短屏幕距离中的双投影的制作方法_2

文档序号:9355070阅读:来源:国知局
以是前涂覆(front-coated)、全反射光学镜。
[0022]如果图1中的系统被配置用于使用极化镜片来向观众呈现3D内容,则可以通过在投影仪102、112的投影透镜的输出路径中的任何地方放置左眼图像极化元件和右眼图像极化元件来极化成像图像。例如,如图2所示,左眼图像极化元件260可以定位在镜206与屏幕之间。右眼极化元件262可以定位在镜208与屏幕之间。在左右镜之前极化光可能有问题,因为保留极化可能对于镜上入射的投影光的某些入射角度而言效率更低。可以通过在镜与屏幕之间放置极化器来避免任何极化损失。
[0023]在使用高增益屏幕时,观看屏幕的观看者可能体验到在屏幕上观看的左眼图像和右眼图像之间的亮度差。亮度差可能由用于屏幕上的每个对应的左眼图像像素和右眼图像像素的来自屏幕的所反射的左眼图像光和右眼图像光的量的差引起。当左眼图像光和右眼图像光在屏幕上的相同点上入射但是具有不同的入射角度时,向观看者反射的光的量可能不同。取决于屏幕上入射的投影图像光、从屏幕到观看者的反射图像光的角度关系和屏幕的增益,观看者可能体验到所观看的左眼图像和右眼图像之间的显著的亮度差。图3-图4中通过示例示出了由高增益屏幕引起的观看者所体验到的亮度差。
[0024]图3示意性地描绘短距离投影设置的两个屏幕(平的屏幕332和弯曲的屏幕336)的交叠连同关于屏幕的点和位置的俯视图。具体地,图3示出使用平的屏幕332的实现和使用弯曲的屏幕336的单独的实现的交叠以图示从不同的投影点向弯曲的或者平的屏幕上投影的向观看者反射以及在具有最大亮度的方向上反射的图像光的角度关系。
[0025]图3描绘水平平面上的角度。但是可以包括竖直维度以说明入射和反射的全部角度。图3的二维描绘出于简化目的而涉及高增益屏幕对亮度的影响。使用图3描述的角度关系连同图4中的增益与观看角度曲线中图示的屏幕表面的反射特性,可以描述在屏幕上的特定点处查看的观看者所体验的亮度不平衡(luminance imbalance)。图3还可以图示屏幕的曲率可以如何用于重新定位可能出现的亮度不平衡的区域同时观看左眼图像和右眼图像。为了强调曲率影响,可以认为图3中的平的屏幕332是具有无限半径的曲率的屏幕,并且弯曲的屏幕336具有半径在屏幕332是从投影仪的距离的数量级的曲率。
[0026]关于三个投影点304、308、312示出设置,其中投影透镜可以将图像投影到平的屏幕332或者弯曲的屏幕336上。点304可以是从放映室向屏幕投影左眼图像的位置。点308可以是从放映室向屏幕投影右眼图像的位置。点312可以是沿着屏幕的中心线向屏幕投影图像或多个图像的位置。左眼图像和右眼图像投影点304、308可以是用于针对立体呈现的投影的左眼图像和投影的右眼图像的投影点。点312可以表示通过可以对应于屏幕的中心线的相同的投影透镜投影左眼图像和右眼图像二者的投影仪的投影点。观看者可以定位在如由位置316标记的投影点与屏幕之间。
[0027]对于具有向屏幕上投影左眼图像和右眼图像的单个投影透镜的3D投影系统,观看者从屏幕前面的任何位置处看到的左眼图像和右眼图像可以不包括用于屏幕上的任何图像位置的屏幕上的左眼图像与右眼图像之间的亮度不平衡。例如,沿着屏幕的中心线从点312向屏幕的中央的屏幕位置314投影的图像可以从屏幕被反射回312。查看在屏幕位置314处的屏幕上的图像的位置316处的观看者可以根据图4所示的增益曲线402的中央位置412来观看最大亮度。屏幕上的点的观看者的视线(例如从屏幕位置314到位置316的线)与来自屏幕上的点的具有最大亮度的反射光的路径(例如从屏幕位置314到点312)之间的角度可以是观看角度或者增益观看角度。对于本示例,与图4中的中央位置412处的增益关联的观看角度是零度。位置316处移动离开具有最大亮度的反射光路径同时观看屏幕位置314的观看者可以增加用于观看者的观看角度。屏幕位置314处的观看亮度或感知亮度可以随着观看角度增加而变小。用于从点312到屏幕位置314投影的反射光的增加的观看角度的感知亮度可以基于图4中的增益曲线402的轮廓和观看角度而变化。通过一个投影仪在屏幕上投影的对应的左眼和右眼图像像素可以具有相同的增益观看角度,如以上所描述的。在没有增益观看角度的差异的情况下,可能不会由于屏幕增益而出现屏幕上的观看的左眼和右眼图像之间的亮度不平衡。
[0028]图4表示由观看者感知的在观看角度的范围内的屏幕增益的变化的示例。在以上示例中,屏幕上入射的光垂直于屏幕(即与屏幕成90度)。反射角度可以等于入射角度,并且反射光的亮度沿着垂直于屏幕的路径可以最大。光可以以其它角度在屏幕上入射,并且在镜面方向上或者以等于入射角度的角度等同地反射的光可以在最大亮度的方向处或附近。与不垂直于屏幕表面的入射光关联的增益仍然可以与图4中从镜面方向测量的角度具有类似的增益曲线,如图4所示。简言之,图4的增益曲线可以用于图3的平的屏幕332和弯曲的屏幕336上的光的所有入射角度。在图4中,大于I的增益曲线值可以表示与在屏幕具有理想的漫反射表面(例如Lambertian表面)的情况下反射回观看者的光相比更多光被反射回观看者。小于I的增益曲线值可以表示与在屏幕具有理想的漫反射表面的情况下向观看者返回的相比更少的光被反射回观看者。
