同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统。其中，该方法包括：追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，根据每个观察者眼睛位置的移动调整分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度，预先定义投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给M个观察者；根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动及分配给观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将左眼和右眼的三维图像向投影屏投影，从而控制射入不同的观察者左眼和右眼的光学投影。通过上述方式，本发明允许观察者完全且无阻碍地自由移动且能够观看到唯一定制的三维立体图像。
【专利说明】同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及视觉显示【技术领域】，特别是涉及一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]现在出现的全息(Holography)显示技术，全息可以理解为三维显示物体和画面，即展示一个物体全部视角的全部画面的图像。全息图像技术包括利用特殊的技术手段记录并再现一个物体全部视角的全部画面的图像，从而使人眼产生和实际环境完全感觉一样的视觉效果。
[0003]现有技术中，三维(3D)显示技术能够提供全息图像，且该显示技术正在日益普及和应用，其不仅在计算机图形学领域中，而且在其他不同的环境和技术中同样得以实施。在3D显示技术方面，用户通常要佩戴头盔、特殊眼镜等，将平面图像转换成虚拟立体的图像。但是，这种应用方式是独自进行并且是具有妨碍性的:用户佩戴头盔、特殊眼镜或是其他只会将3D图像单独显示给每个用户的设备。
[0004]虽然这些方法通常是成功的，但是它们并未被广泛接受，这是因为观察者通常不喜欢在眼睛上戴东西。此外，这些方法在要将3D图像投影给一个或多个偶然经过的过路人、一群合作者或全体观众是无法实现的。如果要满足这种同时观看的需要，使得可以为处于相同观看环境并可以完全自由移动的每一个观看者呈现唯一定制的自动立体3D图像，而且该图像完全不同于那些正被任何其他观看者所观看的图像，那么将会是特别有利的。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统，允许观察者完全且无阻碍地自由移动且能够观看到唯一定制的(全息的)三维立体图像。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，所述方法包括:追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，M为大于O的自然数；根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个所述可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼；其中，多个所述可编程反射镜分布在所述投影屏表面形成可编程反射镜阵列，预先定义所述投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给所述M个观察者，且每个所述观察者的每只眼睛只分配所述N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于O的自然数；以及根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影，从而控制射入不同的所述观察者左眼和右眼的光学投影。
[0007]其中，当M = N时，所述追踪M个观察者及其眼睛位置的移动的步骤之前，还包括:追踪观察者以确定观察者的数量M ;根据追踪到的观察者的数量M为所述投影屏的每个像素分配位置对应的N个相邻的可编程反射镜。
[0008]其中，当M〈N时，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤之后，还包括:保持所述投影屏每个像素对应的N个可编程反射镜中未分配观察者的可编程反射镜为初始状态，使其不反射任何三维图像到任何一个所述观察者。
[0009]其中，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤具体为:根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜相对于所述投影屏表面的角度，以改变所述可编程反射镜的法线方向。
[0010]其中，所述根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影的步骤包括:与分配给所述观察者的可编程反射镜的法线进行关联；分别将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到所述投影屏对应像素上分配给所述观察者的可编程反射镜的法线位置，并经过所述可编程反射镜的反射从所述法线位置相应地射入所述观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
[0011]其中，所述方法还包括:响应所述追踪M个观察者的眼睛位置的移动，相应地调整左眼和右眼三维图像以产生全息图像。
[0012]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示装置，所述装置包括:投影屏，具有分布在其表面的可编程反射单元阵列，且所述投影屏每个像素均被预先分配了位置对应的N个相邻的可编程反射单元，N为大于O的自然数；控制单元，用于将所述投影屏每个像素位置的所述可编程反射单元对应地分配给不同的观察者，且每个所述观察者只分配所述投影屏每个像素位置的所述可编程反射单元中的其中一个；以及根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度，以使得每个所述像素内的两个所述可编程反射单元分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼。
[0013]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示系统，所述系统包括追踪设备、显示装置、三维图像处理装置以及投影设备；所述追踪设备用于追踪观察者以确定观察者的数量M，以及追踪每个观察者的眼睛位置的移动，M为大于O的自然数；所述显示装置包括:投影屏，具有分布在其表面的可编程反射单元阵列，且所述投影屏每个像素均被预先分配了位置对应的N个相邻的可编程反射单元，N为大于O的自然数；以及控制单元，用于获取所述追踪设备追踪到的M个观察者及每个观察者的眼睛位置的移动，将所述投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射单元对应地分配给所述M个观察者，且每个所述观察者只分配所述N个可编程反射单元中的其中一个；以及根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度，以使得每个所述像素内的两个所述可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼；所述三维图像处理装置用于根据所述追踪设备追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的的可编程反射单元的反射角度调制相应的左眼和右眼三维图像，以控制所述投影设备分别将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影，从而控制射入不同的所述观察者左眼和右眼的光学投影。
