисления по модулю, причем при этом можно создать большое количество различных эффектов увеличения и движения, которые ниже описаны более подробно.

В вышеназванной известной муаровой увеличительной структуре воспроизводимое изображение состоит из отдельных мотивов, периодически расположенных в решетке. Наблюдаемый через линзы изобразительный мотив представляет собой сильно уменьшенный вариант воспроизводимого изображения, причем площадь, сопоставленная с каждым отдельным мотивом, максимально примерно соответствует ячейке с линзой. Из-за малого размера ячеек с линзами в качестве отдельных мотивов во внимание принимают только сравнительно простые образования. В отличие от этого отображенное трехмерное изображение в случае описанного здесь отображения на основе вычисления по модулю, в общем, является отдельным изображением, и оно не обязательно должно быть составлено из решетки периодически повторяющихся отдельных мотивов. Воспроизведенное трехмерное изображение может представлять собой сложное отдельное изображение с высоким разрешением.

Ниже компонент названия “муаровый” применяется для вариантов, в которых используется муаровый эффект, если же присутствует компонент названия “по модулю”, то муаровый эффект в соответствующем исполнении применяется не обязательно. Компонент названия “отображение” указывает на любые отображения, в то время как компонент названия “увеличительная структура” указывает на то, что используют не любые отображения, а лишь увеличения.

Сначала кратко рассмотрим операцию вычисления по модулю, встречающуюся в функции m(x,y) отображения, по которой названа соответствующая увеличительная структура. Для вектора s и обратимой матрицы 2×2 выражение mod W как естественное расширение обычной скалярной операции вычисления по модулю представляет собой приведение вектора s к базисной ячейке решетки, описанной матрицей W (“фаза” вектора s расположена внутри решетки W).

Формально выражение s mod W можно определить следующим образом. Пусть

и q_i=n_i+p_i с целочисленными n_i, ∈Z, a 0≤p_i<1 (i=1, 2), или, другими словами, пусть n_i=floor(q_i), a p_i=q_i mod 1. Тогда s=Wq=(n₁w₁+n₂w₂)+(p₁w₁+p₂w₂), где (n₁w₁+n₂w₂) представляет собой точку на решетке WZ², а

s mod W=p₁w₁+p₂w₂

лежит в базисной ячейке решетки и показывает фазу s относительно решетки W.

В предпочтительном варианте структуры для отображения в первом аспекте изобретения член, выражающий увеличение, задан матрицей V(x,y,x_m,y_m)=(A(x,y,x_m,y_m)-I), где a₁₁(x,y,x_m,y_m)=z_K(x,y,x_m,y_m)/e, так что структура для представления растровых изображений отображает заданное тело при наблюдении изобразительного мотива с глазным базисом, расположенным в направлении x. В общем, член, выражающий увеличение, могут задать матрицей V(x,y,x_m,y_m)=(A(x,y,x_m,y_m)-I), где (a₁₁cos²ψ+(a₁₂+a₂₁)cosψsinψ+a₂₂sin²ψ)=z_K(x,y,x_m,y_m)/e, так что структура для представления растровых изображений отображает заданное тело при наблюдении изобразительного мотива в направлении ψ относительно оси x.

В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения дополнительно к функции f(x,y,z) описания тела задана функция t(x,y,z) уровня прозрачности, где t(x,y,z) равно 1, если тело f(x,y,z) в точке (x,y,z) закрывает фон, а в остальных случаях равно 0. При этом для направления взгляда, в сущности, в направлении оси z, для t(x,y,z_K) z_K(x,y,x_m,y_m) следует брать наименьшее значение, для которого t(x,y,z_K) не равно нулю, чтобы наблюдать переднюю сторону тела снаружи.

Альтернативно для z_K(x,y,x_m,y_m) могут взять наибольшее значение, для которого t(x,y,z_K) не равно нулю. В этом случае возникает перевернутое по глубине (с обратным стереоэффектом) изображение, при котором заднюю сторону тела наблюдают изнутри.

