本发明涉及裸眼3d技术领域，尤其涉及一种基于裸眼3d的影院播放系统。
背景技术：
科学技术的发展从未止步，电子产品的更新速度也是让人目不暇接。2010年随着电影《阿凡达》上映引起的轰动效应，3d显示技术被人们熟知并追捧，引领了电影工业的新潮流。伴随着时间的推移，3d电影在影院的占比率持续上升，越来越多的3d电影被观众认可并追捧。就目前3d显示技术而言，影院观看3d电影的特点就是必须佩带专业眼镜才能观看。然而，长时间佩戴眼镜观看容易引起头晕、恶心等不良症状，严重者还会损伤视力，同时，有近视眼的观众因佩戴“双重”眼镜所带来的不便更是苦不堪言。因此，如何实现影院3d电影无需佩戴专业眼镜就能观看是一个亟待解决的问题。
裸眼3d显示技术是无需佩戴任何辅助设备（如3d眼镜、头盔等）的情况下，通过光柱透镜等先进光学技术与特殊算法定制的视频片源即可让观众获得前所未有的“高真实度”视觉体验，是一种新型的图像显示技术。基于双目视觉原理的裸眼3d显示技术在教育、展示、科学、影音及移动终端等领域具有重要的应用。
假如能够实现一种基于裸眼3d的影院播放系统，在影院中装载裸眼3d显示终端对影院3d电影进行播放，便能实现无需佩戴专业眼镜就能观看3d电影，极大程度改善影院3d电影的观影体验。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于裸眼3d的影院播放系统。该系统能够有效的解决影院观看3d电影必须佩戴专业眼镜的问题，极大程度的保护观众视力，解决近视眼观众“双重”眼镜所带来的烦恼，给观众提供一个舒适的观影体验。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于裸眼3d的影院播放系统，包括如下步骤：
a.该基于裸眼3d的影院播放系统包括三个模块：影院场景模块，裸眼3d终端模块，3d电影模块；
b.影院场景模块主要呈现影院的总体场景概况，其中包含影院的座椅布置，音响布置等，具体由以下两个组件构成：阶梯状座椅组件，7.1声道音响组件；
c.上述阶梯状座椅组件包括了完整的影院座椅排列情况，结合影院的实际结构大小以及裸眼3d终端模块的具体信息安排适当的座椅外观，排列以及大小等，使得观众可以在影院的任何方位、角度观看3d电影；
d.上述7.1声道音响组件的组成为2个前置主音箱，1个中置音箱，2个侧面环绕音箱，2个后环绕音箱以及1个低音炮音箱，其主要作用是在影院内观众的周围建立起一套相对平衡的声场，观看影片的同时感受影片声音带来的巨大听觉冲击；
e.裸眼3d终端模块主要用于3d电影的播放，根据裸眼3d显示技术原理，该模块主要由以下三个组件构成：液晶显示器组件，光栅组件，主机组件；
f.上述的液晶显示器组件主要作用为视频图像的播放，本系统的影院大小适中，座椅数量适中，所以本液晶显示器组件主要采用拼接屏形式，根据影院的具体大小，采用8k分辨率4*4拼接屏或者10k分辨率5*5拼接屏作为液晶显示器组件，这样的好处在于，观众体验到更大、更清晰的裸眼3d电影效果；
g.上述的光栅组件主要作用为立体效果的呈现，光栅把像素分别映入左、右眼的作用，使人看到的是各自相对应的图像，由于左、右眼视角不同，重合的图像通过视觉神经便产生了立体感觉；
h.上述的主机组件的主要作用为3d电影内容的储存以及对液晶显示器组件信号的传输，主机组件对3d电影储存，处理后将视频信号传输到液晶显示器组件，液晶显示器组件对3d电影进行播放显示；
i.上述的3d电影模块为本系统的视频内容模块，目前，主流的3d电影为左右格式，但是裸眼3d显示终端不仅支持左右格式3d电影，同时也支持多宫格格式3d电影，所以该模块主要由以下两个组件构成：左右格式电影组件，多宫格格式电影组件；
j.上述的左右格式电影组件为当前主流的3d电影格式，其制作简单，成本低，立体效果良好，适用于影院3d播放系统；
k.上述的多宫格格式电影组件为裸眼3d终端特殊支持的格式，其分为五宫格，八宫格，九宫格格式等等，多宫格格式电影相较于左右格式电影有着更好的立体感，但是清晰度有所降低，且其成本高昂，目前仅适合特殊需求的影院系统。
