专利名称：移动物体外平面图画产生三维效果的方法
技术领域：
本发明属于户外媒体宣传技术与裸眼可视三维立体技术领域，该方法可应用于地 铁广告等交通媒体中，无需佩戴特制眼镜或安装光学元件，传统的平面图画即可产生三维 立体效果。增加平面图画的视觉冲击力，提高观众对广告的认知度和广告的宣传效果。
背景技术：
立体显示产业快速发展，包括硬件设施、内容制作等在内的各环节发展有条不紊， 商业方面的应用案例不断出现。随着技术的进步，立体显示技术和普通消费者的距离已经 越来越近。立体显示一般有两种方法，一种需要特殊的观察设备，如头盔式显示屏、高分辨率 CRT系统和与传统显示器连用的三维立体眼镜等；另一种是不需要任何观察工具的裸眼可 视立体技术。第一种方法已广泛商业化应用。但是这些观察设备往往较重，配戴起来不够方 便舒适，而且时间一长，观察者容易感到疲劳，产生生理和心理上的压力，即我们常说的“虚 拟现实症”(virtual reality sickness)。第二种方法使用户摆脱特制眼镜的束缚，但需要 许多光学元件，并结合光学物理作用，以及软硬件技术，系统复杂，并受角度和距离的限制。 基于上述原因，立体显示技术主要应用于特定场合，如立体电影院、家庭立体电视，而在户 外媒体宣传中未得到广泛应用。地铁广告作为户外广告中的一类，起步较晚，但由于其具有人流集中、接触率高， 受注目程度高，能够增加产品的认知度的特点，依托现代广告业的基础，近年来发展极为迅 速。但是，当通道、扶梯、站台的广告位开发完毕后，长长的隧道必然成为下一个广告开发目 标。而目前，在地铁隧道中进行广告宣传的主要方法是在某一区域的隧道墙壁上悬挂同一 主题的单幅静态图画或多幅图画，在地铁高速运动时利用人类视觉暂留原理产生动画效果 供乘客欣赏。从受众心理学上讲，在同一个区域用相同的主题形成连续的强势能达到最佳 的广告效果。但传统平面广告由于视觉冲击力不足，未达到理想宣传效果，媒体影响力不 够。由于处于地铁这样一个相对封闭的环境中，画面的独特、新奇、与众不同更能引起乘客 对地铁广告的注意和兴趣。如果随动广告的效果较佳，那么势必会引起众多广告商在地铁 的新一轮开拓。
发明内容
技术问题为提高地铁广告等户外交通媒体宣传的视觉冲击力，降低宣传成本，本 发明提出了一种能够产生裸眼可视三维立体效果的方法，不需要配备特殊立体显示设备， 乘客即能获得立体视觉体验。技术方案本发明利用人的两眼视差(Binocular parallax)、移动视差 (Motionparallax)以及视觉暂留(Visual staying phenomenon)特性，使乘客在地铁运动 时观看到具有立体视觉效果的广告。所谓的两眼视差是指观测者的左眼及右眼对所观看的物体在在水平方向有约6. 5厘米的位移(欧美人上的统计结果)，故在观看物体时，由于观看角度略有不同，因此，所接 收的影像内容也略有差异。而移动视差则是指观测者的眼睛位置移动时，由于观赏角度也 随之改变，眼睛所接收的内容也有所不同。“视觉暂留”是指人眼观看物体时，成像于视网膜 上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像，但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立 即消失，而要延续0. 1-0. 4秒的时间。本发明中，在图片制作(拍摄、后期处理)过程中，根据人的两眼视差和移动视差 特性，通过单机拍摄或双机拍摄的方法，生成两张略有差异的左右眼视图，印刷成品(以三 米宽度为例)后，在地铁等交通工具高速运动(最高时速约100千米/小时)位置的隧道 墙壁上或其他广告位上交替放置，乘客到达该区域时反复交替观看左右眼视图，经计算，人 眼所观看图像帧率能够达到10-15帧/秒，通过视觉暂留作用乘客能够产生立体视觉。本发明的交通工具外平面图画产生三维效果的方法为在地铁列年或其它交通工 具的窗口相同高度的隧道墙壁或其它广告位上，反复交替悬挂同一宣传品的左右眼视差图 片，当观察者处于运动中时，观察者即感觉到三维立体的显示效果；左右眼视差图的放置间 隔根据交通工具的运动速度确定，当运动速度为80千米/小时时，放置间隔以2-3米较合 适。