專利名稱：一種三維立體成像方法和系統(tǒng)的制作方法
一種三維立體成像方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三維立體成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種三維立體成像方法和三維立體成像 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
三維顯示區(qū)別于二維顯示最根本的區(qū)別就在于，要用各種方法給觀看者帶來(lái)視覺(jué) 的深度感知，使人自然或者不自然的獲得畫面中第三維的信息。對(duì)于三維立體成像技術(shù)而 言，還原三維立體空間中的真實(shí)物理景深非常重要，也是使人眼能夠感知到三維立體圖像 的最關(guān)鍵的因素。發(fā)明人之前在專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910109909. X的中國(guó)發(fā)明專利，介紹了一種三維
立體成像方法，該方法是按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面，然 后將各二維層面分別同時(shí)顯示出來(lái)形成二維畫面，并使顯示的二維畫面的像拼合成原三維 景物的像，在該專利中，是將一個(gè)具有深度信息的三維景物按照景物深度的方向進(jìn)行層切， 然后將每一層的三維景物制作成一個(gè)二維層面，將每一個(gè)二維層面顯示在一個(gè)二維的顯示 器上面，并且是同時(shí)顯示的。需要讓每一個(gè)顯示器同時(shí)顯示，那就需要對(duì)每個(gè)顯示器的輸入信號(hào)進(jìn)行控制，使 其做到信號(hào)同步。每個(gè)顯示器是受一個(gè)顯卡驅(qū)動(dòng)的，通過(guò)一個(gè)主機(jī)連接多個(gè)顯卡并且顯示 不同的畫面，按照目前現(xiàn)有的技術(shù)比較難于實(shí)現(xiàn)，而設(shè)置多個(gè)主機(jī)，并且通過(guò)每個(gè)主機(jī)控制 一個(gè)顯卡，進(jìn)而控制一個(gè)顯示器的畫面顯示，這不僅使得成本過(guò)于高昂，而且多個(gè)主機(jī)同時(shí) 顯示畫面，很難控制到時(shí)間同步。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種新的三維立體成像方法和 系統(tǒng)，本發(fā)明的三維立體成像方法具有簡(jiǎn)單方便、而且系統(tǒng)成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種三維立體成像方法，該方法包括按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面；將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；將該二維畫面通過(guò)多屏顯示卡輸出給多個(gè)顯示器；使多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。所述多個(gè)顯示器與一個(gè)多屏顯示卡連接，該多屏顯示卡連接一個(gè)主機(jī)，所述顯示 器的數(shù)量與二維層面的數(shù)量相同。所述二維層面的大小相同，各二維層面的空白區(qū)域?yàn)楹谏黠@示器表面設(shè)置有 與顯示器的顯示面積等大的半反半透玻璃。多個(gè)顯示器分兩組相對(duì)排列，每組各顯示器在同一平面內(nèi)，且每組各顯示器的中 心在一條直線上，每一顯示器發(fā)出的光線都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器上。該方法進(jìn)一步包括按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面；將各二維層面在三維景物中所處的遠(yuǎn)近不同對(duì)二維層面進(jìn)行編號(hào)，由近及遠(yuǎn)分別 編號(hào)為1、2、3、4……N ；將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；將該二維畫面通過(guò)多屏顯示卡輸出給多個(gè)顯示器；將二維畫面中的二維層面由號(hào)數(shù)由小到大通過(guò)多屏顯示卡分別輸出給由近及遠(yuǎn) 的顯示器；使多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。