[0014]其中，所述三维图像处理装置包括:图像处理单元，用于将所需显示的图像渲染成3D图像；显示界面和图像分割单元，用于将来自所述图像处理单元的3D图像分成左眼三维图像和右眼三维图像；信号处理单元，用于根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度产生相应的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号；左眼图像调制单元，用于响应所述信号处理单元产生的左眼图像调制信号对所述左眼三维图像进行调制，控制所述投影设备将调制后的所述左眼三维图像投影到所述投影屏；以及右眼图像调制单元，用于响应所述信号处理单元产生的右眼图像调制信号对所述右眼三维图像进行调制，控制所述投影设备将调制后的所述右眼三维图像投影到所述投影屏。
[0015]其中，所述控制单元根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元相对于所述投影屏表面的角度，以改变所述可编程反射单元的法线方向；所述信号处理单元根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的可编程反射单元的法线方向产生所述左眼图像调制信号和右眼图像调制信号；所述左眼图像调制单元和所述右眼图像调制单元分别响应所述信号处理单元产生的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到所述投影屏对应像素上分配给所述观察者的可编程反射单元的法线位置，使所述入射光经过所述可编程反射单元的反射并从所述法线位置相应地射入所述观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
[0016]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明将可编程反射镜阵列布设在投影屏表面，并预先定义投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且还将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给追踪到的M个观察者，以对每个观察者的每只眼睛只分配该N个可编程反射镜中的其中一个。然后根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及调整的对应的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，使得左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影时能够射入不同的观察者左眼和右眼的光学投影。从而允许观察者完全且无阻碍地自由移动且能够观看到唯一定制的三维立体图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明第一实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图；
[0018]图2是本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的原理示意图；
[0019]图3是本发明第二实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图；
[0020]图4是本发明第三实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图；
[0021]图5是本发明实施方式中的调制左眼和右眼三维图像方法流程示意图；
[0022]图6是本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示装置的结构示意图；
[0023]图7是本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示系统的结构示意图。
[0024]元件标号:
[0025]投影设备13
[0026]投影屏14
[0027]像素140
[0028]可编程反射镜15a、15b、15c、15d
[0029]观察者16、17
[0030]入射光16a、16b、17a、17b
[0031]装置50、62
[0032]投影屏51、621
[0033]可编程反射单元52、623
[0034]控制单元53、622
[0035]系统60
[0036]追踪设备61
[0037]三维图像处理装置63
[0038]图像处理单元631
[0039]显示界面和图像分割单元632
[0040]信号处理单元633
[0041]左眼图像调制单元634
[0042]右眼图像调制单元635
[0043]投影设备64
【具体实施方式】
[0044]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0045]请参阅图1，为本发明第一实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图。该实施方式示出的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法包括如下步骤:
[0046]步骤S10，追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，M为大于O的自然数。
[0047]步骤S11，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的观察者的左眼和右眼。
[0048]其中，多个可编程反射镜分布在该投影屏表面形成可编程反射镜阵列，预先定义该投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给M个观察者，且每个观察者的每只眼睛只分配该N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于O的自然数。
[0049]进一步地，该投影屏每个像素对应N个相邻的可编程反射镜，其中，在将该N个反射镜分配给M个观察者时依照如下方式进行分配:该N个反射镜中的其中两个反射镜(以下称为反射镜A和反射镜B)被同时分配给其中一个观察者，且反射镜A对应该观察者的左目艮，反射镜B对应该观察者的右眼。依照同样的分配方式，将该N个反射镜中的其他反射镜分配给其余的观察者。因此，每个观察者均获得了每个像素下N个反射镜中的两个反射镜。
