专利名称：高清晰光栅立体图片的制作方法
高清晰光栅立体图片所属技术领域-本发明属于光学显示技术领域，涉及一种光栅立体图片的制作方法和结构。
技术背景-随着光栅立体成像技术的日趋成熟，立体图片以其观看自由、立体感强及适应性 好的优势，在摄影、广告和装饰等行业逐步得到普及。立体图片通常由立体光栅和抽 样图复合构成，立体光栅可以是狭缝，也可以是柱镜光栅，而抽样图是由一系列的立 体视差图像重新抽样排列成的新图像。抽样图的特点在于细节十分丰富，图像信息量 大， 一般用数码激光洗印、彩色写真喷绘、印刷等方式输出。两个因素影响了光栅立体图片的进一步发展和应用，其一，立体景深不能太大， 否则前后景图像裂变产生的重影将无法忍受，影像不够清晰、透彻，不利于表现大纵 深的宽阔场景；其二，容易出现莫尔纹，带来眼暈感，引起部分观看者的不适应，阻 碍了立体图片在商业上的广泛应用。究其原因，主要在于目前各种彩色数码图片输出方式中，像素点的分离性都不高， 绝大多数像素还是相互渗透的，这与抽样图横向像素相互分离的要求是矛盾的，在光 栅的作用下必然引起图像的裂变，直观表现为立体图中前后景的高反差细节总是出现 明显的重影；另外，输出图片的尺寸精度不高带来的立体图失配常常带来难以忍受的 眼晕感。
发明内容
本发明公开一种高清晰光栅立体图片的结构，结合了激光照排输出、半调网屏和 混色技术，目的在于解决立体图片裂变、重影和眼晕问题。本发明的原理在于，将抽样图的RGB三色分量网屏化后重新组合，利用激光照排机输出到同一张胶片上，与后面的混色色版套准形成彩色图像，在背光源的照射下呈现清晰透彻的立体图像。实现过程包括1，抽样图的像素优化；2,网屏化方法和参 数选择；3，激光照排输出胶片；4,混色色版和背光源。 下面详细说明实现高清晰立体图像显示的过程。第一步，进行抽样图的像素优化。我们首先要区分立体像素单元和普通像素，每 个立体像素单元由所有视差序列图的对应像素水平排列而成，立体像素应该是正方形 的，这时立体图像的横纵向分辨率一致，比较合理，那么组成立体像素的普通像素的 形状应该是竖条状。显然，这与采用传统方式输出抽样图时，对像素形状的理解是不 一样的，在普通的立体图片中，纵向分辨率是远高于横向的，因此存在大量信息冗余， 需要对抽样图纵向数据进行压縮和优化。假设光栅栅原始视差序列图的像素太多，需要根据最终立体图片的尺寸进行压缩，再合成抽样图。为了更好地解决在某些位置看到反像带来的眼晕问题，可以将视差序列图的第一 或最后一幅设置成全黑再抽样合成，这就是所谓立体像素隔离技术，只要在一定距离 之外，双眼不会再看到反像，因此不会出现眼暈感。当然，这种立体像素隔离有一些 负面作用， 一般情况下没有必要采用。第二步，网屏化方法和参数选择。与印刷行业采用的调幅挂网技术有所不同的是， 抽样图每个像素的形状和大小已经固定下来，不存在网屏的角度、频率的选择问题， 可以改变和优化的只是透光点的形状，因此，从下面开始称为网格化更合适。每个颜 色分量用x*y的网格表示，网格上每个点代表激光照排片的一个曝光点，分为亮点和 暗点两种，亮点透过光线，暗点遮挡光线，网格中的亮点的数量或面积比例代表相应 的颜色值。抽样图上每个像素含有R、 G、 B三个颜色分量，网格化后呈纵向排列，三 个网格显示一个完整的像素，像素网格呈窄长方形纵向分布；N个像素网格水平排列成 一个立体单元，呈正方形。网格化方法遵循如下原则①亮点以聚集方式分布；②亮点的重心落在网格的中 心；(D亮点以指定形状优先分布。考虑到激光照排机曝光、显影等过程的非理想化， 少量的亮点应优先聚集成正方形、圆形等团状，以免被扩展的暗点"淹没"。四种网 格典型的亮点形状为菱形、长方形、横线、竖线，在多数网格的分布中，亮点并不具 备这些典型形状，即使如此，网格化时也应该以指定形状为趋势。