Во всех вариантах величины z_K(x,y,x_m,y_m) в зависимости от положения тела относительно плоскости проекции (позади или перед плоскостью проекции, или пронизывая ее) могут принимать положительные или отрицательные значения или же быть равны 0.

В соответствии со вторым аспектом изобретения структура для отображения рассматриваемого типа содержит структуру для представления растровых изображений для отображения заданного трехмерного тела, заданного профилем высот с двухмерным представлением тела f(x,y) и функцией z(x,y) высот, которая для каждой точки (x,y) заданного тела содержит информацию о высоте или глубине, имеющую,

- изобразительный мотив, разделенный на множество ячеек, в каждой из которых расположены отображенные участки заданного тела,

- растр для наблюдения, состоящий из множества элементов наблюдения для отображения заданного тела при наблюдении изобразительного мотива при помощи растра для наблюдения,

- причем изобразительный мотив со своим разделением на множество ячеек имеет функцию m(x,y) отображения, заданную выражением

где

и

где

- элементарная ячейка растра для наблюдения описана векторами

и

элементарной ячейки и объединена в матрице

- член V(x,y), выражающий увеличение, представляет собой либо скаляр

где e - эффективный промежуток между растром для наблюдения и изобразительным мотивом, либо матрицу V(x,y)=(A(x,y)-I), причем матрица

описывает желательную увеличительную способность и характеристику движения заданного тела, а I представляет собой единичную матрицу,

- вектор (c₁(x,y), c₂(x,y)), где 0≤c₁(x,y), c₂(x,y)<1, задает относительное положение центра элементов наблюдения внутри ячеек изобразительного мотива,

- вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)), где 0≤d₁(x,y), d₂(x,y)<1, представляет собой сдвиг границ ячеек в изобразительном мотиве,

- g(x,y) представляет собой функцию маски для установки видимости тела.

Эта модель с профилем высот, представленная в качестве второго аспекта изобретения, для упрощения вычисления изобразительного мотива исходит из двухмерного чертежа f(x,y) тела, причем для каждой точки x,y двухмерного чертежа тела дополнительная z-координата z(x,y) дает информацию о высоте или глубине этой точки. Двухмерный рисунок f(x,y) представляет собой распределение яркости (полутоновое изображение), распределение цвета (цветное изображение), бинарное распределение (штриховое изображение) или распределение других свойств изображения, например прозрачности, отражающей способности, плотности и т.д.

В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения в модели с профилем высот заданы даже две функции z₁(x,y) и z₂(x,y) высот и два угла ϕ₁(x,y) и ϕ₂(x,y), а член, выражающий увеличение, задан матрицей V(x,y)=(A(x,y)-I), где

В соответствии с одним из вариантов могут предусмотреть задание двух функций z₁(x,y) и z₂(x,y) описания высот и задание члена, выражающего увеличение, матрицей V(x,y)=(A(x,y)-I), где

так что при вращении структуры при наблюдении функции z₁(x,y) и z₂(x,y) высот отображаемого тела переходят друг в друга.

В еще одном варианте задана функция z(x,y) высот и угол ϕ₁, и при помощи матрицы V(x,y)=(A(x,y)-I) задан член, выражающий увеличение, где

В этом варианте отображаемое тело при наблюдении с глазным базисом в направлении x и наклоне структуры в направлении x движется относительно оси x в направлении ϕ₁. При наклоне в направлении y движение не происходит.

В последнем варианте растр для наблюдения также может представлять собой щелевой растр, растр цилиндрических линз или растр вогнутых цилиндрических зеркал, элементарная ячейка которого задана выражением

где d - расстояние между осями щелей или цилиндров. При этом ось цилиндрических линз расположена в направлении y. Альтернативно изобразительный мотив могут наблюдать при помощи решетки точечных диафрагм или линзовой решетки с

где d₂, β имеют произвольное значение.

