一种裸眼3D展示系统的制作方法

文档序号:14923030发布日期:2018-07-11 05:06阅读:265来源:国知局

本实用新型属于慕课系统领域,具体涉及一种裸眼3D展示系统。



背景技术:

3d是three-dimensional的缩写,就是三维图形。在计算机里显示3d图形,就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里,真实的三维空间,有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界,因此在计算机显示的3d图形,就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小,就会形成立体感。

计算机屏幕是平面二维的,我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像,是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉,而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识,三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色,而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字,即在原始位置显示高亮度颜色,而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓,这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时,可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字,只要使两个文字的坐标合适,就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

但是现有的裸眼3D系统也有其不足之处,目前的裸眼3D系统是让多面墙壁接受投影,通过墙壁的不一样产生视觉差而形成视觉错觉形成的立体图像,这样对于一些对立体图像不敏感的人来说,立体感并不强,用户体验会很差。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于:针对上述裸眼3D系统导致用户由于视觉差而形成视觉错觉形成的立体图像让用户体验差的问题,提供一种裸眼3D展示系统。

本实用新型采用的技术方案如下:

一种裸眼3D展示系统,包括沿着信号方向设置的用于人机交互和控制的人机交互模块以及主机、用于对图像进行三维渲染的三维渲染模块、用于合成图像的裸眼3D合成模块和用于显示最终结果的裸眼3D显示模块;所述裸眼3D显示模块包括2D显示屏和光栅;人机交互模块与三维渲染模块协同工作,为渲染提供出发指令和响应指令,人机交互模块可采集用户的位置信息以及动作等数据,然后将数据传输到主机,主机对该信息进行处理然后生成指令传输到三维渲染模块,渲染模块根据指令对不同位置的图像进行不同的渲染,主要分渲染通道为透明或是非透明,渲染通道为透明时候显示原图,非透明时候显示渲染图像,渲染完成之后,将渲染过后的分列图像传输到裸眼3D合成模块进行3D图像的合成,合成完毕将图像连续传输到裸眼3D显示模块进行显示,该裸眼3D模块主要为LED显示屏,显示屏上设有光栅,由于光栅的存在而分割了人的视线,并使其在最佳观看距离处进行会聚,来实现不同视差图像的空间分离,当观看者的左右眼分别看到不同视差图像时,根据大脑的融合作用,便会在大脑中形成立体视觉,而不是通过创造立体空间视觉来让人产生错觉形成立体视觉,更为科学,用户体验更高。当人机交互模块中的移动控制器产生控制时候,人机交互模块的其他组件不产生作用,即忽略观察者的位置,默认正前方进行图像处理,可实现一人操控而适应其他更多人。

优选地,所述人机交互模块包括红外投影仪、红外摄像头和分析处理器;所述红外投影仪和红外摄像头分别连接至分析处理器,通过与三维渲染模块连接协同工作,给三维渲染模块提供触发和响应指令;分析处理器对红外投影仪的光源进行控制编码;红外投影仪主动投射近红外光谱,照射到观看者和实际场景中,光谱发生扭曲,形成随机的反射斑点;红外摄像头采集红外影像;分析处理器分析红外摄像头采集的红外影像,然后逐帧生成准确的场景深度影像,并计算出人物的骨骼节点信息;分析处理器通过信号传输线连接至三维渲染模块,根据观看者所处位置、姿势或动作,对三维渲染模块发布触发指令或操控指令发送至三维渲染模块响应。

优选地,所述移动控制器为平板电脑或手机,可实现裸眼3D的远距离操控,一人操作可适应各个角度以及很多人的观看,适用于各种会议或者课堂的使用,非常方便。

优选地,所述2D显示屏为LED显示屏,且所述光栅设于该显示屏上,光栅将观察者的视线进行分隔,让两只眼睛看到的图像不一样,从而在大脑内形成立体视觉,立体感更强。

优选地,所述三维渲染模块进行渲染时候包括透明渲染通道和非透明渲染通道,当渲染通道为透明通道时候,渲染结果为显示原图像,当渲染通道为非透明时候结果为显示渲染图像。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型中,用裸眼3D的形式提升课堂趣味性,让用户更容易理解课堂上的抽象的内容,提高学习效率。