网格中的亮点可以以菱形的方式聚集在一起，这时立体图像的颜色稳定性与像素 分离性比较均衡。网格中的亮点可以以长方形的方式聚集在一起，这时立体图像的颜色稳定性与像 素分离性比较均衡。网格中的亮点可以以横线优先的方式聚集在一起，立体图像的颜色稳定性更好。 网格中的亮点还可以以竖线优先的方式聚集在一起，立体图像的像素分离性更好。 根据网格化规则和亮点形状，可以提供一种着色算法实现像素快速网格化。先建 立一个二维数组G[x][y]，按亮点出现的先后顺序给数组赋值，例如第一个亮点出现在 网格的中间，将中间位置的数组元素赋值l;第二个亮点出现在第一亮点的上侧，将该 位置的数组元素赋值2;第三个亮点出现在第一亮点的下侧，将该位置的数组元素赋值 3;……;设第K个亮点出现在第j行第i列，则G[i][j]-K。需要网格化编码的像素 的某个颜色值为C， 0《C《255，网格化后共有C*x*y/255个亮点，如果G[i][j]《 C*x*y/255，则该点为亮点，否则为暗点，此过程编制成程序后让计算机自动处理实现 网格化。为了更好地解决像素分离度不高带来的重影问题，可以考虑将每个像素网格的第 一列和(或)最后一列设置成全黑，这就是所谓像素分离技术。光栅栅距P (单位mm)、视差图数量N、激光照排精度为D (单位dpi)与网格大小x、 y之间的关系为x = p*D/N/25. 4 y = p*D/76.2如果可以根据需要确定p的大小，x、 y为整数的条件是容易满足的。但一般情况下p 值不能选择，需要对x、y做出调整，直接对y作四舍五入即可确定网格的高度[y+0. 5]， 而宽度有两种[x]和[x]+l，这里[]为取整算符，也就是说抽样图网格化时必须根据情 况对像素作不同大小的网格化处理，这种像素大小不均有时会带来图像不匹配的痕迹， 可以在像素网格化时对亮点着色顺序引入一定的随机性来解决。第三步，网格化的抽样图用激光照排机输出到胶片上。这样一张照排片虽然是黑 白的，但已经包含了抽样图所有的颜色信息。照排机有网点精度和有效幅面两个重要 指标，当前主流机器的照排精度都不低于2400dpi，大幅面照排机的有效面积已经超过 2000mm*1200mm，完全满足输出立体图像的要求。第四步，混色色版和背光源。混色色版由R、 G、 B三色横线条构成，在纵向交错 排列， 一组R、 G、 B线条的高度与立体像素网格的高度严格相等，只要将色版套准在 照排胶片的后面并固定，则每个单色网格与对应的色块就准确地匹配在一起了，配合 光栅，在灯箱的照明下显示鲜艳透彻的立体图像。本发明提供的抽样图输出方法，确保了像素的独立性，提高了颜色的鲜艳度，可 以大幅度提高图片的立体感和清晰度。另外，目前的工艺精度已经满足狭缝光栅和柱 镜光栅的生产要求，与高精度的激光照排片可以较好匹配，解决了立体图片的眼晕问 题。
-图l是抽样图示意。由w朴个立体像素单元(1)构成，每个立体像素呈正方形。 图2是立体像素单元(1)的示意图。每个立体像素(1)由N个像素网格(2)水平 排列而成，图示中的虚线框表示一个像素网格(2);每个像素网格(2)含有R、 G、 B 三个单色网格(3)，呈纵向排列。图3是单色网格(3)的示意图，网格(3)由暗点(4)和亮点(5)构成。本图中 网格大小为8*32，图3a表示一个颜色值为137的网格，亮点聚集成典型的菱形；图3b表 示一个颜色值为142的网格，亮点聚集成典型的长方形；图3c表示一个颜色值为77的网 格，亮点以横线优先的方式聚集；图3d表示一个颜色值为lll的网格，亮点以竖线优先 的方式聚集。图4是混色色版的示意图，由红色线条(6)、绿色线条(7)和蓝色线条(8)构 成，在纵向无间距交错排列， 一组R、 G、 B线条的高度与立体像素网格的高度相等。