[0050]在另一种情况下，将该N个反射镜分配给M个观察者时依照如下方式进行分配:该投影屏的全部像素被划分为对应左眼图像的像素以及对应右眼图像的像素这两部分，然后分别对对应左眼图像的像素和对应右眼图像的像素进行分配。具体地，在对应左眼图像的像素中，每个像素均对应N个反射镜，将该N个反射镜中的第一个分配给一个观察者、第二个分配给另一观察者，依此类推，每个反射镜对应分配给一个观察者，从而为每个观察者分配对应的左眼图像的像素。同样，在对应右眼图像的像素中，每个像素也对应N个反射镜，将该N个反射镜中的第一个分配给一个观察者、第二个分配给另一观察者，依此类推，每个反射镜对应分配给一个观察者，从而为每个观察者分配对应的右眼图像的像素。
[0051]步骤S12，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动及分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将该左眼和右眼的三维图像向该投影屏投影，从而控制射入不同观察者左眼和右眼的光学投影。
[0052]请同时参阅图2，为本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的原理示意图。当前有两个观察者16、17，其中，布设在投影屏14表面上的可编程反射镜15a、15b被分配给观察者16的左眼和右眼，可编程反射镜15c、15d被分配给观察者17的左眼和右眼。并且，可编程反射镜15a、15b、15c、15d与投影屏14表面的一个像素140对应布设。当投影设备13向投影屏14发出投影光线时，入射光16a、16b分别通过对应的可编程反射镜15a、15b反射至观察者16的左眼和右眼。同样地，入射光线17a、17b分别通过对应的可编程反射镜15c和15d反射至观察17的左眼和右眼。
[0053]请参阅图3，为本发明第二实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图。该实施方式示出的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法包括如下步骤:
[0054]步骤S20，追踪观察者以确定观察者的数量M。其中，M为大于O的自然数。
[0055]步骤S21，根据追踪到的观察者的数量M为该投影屏的每个像素分配位置对应的N个相邻的可编程反射镜。
[0056]其中，多个该可编程反射镜分布在该投影屏表面形成可编程反射镜阵列。
[0057]在本实施方式中，M的值与N的值相等。例如，当追踪到的观察者的数量为3时，则该投影屏的每个像素与位置对应的3个相邻的可编程反射镜对应。
[0058]步骤S22，追踪M个观察者及其眼睛位置的移动。
[0059]步骤S23，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的观察者的左眼和右眼。
[0060]其中，预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给该M个观察者，且每个观察者的每只眼睛只分配该N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于O的自然数。
[0061]步骤S24，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动及分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将该左眼和右眼的三维图像向该投影屏投影，从而控制射入不同的观察者左眼和右眼的光学投影。
[0062]进一步地，还响应追踪到的M个观察者的眼睛位置的移动，相应地调整左眼和右眼三维图像以产生全息图像，并将该全息图像向该投影屏投影使不同观察者观看到相应的全息图像。
[0063]请参阅图4，为本发明第三实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法的流程示意图。该实施方式示出的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法包括如下步骤:
[0064]步骤S30，追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，M为大于O的自然数。
[0065]步骤S31，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的观察者的左眼和右眼。
[0066]其中，多个可编程反射镜分布在该投影屏表面形成可编程反射镜阵列，预先定义该投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给M个观察者，且每个观察者的每只眼睛只分配该N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于O的自然数。
[0067]进一步地，步骤S31具体为:根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜相对于该投影屏表面的角度，以改变该可编程反射镜的法线方向。
[0068]步骤S32，保持该投影屏每个像素对应的N个可编程反射镜中未分配观察者的可编程反射镜为初始状态，使其不反射任何三维图像到任何一个该观察者。
[0069]其中，该初始状态为可编程反射镜表面与该投影屏表面垂直或平行。
[0070]步骤S33，根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动及分配给该观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将该左眼和右眼的三维图像向该投影屏投影，从而控制射入不同观察者左眼和右眼的光学投影。
[0071]请同时参阅图5，为本发明实施方式中的调制左眼和右眼三维图像的方法流程示意图。该实施方式示出的调制左眼和右眼三维图像的方法，即该步骤S33，包括如下子步骤:
[0072]子步骤S330，与分配给该观察者的可编程反射镜的法线进行关联。
[0073]子步骤S331，分别将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到该投影屏对应像素上分配给该观察者的可编程反射镜的法线位置，并经过该可编程反射镜的反射从该法线位置相应地射入该观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
[0074]请参阅图6，为本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示装置的结构示意图。该装置50包括:
[0075]投影屏51，具有分布在其表面的可编程反射单元52阵列，且该投影屏51每个像素均被预先分配了位置对应的N个相邻的可编程反射单元52，N为大于O的自然数。
[0076]控制单元53，用于将该投影屏51每个像素位置的可编程反射单元52对应地分配给不同的观察者，且每个该察者只分配该投影屏51每个像素位置的可编程反射单元52中的其中一个；还用于根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射单元52的反射角度，以使得每个像素内的两个可编程反射单元52分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的该观察者的左眼和右眼。