[0029]对于具有分离的左眼图像和右眼图像投影透镜的3D双投影仪,图3中位置316处的观看者通常可以观看屏幕位置320,其中左眼图像从点304被投影并且右眼图像从点308被投影。在屏幕的中央附近在屏幕位置314处的屏幕位置320的弯曲的屏幕336可以具有平的表面,该平的表面以与在平的屏幕332的相同或相似的位置处的平的屏幕332类似的方式反射光。用于弯曲的和平的屏幕的屏幕中央附近的增益观看角度性能可以是相似的。
[0030]可以通过屏幕在箭头322所示的方向上反射来自304的左眼图像光线,使得入射角度等于反射角度。当图像从304被投影时,定位在箭头322处的观看者可以在屏幕位置320处观看左眼图像的最大亮度。例如,观看者可以以感知的增益来观看来自屏幕位置320的左眼图像,诸如图4中的中央位置412所表示的。
[0031]位置316处的观看者可以以与用于从位置316到屏幕位置320的线与从屏幕位置320到箭头322的末尾的线之间的观看角度的增益相关的亮度来观看屏幕位置320处的左眼图像。在位置316,观看者可以观看对应于图4中的增益曲线402上的位置416的屏幕位置320处的左眼图像增益。
[0032]从点308到屏幕位置320投影的左眼图像可以与平的屏幕332成正确的角度,使得反射光被引导回点308。屏幕位置320处的弯曲的屏幕336具有与平的屏幕332类似的反射角度,使得可以在与平的屏幕332类似的方向上来反射光。位置316处的观看者可以以与用于从位置316到屏幕位置320的线与从屏幕位置320到点309的线之间的观看角度的增益相关的亮度来观看屏幕位置320处的右眼图像。在位置316,观看者可以观看对应于图4中的增益曲线402上的位置414的屏幕位置320处的右眼图像增益。
[0033]如果用于左眼图像的位置416处的增益曲线的斜率和用于右眼图像的位置414处的增益曲线的斜率对于多个小观看角度的范围具有小的增益变化,则亮度不平衡的量可以很小。观看者的左眼和右眼分别观看的左眼和右眼图像亮度之间的小的差异可以是可接受的,因为眼睛能够调节到这一差异而没有体验到不舒服或者降低的观看体验。
[0034]位置316处的观看者从观看屏幕位置320处的图像到朝着屏幕的外边缘的位置(诸如屏幕位置324或者屏幕位置328)移位时,屏幕上的屏幕位置324或屏幕位置328处的观看的左眼和右眼图像之间的亮度差变化。如果屏幕是平的屏幕332并且观看者在316处在屏幕上观察到屏幕位置328,则屏幕位置328处的左眼和右眼图像的增益观看角度可以远大于更接近屏幕中央的屏幕位置320处的左眼和右眼图像的增益观看角度。
[0035]例如,屏幕位置328处的左眼图像被示出为具有从点304到屏幕位置328的光线,并且以箭头线329的方向上的最大亮度反射离开屏幕。左眼图像增益观看角度可以是屏幕位置328的观看者视线(例如沿着从位置316到屏幕位置328的线)与沿着箭头线329具有最大亮度的反射光的线之间的角度。与用于位置316处的观看者的屏幕位置328处的左眼图像增益观看角度关联的增益可以对应于图4中的增益曲线402上的位置410。
[0036]右眼图像可以被示出在屏幕位置328处的具有从点308到屏幕位置328的光线。光线可以以箭头线331的方向上的最大亮度反射离开屏幕。右眼图像增益观看角度可以是屏幕位置328的观看者视线(即从位置316到屏幕位置328的线)与沿着箭头线331之间的角度。与用于位置316处的观看者的屏幕位置328处的右眼图像增益观看角度关联的增益可以对应于图4中的增益曲线402上的位置404。左眼和右眼增益观看角度可以非常大,导致眼睛图像亮度中的显著减小。
[0037]用于左眼图像的位置410处的增益曲线的斜率和用于右眼图像的位置404处的增益曲线的斜率可以很大,并且对于观看角度的很小变化,观看角度的增益变化可以很大。左眼和右眼图像增益观看角度的很小差异可以产生观看的左眼和右眼图像之间的很大的亮度差异。对于左眼和右眼图像之间的这些较大的差异,观看者的左眼和右眼分别观看的图像的部分的亮度可能不可接受,因为眼睛可能不能够调节到引起劣化的观看体验的这一差异。观看左眼和右眼图像亮度不平衡可以出现在屏幕上的屏幕的如下部分:其中屏幕上的左眼和右眼图像的增益观看角度的差异落在如图4所示的增益曲线的其中增益曲线的斜率的幅度更大的部分中。
[0038]具有更平坦的轮廓的增益曲线可以不创建为其中投影成像光到屏幕的轴被位移的两个观看的投影图像之间的亮
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