左右眼视差图通过单机拍摄，双机拍摄或计算机绘图的方法获得。所述的左右眼视差图片采用灯光照亮时，其灯光照亮在广告图片的前方或背后。有益效果为扩人户外交通媒体影响力，本发明将立体显示技术应用到地铁广告 等户外媒体宣传中，利用人眼视觉特性，通过传统平面广告即可产生三维立体效果，更具视 觉冲击力；实现方法简单，采用单机或双机拍摄即可获得左右眼视图；无需佩戴特制眼镜 或安装复杂光学元件，降低成本。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是利用单机拍摄或双机拍摄获取物体左右眼视图的方法。图2是水平视差和立体感知原理。图3是印刷成品的左右眼视图在地铁隧道中的放置方法。图4是获得的左右眼视图的示意图。图5是人眼分辨力原理。
具体实施例方式本发明的交通工具外平面图画产生三维效果的方法为在地铁列车或其它交通工 具的窗口相同高度的隧道墙壁或其它广告位上，反复交替悬挂同一宣传品的左右眼视差图 片，当观察者处于运动中时，观察者即感觉到三维立体的显示效果；左右眼视差图的放置间 隔根据交通工具的运动速度确定，当运动速度为80千米/小时时，放置间隔以2-3米较合 适。左右眼视差图通过单机拍摄，双机拍摄或计算机绘图的方法获得。所述的左右眼视差 图片采用灯光照亮时，其灯光照亮在广告图片的前方或背后。其灯光可以为日光、通过电来 发光的灯管、半导体发光二极管或受光照后可以产生的荧光。其照亮光源的光线可以直接 照射也可以通过光学元件经调制后照射。其照亮光源要易于更换及维护，且安全可靠，故障率低，使用寿命长。其照亮光源要求无噪声、不会对行车信号及通讯信号造成干扰，且节约 能源。其需在隧道中为照亮光源电源等线管预留空间。拍摄得到的图像通过进行色调、亮度、对比度调节，特征点匹配进行后期处理，然 后印刷成品；图片可以为但不限于真实照片、根据真实照片而制成的图画或虚拟的图画。其 内容可以为但不限于人物、产品、自然界景物或根据想象而虚拟出来的内容。所述的图片还 包括但不限于文字、符号、产品商标或特殊标记。所述的图片，其可应用于但不限于商业产 品宣传、公益广告。图片的制作材料可以为但不限于纸张、塑料、木板或金属。要求对于列 车隧道运行所产生的气流有强的抵御能力。其可应用于但不限于地铁等户外交通媒体广告 宣传中。下面通过具体的实例和图例来进一步说明本发明的技术方案，但这些实施实例并 不限制本发明，在发明本质范围内的其它应用以及变化和修饰也同样包括在本发明中。在图1中，获取物体左右眼视图时，可采用两种方式，单机拍摄和双机拍摄。进行 单机拍摄时，分别将相机通过左右眼各照一张照片，左右眼互换时保持照相姿势，不要过多 的移动(两个拍摄点距离大约65mm)。单机拍摄难度大，拍摄者需要保持好平移的平衡度， 否则失败作品较多。双机拍摄比单机拍摄简单，难度低，成功几率大，但是成本投入高，需要 购买两台相机，两张存储卡，双机云台等等。得到两张左右眼视图后，需进行后期处理，除传统的色调、亮度、对比度等调整外， 还要进行左右眼视图的水平视差调整。同一物点Q在左右眼两幅视差图上的对应像素点分 别称为左像素点L和右像素点R，两像素点间的水平距离即为水平视差。在一定条件下，人 眼可接受的视差只能在一定范围内，才能获得最佳的立体显示效果，否则，容易产生视疲劳 或立体效果不明显。为方便起见，下文将水平视差简称视差，记为P。如图2所示，人双眼观 看具有观差的同一物点的像索点时便产生立体感，其立体感知深度ν由下式决定ν =lp/(ρ - e)( 1 )其中，1为观看距离，e为两眼间距，成年人一般约为65mm。当某物点的右像素点R 位于左像素点L右侧时，此物点具有正视差，再现立体深度ν为负，表示观看者看到该物点 位于显示屏后方，即常说的入屏，如物点A ；当某物点的右像素点R位于左像素点L左侧时， 此物点具有负视差，再现立体深度ν为正，表示观看者看到该物点位于显示屏前方，即常说 的出屏，如物点％。