[0077]在本实施方式中，该可编程反射单元52可以是反射镜，还可以成盒的液晶单元。
[0078]当该可编程反射单元52为反射镜时，该控制单元53根据观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜相对于该投影屏51表面的角度，以改变该可编程反射镜的法线方向。
[0079]当该可编程反射单元52为液晶单元时，该控制单元53根据观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的液晶单元的驱动电极的电压，以改变液晶分布，从而改变入射光透射到该液晶单元的折射角度。
[0080]请参阅图7，为本发明实施方式中的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示系统的结构示意图。该系统60包括追踪设备61、显示装置62、三维图像处理装置63以及投影设备64。
[0081]该追踪设备61用于追踪观察者以确定观察者的数量M，以及追踪每个观察者的眼睛位置的移动，M为大于O的自然数。
[0082]该显示装置62包括投影屏621以及控制单元622，其中，该投影屏621具有分布在其表面的可编程反射单元623阵列，且该投影屏621每个像素均被预先分配了位置对应的N个相邻的可编程反射单元623，N为大于O的自然数。该控制单元622用于获取该追踪设备621追踪到的M个观察者及每个观察者的眼睛位置的移动，将该投影屏621每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射单元623对应地分配给该M个观察者，且每个观察者只分配该N个可编程反射单元623中的其中一个；还用于根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射单元623的反射角度，以使得每个像素内的两个可编程反射单元623分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的该观察者的左眼和右眼。
[0083]该三维图像处理装置63用于根据该追踪设备61追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动以及该控制单元62分配给该观察者的的可编程反射单元623的反射角度调制相应的左眼和右眼三维图像，以控制该投影设备64分别将该左眼和右眼的三维图像向该投影屏621投影，从而控制射入不同的该观察者左眼和右眼的光学投影。
[0084]进一步地，该三维图像处理装置63还用于响应该追踪设备61追踪到的M个观察者的眼睛位置的移动，相应地调整左眼和右眼三维图像以产生全息图像，以控制该投影设备64将该全息图像向该投影屏621投影，使得不同观察者观看到相应的全息图像。
[0085]进一步地，该三维图像处理装置63包括:
[0086]图像处理单元631，用于将所需显示的图像渲染成3D图像。
[0087]显示界面和图像分割单元632，用于将来自该图像处理单元631的3D图像分成左眼三维图像和右眼三维图像。
[0088]信号处理单元633，用于根据该追踪设备61追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及该控制单元622分配给该观察者的可编程反射单元623的反射角度产生相应的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号。
[0089]左眼图像调制单元634，用于响应该信号处理单元633产生的左眼图像调制信号对该左眼三维图像进行调制，控制该投影设备64将调制后的左眼三维图像投影到该投影屏 621。
[0090]右眼图像调制单元635，用于响应该信号处理单元633产生的右眼图像调制信号对该右眼三维图像进行调制，控制该投影设备64将调制后的右眼三维图像投影到该投影屏 621。
[0091]在本实施方式中，该可编程反射单元623可以是反射镜，还可以成盒的液晶单元。
[0092]当该可编程反射单元623为反射镜时，该控制单元622根据观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的可编程反射镜相对于该投影屏621表面的角度，以改变该可编程反射镜的法线方向。
[0093]具体地，该信号处理单元633根据该追踪设备61追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及该控制单元622分配给观察者的可编程反射单元的法线方向产生该左眼图像调制信号和右眼图像调制信号。
[0094]该左眼图像调制单元634和该右眼图像调制单元635分别响应该信号处理单元633产生的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到该投影屏621对应像素上分配给该观察者的可编程反射单元623的法线位置，使该入射光经过该可编程反射单元623的反射并从该法线位置相应地射入该观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
[0095]当该可编程反射单元623为液晶单元时，该控制单元622根据观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给该观察者的液晶单元的驱动电极的电压，以改变液晶分布，从而改变入射光透射到该液晶单元的折射角度。
[0096]本发明提供的一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统，将可编程反射镜阵列布设在投影屏表面，并预先定义投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且还将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给追踪到的M个观察者，以对每个观察者的每只眼睛只分配该N个可编程反射镜中的其中一个。然后根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及调整的对应的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，使得左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影时能够射入不同的观察者左眼和右眼的光学投影。从而允许观察者完全且无阻碍地自由移动且能够观看到唯一定制的三维立体图像。
[0097]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，所述方法包括: 追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，M为大于O的自然数； 根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个所述可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼；其中，多个所述可编程反射镜分布在所述投影屏表面形成可编程反射镜阵列，预先定义所述投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给所述M个观察者，且每个所述观察者的每只眼睛只分配所述N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于O的自然数；以及 根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影，从而控制射入不同的所述观察者左眼和右眼的光学投影。
