三维投影显示器的制作方法

专利名称：三维投影显示器的制作方法
技术领域：
三维显示系统，其包括投影显示系统以及自动立体三维显示器。
背景技术：
包含多个投影仪的显示系统即用于二维(2D)显示系统又用于三维 (3D)显示系统。用于制造3D显示器的显示系统具有多种形式。 一种形 式使用多个投影仪在投影屏幕上产生平铺的高分辨率图像，然后将大量 透镜放在屏幕前方，每个透镜被布置来为屏幕的一小部分成像。经常以 单轴透镜状排列来布置这一系统内的透镜。然后，由于透镜的作用，观 察者会根据他的观察点看到一套不同的像素，因此为适当投射的图像数 据呈现了类似于3D的外观。该方法不依赖多个投影仪，但是受益于它们 所提供的附加像素数。
3D图形也可以通过布置多个与屏幕相关的投影仪形成，以使得观看 屏幕不同部分的观察者能看到来自不同投影仪的图像组成部分，各组成
部分互相配合从而达到3D效果。这并不需要大量透镜且能够达到较好的 3D效果，因为合成图像能够具有一个明显的深度同时只是在不同的观察 点看起来不同。投影仪越多取得的效果越好，因为这提供了更大的视角 以及更自然的3D图像。常规地，随着投影仪数量的增加，这样的显示器 的图像渲染(render)要求对于一个系统而言变得非常高，从而导致对 可获得质量造成了经济限制。同样，随着投影仪数量的增加，与每个其 他投影仪相关的各个投影仪安装变得更困难。
这些系统执行的渲染在概念上相对简单，但是要求相对大量的处理 资源，因为通过使用位于视见约束体(viewing-volume)中的虚拟图像生 成相机来渲染要在每个投影仪上显示的数据，从该视见约束体可以看到 自动立体图像。虚拟图像生成相机是一个点，从该点进行渲染。在光线 追踪术语中该点是假定所有光线从其散发的点，并且通常代表从其观察 图像的点。对于自动立体显示器，通常为视见约束体内的几个虚拟图像 生成相机位置执行渲染，正如本段前面所述的，这是计算量繁重的任务。


将参考如下的说明性图例附图、仅仅通过实例的方式详细描述不同 的实施方案，其中，
附图l表示投影系统的图，三维投影显示器可以根据该投影系统来
实现；
附图2表示可以设置在附图1的投影系统内的投影仪的截头锥体，
以及 一 个渲染图像信息的说明性实施例；
附图3和4表示系统空间内的点p，其被投影穿过点p，从而显示在
对于观察者来说正确的空间位置；
附图5表示一包括曲面屏幕的三维投影显示器实施方案；以及 附图6表示三维投影系统产生的某些图像可能发生的失真效应。
具体实施例方式
附图1表示投影系统，三维投影显示器可以根据该投影系统来实现。 投影系统是单水平视差(HP0)系统，尽管在此处公开的工作原理可以用 于其他系统。多个投影仪1均被布置为将图像投影到屏幕2上。屏幕2 具有散射特性，使得在水平面内散射角非常小，大约1.5° ,然而在垂 直面内散射角却相对大很多，大约60° 。
布置投影仪1,使得两个相邻的投影仪和屏幕之间的角度6不大于 屏幕2的水平面散射角。这种布置保证，位于屏幕2的另一侧的观察者 3不会看出图像内的任何间隙，该间隙不能被投影仪l中的至少一台照 亮。
无需以任何高精度将投影仪1关于彼此或关于屏幕排列成一行。能 够执行校准步骤(下面描述)来补偿投影仪定位或者光学不规则性，以 及补偿屏幕中的不规则性。
由多个联网计算机组成的计算机集群(computer cluster)可用于执 行待显示图像的图像处理或者渲染。可使用更多专用硬件，这能够降低 所需独立计算机的数量。每台计算机4可包含处理器、存储器以及具有 一个或多个输出接口的消费者层面的显卡。显卡的每一个接口可连接到 一台独立投影仪。可配置计算机4中的一台作为其余计算机的主控制器。光线从投影仪1被投射向屏幕2。为 投影仪l中的每一台示出了独立的一条光线，尽管实际上每一台投影仪 会从它的投影截头锥体范围内的一栅格像素发射投影。所示每一条光线 5被导引使其产生显示图像内的单一显示点，例如点7。该显示点不在屏 幕2的表面上，而是在观察者看来好像处于屏幕2前方的某一距离处。 每个投影仪1可被配置为将相应于图像或者图像的一部分的光线发射到 屏幕2的不同部分。如果图像是根据投影仪透视图或者屏幕上显示的失 真图像进行显示的，这会导致投影仪偏差。在一实施方案中，待显示的 3D物体的顶点以下述方式被操作或被预失真从而校正投影偏差。