В общем, если ось цилиндрических линз расположена в произвольном направлении γ, a d снова обозначает промежуток между осями цилиндрических линз, то линзовый растр задан при помощи

,

а соответствующая матрица A, при которой в направлении γ не существует ни увеличения, ни искажения, записывается следующим образом:

Созданный при этом узор для печатного или тисненого рисунка, помещаемого за линзовым растром W, могут наблюдать не только при помощи решетки из щелевых диафрагм или цилиндрических линз с осью в направлении γ, но и при помощи решетки точечных диафрагм или линзовой решетки, где

,

где d₂, β могут принимать произвольное значение.

Еще один вариант описывает ортопараллактический трехмерный эффект. В этом варианте заданы две функции z₁(x,y) и z₂(x,y) высот и угол φ₂, а член, выражающий увеличение, задан матрицей V(x,y)=(A(x,y)-I), где

если ϕ₂=0,

так что отображаемое тело при наблюдении с глазным базисом в направлении x и наклоне структуры в направлении x движется перпендикулярно оси x. При наблюдении с глазным базисом в направлении y и наклоне структуры в направлении y тело движется в направлении ϕ₂ относительно оси x.

В соответствии с третьим аспектом изобретения структура для отображения рассматриваемого типа содержит структуру для представления трехмерных изображений для отображения заданного трехмерного тела, заданного n сечениями f_j(x,y) и n функциями t_j(x,y) уровня прозрачности, где j=1, …, n, причем сечения при наблюдении с глазным базисом в направлении х в каждом случае расположены на глубине z_j, z_j>z_j-1. z_j в зависимости от положения объекта относительно плоскости чертежа (позади или перед плоскостью чертежа, или пронизывая ее) может принимать положительное или отрицательное значение, или же быть равным 0. f_j(x,y) является функцией отображения j-го сечения, а функция t_j(x,y) уровня прозрачности равна 1, если сечение j в точке (x,y) закрывает расположенные позади объекты, в остальных случаях она равна 0. Структура для отображения содержит

- изобразительный мотив, разделенный на множество ячеек, в каждой из которых расположены отображенные участки заданного тела, и

- растр для наблюдения, состоящий из множества элементов наблюдения для отображения заданного тела при наблюдении изобразительного мотива при помощи растра для наблюдения,

- причем изобразительный мотив со своим разделением на множество ячеек имеет функцию m(x,y) отображения, заданную выражением

где

а

причем для j следует брать наименьший или наибольший индекс, для которого не равно нулю и причем

- элементарная ячейка растра для наблюдения описана векторами

и

элементарной ячейки и объединена в матрице

- член V_j, выражающий увеличение, является либо скаляром

где e - эффективный промежуток между растром для наблюдения и изобразительным мотивом, либо матрицей V_j=(A_j-I), причем матрица

описывает желательную увеличительную способность и характеристику движения заданного тела, а I представляет собой единичную матрицу,

- вектор (c₁(x,y), c₂(x,y)), где 0≤c₁(x,y), c₂(x,y)<1, задает относительное положение центра элементов наблюдения внутри ячеек изобразительного мотива,

- вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)), где 0≤d₁(x,y), d₂(x,y)<1, представляет собой сдвиг границ ячеек в изобразительном мотиве,

- g(x,y) представляет собой функцию маски для установки видимости тела.

Если при выборе индекса j берут наименьший индекс, для которого

не равно нулю, то получают изображение, показывающее переднюю сторону тела снаружи. Напротив, если взят наибольший индекс, для которого

не равно нулю, то получают перевернутое по глубине (с обратным стереоэффектом) изображение, показывающее заднюю сторону тела изнутри.

