专利名称：一种三次元影像显示的方法
技术领域：
本发明为一种三次元影像显示的方法，主要是针对裸眼视三次元影像显示的缺失，尤其是对于利用一般平面显示器屏幕与静态视差光栅装置以显示三次元影像时，本发明提出一观赏位置即时检测的方法、一观赏位置与视景最佳对位的方法、一动态多视景3D影像合成的方法与一静态视差光栅装置设计的方法，可于最佳可视面上，有效解决鬼影、假立体影像、与水平与垂直方向观赏自由度不足的问题，达到大幅提高3D影像品质与使用方便性的目的。
背景技术：
如中国台湾专利申请案号:100114446专利所揭示的一种多视景三次元影像显示的方法(Method of Displaying Mult1-View 3D Image),针对多视景裸眼式三次元影像的显示，主要是提出一多视景3D影像合成的方法、与一倾斜条状视差光栅(Slantwise StripParallax Barrier)最佳化的设计，可于最佳观赏距离上，提供多个位置为固定的最佳视点，并于该最佳视点处，达到分别呈现单一视景影像的目的。由于该倾斜条状视差光栅为一固定的结构(以下统称”静态视差光栅装置”)、且该多视景3D影像合成的方法，为一固定的合成程序(以下统称”静态多视景3D影像合成方法”)，于该单一的最佳视点上，仅能呈现单一且为固定的视景影像。虽然，通过缩减透光元件的开口宽度，可达到增加水平观赏自由度的目的。但是，缩减开口宽度除造成影像亮度下降的外，由于所增加的水平观赏自由度为有限，并不足以应付较大幅度的观赏位置的变化。亦即，于水平方向上，当观赏者的观赏位置，偏离最佳视点、且超出该水平容许观赏范围时，观赏者会观看到鬼影(Ghost Image)、或者是左右影像颠倒的假立体影像(Pseudo Stereoscopic Image),最终造成使用方便性的严重不足。另外，对于存在同样现象的垂直观赏自由度，却无任何探讨与改善
发明内容
对于上述现有技艺的缺失，尤其是对于利用一静态视差光栅装置与一静态多视景3D影像合成方法，以呈现三次元影像的缺失，本发明主要提出一静态视差光栅装置设计的方法、一动态多视景3D影像合成的方法，并配合一观赏位置即时检测方法、与一观赏位置与视景最佳对位的方法，可于最佳可视面上，有效解决鬼影、假立体影像、与水平与垂直方向观赏自由度不足的问题，达到大幅提高3D影像品质与使用方便性的目的。为了上述目的，本发明提供一种三次元影像显示的方法，针对裸眼视三次元影像显示的缺失，通过以下方法与元件的实施，其包括有:一观赏位置即时检测的方法，是利用一对左、右摄影装置，通过摄影、影像处理，于左、右影像坐标系下，从左、右摄影装置所取出的2D影像中，以检测出左、右眼球或者是瞳孔的中心位置(i^、iUK)、与右眼球或者是瞳孔的中心位置(iK,D iK,K)，再利用一左右影像对应的程序、一三次元坐标转换计算的程序、与一观赏条件最佳化的程序，于屏幕坐标系下，可取得及输出一左眼三次元的位置El = (XL, Ye, Z0)、与右眼三次元的位置Ek = (XE, Ye,Z0);一观赏位置与视景最佳对位的方法，是根据该左、右眼三次元位置EpEK，通过一左右眼的特征坐标计算的程序、一最佳观赏线上最佳视点坐标计算的程序、与一视点与视景对位的程序，以计算取得及输出一横向位移相位Λ ;—动态多视景3D影像合成的方法，是对于一多视景影像，根据该横向位移相位Λ与一多视景3D影像合成的程序，以产生一多视景3D合成影像Σ η ；一平面显示器屏幕，是接收与显示该多视景3D合成影像Σ η;以及一静态视差光栅装置，为一静态视景分离装置，对于该多视景3D合成影像Σ η，可于最佳观赏距离上，提供一最佳观赏面，并于该最佳观赏面上，提供多个最佳视点，可于该最佳视点处，作视景分离的光学作用，达到分别呈现单一视景影像的目的；上述视差光栅的光学结构，是通过一静态视差光栅装置设计的方法与一观赏自由度最佳化的方法。