根据一实施方式，3D图像的显示以如下方式进行
1. 包括3D图像信息的应用数据作为一系列顶点由主计算机接收。例 如，这些信息可以是来自诸如AUTOCAD等的CAD软件包的信息，或者可 以是从多个相机提取的场景信息。主计算机(或者过程)通过网络将数 据发送到渲染计算机(或过程)。
2. 每个渲染过程接收顶点(信息)并且为其分配的投影仪中每一个进 行渲染，补偿由于投影偏差或系统附加到图像中的失真产生的某些视觉 效应。也可以通过在渲染光线之前处理图像信息来补偿视觉效应。
3. —旦将3D数据适当地投影到显卡的2D帧緩沖区内，应用更多的 校准数据以通过对预失真顶点的进一步操作或处理来校正投影仪、镜面 (mirror)和屏幕表面的偏差。
可以对组成3D图像的顶点进行自定义处理，该自定义处理需要考虑
投影截头锥体的特性。系统内每一个投影仪的渲染(或者"相机")截头 锥体与实体投影仪的截头锥体可能不同。每一个投影仪i可被安装得访
问屏幕背面的整个高度(即，它覆盖了顶端区域和底端区域)。由于屏幕 的HP0特性，渲染截头锥体可被布置为使得每一个截头锥体的原点在ZX 平面内与其相关的投影仪共面，并且它的方向在YZ平面内由选择的观察 者位置确定。
附图2表示可以设置在附图1的投影系统中的投影仪的截头锥体， 以及渲染图像信息的一个说明性实施例。示出屏幕2的一部分，以及"理 想的"渲染截头锥体8 (阴影线区域)，和实体投影仪截头锥体9。投影 仪截头锥体9通常由与"理想的"投影仪位置IO偏离的投影仪产生。注意，理想的投影仪位置10与实际位置10，在ZX平面内共面。
可以选择渲染截头锥体的范围，以使得所有可能的光线都由相应的 实体投影仪重复。在一实施方案中，系统空间内的渲染截头锥体与屏幕 的实体访问部分相交。
实体投影仪的某些偏差，如旋转和垂直偏差，由校准和图像翘曲来 校正，后面会进行描述。
再看附图1，可以看出，通过在投影仪l组的旁边放置镜面11，多
个虚拟投影仪12由投影仪截头锥体的反射部分形成。这样达到增加投影 仪数量的效果，因此增加了观察者3观察图像6的视见约束体尺寸。通 过为镜像的(mirrored)实体投影仪计算实际投影截头锥体和虚拟投影截 头锥体，将局部校正截头锥体投射到屏幕上。例如， 一实施方案包括自 动立体显示器，每个计算机(4)的显卡帧緩冲区可并列装载两个渲染图 像。渲染图像的分界线与镜面边沿对齐。
为校正前述HP0失真，并且为沿各个视点向观察者呈现几何准确的 自然空间，可以在渲染前针对图像几何进行操作或者进行预失真。为了 而限定观察者关于屏幕的位置以进行完全准确的失真校正，可提供眼球 的任意运动。
对于多观察者多视点自动立体系统，不可能同时追踪每个观察者。 因此，如果把观察者的地置限定在最常见位置，就接受了一个折中办法。 在一实施方案中，选择处于视见约束体的中心的视觉深度。但是，该方 法允许观察者位置的实时更新，例如通过改变系统的如下数学表达式中 的坐标。
当从外部3D应用程序显示图像时，重要的是真实地表示眼空间(或 者应用程序空间)，这包括保留中心视点并产生透视正确的物体。
系统的数学表达式将用户视点(从外部应用程序)定义为被映射到 眼的中心轴线上(即，沿着眼空间的Z轴)。使得用户的主视点类似于应 用程序的，并且使用户有能力通过在视觉约束体内四处移动来环视所显 示的物体。
在进一步限定系统的数学表达式时，确定了一个4x4矩阵MA,其中认
为矩阵MA能够将应用程序的眼空间变换到应用程序的投影仪空间。 一旦 处于投影仪空间内，设投影矩阵PA表示进入应用程序同种剪切空间的投
