发明名称 裸眼可视液晶快门光筛立体图像显示装置及其显示方法
摘要 本发明提供裸眼可视液晶快门光筛立体图像显示装置,包括PC主机、图像屏,PC主机内设置有双屏卡,图像屏前方设置有液晶快门光筛屏,图像屏和液晶快门光筛屏分别与双屏卡相连接。将立体图像的三维模型数据输入PC主机中的双屏卡;设定光筛数据,控制光筛屏打开相应的光筛孔得到光筛图,然后采用区域投影法,把立体图像分区间记录下来得到视差图像数据,再进行图形处理后得到连续视差图,光筛图和连续视差图组成立体图像的记录单元;双屏卡把光筛图和连续视差图同步分别显示在光筛屏和图像屏上,即可看到立体图像。本发明应用领域广,观看立体图像不用配戴特殊眼镜或头盔,且可自由移动从不同方向观看立体图像不同侧面,不会引起眼睛疲劳。
申请公布号 TWI296722 申请公布日期 2008.05.11
申请号 TW095129131 申请日期 2006.08.09
申请人 张凯明 发明人 张凯明;张昭虹
分类号 G02B27/22(2006.01) 主分类号 G02B27/22(2006.01)
代理机构 代理人 桂齐恒 台北市中山区长安东路2段112号9楼;阎启泰 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.裸眼可视液晶快门光筛立体图像显示装置,包括 PC主机、图像屏,其特征在于:所述PC主机内设置有 双屏卡,图像屏前方设置有光筛屏,图像屏和光筛 屏分别与双屏卡相连接。 2.如申请专利范围第1项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示装置,其特征在于:所述图像屏 是各种电视机显示器或电脑的监视器,包括CRT、LCD 、PDP、ELD、FED。 3.如申请专利范围第1项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示装置,其特征在于:所述光筛屏 包括黑白液晶面板、光筛板,所述光筛板安装在黑 白液晶面板上,光筛板是设置有光筛孔的薄板,光 筛孔成平面点阵排列,且与黑白液晶面板上的点素 位置一一对应,光筛孔以外的光筛板板面为黑色不 透光板面。 4.采用申请专利范围第1项所述之裸眼可视液晶快 门光筛立体图像显示装置的裸眼可视液晶快门光 筛立体图像显示方法,其特征在于包括如下步骤: (1)通过三维物体扫描仪器或人工设计,获取立体图 像的三维模型数据,并输入PC主机中的双屏卡,所述 立体图像的三维模型数据包括表示物体表面形状 的所有点的三维座标及其颜色、灰度; (2)在PC主机内的双屏卡中输入光筛数据,所述光筛 数据包括光筛点阵的密度、光筛点阵的相位,控制 光筛屏打开相应于所述光筛数据的光筛孔,得到光 筛图B,然后PC主机采用区域投影法,把上述立体图 像分区间计算并记录下来,得到视差图像数据,PC主 机再对视差图像数据进行图形处理后,得到连续视 差图W,所述光筛图B和连续视差图W组成所述立体图 像的记录单元R; (3)PC主机通过双屏卡同步地把记录单元中的光筛 图和连续视差图分别显示在光筛屏和图像屏上,当 图像屏上的连续视差图发出的光线透过光筛屏上 的光筛孔映射出来时,观看者在光筛屏前面就可以 看到复现在空间的立体图像。 5.如申请专利范围第4项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示方法,其特征在于:所述三维物 体扫描仪器包括雷射光三维物体扫描器、医疗设 备X-CT、RMI、B超声波仪、工程测量仪器,所述人工 设计是指使用图形处理软件包括3DS MAX、MAYA进行 立体图像制作。 6.