图1所示是一般R、G、B次画素为水平条状排列平面显示器屏幕的示意图；图2 9所示是各种具右倾斜特征的多视景3D合成影像；图10所示是不具倾特征的多视景3D合成影像；图11所示是具左倾斜特征的多视景3D合成影像；图12所示是双视景用倾斜条状视差光栅结构的示意图；图13所示是最佳观赏面上最佳视点分布的示意图；图14所示是双视景3D合成影像显示原理的示意图；图15所示是n = 2、m = 3、且k = O时,最佳视点Pk,i,j(x。，y。，Z0)中1、j定义的示意图；图16所示是n = 2、m = 3、且k = O时,各水平最佳视点的坐标；图17所示是n = 4、m = 3、且k = O时,最佳视点Pk,i,j(x。，y。，Z0)中1、j定义的示意图；图18所示是n = 4、m = 3、且k = O时,各水平最佳视点的坐标；图19所示是ΔΒΗ = Βη/2时，ΔΒΗ与AXvf关系的示意图；图20所示是Λ Bh = 2Βη/3时，Λ Bh与Λ Xvf关系的示意图；图21 26所不是由各种多视景3D合成影像的不意图；图27所示是双视景用倾斜条状视差光栅垂直方向光学作用的示意图；图28所示是ΛΒν = Βν/2时，ABv与AYvf关系的示意图；图29所示是ΛΒν = 2Βν/3时，ABv与AYvf关系的示意图；图30所示是具水平与垂直容许观赏范围特征的最佳视点的示意31所示是具倾斜角Θ分布特征的容许观赏范围与鬼影区的示意图；图32 37所不是各种具不同Δ值的双视景3D合成影像的不意图；图38 43所示是Λ与Pk, "(χ。，y。，Z0)关系的示意图；图44所示是Δ = O时，中心线、边界线位置的示意图；图45所示是Δ = I时，中心线、边界线位置改变的示意图；图46所示是Δ = O与A = I的中心线、边界线位置做重叠处理的示意图47 48所示是立体摄影构成与装置位置坐标的示意图；图49A、49B所示是立体摄影装置的示意图；图50 52所示是最佳观赏条件设定的示意图；图53所示是Λ = 0、1、2时Υμ,δ(χ，7)的示意图；图54 所示是 Δ = O、-1、-2 时 Y^j, Δ (x, y)的示意图；图55A、55B 所示是 Λ =0、1、2 与 Λ =-O、-1、_2 时，计算取得 Yi,Δ (x，y)与 X轴交点坐标值X(i，j，Δ)的图表；图56A、56B、56C所示是于| Δ |≤m的条件下,主最佳视点x(i = O, j = O, Δ =O)位置变化的图表；图57所示是通过该左右眼位置(X。yL, zL)、(xE, yE, zE)的斜线Lp Le的示意图；图58所示是最佳可视面构成的示意图；图59所示是最佳可视面所对应最大水平可视区编号的示意图；图60所示是最佳可视面所对应最大垂直可视区编号的示意图；图61所示是对于双视景显示(n = 2、m = 3)、且于i = O、j = O的可视区为条件，x(i，j, Δ)构成的示意图；图62所示是对于四视景显示(n = 4、m = 3)、且于i = O、j = O、与i = 1、j = O的可视区为条件，x(i, j，Δ)构成的示意图；图63所示是对于四视景显示(n = 4、m = 3)、且于i = O、j = 2的可视区为条件，x(i，j, Δ)构成的示意图；图64所示是本发明实施例的示意图。附图标记说明:1 平面显示器屏幕；2 各次画素间的黑色间隔；3 裸眼视三次元影像显示器屏幕；10 左眼；11 右眼；20 左摄影装置；21 右摄影装置；23 立体摄影装置；24 平面显示器屏幕框架；310 双视景用倾斜条状视差光栅；311 倾斜条状透光元件；312 倾斜条状遮蔽元件；321 水平容许观赏范围；322、323 水平鬼影区；331 垂直容许观赏范围；332 垂直鬼影区；341 倾斜带状的容许观赏范围；342 倾斜带状的鬼影区；345 容许观赏区重叠的区域；350 最佳可视面；400 本发明的实施例；410 观赏位置即时检测方法；412 一对左、右摄影装置；414 左右影像对应的程序；416 三次元坐标转换计算的程序；418 观赏条件最佳化的程序；420 观赏位置与视景最佳对位的方法；422 左右眼的特征坐标计算的程序；424 最佳观赏线上最佳视点坐标计算的程序；426 视点与视景对位的程序；430 动态多视景3D影像合成的方法；432 多视景影像；434 多视景3D影像合成的程序；440 平面显示器屏幕；450 静态视差光栅装置；452 静态视差光栅装置设计的方法；454 观赏自由度最佳化的方法；ΧΥΖ 屏幕坐标系；x、Y、Z 坐标轴方向.