用于再生图像信息的方法和自动立体屏幕的制作方法_3

文档序号:9476567阅读:来源:国知局
色R、绿色G或蓝色B表征。从而,在每一种情况下,同一行的彼此上下布置的三个像素15在每一种情况下在行方向上彼此补偿而成为色彩中性的像素组,该色彩中性的像素组也就是适合于再生任何色彩的像素组。当然,其它修改也是可以想到的,利用这些修改,多于三种色彩属于像素组或行具有竖直线路,其中然后将要根据不同原色将像素相应地布置到像素矩阵22上。对于像素矩阵12,其例如可以是液晶屏幕(因此LCD)的情况,或者可以是由发光二极管矩阵形成的LED屏幕的情况,或者也可以是等离子屏幕的情况。
[0035]图3以对应于图2的表示示出了不同的实施方式示例,其中不同行的像素15是巢状的,使得在每一种情况下,一排像素15位于一行直接连续的像素15之间,所述排不包括该行的像素15。然而,相较于图1的实施方式示例,这导致直接相邻的行的横向偏移d更小,并导致这些行相对于竖直面稍微更小地倾斜。以下通过图1和图2的屏幕11所进一步描述的像素矩阵12的特殊激活对于图3中示出的这种类型的屏幕以相同的方式也是可行的。
[0036]光栅13包括平行于多行像素15取向的结构族,这些结构彼此等距布置,在图2和图3中,这些结构在每一种情况下由实线表示并且在每一种情况下设定至少一个限定的用于脱离像素15的光的传播平面。从而传播平面由于脱离每个像素15且下降(传递)通过光栅13的结构的光的扇状传播而形成,并且分别从限定的水平传播方向和行方向被横跨。由相邻的条状结构的横向偏移所限定的光栅13的周期长度D为直接相邻的行的横向偏移d乘以准确的整数因子η。在本实施方式示例中所提到的因子η为η = 8,因此D与八倍的直接相邻的像素行的横向偏移d—样大。当然,对于所描述的屏幕11的其它修改并且特别是在更高分辨率的像素矩阵12的情况下,可能甚至明显更大的整数可以代替因子数字8。
[0037]在该情况下,光栅13为透镜栅格,其中条状结构由柱面透镜给定。在所描述的屏幕11的修改的情况下,所提到的结构也可以由透明的狭缝给定,因此光栅13由狭缝栅格给定。
[0038]对于所提到的在术语全景成像或一维全景成像下已知的屏幕11的常规应用,待再生的3D场景的n(因此在该情况下是8)个不同的平行投影中的一个投影被再生在每个提到的子集上,其中这些平行投影通过略微不同的投影方向而彼此不同,并且被编号为从I到8。这在图4中示出,图4以略大的比例示出了屏幕的一部分,其中像素矩阵的三个细节以放大的方式再次被呈现。在每一种情况下用小正方形示出贯穿这些放大细节中的各细节的多行像素15中的每一行,其中这些行以几乎垂直的方式穿过绘图平面。从而在每一种情况下可以将正方形理解为各行像素15的像素15中的一个像素。在放大细节中标记的并且在那里指示不同像素15的从I到8的数字因而指定各像素15所属的子集的序号以及再生在像素15的该子集上的平行投影的序号。
[0039]现在,该屏幕的特殊的几何形状导致了以下事实:以例如用于η = 8的图1中所示出的方式,脱离像素子集中的单个子集的光以平行光束或扇状(条状)穿过光栅。与再生3D场景实际上所引起的光场非常类似的光场借助于此在屏幕的前方形成相对大的观察空间16,其中该空间在图1中以阴影线的方式表示。由于这点,定位成他的眼睛位于观察空间16内的观看者可以三维地感知3D场景,其中通过从屏幕的各个区域入射到他的眼睛中的不同平行投影的贡献,他看到不同平行投影的混合。从而,观看者在每一种情况下从对应于他在观察空间16内的当前位置的视角看到3D场景,该视角在观看者运动时随该位置而改变。
[0040]现在在此处,图1的屏幕11的不同类型的激活(也可类似地应用到图4的屏幕)将要被描述,并且这相当于常规的多视图显示器的操作。在示例的情况中,多视图显示器通过不同的几何结构而不同于此处所描述的屏幕11,该不同的几何结构仅以略微更小的周期长度D = 8dA/(A+a)为特征,其中A被指定为视距。利用这一仅略微不同的几何结构,在图5中用虚线示出的情况会导致,如果在彼此补偿的八个立体的半图像全部再生同一场景且在每一种情况下对应于不同的观看方向或者相机位置的情况下,八个立体的半图像之一被再生在该八个立体的半图像之一的像素15的八个子集中的每个子集上,则使得它们彼此成对补偿成为该场景的具有不同视差偏移的立体图像。之后,图5呈现的八个具有菱形轮廓的视区17在每一种情况下会形成在屏幕11前方的视距A处,半图像之一从八个视区17是可视的。直接相邻的视区的横向偏移由此会粗略地对应于普通的一对眼睛的眼间距。以将其眼睛定位在由视区17横跨的区域内(那里在两个不同的视区17中)的这种方式而位于屏幕前方的每位观看者可以通过此以三维呈现方式来感知场景。