根据广告宣传目的，调整左右眼视图的视差，将需要表现立体效果的图像内容出 屏显示，背景等其他内容入屏或虚化，这样广告宣传效果更佳。在图3中，将左右眼视图印刷成品后，交替放置在地铁达到高速运动位置的隧道 墙壁上，高度与地铁列年窗口高度相同。当地铁高速运动时，乘客反复交替观看左右眼视 图，由于人的视觉特性，广告内容就会产生三维立体效果。通过这种方式，乘客不必佩戴特 制眼镜，广告商也无需安装复杂光学元件，传统的平面广告即可产生三维效果。实施例描述本专利的地铁三维广告制作过程的一个例子。以用双数码照相机拍 摄立体人像为例，两相机利用双机云台，采用平行式摆放方式，镜头距离被拍物体3-5米， 按照立体摄影中的1/50原则(镜头间距为拍摄物体与镜头基线距离的1/50)，调整镜头间 距为60mm左右。由于用于户外广告，两相机分辨率设置为300dpi或更高，以便扩印之需。
拍摄完成后，将图像颜色模式设为CM^(模式，进行后期处理。除调整两张视图的 色调、亮度、对比度等。另外根据广告宣传目的，利用(1)式，调整两张视图的视差，突出宣 传主体。例如，如果想使人像出屏1米显示(即V = -Im)，地铁列车距离隧道墙壁为3m，人 眼间距为65mm，则根据(1)式，计算得到视差距离ρ ^ 16mm。根据人眼的分辨率特性，决定扩印画幅大小。人眼对被观察物体上能分辨的相邻 最近两点的视角θ的倒数被称为人眼的分辨力或视觉锐度。在图5中D表示人眼与图像 之间的距离；d表示能分辨的相邻最近两点之间的距离；θ表示人眼对该两点的视角。θ 以分为单位，根据几何关系，得到丄=θ(2) InD 360x60通常，具有正常视力的人，在中等亮度和中等相对对比度下观看图像时，视角θ 约为Γ -1.5'。则根据⑵式，可以得到d 0.872mm，即视图印刷成品后的分辨率 需达到30dpi，目前的户外喷绘或写真设备均可满足扩印要求。若拍摄视图像素总数为 3264XM48，则将拍摄视图扩印后尺寸约为2. 8米X2. 1米。考虑到乘客在运动过程中观 看图像，人眼的空间分辨力会下降，所以印刷品尺寸还可适当增大。将调整后的左右眼视图按尺寸要求印刷成品。当地铁达到高速运动阶段，时速约 为100千米/小时，将左右眼视图交替放置在地铁高速运动阶段的隧道墙壁上，人眼观看视 图帧率达到10-15帧/秒。而人眼视觉暂留效果在0. 1秒-0. 4秒之间，所以乘客观看地铁 广告时能够产生视觉暂留作用，获得立体视觉体验。
权利要求
1.一种交通工具外平面图画产生三维效果的方法，其特征在于在地铁列车或其它交通 工具的窗口相同高度的隧道墙壁或其它广告位上，反复交替悬挂同一宣传品的左右眼视差 图片，当观察者处于运动中时，观察者即感觉到三维立体的显示效果；左右眼视差图的放置 间隔根据交通工具的运动速度确定，当运动速度为80千米/小时时，放置间隔以2-3米较 合适。
2.根据权利要求1所述的交通工具外平面图画产生三维效果的方法，其特征在于，左 右眼视差图通过单机拍摄，双机拍摄或计算机绘图的方法获得。
3.根据权利要求1所述的交通工外平面图画产生三维效果的方法，其特征在于，所述 的左右眼视差图片采用灯光照亮时，其灯光照亮在广告图片的前方或背后。
全文摘要
一种交通工具外平面图画产生三维效果的方法，在地铁列车或其它交通工具的窗口相同高度的隧道墙壁或其它广告位上，反复交替悬挂同一宣传品的左右眼视差图片，当观察者处于运动中时，观察者即感觉到三维立体的显示效果；左右眼视差图的放置间隔根据交通工具的运动速度确定，当运动速度为80千米/小时时，放置间隔以2-3米较合适。它利用人的两眼视差、移动视差以及视觉暂留的特性，将制作的两张具有视差的广告图片反复交替悬挂在地铁隧道墙壁或其它广告位上，当地铁高速运动时，车上乘客交替观看左右眼视图，即可产生立体视觉体验，视觉冲击力强，宣传效果好。无需佩戴特制眼镜或安装光学元件，成本低。
文档编号G09F19/12GK102136230SQ201110106029
公开日2011年7月27日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者密保秀, 赵宇, 高志强 申请人:南京邮电大学