本发明的有益效果是：提供一种基于裸眼3d的影院播放系统，该系统能够有效的解决影院观看3d电影必须佩戴专业眼镜的问题，极大程度的保护观众视力，解决近视眼观众“双重”眼镜所带来的烦恼，给观众提供一个舒适的观影体验，同时该系统填补了裸眼3d显示技术在影院领域的空白，极大的推动裸眼3d显示技术的发展。
附图说明
图1是本发明一种基于裸眼3d的影院播放系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明一种基于裸眼3d的影院播放系统示意图。
图1中的101是一种基于裸眼3d的影院播放系统，该基于裸眼3d的影院播放系统包括三个模块：影院场景模块，裸眼3d终端模块，3d电影模块；该系统中的三个模块的相互关系为：观众在影院场景模块中观看裸眼3d终端模块呈现的3d电影模块。
图1中的102是影院场景模块，影院场景模块主要呈现影院的总体场景概况，其中包含影院的座椅布置，音响布置等，具体由以下两个组件构成：阶梯状座椅组件，7.1声道音响组件；根据裸眼3d显示终端的视听效果，最佳观看距离以及具体影院建造成本计算，该影院场景模块设计大小为100平米，里面包含80个阶梯状座椅以及1组7.1声道音响。这样的好处在于，观众在任何座椅位置都能体验到良好的视听效果。
在本实例中，为了达到最好的观影效果，影院场景观众厅内采用无遮挡式设计，则观众厅需要设计合适的地面起坡高度，具体的计算方式如下：
所求点
0000
1
2
3
………………
其中，
图1中的103是阶梯状座椅组件，其包括了完整的影院座椅排列情况，结合影院的实际结构大小以及裸眼3d终端模块的具体信息安排适当的座椅外观，排列以及大小等，使得观众可以在影院的任何方位，角度观看3d电影；具体的座椅尺寸如下：座椅两扶手中心到中心宽度不宜小于0.50m，扶手间净宽度不宜小于0.44m。观众厅内座椅排距不应小于0.9m，相邻两排之间的最小净宽不应小于0.25m。观众厅内走道宽度应符合消防规范，不宜小于0.9m。这样的好处在于提供一个安全，舒适的观影环境。
图1中的104是7.1声道音响组件，其组成为2个前置主音箱，1个中置音箱，2个侧面环绕音箱，2个后环绕音箱以及1个低音炮音箱，其主要作用是在影院内观众的周围建立起一套相对平衡的声场，观看影片的同时感受影片声音带来的巨大听觉冲击；其中的两个前置主音箱应分别对称摆放在裸眼3d终端模块两旁，并与阶梯状座椅构成一个45度的夹角，音箱的正面尽量对准阶梯状座椅。其中的中置音箱摆放有两个选择，一种是在房顶吊装，放在裸眼3d终端的上方，靠近裸眼3d画面的上沿，另一种安装方式是摆放在裸眼3d终端的下方，紧挨裸眼3d画面底线处。其中侧面环绕音箱以阶梯状座椅所在的水平线为基准，后方30度以内靠墙对称放置，箱体对准阶梯状座椅。高度则保持在观众坐在座椅上时人耳的高度水平线往上30度。其中后环绕音箱应分别对称摆放在影院尾端的两旁，并与阶梯状座椅构成一个45度的夹角，音箱的正面尽量对准阶梯状座椅。其中的低音炮可放在幕布正下方，使低音炮从中轴线向全房间扩散。这样摆放7.1声道音响的好处在于7.1声道音响发出的立体环绕声和裸眼3d终端呈现的内容完美结合，带给观众良好的听觉体验。
图1中的105是裸眼3d终端模块，其主要用于3d电影的播放，根据裸眼3d显示技术原理，该模块主要由以下三个组件构成：液晶显示器组件，光栅组件，主机组件；该模块中三个组件的相对位置为：液晶显示器组件嵌入在影院正前方的墙壁中，光栅组件在液晶显示器组件的正前方8厘米处，而主机组件放在影院正前方墙壁的背后方。这样的好处在于节约影院的场地空间，并且保证影院整体结构的美观。
在本实例中，裸眼3d终端模块呈现3d电影的同时进行裸眼3d图像的合成，以多视点为例，一般的多视点裸眼3d图像合成方法，类似于光筛选法，根据光栅水平方向上覆盖子像素的个数pitch值，以及光栅的倾斜角度，我们判断lcd子像素应该被分配哪个视点图像上相应位置的像素值。pitch值决定了视点的个数，倾斜角度θ决定了视点的排列方式，有多少个视点我们就需要多少张单视点图片序列。如果pitch值为8，所以我们需要8张单视点图片，然后根据棱柱镜光栅的倾斜角度θ和子像素的坐标x、y值判断视点的排布。判别公式如下：
v表示（x，y）坐标上的像素点对应的单视点图片源的序列号，x，y分别是像素点的横坐标和纵坐标（以左上角为坐标原点），p为柱镜光栅的pitch值，n表示视点的个数。