2、本实用新型中,裸眼3D系统结构简单成本低并且效果好,用户体验更高,而且适用于各种需要立体场景的会议或者课堂。

3、本实用新型中,利用光栅将不同视差图像的光线在空间中进行分开,并让用户在最佳观看距离处进行会聚,来实现不同视差图像的空间分离,当观看者的左右眼分别看到不同视差图像时,根据大脑的融合作用,便会在大脑中形成立体视觉,更为科学,不用辅助工具来观看3D图像。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图;

图中标记:1-裸眼3D显示模块,2-主机,3-人机交互模块,4-三维渲染模块,5-裸眼3D合成模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

一种裸眼3D展示系统,包括沿着信号方向设置的用于人机交互和控制的人机交互模块3以及主机2、用于对图像进行三维渲染的三维渲染模块4、用于合成图像的裸眼3D合成模块5和用于显示最终结果的裸眼3D显示模块1;所述裸眼3D显示模块1包括2D显示屏和光栅;人机交互模块3与三维渲染模块4协同工作,为渲染提供出发指令和响应指令,人机交互模块3可采集用户的位置信息以及动作等数据,然后将数据传输到主机2,主机2对该信息进行处理然后生成指令传输到三维渲染模块4,渲染模块根据指令对不同位置的图像进行不同的渲染,主要分渲染通道为透明或是非透明,渲染通道为透明时候显示原图,非透明时候显示渲染图像,渲染完成之后,将渲染过后的分列图像传输到裸眼3D合成模块5进行3D图像的合成,合成完毕将图像连续传输到裸眼3D显示模块1进行显示,该裸眼3D模块主要为LED显示屏,显示屏上设有光栅,由于光栅的存在而分割了人的视线,并使其在最佳观看距离处进行会聚,来实现不同视差图像的空间分离,当观看者的左右眼分别看到不同视差图像时,根据大脑的融合作用,便会在大脑中形成立体视觉,而不是通过创造立体空间视觉来让人产生错觉形成立体视觉,更为科学,用户体验更高。当人机交互模块3中的移动控制器产生控制时候,人机交互模块3的其他组件不产生作用,即忽略观察者的位置,默认正前方进行图像处理,可实现一人操控而适应其他更多人。

其中,所述人机交互模块3包括红外投影仪、红外摄像头和分析处理器;所述红外投影仪和红外摄像头分别连接至分析处理器,通过与三维渲染模块4连接协同工作,给三维渲染模块4提供触发和响应指令;分析处理器对红外投影仪的光源进行控制编码;红外投影仪主动投射近红外光谱,照射到观看者和实际场景中,光谱发生扭曲,形成随机的反射斑点;红外摄像头采集红外影像;分析处理器分析红外摄像头采集的红外影像,然后逐帧生成准确的场景深度影像,并计算出人物的骨骼节点信息;分析处理器通过信号传输线连接至三维渲染模块4,根据观看者所处位置、姿势或动作,对三维渲染模块4发布触发指令或操控指令发送至三维渲染模块4响应。

其中,所述移动控制器为平板电脑或手机,可实现裸眼3D的远距离操控,一人操作可适应各个角度以及很多人的观看,适用于各种会议或者课堂的使用,非常方便。

其中,所述2D显示屏为LED显示屏,且所述光栅设于该显示屏上,光栅将观察者的视线进行分隔,让两只眼睛看到的图像不一样,从而在大脑内形成立体视觉,立体感更强。

其中,所述三维渲染模块4进行渲染时候包括透明渲染通道和非透明渲染通道,当渲染通道为透明通道时候,渲染结果为显示原图像,当渲染通道为非透明时候结果为显示渲染图像。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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