Α ~ X轴的单位向量；R 红色；G 绿色；B 蓝色；W 白色；N 显示器屏幕水平方向次画素的总数；M 显示器屏幕垂直方向次画素的总数；j、i 单一个次画素的水平与垂直位置编号；PH 次画素的水平宽度；PV 次画素的垂直高度；HX V 单一个次画素有效发光尺寸；Vk 单一视景影像；k、A、0、1、2、3 视景编号数；
~ Vk影像中位于(i，j)位置的次画素影像数据；Σ n 多视景3D合成影像；Σ n(t) 以时间为变数的多视景3D合成影像；n 总视景数;m 横向最小显示单元次画素构成的数目；Q 纵向最小显示单元次画素构成的数目.Λ 横向位移相位；Λ (t) 以时间为变数的横向位移相位；t 时间；Π 横向位移振幅；int系 取整数的函数；Mod 取余数的函数；BH 透光元件的水平宽度'Sh ~遮蔽元件的水平宽度；ABh 透光元件开口水平宽度的缩减量；BV 透光元件垂直开口宽度；△ Bv 透光元件开口垂直宽度的缩减量；AXvf 水平容许观赏范围；Λ Yvf 垂直容许观赏范围；RX 水平观赏自由度；RY 垂直观赏自由度；Θ 倾斜条状视差光栅的倾斜角度<1。 最佳观赏距离；Lb 倾斜条状视差光栅的装置距离；υχ。，y。，Z0) 最佳视点、主最佳视点；P’ u.jU’。，y。，Z0) 移动后的最佳视点、次最佳视点；P。,-1,1、P。,。,。、P。,(I,1、Po,1,0 最佳视点的位置；x。 最佳视点的X坐标；y。 最佳视点的I坐标；Λχ。 最佳视点可调变间距；Axcfl 最佳视点可调变最小间距；ΛΧ% 容许观赏区重叠区域的宽度；i 水平可视区编号；j 视景数编号；k 垂直可视区编号；Lh 水平最佳视点间距；LV 垂直最佳视点间距；(0) ~左影像；① 右影像；HPk,^/(χ,+ Δχ,, yc,Z0) 水平容许观赏范围右端点的位置(Xe-Axpyc^Zci) 水平容许观赏范围左端点的位置；Λ χΗ 半水平容许观赏范围wP^j+U^yjAy^Z。) 垂直容许观赏范围右端点的位置WP1^i(XdyrAywZtl) 垂直容许观赏范围左端点的位置；Ayv 半垂直容许观赏范围；Yi,j(x，y) >Yi,j, Δ =Ci(χ，y) 主中心线'V UJ(x, y) ^Yijjj Δ兵0(x，y) 次中心线；f 左、右摄影机的焦距；S 左、右摄影机光轴间距；H 左、右摄影机装置高度；XlYlZl 左影像坐标系；XKYKZK 右影像坐标系；P(XP，Yp, Zp) 物点坐标；Il(Xl，Yl, O) 物点左成像位置；IK(xK，yK，0) 物点右成像位置El= (Xl, Yl, Zl) XYZ坐标系中左眼的坐标Ek = (XE, Ye, Ze) XYZ坐标系中右眼的坐标；iu = (XL,L, YLjL,0) X1JA坐标系中左眼球中心的坐标；iu = (XL, E, YL, E, O) X1J1A坐标系中右眼球中心的坐标；iR, L = ( , l，YEjLO) XkYkZk坐标系中左眼球中心的坐标；iK,K = (xE,E,yE,E,0) XkYkZk坐标系中右眼球