8目前我们通过应用眼投影逆矩阵P^而"未投影"到显示眼空间之 内，且使用眼变换逆矩阵M纟进一步映射到系统空间内。 一旦进入系统空 间，可以应用一般变换矩阵T，例如允许将应用程序约束在显示器的子
约束体(sub-volume)内。渲染相机变换矩阵Mp可以用来映射到投影仪空 间用于几何预失真。
对投影仪空间中的几何结构进行操作或进行预失真，然后我们执行 幻视投影HZPP进入我们的相机幻视同种剪切空间。幻视变换可以表示为<formula>formula see original document page 9</formula>
括号内的符号可被理解为表示图像的翻转或者跳动。在一实施方案 中，翻转图像以补偿投影仪的投影模式。
应用程序空间内的同种点P = 〈Px,Py,Pz,i〉，在映射到归 一化设备坐标
前，可以表示为<formula>formula see original document page 9</formula>
其中D(x,y,z;E)表示随投影仪空间内的点坐标以及眼位置而变化的操 作或者预失真，如下所述。
附图3和4表示在给定的投影仪显示图像前可能在对图像执行操作 时所进行的计算。投影仪13可以被配置为发射光线形成点P，该点p在
屏幕14后部的近距离处。观察3D图像的点p的观察者看到在点16处穿 过屏幕14的光线15。
发射光线17以构成点p的投影仪13可以不直接将光线导向点p, 而是导向屏幕14的一部分一一此处对观察者看起来是点p (即，穿过点 p，)。可以对光线17进行操作以为点p提供一些预失真，从而补偿投影 仪视点和观察者视点之间的差异。构成3D图像的所有点，或者顶点，都 可以进行类似的操作。尽管如此，仍应该理解，除了构成3D图像的点之 外，屏幕14上的所有剩余点，可以不作改变或者不进行类似的操作。
为了在投影仪空间内预失真点p，可能确定YZ平面内从投影仪原点 到眼原点的距离d，并找出投影仪光线与屏幕的交点的Z坐标Zp。
在给定深度z处，点p在投影仪空间内高度^的视图(eye' s view),被映射到穿过屏幕上的公共点的目标高度yp。然而，由于屏幕的HPO性 质，投影点p，在对观察者来说出现正确的位置。
进一步参考附图4，可以看出，对于给定的投影仪光线，基于眼睛 的高度Ey和X轴旋转Ep可以算出投影仪原点的有效高度Py以及方向。
因此，可以算出点的预失真高度yp:
Yp-[丄^]，(公式3)
附图5表示一包括曲面屏幕的三维投影显示器的实施方案。当使用 曲面屏幕时，可以处理投影坐标以校正失真。在一实施方案中，可以从 特定光线(由等式^ =,定义的)与屏幕的交点确定^的值。
如上所述，通用变换矩阵T可以用来为视见约束体的不同区域提供 独立的图像信息。例如，独立的图像信息可以包括从观察区域的一半可 视的一图像和从观察区域的另一半可视的第二图像。替代地，独立的图 像信息可被安排以使得向位于第一位置的观察者投影第一图像，以及向 位于第二位置的观察者投影第二图像。可以通过采用头部跟踪装置对观 察者位置进行追踪，并且通过对对应追踪位置的矩阵T的值做适当变化， 当观察者在观察区域内移动时，每个观察者会保持他们选定的适当图像 的4见点。
这里公开的不同实施方案中的投影仪和屏幕可以被定位而不考虑极 度的位置精确性。可能执行软件校准步骤以使得投影仪位置和方向的偏 差可能得到补偿，诸如可以在附图2中位置10和IO，之间的差异中看到 得偏差。再注意，渲染截头锥体原点可以在ZX平面中与投影仪截头锥体 共面。在一实施方案中，通过如下步骤执行校准
1. 将一张透明薄板放在屏幕上方，在该薄板上已经印刷有参考网格 线；
2. 对于第一投影仪，安排计算机，该计算机控制该投影仪显示预编 程的网格图案；
3. 调整显示参数，诸如投影截头锥体在x和y轴上的范围和曲率， 使得显示的网格与印刷的网格紧密对齐；
4. 将所作的与投影仪相关的调整范围存储在一校准文件中；并且
5. 对系统中每一个投影仪重复步骤2到4。