求出的v值进行四舍五入，如果求得等于n，则v取为0，v+1表示的就是第几个视点。在每个像素的位置，各个像素点v值所对应的源图片序列号，取该视点图片对应坐标上的像素值，填充到需要合成的图片对应的子像素位置，当把所有的子像素填充完毕就合成了需要好的裸眼3d图像。
上面的一种理想化的算法，当然存在继续改进的地方，一方面，光栅不可能刚好和lcd屏幕左上顶点不一定恰好和光栅的左上顶点对齐，所以我们需要加一个光栅单元边缘与lcd屏幕的左上顶点的横向偏移量
图1中的106是液晶显示器组件，其主要作用为视频图像的播放，本系统的影院大小适中，座椅数量适中，所以本液晶显示器组件主要采用拼接屏形式，根据影院的具体大小，采用8k分辨率4*4拼接屏或者10k分辨率5*5拼接屏作为液晶显示器组件，这样的好处在于，观众体验到更大，更清晰的3d电影效果；其中8k分辨率4*4拼接屏的组成为16个1080p的单屏，具体的单屏尺寸为55寸液晶屏，单屏之间的拼缝为3.5mm。其中10k分辨率5*5拼接屏的组成为25个1080p的单屏，具体的单屏尺寸为55寸液晶屏，单屏之间的拼缝为3.5mm。
图1中的107是光栅组件，其主要作用为立体效果的呈现，光栅把像素分别映入左、右眼的作用，使人看到的是各自相对应的图像，由于左、右眼视角不同，重合的图像通过视觉神经便产生了立体感觉；其技术主要是基于狭缝光栅和柱镜光栅来实现的，狭缝光栅是由透光和挡光的光栅条组成，通过对光线的遮挡作用，来实现不同视点图像的空间分离，从而实现3d立体效果的呈现。而柱镜光栅是利用柱面透镜对光线的折射作用，使光线在空间发生偏转，从而实现与狭缝光栅相似的效果。其贴合方式为非全贴合方式，具体方式为光栅贴合在玻璃内部，之后将玻璃安装在液晶显示器组件前方8cm处，这样的好处在于，光栅更容易安装并且立体效果更佳。
图1中的108是主机组件，其主要作用为3d电影内容的储存以及对液晶显示器组件信号的传输，主机组件对3d电影储存，处理后将视频信号传输到液晶显示器组件，液晶显示器组件对3d电影进行播放显示；其中的具体工作流程为：
第一步：将3d电影通过u盘或者硬盘传输到主机组件进行存储；
第二步：将存储的3d电影放入3d播放器player3d；
第三步：3d播放器根据光栅式裸眼3d显示特性对每个裸眼3d显示器的输入图像按照光栅排列格式进行rgb重排列，使得3d图像的合成与光栅排列相一致；
第四步：主机组件将处理好的3d电影信号通过hdmi传输到液晶显示器组件进行裸眼3d电影内容的显示。
在本实例中，第三步骤中，3d播放器根据光栅式裸眼3d显示特性获取3d图像合成方式，由于不同光栅的设计不同，3d图像的合成方式也不一样；在此我们以多视点3d图像为例，通常来说，设光栅周期为
其中ceil()为向上取整函数。
根据与光栅对应的多视点图像rgb排列格式，通过逐像素合成的方式对多视点图像进行合成；在多视点图像进行合成时，各个视点的分辨率不需要保证和合成后图像分辨率一致，可以是任意有效值。假设裸眼3d终端模块中每个裸眼3d液晶显示器的分辨率为
图1中的109是3d电影模块，此模块为本系统的视频内容模块，目前，主流的3d电影为左右格式，但是裸眼3d显示终端不仅支持左右格式3d电影，同时也支持多宫格格式3d电影，所以该模块主要由以下两个组件构成：左右格式电影组件，多宫格格式电影组件。
图1中的110是左右格式电影组件，该组件为当前主流的3d电影格式，其制作简单，成本低，立体效果良好，适用于影院3d播放系统；目前市场3d影院所播放的3d电影全部为左右格式，左右格式3d电影制作简单、成本低、同时立体效果好，并且将影院转换为裸眼3d影院之后，左右格式的电影依然可以继续使用播放，极大程度的节约了电影成本，适用于本裸眼3d影院系统。
图1中的111是多宫格格式电影组件，该组件是裸眼3d终端特殊支持的格式，其分为五宫格，八宫格，九宫格格式等等，多宫格格式电影相较于左右格式电影有着更好的立体感，但是清晰度有所降低，且其成本高昂，目前仅适合特殊需求的影院系统；目前，市场上的多宫格格式3d电影仅适用于裸眼3d显示终端，多宫格格式3d电影根据具体的宫格数相较于普通左右格式3d电影渲染时间成倍增加，其制作成本十分高昂，虽然多宫格格式的3d电影有着更好的立体感，但是清晰地有所降低，仅仅适用于特殊需求的3d影院系统。