В модели с плоскостями сечения в соответствии с третьим аспектом изобретения трехмерное тело для упрощения вычисления изобразительного мотива задано n сечениями f_j(x,y) и n функциями t_j(x,y) уровня прозрачности, где j=1,…, n, которые при наблюдении с глазным базисом в направлении x в каждом случае расположены на глубине z_j, z_j>z_j-1. Здесь f_j(x,y) представляет собой функцию отображения j-го сечения, которая может задавать распределение яркости (полутоновое изображение), распределение цвета (цветное изображение), бинарное распределение (штриховое изображение) или другие свойства изображения, например прозрачность, отражающую способность, плотность и т.д. Функция t_j(x,y) уровня прозрачности равна 1, если сечение j в точке (x,y) закрывает находящиеся позади объекты, в остальных случаях она равна 0.

В предпочтительном варианте осуществления модели с секущими плоскостями задан коэффициент k изменения, не равный 0, а член, выражающий увеличение, задан матрицей V_j=(A_j-I), где

так что при вращении структуры впечатление глубины представляемого тела изменяется на коэффициент k.

В предпочтительном варианте задан коэффициент k, не равный 0, и два угла ϕ₁ и ϕ₂, а член, выражающий увеличение, задан матрицей V_j=(A_j-I), где

поэтому отображаемое тело при наблюдении с глазным базисом в направлении x и наклоне структуры в направлении x движется в направлении ϕ₁ относительно оси x, а при наблюдении с глазным базисом в направлении y и наклоне структуры в направлении y оно движется в направлении ϕ₂. относительно оси x, а по размеру по глубине растягивается на коэффициент k изменения.

В еще одном предпочтительном варианте задан угол ϕ₁, а член, выражающий увеличение, задан матрицей V_j=(A_j-I), где

так что отображаемое тело при наблюдении с глазным базисом в направлении x и наклоне структуры в направлении x движется в направлении ϕ₁ относительно оси x, а при наклоне в направлении y движение не происходит.

В последнем варианте растр для наблюдения также может представлять собой щелевой растр или растр цилиндрических линз с промежутком между осями щелей или цилиндров d. Если оси цилиндрических линз расположены в направлении y, то элементарная ячейка растра для наблюдения задана выражением

.

Как описано выше в связи со вторым аспектом изобретения, в этом случае изобразительный мотив также могут наблюдать при помощи решетки точечных диафрагм или линзовой решетки с

,

где d₂, β могут принимать произвольные значения, или при помощи растра цилиндрических линз, в котором оси линз расположены в произвольном направлении γ. Вид, который принимают W и A в результате вращения на угол γ, был показан в явной форме выше.

Согласно еще одному предпочтительному варианту коэффициент k не равен 0, задан угол ϕ₁ и задан матрицей V_j=(A_j-I) член, выражающий увеличение, где

если ϕ=0,

так что отображенное тело при наклоне в горизонтальном направлении движется перпендикулярно направлению наклона, а при вертикальном наклоне движется в направлении ϕ относительно оси x.

В еще одном варианте задан коэффициент k, не равный 0, и угол ϕ₁, а член, выражающий увеличение, задан матрицей V_j=(A_j-I), где

так что отображенное тело независимо от направления наклона всегда движется в направлении ϕ₁ относительно оси x.

Во всех названных аспектах изобретения элементы наблюдения в растре для наблюдения предпочтительно расположены периодически или локально периодически, причем в последнем случае локальные параметры периода в сравнении с длиной периодичности предпочтительно изменяются медленно. Длина периодичности или локальная длина периодичности предпочтительно составляет от 3 до 50 мкм, предпочтительно от 5 до 30 мкм, в особенности предпочтительно от примерно 10 до приблизительно 20 мкм. Также возможно резкое изменение длины периодичности, если она перед этим оставалась постоянной или почти постоянной на протяжении большого, если сравнивать с длиной периодичности, участка протяженностью более чем 20, 50 или 100 длин периодичности.