中心的坐标 可容许 最佳观赏距离的偏差量；Δφ ~可容许水平观赏角度的偏差量；Δ P 可容许倾斜观赏角度的偏差量；ΥΕ 最佳观赏条件下，左右眼的Y轴坐标；X(i，j，δ=O) 主最佳视点；x(i, j, Δ ^ O) 次最佳视点；Κ、Lk 通过左右眼位置的斜线；χω、Xr0 U、Lk与X轴交会点的坐标；Xmax、Ymax 最佳可视面的范围；ΩΗ 水平可视角；Ων 垂直可视角；i_ 最佳可视面所对应的最大水平可视区编号；kMX 最佳可视面所对应的最大垂直可视区编号。
具体实施例方式1.静态视差光栅装置设计的方法如图1所示，是一般R、G、B次画素为水平条状排列(Horizontal StripConfiguration)平面显示器屏幕的示意图。该平面显示器屏幕1，可为一般的液晶屏幕、电浆屏幕、或是OLED屏幕，由NXM个R、G、B次画素所构成，并具有水平条状排列的特征。其中，N为构成该显示器屏幕水平方向(χ轴)次画素的总数、M则为构成该显示器屏幕垂直方向(Y轴)次画素的总数；j、i则各为单一个次画素水平与垂直位置的编号，其中，O彡j彡N-1 ;0彡i彡M-10该单一个次画素具有PhXPv的大小，其中，Ph为次画素的水平宽度、Pv为次画素的垂直高度。扣除各次画素间的黑色间隔2 (通常由不发光材料所构成并呈黑色，例如液晶显示面板上，是由黑色光阻所构成，并称为Black Matrix)，该单一个次画素有效发光尺寸则为HX V。所谓水平条状排列，是指对于任意一条水平扫描线上，该R、G、B次画素是沿水平方向、且依R、G、B的排列次序，以构成一具颜色分布的条状结构物；而于≤垂直方向，则由同一颜色的次画素，以构成一单色的条状结构物。为了后文的图示说明，定义一坐标系XYZ，令该坐标系的X轴是设置于水平的方向、Y轴是设置于垂直的方向、Z轴则以垂直于该显示器屏幕I的方向设置，且该三轴的方向遵守右手定则(Right-hand rule)。另外，该坐标系XYZ的原点，是可设置于该屏幕的中心。以下，该坐标系XYZ，简称为屏幕坐标系。当使用R、G、B次画素为水平条状排列的平面显示器以显示三次元影像时，根据前述的专利，对于任一多视景影像，是可由η(n≥2)个单一视景影像Vk所构成。因此，n即为总视景数。另外，可如下定义该单一视景影像Vk:
权利要求
1.种三次元影像显示的方法，其特征在于，针对裸眼视三次元影像显示的缺失，通过以下方法与元件的实施，其包括有: 一观赏位置即时检测的方法，是利用一对左、右摄影装置，通过摄影、影像处理，于左、右影像坐标系下，从左、右摄影装置所取出的2D影像中，以检测出左、右眼球或者是瞳孔的中心位置(iu、U、与右眼球或者是瞳孔的中心位置(iu、iK,K)，再利用一左右影像对应的程序、一三次元坐标转换计算的程序、与一观赏条件最佳化的程序，于屏幕坐标系下，可取得及输出一左眼三次元的位置El = (Xl，YE，Z。)、与右眼三次元的位置Ek = (XE, Ye, Z0)；一观赏位置与视景最佳对位的方法，是根据该左、右眼三次元位置EpEK，通过一左右眼的特征坐标计算的程序、一最佳观赏线上最佳视点坐标计算的程序、与一视点与视景对位的程序，以计算取得及输出一横向位移相位Λ ； 一动态多视景3D影像合成的方法，是对于一多视景影像，根据该横向位移相位Λ与一多视景3D影像合成的程序，以产生一多视景3D合成影像Σ η ； 一平面显示器屏幕，是接收与显示该多视景3D合成影像Σ η ;以及一静态视差光栅装置，为一静态视景分离装置，对于该多视景3D合成影像Σ η，可于最佳观赏距离上，提供一最佳观赏面，并于该最佳观赏面上，提供多个最佳视点，可于该最佳视点处，作视景分离的光学作用，达到分别呈现单一视景影像的目的；上述视差光栅的光学结构，是通过一静态视差光栅装置设计的方法与一观赏自由度最佳化的方法。