2.根据权利要求1所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，当M = N时,所述追踪M个观察者及其眼睛位置的移动的步骤之前,还包括: 追踪观察者以确定观察者的数量M ； 根据追踪到的观察者的数量M为所述投影屏的每个像素分配位置对应的N个相邻的可编程反射镜。
3.根据权利要求1所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，当M〈N时，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤之后，还包括: 保持所述投影屏每个像素对应的N个可编程反射镜中未分配观察者的可编程反射镜为初始状态，使其不反射任何三维图像到任何一个所述观察者。
4.根据权利要求1所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤具体为:根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜相对于所述投影屏表面的角度，以改变所述可编程反射镜的法线方向。
5.根据权利要求4所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，所述根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影的步骤包括: 与分配给所述观察者的可编程反射镜的法线进行关联； 分别将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到所述投影屏对应像素上分配给所述观察者的可编程反射镜的法线位置，并经过所述可编程反射镜的反射从所述法线位置相应地射入所述观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
6.根据权利要求1所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，其特征在于，所述方法还包括: 响应所述追踪M个观察者的眼睛位置的移动，相应地调整左眼和右眼三维图像以产生全息图像。
7.一种同时为多个观察者提供全息图像的显示装置，其特征在于，所述装置包括: 投影屏，具有分布在其表面的可编程反射单元阵列，且所述投影屏每个像素均被预先分配了位置对应的N个相邻的可编程反射单元，N为大于0的自然数； 控制单元，用于将所述投影屏每个像素位置的所述可编程反射单元对应地分配给不同的观察者，且每个所述观察者只分配所述投影屏每个像素位置的所述可编程反射单元中的其中一个；以及根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度，以使得每个所述像素内的两个所述可编程反射单元分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼。
8.一种同时为多个观察者提供全息图像的显示系统，其特征在于，所述系统包括追踪设备、显示装置、三维图像处理装置以及投影设备； 所述追踪设备用于追踪观察者以确定观察者的数量M，以及追踪每个观察者的眼睛位置的移动，Μ为大于0的自然数； 所述显示装置包括: 投影屏，具有分布在其表面的可编程反射单元阵列，且所述投影屏每个像素均被预先分配了位置对应的Ν个相邻的可编程反射单元，Ν为大于0的自然数；以及 控制单元，用于获取所述追踪设备追踪到的Μ个观察者及每个观察者的眼睛位置的移动，将所述投影屏每个像素位置对应的Ν个相邻的可编程反射单元对应地分配给所述Μ个观察者，且每个所述观察者只分配所述Ν个可编程反射单元中的其中一个；以及根据每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度，以使得每个所述像素内的两个所述可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼； 所述三维图像处理装置用于根据所述追踪设备追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的的可编程反射单元的反射角度调制相应的左眼和右眼三维图像，以控制所述投影设备分别将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影，从而控制射入不同的所述观察者左眼和右眼的光学投影。
9.根据权利要求8所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示系统，其特征在于，所述三维图像处理装置包括: 图像处理单元，用于将所需显示的图像渲染成3D图像； 显示界面和图像分割单元，用于将来自所述图像处理单元的3D图像分成左眼三维图像和右眼三维图像； 信号处理单元，用于根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的可编程反射单元的反射角度产生相应的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号； 左眼图像调制单元，用于响应所述信号处理单元产生的左眼图像调制信号对所述左眼三维图像进行调制，控制所述投影设备将调制后的所述左眼三维图像投影到所述投影屏；以及 右眼图像调制单元，用于响应所述信号处理单元产生的右眼图像调制信号对所述右眼三维图像进行调制，控制所述投影设备将调制后的所述右眼三维图像投影到所述投影屏。
10.根据权利要求9所述的同时为多个观察者提供全息图像的显示系统，其特征在于，所述控制单元根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射单元相对于所述投影屏表面的角度，以改变所述可编程反射单元的法线方向； 所述信号处理单元根据所述追踪设备追踪到的观察者的眼睛位置的移动以及所述控制单元分配给所述观察者的可编程反射单元的法线方向产生所述左眼图像调制信号和右眼图像调制信号； 所述左眼图像调制单元和所述右眼图像调制单元分别响应所述信号处理单元产生的左眼图像调制信号和右眼图像调制信号将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到所述投影屏对应像素上分配给所述观察者的可编程反射单元的法线位置，使所述入射光经过所述可编程反射单元的反射并从所述法线位置相应地射入所述观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。
【文档编号】H04N13/00GK104394393SQ201410527713
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】刘美鸿, 陈易华 申请人:深圳市亿思达科技集团有限公司