如此产生的校准文件包含校准数据，该校准数据可在预失真渲染阶段之前和之后用来给预失真图像数据施加变换，从而对先前确定的位置 和方向偏差进行补偿。
还可以执行进一 步的校准阶段以修正投影仪之间不同的颜色和亮度
表示。可以通过对每一个像素应用RGB加权，在牺牲动态范围(dynamic range)的条件下，修正投影仪图像上颜色和亮度的不一致。
其他实施方案能够利用现代显卡的其他功能，同时仍然能够产生实 时的移动显示。例如，前面重点描述的几何预失真可被加强以包括对非 线性光学器件的全处理。现代显卡能够在顶点处理阶段利用紋理图，这 样允许对非常复杂和不完美的光学器件计算离线修正。这种光学器件的 实例包括曲面镜和径向透镜失真。
不同的实施方案在许多不同的领域有所应用。这些包括，但不限于， 诸如MRI/NMR、立体光刻、PET扫描、CAT扫描等的体数据(volume data ), 以及来自CAD/CAM、 3D游戏、动画制作等的3D计算机几何。多个2D数 据源也可以通过将它们映射到在3D体内任意深度的平面而得以显示。
不同实施方案的进一步应用包括将计算机生成图像替换为来自多个 摄像机的图像，以实现具有实况重播的真正"自动立体3D电视"。通过 在不同的位置使用多个相机，或者将一个相机及时移动到不同的位置建 立图像，可收集场景的多个视图。这些独立视图用于提取深度信息。为 了重新生成该3D视频，数据会携带前面重点描述的正确的预失真信息以 伪视觉方式重新投影。深度信息收集的其他方式也可用于完善 (compliment)多视频图4象，如激光测距和其他3D照相才支术。
随着成本相对较低的可编程图形硬件的出现，已经在每台计算机的 显卡中在图像处理单元(GPU)的顶点处理阶段内成功实现图像的预失真。 通过预失真每个顶点，片断的后续内插接近预失真的目标量。可能在整 个几何结构中设置足够数量的、非常均匀间隔的顶点，以保证合成图像 被正确渲染。通过将每个顶点的预失真切换到GPU上，可以以非常大的 3D数据集达到实时帧频。
某些系统展示伪影(image art if act),这些伪影将自身显示为弯曲 现象，如附图6a所示。这种现象可能发生在具有这样的元素的图像内， 即，该元素从视见约束体的前端延伸到后端，或者该元素在屏幕任何一 侧占据视见约束体的主要部分。这种现象主要发生在透视投影用于图像渲染的情况下。
某一实施方案包括具有一个或多个没影点(vanishing point)的透
视投影。通过将投影更改为正交投影一一正交投影不存在没影点(或者
也可能认为在无限远处实际上存在所有没影点)，弯曲现象可能会有所减
弱。但是，这会导致物体本身的非自然外观。
同一物体不同部分的投影能够根据物体的每一部分与屏幕的视距而
调整。例如，显示物体的离屏幕很近的那些部分可以采用透视投影显示， 而离屏幕最远的那些部分可以采用正交投影显示，中间部分采用透视投 影和正交投影的某种组合显示。随着物体视距的增加，投影方法的这种 变化可能逐渐发生，因此取得更令人满意的图像。附图6b表示经过操作 的图像，弯曲有所减弱。
目前的投影被称作投影仪空间图像生成(PS IG )，因为不同实施方案 实现了从投影仪的观察点来渲染，与面向观察者的渲染相反。以表示了 3D物体的形式接收图像信息。对图像信息操作，以补偿与一个或多个投 影仪相关的投影仪偏差。通过将投影仪透视变换为观察区域透视来补偿 投影仪偏差。相应于操作后的图像信息的光线从一个或多个投影仪中的 每一个投射出来穿过屏幕到达观察区。
实际上，PSIG方法执行从投影仪的图像渲染，在与投影仪同一位置 布置虚拟图像生成视点或者虚拟相机，其在光线追踪术语中称为观察者 眼或相机眼。当然，这并不意味着，合成图像的实际视点与投影仪在同 一位置一一术语"虚拟图像生成视点"可以指为图像计算或渲染目的所 取的有效视点。这与合成图像的观察者的实际视点形成对比，因为观察 者视点通常由光线追踪应用程序完成。虚拟相机的实际位置可能正好与 投影仪位置处于相同位置，或者也许处于与实际投影仪位置相对较近的 位置，这种情况下考虑到位置差异可能使用校正因子。通过减少(近乎 零)渲染后的信息变换操作，简化了相机到投影仪的映射阶段。