2.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该平面显示器屏幕，由一般的液晶屏幕、电浆屏幕、或是OLED屏幕所构成；该屏幕是由NXM个RGB次画素、或是NXM个RGBW次画素所构成，其中，N为构成该显示器屏幕水平方向次画素的总数、M则为构成该显示器屏幕垂直方向次画素的总数、R为红色、G为绿色、B为蓝色、W为白色；该单一个次画素具有PhXPv的大小，其中，Ph为次画素的水平宽度、PvS次画素的垂直高度。另外，设置一屏幕坐标系ΧΥΖ，令该屏幕坐标系的原点，是设置于该屏幕的中心；该屏幕坐标系的X轴，是设置于水平的方向；该屏幕坐标系的Y轴，是设置于垂直的方向；该屏幕坐标系的Z轴，则以垂直于该显示器屏幕的方向设置。
3.据权利要求2所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该次画素的排列，为RGB为水平条状条状排列、RGB为垂直条状条状排列、RGB为马赛克排列、RGB为三角状排列、或RGBW为Pentile的排列。
4.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该多视景影像，是由η个单一视景影像Vk所构成，并可根据以下公式表示:M-1 N-1/=0 ;=0 其中，各参数如下定义: Kj ~ Vk影像中位于a，j)位置的次画素影像数据； N 显示器屏幕水平方向次画素的总数； M 显示器屏幕垂直方向次画素的总数； j、i 单一个次画素水平与垂直位置的编号,且O ( j ( N-UO ^ i ^ M-1 ； η 总视景数，且η彡2 ; k 视景编号数，且O < k < η。
5.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该多视景3D影像合成的程序，是对于该多视景影像，通过以下公式，以产生该多视景3D合成影像Σ n:
6.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该多视景3D影像合成的程序，是对于该多视景影像，通过以下公式，以产生该多视景3D合成影像Σ n:
7.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该静态视差光栅装置设计的方法，是根据以下公式，以设计产生其水平方向的基本光学结构:
8.据权利要求7所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该水平最佳视点间距LH与双眼平均间距LE，是具有以下的关系:T = TLhLe ο
9.据权利要求7所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该透光元件开口水平宽度BH的最佳化设计，是通过作一透光元件开口水平宽度缩减的处理，以取得一水平容许观赏范围AXvf，该水平容许观赏范围AXvf与该透光元件开口水平宽度缩减量ABh，是具有以下的关系:
10.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该静态视差光栅装置设计的方法，是根据以下公式，以设计产生其垂直方向的基本光学结构:Bv:^^mQPv ； L _ mQPyBy.v~ mQPv-Bv ’ 其中，各参数的定义如下: Bv 透光元件垂直开口宽度； Lv 垂直最佳视点间距； Z0 最佳观赏距离； Lb 倾斜条状视差光栅的装置距离； m 横向最小显示单元次画素构成的数目； Q 纵向最小显示单元次画素构成的数目； Pv 次画素的垂直高度。
11.据权利要求10所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该透光元件垂直开口宽度Bv与透光元件的水平宽度Bh，具有以下的关系: Bh Ph 其中，各参数的定义如下: Q 纵向最小显示单元次画素构成的数目 Pv 次画素的垂直高度； Ph 次画素的水平宽度。
12.据权利要求10所述的一种三次元影像显示的方法，其特征在于，该垂直最佳视点间距Lv与水平最佳视点间距Lh，具有以下的关系: TPhL = Q^JL； Lh V Ph T Lh 其中，各参数的定义如下: Q 纵向最小显示单元次画素构成的数目； Pv 次画素的垂直高度； Ph 次画素的水平宽度； Θ 倾斜条状视差光栅的倾斜角度。