Элементы наблюдения во всех аспектах изобретения могут быть образованы нецилиндрическими микролинзами, в частности микролинзами с круглым или полигональным базисом, или также длинными цилиндрическими линзами, размер которых в продольном направлении составляет более 250 мкм, предпочтительно более 300 мкм, особенно предпочтительно более 500 мкм, в частности более 1 мм. В дополнительных предпочтительных вариантах осуществления изобретения элементы наблюдения образованы точечными диафрагмами, щелевыми диафрагмами, оснащенными зеркалами точечными или щелевыми диафрагмами, асферическими линзами, линзами Френеля, индекс-градиентными линзами (Gradient Refraction Index), зонными пластинками, голографическими линзами, вогнутыми зеркалами, зеркалами Френеля, зонными зеркалами или другими элементами с фокусирующим или также диафрагмирующим эффектом.

В предпочтительных вариантах реализации модели с профилем высот предусмотрено, что носитель функции отображения

больше элементарной ячейки растра W для наблюдения. Носитель функции, как обычно, обозначает топологическое замыкание области, в которой функция не равна нулю. Для модели с секущими плоскостями носители сечений

предпочтительно больше элементарной ячейки растра W для наблюдения.

Отображенное трехмерное изображение в предпочтительных вариантах периодичностью не обладает, то есть оно представляет собой отображение отдельного трехмерного мотива.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения растр для наблюдения и изобразительный мотив структуры для отображения прочно соединены друг с другом и, таким образом, образуют защитный элемент с расположенными друг над другом через промежуток растром для наблюдения и изобразительным мотивом. Изобразительный мотив и растр для наблюдения предпочтительно расположены на противоположных поверхностях оптического разделительного слоя. Защитный элемент, в частности, может представлять собой защитную нить, отрывную нить, защитную ленту, защитную полоску, накладку или этикетку для нанесения на защищенную от подделки бумагу, ценный документ и т.д. Общая толщина защитного элемента предпочтительно оставляет менее 50 мкм, преимущественно менее 30 мкм, в особенности предпочтительно менее 20 мкм.

В соответствии с другим, также предпочтительным вариантом осуществления изобретения растр для наблюдения и изобразительный мотив структуры для наблюдения расположены в разных местах носителя данных так, что растр и мотив для самоидентификации могут быть наложены друг на друга, и в состоянии наложения друг на друга образовать защитный элемент. Растр для наблюдения и изобразительный мотив могут быть наложены друг на друга, в частности, посредством гибки, фальцевания, изгибания или складывания носителя данных.

Согласно еще одному, также предпочтительному варианту осуществления изобретения изобразительный мотив отображается электронным устройством отображения, а растр для наблюдения отображаемого мотива прочно соединен с электронным устройством отображения. Вместо того чтобы быть прочно соединенным с электронным устройством отображения, растр для наблюдения может представлять собой отдельный растр, который для наблюдения отображаемого мотива может быть установлен на или перед электронным устройством отображения.

Итак, в рамках данного описания защитный элемент может представлять собой как постоянный защитный элемент, образованный растром для наблюдения и изобразительным мотивом, прочно соединенными между собой, так и защитный элемент, образованный отдельно существующим в пространстве растром и соответствующим мотивом, причем при накладывании друг на друга эти два элемента образуют временно существующий защитный элемент. Имеющиеся в описании высказывания о характеристиках движения или зрительном образе защитного элемента относятся как к прочно соединенным постоянным защитным элементам, так и к временным защитным элементам, образованным накладыванием друг на друга его составных частей.

Во всех вариантах реализации изобретения границы между ячейками в изобразительном мотиве предпочтительно могут быть сдвинуты независимо от местоположения, так что встречающийся в функции m(x,y) отображения вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)) постоянен. Альтернативно границы между ячейками в изобразительном мотиве могут быть сдвинуты в зависимости от местоположения. В частности, изобразительный мотив может иметь две или большее количество подобластей с различным, в каждом случае постоянным ячеистым растром.