因此，此处描述了高质量的但却大量减少对处理功率的需求的自动 立体图像的生成，用于渲染待投影的图像。要从投影仪一侧投射到达屏 幕，并穿过屏幕到达虛拟观察者的正确光线，可被计算以产生待显示的 几何精确图像。已经发现，这种光线追踪方法允许在一次操作中就能够 渲染来自单个投影仪的图像帧。这与从屏幕的观察者侧的渲染形成对比，
12后者会导致所需数学运算量的数量级增加。
在此公开的不同实施方案被描述为是在单水平视差(HP0)自动成像 投影系统上完成的。尽管通过对投影系统和渲染软件的配置进行适当的 变化，不同实施方案可能用于单垂直视差系统，或者所需的全视差系统。
为不同实施方案提供的屏幕可适用于HPO,通过使其漫射角不对称 的方式。从投影仪投射到屏幕上的光线在垂直平面内散射广泛，大约为 60°，以提供较大的视角，但是在水平面内散射相对较窄。通常水平散射 可能大约为1.5', 2°或3°，尽管角度可被调整以使其适应给定系统设计参 数。该散射特性表示，系统能够非常精确的控制由投影仪所发射的光线 的传播方向，并且以此方式系统能够在大空间内为观察者的每个眼睛提 供不同的图像从而产生3D效果。屏幕的散射角可根据其他参数选定，诸 如使用的投影仪数量，选定的最优视距，以及投影仪之间的间隔。较大 量的投影仪，或者互相间隔较近的投影仪，通常使用具有较小散射角的 屏幕。这会得到更高质量的图像，但却以更多的投影仪或者更小的视见 约束体为代价。屏幕可以是透射的或反射的。尽管这里描述的不同的实 施方案考虑使用透射屏幕，也可以使用反射式屏幕。
当使用具有单水平视差(HP0)特性的屏幕材料时，可能注意到某些 失真。对于所有的HPO系统，这些失真为常见的，这些失真含有缺乏正 确垂直透视的图像。这些效果包括物体按透视法缩短，以及在眼睛的垂 直移动下物体的视追踪。
在另一实施方案中，屏幕由在至少一个轴上具有狭小散射角的材料 组成。自动立体图像在屏幕上显示。可以布置一个或多个投影仪从不同 角度照亮屏幕。
由于与观察者空间图像生成系统相比处理能量的减少，复杂实时计 算机动画制作的显示成为可能，同时也能够利用价格相对低廉的现成计 算机系统。可能包含现场视频流，这也开启了适当相机系统的运用以生 成3D自动立体电^L系统。
由一个或多个投影仪接收的图像信息可能包括与待显示物体的形状 相关的信息，还可能包括与颜色，紋理，亮度级或者其他任何可被显示 的特征相关的信息。
可以以表示3D物体的形式接收图像信息。将图像信息分配给一台或多台与一个或多个投影仪相关联的处理器。在一实施方案中，每一个投 影仪与不同的处理器相关联，并且每一台处理器被配置为处理或渲染图 像信息的一部分。 一个或多个投影仪中每一个都被配置为将一个投影截 头锥体内的图像投影到屏幕上。对每一个投影仪截头锥体内被投影图像 的不同部分进行渲染来表示整个图像的预定视图。来自 一个或多个投影 仪中每一个的图像合并起来以在视见约束体内产生自动立体图像。在一 实施方案中，对给定投影仪所执行的渲染使用了与图像投影仪处于同一 位置的虚拟图像生成相机。
注意为了本说明书的目的，所述一个或多个投影仪可以由具有光 源、某种空间光线调节器(SLM)和透镜的常规的、现成的投影仪系统构 成。替换地，所述一个或多个投影仪可以由独立光学孔径构成，该光学 孔径具有与邻近光学孔径共用的SLM。光源和SLM可能重合。
该说明书中使用的部分术语词汇表 *应用程序空间。映射成我们的显示内容的外部应用程序的眼空间。 *自动立体。无需特殊透镜的双目差别(以及潜在的移动视差) *相机空间。参见投影仪空间。 *眼空间。自然空间内观察者的坐标系。 *全视差(FP)。表示在水平和垂直维度的视差。
*截头锥体(复数frusta )。投射体；通常类似于切去顶端的正方形棱 锥(四面体)。