13.据权利要求10所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该透光元件开口垂直宽度Bv的最佳化设计，是通过作一透光元件开口垂直宽度缩减的处理，以取得一垂直容许观赏范围Λ Yvf，该垂直容许观赏范围Λ Yvf与该透光元件开口垂直宽度缩减量Λ Bv，是具有以下的关系: Δ Yvf = Ry X Lv ； 其中， Ry = Δ Βν/Βν ； 其中，各参数的定义如下: Ry 垂直观赏自由度，且O彡Rx彡I ;Lv 垂直最佳视点间距。
14.据权利要求13所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该垂直观赏自由度Ry与水平观赏自由度Rx，是具有以下的关系:Ry = Rx。
15.据权利要求13所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该垂直容许观赏范围Δ Yvf与水平容许观赏范围Δ Xvf，具有以下的关系:
16.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该观赏自由度最佳化的方法，是令相邻两容许观赏区间的重叠区域宽度AXa,具有下式的关系:
17.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该静态视差光栅的装置，是由具有垂直条状式视差光栅、倾斜条状式视差光栅、或倾斜格状式视差光栅的结构所构成。
18.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该多个最佳视点的位置，于屏幕坐标系中，是通过Pk, U。，y。，Z0)表示，并具有下式的关系:
19.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该一对左、右摄影装置，是具有相同的光学成像系统，即具有相同焦距f的光学成像透镜、与相同的影像感应器，于该左、右摄影装置上，分别设置一左影像坐标系、一右影像坐标系XkYkZk ;令该两影像坐标系的原点，是分别设置于该左、右摄影装置影像感应器的中心，且该两影像坐标系与屏幕坐标系的坐标轴，具有平行的关系，于屏幕坐标系下，令该两影像坐标系的原点坐标，系分别为(_S/2，H，0)、(S/2，H，O)，其中，S为该左、右摄影装置光轴间距，H则为装置高度；另外，令4、Zk是分别设置于该左、右摄影装置光轴上，亦即，该左、右摄影装置的光轴，是平行于Z轴，该左、右眼球的(或者是瞳孔)中心坐标，是可如下式表示: 于左影像坐标系中，该左眼球(或者是瞳孔)中心的坐标: 1l, L 一(xL, L^ Yh, L^ O)； 于左影像坐标系中，该右眼球(或者是瞳孔)中心的坐标: 1l, E 一(XL, R，Yh, R，O); 于右影像坐标系中，左眼球(或者是瞳孔)中心的坐标: Ir, l 一(xr, L^ Jr, L^ O)； 于右影像坐标系中，右眼球(或者是瞳孔)中心的坐标: Ir, E 一(XR, R，Ye, R，O)； 另外，因该左、右摄影装置具有同样光学特征，可令yUL = yE,L = Yl、且yu = υε,ε = yR。
20.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该左右影像对应的程序，是指将左、右影像坐标系中的左、右眼球中心坐标、与屏幕坐标系中的左、右眼三次元坐标，作一对应的处理，亦即，左眼位置K系由iu与iK, L所对应；而右眼位置Ek则由iu与iK,K所对应。