具体实施例方式制作一张高清晰立体图片。准备一张幅面为80cm*60cm，厚度为5mm的标准40LPI狭缝光栅，栅距p=0. 635mm，准备12幅视差序列图，将每幅图像縮放成1260*945大小，然后合成大小为15120*945 的立体抽样图。激光照排机的照排精度为2400dpi，每个单色网格的大小为5*20，采 用长方形聚集方式对整个抽样图进行网格化处理，然后输出到激光照排胶片上。准备 一张混色色版灯片，R、 G、 B三色线条的宽度均为0. 2117mm，每组线条宽度为0. 635mm。 混色色版可以采用专色印刷的方式制备，便于批量生产，而且成本较低；如果用三色 激光曝光的方式输出到灯片上，则完全失去了成本优势。将狭缝光栅、照排胶片、混 色色版对位、套准后固定在灯箱上，形成立体图像。照搬同样的方法可以制作平面变图或动画，这里不再详述。本发明的宗旨在于，利用激光照排输出抽样图，实现像素的高分离性，利用混色 编码技术实现黑白输出的彩色显示。专业人士根据本说明书提供的解决方案可以很容 易写出很多相关实施案例，如RGB三色的排列顺序可以互换，抽样图还可以分解为其 它颜色分量或其它专用颜色，甚至让相邻立体像素之间的RGB网格改变排列顺序也是 可行的，这时色版上色块要作相应的改变，不再是直线，给套准增加了一些困难。本 发明的意旨将包括与所附权利要求符合的所有实施例。
权利要求
1. 一种高清晰立体图片，由光栅和它后面的抽样图组合而成，光栅可以是狭缝光栅，也可以是柱镜光栅，其特征在于，抽样图是由激光照排胶片和混色色版组合而成的彩色图片。
2. 如权利要求l所述的立体图片，其特征还在于，将抽样图上的连续调像素进行网格 化编码，并将R、 G、 B三色分量输出到同一张照排胶片上，混色色版由R、 G、 B三 色构成，利用混色编码技术实现黑白输出的彩色显示。
3. 如权利要求2所述的立体图片，其特征还在于，抽样图上每个彩色像素在激光照排 胶片上的R、 G、 B颜色分量呈纵向排列，混色色版由R、 G、 B三色横线条构成，在 纵向交错排列， 一个R、 G、 B组合线条的宽度与立体光栅的周期相同或近似。
4. 如权利要求3所述的立体图片，其特征还在于，显示R、 G、 B颜色分量的网格呈窄 长方状纵向分布，N个像素网格水平排列成一个立体像素网格，呈正方形，N为合成 立体图片的视差序列图数量。
5. 如权利要求4所述的立体图片，其特征还在于，每个颜色分量网格中的亮点数量或 面积比例代表对应的颜色值，亮点聚集在一起，并且亮点的重心分布在网格的中心。
6. 如权利要求5所述的立体图片，其特征还在于，将每个网格的左或右边界设置为暗 点，增加每个像素之间的间隔和独立性。
7. 如权利要求5或6所述的立体图片，其特征还在于，网格中的亮点以菱形优先的方 式聚集在一起。
8. 如权利要求5或6所述的立体图片，其特征还在于，网格中的亮点以长方形优先的 方式聚集在一起。
9. 如权利要求5或6所述的立体图片，其特征还在于，网格中的亮点以横线优先的方 式聚集在一起。
10. 如权利要求5或6所述的立体图片，其特征还在于，网格中的亮点以竖线优先的方 式聚集在一起。
全文摘要
本发明公开了一种高清晰光栅立体图片的结构和制作方法，立体图片由光栅和抽样图构成，抽样图的输出结合了激光照排、半调网屏和混色技术。利用激光照排机，将抽样图网格化后的RGB三色分量组合，输出到同一张胶片上，与后面的混色色版套准成彩色图，在背光源的照射下呈现清晰透彻的立体图像。本发明解决了立体图片的景深裂变、重影及眼晕问题，大幅提高了图像的清晰度，有效改善了观看舒适度。
文档编号G02B27/22GK101251651SQ200710079378
公开日2008年8月27日 申请日期2007年2月25日 优先权日2007年2月25日
发明者薄淑英 申请人:薄淑英