*同种剪切空间(HCS)。透视投影到立方体内之后的坐标系。 *同种坐标。四维的向量表示，其中第四分量为w坐标。 *单水平视差(HPO)。仅表示在水平面的视差 *物体空间。其中限定3D物体的本地坐标系。 *投影仪空间。渲染或"相机"坐标系。
*系统几何。系统属性，其包括组成部分、投影截头锥体和屏幕几何
图形的相对位置和方向。 *系统空间。其中限定显示硬件的坐标系。
*视见约束体。其中用户能够看到由显示系统所生成的图像的区域。
(通常由特定的视野和可用的深度范围剪裁。) *虚拟投影仪。(例如)侧镜内的投影仪的映像，其中部分截头锥体好像来自投影仪图像。
自然空间。其中限定所有3D物体和相应物体空间的整体坐标系。
权利要求
1.一种方法，其包括以表示三维(3D)物体的形式接收图像信息；对接收到的图像信息进行操作，以通过将3D物体的投影仪透视图变换为观察区域透视图，来补偿与一个或多个投影仪相关联的投影仪偏差；以及从一个或多个投影仪中的每一个，投射与操作后的图像信息相对应的光线穿过屏幕到达观察区域。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中由一个或多个虚拟相机对接收 到的图像信息进行操作，所述虚拟相机和所述一个或多个投影仪位于屏 幕的同侧。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中投影仪偏差包括在所述一个或 多个投影仪之间的位置差异、方向差异或者光学差异中的一个或多个。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将光线投射穿过屏幕 前从镜面反射光线，以产生至少一个虚拟截头锥体。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括将观察区域分割为独立 的子区域，其中与每一个子区域相关联的图像可以不受其他子区域的控 制。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中根据3D物体的不同部分离屏幕 的视距，由不同的投影仪投影所述图像信息。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中3D物体的离图像相对较近的部 分采用透视投影仪显示，3D物体的离图像相对较远的部分采用正交投影 仪显示。
8. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括根据从物体部分离屏幕 的视距来改变物体部分的投影参数。
9. 一种系统，其包括屏幕；多个投影仪，其被配置为用光线照亮屏幕，所述光线形成三维(3D) 物体以显示在观察区域内；以及一个或多个处理器，其被配置为生成与3D物体相关联的图像信息， 所述图像信息被校正以通过将3D物体的投影仪透视图变换为观察区域透视图来补偿多个投影仪的投影仪误差。
10. 根据权利要求9所述的系统，进一步包括一个或多个虚拟相机， 其与多个投影仪位于屏幕的同侧，所述一个或多个虚拟相机被配置为对 图像信息进行操作。
11. 根据权利要求9所述的系统，其中投影仪偏差包括在所述多个投 影仪之间的位置差异、方向差异或者光学差异中的一个或多个。
12. 根据权利要求9所述的系统，进一步包括镜面，其被配置为向屏 幕反射光线，从而增加观察区域的视见约束体尺寸。
13. 根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理器生成 两个渲染图像，所述两个渲染图像在镜面边沿的任何一边对齐。
14. 根据权利要求9所述的系统，其中所述屏幕被配置为在至少一个 轴线上具有宽散射角。
15. 根据权利要求9所述的系统，其中所述屏幕被配置为在至少一个 轴线上具有窄散射角。
16. 根据权利要求9所述的系统，其中所述屏幕是曲面的。