[0041]图5中以三个气泡示出的三个细节的放大图示出了为什么利用本屏幕11在没有再费周折的情况下这一类型的图像再生是不可能的。那里,对于像素矩阵12的几个所选择的区域,再次放大示出像素线的细节。图1和图4的实际光束路径的各部分在这些放大图中以实线方式示出。由此,人可以识别出,以虚线方式表示的且中心引导到视区17中的光束没有以中心方式脱离像素15,而是脱离相对于像素15的中间点横向偏移不同小幅度的点,这些光束(如图中所示的所有光束)在每一种情况下将要表示各自有限地延伸的光柱的中间线。这是上述的关系式D = Sd的结果,并且由于与对应的多视图显示器实际上所需要的关系式D = [8XA/(A+a)]Xd有偏差,因而这是为什么在前面段落中所描述的该类型的图像再生不能在没有再费周折的情况下被转移到本屏幕11的原因。
[0042]现在此处利用所描述的屏幕11来执行一种用于再生图像信息的方法,该方法导致相当于常规的多视图显示器的常规操作的效果。为此,通过在每一种情况下分配到所提到的每行的第一局部坐标值X1和第二局部坐标值X 2,首先执行特殊的分配,其中,在每一种情况下第一局部坐标值X1指定坐标轴18上的位置,坐标轴18被水平地取向在屏幕I前方的视距A处,脱离各自行的光的由光栅13设定的限定传播平面或者这些传播平面之一在该位置处与该坐标轴18相交,并且其中,在横向方向上,第二局部坐标值12指定各自行的位置或光栅13的条状结构的位置,脱离该行的像素15的光穿过该位置。在图5中,通过随机选择的示例示出了对第一局部坐标值X1和第二局部坐标值X2的评估,单个光束19中心地脱离像素15之一。为此,相对于在像素矩阵的线方向上取向的另一坐标轴20,第二局部坐标值&可以被限定为各自的行或条状结构与该另一坐标轴20的交叉点的坐标。为了改进概观的目的,图5中的另一坐标轴20以略微偏移的方式呈现在像素矩阵12后面。
[0043]关于该分配的第一局部坐标值X1假定远多于8个不同的值。为了图示的目的,在图5中可以在以放大的方式在那里呈现的细节中所识别的像素15在每一种情况下以第一局部坐标值X1为特征,在各自的像素15的上方记下第一局部坐标值X1,并且将第一局部坐标值X1分配到各自的像素15所属的行。在该情况下,由此第一局部坐标值X i被扩展成使得第一局部坐标值Xll、2、3、4、5、6、7和8被分配到像素15的八个直接相邻的行,八个直接相邻的行在中心贯穿像素矩阵12。在像素矩阵12的其它区域中,然而第一局部坐标值X1假定中间值。
[0044]首先,控制单元14被配置成计算第一局部坐标值X1和第二局部坐标值X 2的概括分配,或者,在该分配已经存储在任何位置的情况下,被配置成评估该分配。
[0045]基于此,通过控制单元14的合适的编程,在每一种情况下通过图像合成而针对每一行计算图像的提取部,其中该图像在每一种情况下通过待再生的3D图像从由分配到各自行的第一局部坐标值X1所限定的位置的视角来给定,并且其中该提取部在每一种情况下由该图像的条状部来限定,在该图像中,该条状部具有对应于分配到各自行的第二局部坐标值X2的横向位置。一种常规的渲染方法可以应用于此,其中,当相比于这种渲染方法或图像合成方法的常规应用时,关于计算不产生增加的工作量,这是因为如下事实:相对大量的图像未以完整程度来计算,而是仅计算所提到的条状提取部,从而在每一种情况下计算这些图像的相对小的部分。在每一种情况下,起始点可以是以常规的方式限定3D场景且以本身已知的方式处理所应用的渲染方法或所应用的图像合成的数据,以便获得需要的图像,即使在每一种情况下仅仅利用提取部。
[0046]最后,通过为此所配置的控制单元14来激活像素矩阵12的像素15,从而将针对各自行所计算的提取部写入到每一行中。由此,提取部的计算意味着对该提取部的图像点的亮度值的评估,其中,通过形成各自行的利用亮度值激活的像素15将提取部写入到像素矩阵的行中,这些亮度值是针对各自的提取部的图像点确定的并且以取决于各自原色的方式来限定。
[0047]由于该激活,眼睛位于观察空间16’(在图5中以虚线的方式绘制)内的观看者的眼睛在每一种情况下看到大量的上面所引用的提取部的贡献,并且因此严格来说看到各种图像的混合,其中该混合在每一种情况下由于其中所包含的图像之间的仅仅略微的视角差异而非常精确地对应于现实的视角,并且其中两只眼睛可见的视角因眼间距所对应的视差偏移而彼此不同。因此,在观察空间16’内的任何每个位置处的屏幕向用户提供再生的3D场景的三维印象。由此,观察空间16’粗略地对应于视区17的凸面包络。它还可以略微更大,但通常延伸到比利用常规全景成像产生的观察空间16更小的程度。然而,代替此,可以以所描述的方式再生的3D图像受制于更少的限制,特别是关于图像深度
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