21.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该三次元坐标转换计算的程序，是通过一影 像坐标系与屏幕坐标系间的坐标转换，将成像于影像坐标系上的左眼坐标Li与转换成屏幕坐标系上的三次元坐标El= (Xl, Yl, ZJ，以及，将右眼坐标iL,E> iR,R，转换成影像坐标系上的三次元坐标Ek = (XE, Ye, Ze)。
22.据权利要求21所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该影像坐标系与屏幕坐标系间的坐标转换，是具有以下的关系: 左眼三次元的坐标: xL=-(^—+bs； XR，L — XL,L 2 Yl =--^^S + H； XR,L — XL，L Zl= 1 + ^^ /； _ XR,L — XL，L _ 右眼三次元的坐标: xR=-(—^^+\)s； XR，R XL，R ^ Yr =--^^S + H； XR,R — XL,R Zr = 1 + ^^。
_ XR,R ~ XL,R _
23.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该观赏条件最佳化的程序，主要是由以下最佳的观赏条件所构成: 一观赏距离最佳化 的条件，是由下式条件所构成:Zl-Z0 I < AZ0 ；Zk-Z0 I < AZ0 ； 其中，Λ Ztl为可容许最佳观赏距离的偏差量，亦即，Zp Z1^ Ztl的差距，需小于Λ Ztl;以及 一正视屏幕最佳化的条件，是由下式条件所构成:Ter - el , ^ Λcos —--.μχ < Αφ ；V -^E J -E ) _1-1—八A cos —-~%ux < Ap ； VJ 其中，Δφ为可容许水平观赏角度的偏差量、Λ P为可容许倾斜观赏角度的偏差量、火为X轴的单位向量，亦即，左右眼需正视屏幕，且水平观赏角度的偏差量，需小于Δφ、且倾斜观赏角度的偏差量，需小于Λ P ； 因此，上述的条件，更可简化且如下表示:Yl = Yr = Ye ；Zl = Zr = Z0 ; 亦即，该观赏条件的最佳化，是规范该观赏者的观赏位置，当该观赏位置可满足:(a)让双眼维持在同样的最佳观赏距离、(b)让双眼保持同样的高度(即保持水平状态)、(C)需让双眼正视屏幕等条件时，即可观赏到具最佳品质的3D影像。
24.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该左、右摄影装置，是以内藏的方式、或者因此外挂的方式，装置于行动电话、数字相机、摄影机、游戏机、平板点脑、笔记型电脑、监视器、电视、3D电视等装置的机壳之上。
25.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该左右眼特征坐标计算的程序，其计算的方法是令具有同样倾斜角度Θ的斜线U、LK，分别通过该左、右眼的位置％，YL, Zl)、(XE, Ye, Ze)，并与X轴分别交会于χω、χΕ0,该χω、χΕ0具有以下的关系: 对于具右倾斜结构的视差光栅装置，该Χω、Xeo是如下计算取得:
26.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该最佳观赏线上最佳视点坐标计算的程序，是通过以下的公式，以计算该最佳视点的坐标x(i，j，Δ):
27.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该视点与视景对位的程序，当以左眼位置为基准时，系由以下步骤所构成: 步骤一、确认左右眼的位置(Xy YE, Z0)、(XE, Ye, Zci)，是否存在于最佳可视面的范围内。如果，满足下式的关系，则跳至步骤二 ；若不满足下式的关系，则宣告观赏位置偏离最佳可视面范围，跳至步骤五；xlo=xlxro=xr 步骤二、设定起始值,如下式: i=-imax j = O ； 步骤三、计算x(i, j, Δ)； 步骤四、比对xL0与x(i，j，Δ),如下式:
28.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其中该视点与视景对位的程序，当以右眼位置为基准时，是由以下步骤所构成: 步骤一、确认左右眼的位置(Xy YE, Z0)、(XE, Ye, Zci)，是否存在于最佳可视面的范围内。如果，满足下式的关系，则跳至步骤二 ；若不满足下式的关系，则宣告观赏位置偏离最佳可视面范围，跳至步骤五； Xl I ^ Xmax ; I Xr I < Xmax ; YE I ( Ymax ； 步骤二、设定起始值,如下式: iimax j = I ; 步骤三、计算x(i, j, Δ)； 步骤四、比对xK0与x(i，j，Δ),如下式:I χκο-χ (i, j, Δ) I 彡 LH/2m (10) 情况1:若找到一组(i，j，Δ)参数，符合式(10)的关系，则将Λ代入式(I)、或(2)、并宣告3D眼睛追踪成功，跳至步骤五； 情况2:若找不到一组(i，j, Δ)参数，符合式(4)的关系，则令 j = j+2 ； 若j < η (即j未超出i可视区)，则跳至步骤三；若j彡η(即j已超出i可视区)，则令 i = i+Ι ； j = I ; 若i ( imax，跳至步骤三; 若i > imax，宣告观赏位置偏离最佳可视面围，跳至步骤五； 步骤五、结束比对 其中，各参数的定义如下: xmax、ymax 该最佳可视面的范围； Ifflax 最佳可视面所对应的最大水平可视区编号； i 水平可视区编号； j 视景数编号； η 总视景数； m 横向最小显示单元次画素构成的数目； Δ 横向位移相位； Lh 水平最佳视点间距。
29.据权利要求1所述的三次元影像显示的方法，其特征在于，该最佳可视面系指于该最佳观赏面上存在一面积为有限的可视面，于该面上只存在数量为有限的多个最佳视点，该多个最佳视 点，是对于左右眼，各自提供一具有低鬼影、与影像亮度接近的单一视景影像，该有限数量的最佳视点所构成的面，即为最佳可视面，对于存在于该最佳可视面上的任一位置，其X，y的坐标值，是具有以下的关系:^max X ^max ; Ymax ^ Y ^ Ymax ; 其中，x_、ymax即规范该最佳可视面的范围；另外，是于最佳观赏面上，通过对3D影像作实际cross-talk与亮度的量测,可取得该xmax、ymax的值；根据该xmax、ymax，亦可如下式，以计算取得一水平可视角ΩΗ、与一垂直可视角Ων: Ω η = 2 X tarT1 (xmax/Z0)； Ω V = 2 X tarT1 (ymax/Z0)； 其中，Z0为最佳观赏距离；该xmax、ymax的值，亦可各自对应一 imax、kmax,使得存在于最佳可视面上的最佳可视点Pk,u，该Pk,u中的水平可视区编号1、垂直可视区编号k，是可具有以下的关系: Iil^1-1丄 I丄 max， I k I < kmax ； 其中，ymax与、Knax、系具有以下的关系:Xmax = imax^n^LE ； ymax — kmas X Ly ο
全文摘要
本发明为一种三次元影像显示的方法，主要是针对裸眼视三次元影像显示的缺失，尤其是对于利用一般平面显示器屏幕与静态视差光栅装置以显示三次元影像时，本发明提出一观赏位置即时检测的方法、一观赏位置与视景最佳对位的方法、一动态多视景3D影像合成的方法与一静态视差光栅装置设计的方法，可于最佳可视面上，有效解决鬼影、假立体影像、与水平与垂直方向观赏自由度不足的问题，达到大幅提高3D影像品质与使用方便性的目的。
文档编号H04N13/00GK103091849SQ201210018060
公开日2013年5月8日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年11月8日
发明者林明彦 申请人:原创奈米科技股份有限公司