17. 根据权利^"求9所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置 为补偿与所述多个投影仪中每一个相关联的投影仪偏差。
18. 根据权利要求17所述的系统，进一步包括一个或多个摄像机， 其被配置为提供由所述一个或多个处理器操作的图像信息。
19. 一种计算机可读介质，其上存储有指令，其中当由至少一个设备 执行指令时，所述指令用来以表示3D物体的形式接收待显示的图像信息； 将至少部分图像信息分配给大量投影仪中的每一个； 渲染图像信息的不同部分，以将每一个投影仪的截头锥体内的已分 配图像投影；渲染所述不同部分前对图像信息进行操作以补偿投影仪偏差； 从对应每一个投影仪的不同角度照亮屏幕；并且 将已分配图像合并成视见约束体内自动立体图像的预定视图。
20. 根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中使用与每个投影 仪位置相同的虚拟图像生成相机来对已分配图像进行渲染。
21. 根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中用于对已分配图像进行渲染的虛拟图像生成视点与每个投影仪位于同 一位置或邻近位 置。
22. 根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中所述屏幕被配置 为使得来自每个投影仪的光线穿过屏幕以形成视见约束体内的自动立体 图像。
23. 根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中对图像信息进行 操作产生虚拟截头锥体，其与投影仪的截头锥体偏移并共面，已分配图 像好像源自所述虚拟截头锥体内。
24. —种系统，其包括 用于散射光线的装置；用于投射光线到所述用于散射光线的装置的装置，所述光线形成三 维(3D)物体以显示在观察区域内；以及用于产生与3D物体相关联的图像信息的装置，所述图像信息被校正 以通过将3D物体的显示透视变换为观察区域透视来补偿所述用于投射 光线的装置的失真。
25. 根据权利要求24所述的系统，进一步包括与所述用于投射光线 的装置同样位于所述用于散射光线的装置同一側的一个或多个虚拟相 机，所述一个或多个虚拟相机被配置为对图像信息进行操作。
26. 根据权利要求24所述的系统，其中失真包括所述用于投射光线 的装置的位置差异、方向差异或者光学差异中的一个或多个。
27. 根据权利要求24所述的系统，进一步包括用于向所述用于散射 光线的装置反射光线的装置，从而增加观察区域的视见约束体尺寸。
28. 根据权利要求27所述的系统，其中所述用于产生图像信息的装 置生成两个渲染图像，所述两个渲染图像在用于反射光线的装置的边沿 的任何一边都对齐。
29. 根据权利要求24所述的系统，其中所述用于投射光线的装置包 括独立投影仪，并且所述用于产生图像信息的装置包括独立处理器，所 述处理器被配置为补偿与独立投影仪中的每一个相关联的失真。
30. 根据权利要求29所述的系统，进一步包括一个或多个用于记录 由所述用于投射光线的装置操作的图 <象信息的装置。
全文摘要
一种显示系统包括屏幕及多个投影仪，所述投影仪被配置为用光线照亮屏幕。光线形成三维(3D)物体以显示在观察区域。该系统进一步包括一个或多个处理器，其被配置为产生与3D物体相关联的图像信息。图像信息被校正以通过将3D物体的投影仪透视图变换为观察区域透视图从而补偿多个投影仪的投影仪偏差。
文档编号H04N13/00GK101558655SQ200780044345
公开日2009年10月14日 申请日期2007年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者克里斯托佛·保罗·威尔逊, 安东·德布拉尔, 考林·大卫·卡梅伦 申请人:F.珀斯扎特胡有限公司