Зависящий от местоположения вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)) могут использовать также для определения очертаний ячеек в изобразительном мотиве. Например, вместо ячеек в виде параллелограмма могут использовать ячейки с другой единой формой, подходящие друг к другу так, что поверхность изобразительного мотива заполнена без промежутков (покрытие поверхности изобразительного мотива правильными многоугольниками). При этом посредством выбора зависящего от местоположения вектора (d₁(x,y), d₂(x,y)) форму ячеек могут определить по желанию. Благодаря этому дизайнер, в частности, может повлиять на то, под какими углами наблюдения будут возникать скачкообразные изменения мотива.

Изобразительный мотив также может быть разделен на различные участки, в каждом из которых ячейки имеют идентичную форму, в то время как формы ячеек на разных участках отличаются. Это приводит к тому, что при наклоне защитного элемента части мотива, соответствующие различным участкам, скачкообразно меняются при разных углах наклона. Если участки с различными ячейками довольно велики, так что их можно распознать невооруженным глазом, то таким способом в защитном элементе могут поместить дополнительно видимую информацию. Напротив, если эти участки микроскопические, то есть они могут быть распознаны только при помощи увеличительных вспомогательных средств, то таким способом могут поместить дополнительную скрытую информацию, которая может служить в качестве защитного признака более высокого уровня.

Кроме того, зависящий от местоположения вектор (d₁(x,y), d₂(x,y)) могут использовать также для создания ячеек, которые все отличаются друг от друга в отношении своей формы. Благодаря этому могут изготовить совершенно индивидуальный защитный признак, который могут проверить, например, при помощи микроскопа.

Функция g маски, встречающаяся в функции m(x,y) отображения во всех вариантах осуществления изобретения, во многих случаях предпочтительно тождественна 1. В других, также предпочтительных вариантах функция g маски в подобластях, особенно в краевой зоне ячеек изобразительного мотива, равна нулю, тогда она ограничивает диапазон пространственного угла, под которым могут увидеть трехмерное изображение. Наряду с ограничением угла функция маски может описывать ограничение полей зрения, при которых трехмерное изображение становится невидимым, как более подробно объяснено ниже.

Кроме того, во всех предпочтительных разновидностях всех вариантов реализации предусмотрено, что относительное положение центра элементов наблюдения в пределах ячеек изобразительного мотива не зависит от местоположения, то есть вектор (c₁(x,y), c₂(x,y)) постоянен. Разумеется, в других вариантах может оказаться целесообразным относительное положение центра элементов наблюдения в пределах ячеек изобразительного мотива сделать зависимым от местоположения, как более подробно пояснено ниже.

В соответствии с усовершенствованным вариантом осуществления изобретения изобразительный мотив для усиления зрительного впечатления трехмерности заполнен структурами Френеля, концентрирующими дифракционными решетками или другими оптически эффективными структурами.

Во всех вышеописанных аспектах изобретения структура для представления растровых изображений структуры для отображения всегда отображает отдельное трехмерное изображение. В дополнительных аспектах изобретение охватывает также варианты, при которых одновременно или попеременно воспроизводится несколько трехмерных изображений.

Для этого структура для отображения, соответствующая общей перспективе первого аспекта изобретения, в соответствии с четвертым аспектом изобретения содержит структуру для представления растровых изображений для отображения множества заданных трехмерных тел, заданных функциями f_i(x,y,z) описания тел, где i=1, 2,…, N, где N≥1, имеющую изобразительный мотив, разделенный на множество ячеек, в каждой из которых расположены отображенные участки заданных тел,

- растр для наблюдения, состоящий из множества элементов наблюдения для отображения заданных тел при наблюдении изобразительного мотива при помощи растра для наблюдения,

- причем изобразительный мотив со своим разделением на множество ячеек имеет функцию m(x,y) отображения, заданную выражением

m(x,y)=F(h₁,h₂,…h_N), с описательными функциями

где

- где F(h₁,h₂,…h_N) представляет собой главную функцию, описывающую сопряжение N описательных функций h_i(x,y), и причем

- элементарная ячейка растра для наблюдения описана векторами