如申请专利范围第4项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示方法,其特征在于:所述区域投 影法就是相对光筛屏上打开的光筛孔,PC主机在图 像屏上划分出记录区间,在光筛屏前方划分出相应 的摄影区间,所述记录区间是以光筛屏上打开的光 筛孔为中心,在图像屏上以打开的相邻光筛孔的间 距为宽度划定的矩形,所述摄影区间是指处在光筛 屏上打开的光筛孔前方,以光筛孔为顶点的四方锥 形空间,处于摄影区间内的立体图像的三维模型数 据点都能透过光筛孔投影在相应的记录区间里,PC 主机逐点计算每个三维模型数据点穿过光筛孔后 在图像屏的投影点参数,并记录下投影点的座标(Xb ,Yb)及其对应的颜色Col、灰度L,从而把上述立体图 像分区间记录下来,得到视差图像数据W[Xb,Yb,L,Col] 。 7.如申请专利范围第6项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示方法,其特征在于:所述投影点 的座标Xb为:Xb=Xi-(Xa-Xi)*ZO/(Za-ZO),其中,Xa是三维模型 数据点的X座标,Xi是编号i的光筛孔的X座标,Za是三 维模型数据点到图像屏的距离,ZO是光筛屏和图像 屏之间的距离,Xb是Xa在图像屏上的X座标;所述投影 点的座标Yb为:Yb=Yi-(Ya-Yi)*ZO/(Za-ZO),其中,Ya是三维模 型数据点的Y座标,Yi是编号I的光筛孔的Y座标,Za是 三维模型数据点到图像屏的距离,ZO是光筛屏和图 像屏之间的距离,Yb是Ya在图像屏上的Y座标。 8.如申请专利范围第4项所述之裸眼可视液晶快门 光筛立体图像显示方法,其特征在于:所述步骤(2) 和(3)中,运用多组记录显示法显示立体图像,所述 多组记录显示法是指用m个记录单元R组成一个画 面HR,每个记录单元R的光筛点阵相位互不同,且m个 不同相位的光筛点阵重合时,其光筛点正好能布满 光筛屏上所有光筛孔,PC主机通过双屏卡将一个画 面HR中m个记录单元R按照排列序号高速显示,即m个 记录单元R的光筛图B和连续视差图W按照排列序号 同步地分别高速显示在光筛屏和图像屏上,观看者 在光筛屏前面就可以看到的高精度的立体图像;画 面HR为多个且各不相同时,PC主机通过双屏卡将各 个画面HR中m个记录单元R按照排列序号高速显示, 即m个记录单元R的光筛图B和连续视差图W按照排列 序号同步地分别高速显示在光筛屏和图像屏上,观 看者在光筛屏前面就可以看到高精度的动态立体 图像;所述每个记录单元R高速显示的时间≦0.1/m秒 。 9.如申请专利范围第4-8项中任一项所述之裸眼可 视液晶快门光筛立体图像显示方法,其特征在于: 所述记录单元R为多个且各个记录单元R的光筛点 阵的相位不同时,把各个记录单元R的排列序号进 行随机无序排列,并按随机无序排列后的新排列序 号来显示各个记录单元R。 10.如申请专利范围第4-8项中任一项所述之裸眼可 视液晶快门光筛立体图像显示方法,其特征在于: 所述光筛图是通过控制光筛屏按垂直线列打开光 筛孔而得到的只有垂直线列的光栅图。 图式简单说明: 图1是本发明裸眼可视液晶快门光筛立体图像显示 装置的结构示意图; 图2是图1所示液晶快门光筛屏的结构示意图; 图3(a)、(b)、(c)、(d)是液晶快门光筛屏工作原理图 ; 图4(a)、(b)是区域投影法的原理图; 图5是投影点座标的计算原理图; 图6是区域投影法的算法流程图; 图7是复现立体图像的原理图; 图8是产生多个记录单元的算法流程图; 图9(a)、(b)、(c)、(d)是分别4个记录单元的光筛图 和连续视差图,(e)是高速交替显示的视觉效果示意 图; 图10是把多个记录单元转换成立体图像且消除斜 纹干扰的算法流程图; 图11由光筛转变为光栅的示意图。
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