步驟“將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面”具體為將1-N號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由小到大逐行由左至右排列，每行排列的二維層面?zhèn)€數(shù) 相同，所有的二維層面排列在一起拼接成一個(gè)二維畫面；或者將1-N號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由 小到大逐列由上至下排列，每列排列的二維層面?zhèn)€數(shù)相同，所有的二維層面排列在一起拼 接成一個(gè)二維畫面。本發(fā)明另提供一種三維立體成像系統(tǒng)，包括二維畫面制作裝置和二維畫面顯示裝 置，所述二維畫面制作裝置包括畫面分切單元和畫面拼合單元，所述畫面分切單元用于將 三維景物按照物理景物深度縱向分切制作成若干二維層面，所述畫面拼合單元用于將各二 維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；所述二維畫面顯示裝置包括一主機(jī)、與該主機(jī)連接的 一多屏顯示卡以及與該多屏顯示卡連接的多個(gè)顯示器，制作好的二維畫面被主機(jī)發(fā)送到多 屏顯示卡，多屏顯示卡再將該二維畫面輸出給多個(gè)顯示器分別顯示每個(gè)二維層面，多個(gè)顯 示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。所述二維層面的大小相同，各二維層面的空白區(qū)域?yàn)楹谏?，各顯示器表面設(shè)置有 與顯示器的顯示面積等大的半反半透玻璃。多個(gè)顯示器分兩組相對(duì)排列，每組各顯示器在同一平面內(nèi)，且每組各顯示器的中 心在一條直線上，每一顯示器發(fā)出的光線都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器 上。所述顯示器與光線成45度角。本發(fā)明的有益的技術(shù)效果在于本發(fā)明通過(guò)現(xiàn)有的多屏顯示卡與多個(gè)顯示器連接，并且將顯示器與一個(gè)多屏顯示 卡連接，一個(gè)多屏顯示卡受一個(gè)主機(jī)控制，從而很方面的控制各顯示器顯示畫面的同步，方 法簡(jiǎn)單，成本低廉。本發(fā)明通過(guò)將二維層面的空白區(qū)域設(shè)置為黑色，同時(shí)結(jié)合半反半透玻璃在黑色背 景下反射光線，同時(shí)又能將背景里的光線透射出來(lái)的特點(diǎn)，能夠很容易的使得每個(gè)顯示器 既能顯示畫面又能反射其他顯示器顯示的畫面，從而實(shí)現(xiàn)三維成像，方法簡(jiǎn)單，成本低廉。說(shuō)明書(shū)附圖

圖1為實(shí)施例1中分切成三維景物的原理示意圖；圖2為實(shí)施例1中制作二維層面原理示意圖；圖3為實(shí)施例1中拼合的二維畫面的示意5
圖4為實(shí)施例1中各顯示器排列以及成像原理示意圖；圖5為實(shí)施例2中二維畫面制作單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為實(shí)施例2中二維畫面顯示單元的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及一種三維立體成像方法和系統(tǒng)。本發(fā)明是在專利申請(qǐng)?zhí)枮?200910109909. X中國(guó)發(fā)明專利的基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)發(fā)明，與該專利所不同的是，本發(fā)明通 過(guò)現(xiàn)有的多屏顯示卡與多個(gè)顯示器連接，并且將顯示器與一個(gè)多屏顯示卡連接，一個(gè)多屏 顯示卡受一個(gè)主機(jī)控制，從而很方面的控制各顯示器顯示畫面的同步，方法簡(jiǎn)單，成本低 廉下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說(shuō)明一種三維立體成像方法，該方法包括如下步驟步驟(1)按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面。該步驟 具體包括在三維坐標(biāo)系中對(duì)三維景物進(jìn)行坐標(biāo)定位，以平行物理景物深度方向的坐標(biāo)軸作 為z軸，垂直于物理景物深度方向的坐標(biāo)軸為X軸和Y軸；沿著Z軸將三維景物的物理景物深度均等分切，按照切分物理景物深度的方法將 該三維景物被分切成若干個(gè)二維面；將每一個(gè)二維面上的各像素點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)設(shè)置相同，X軸和Y軸坐標(biāo)保持不變；保持所有的二維平面上的各像素點(diǎn)在X軸和Y軸上的坐標(biāo)不變，填充各二維平面 外的空白區(qū)域制作成等大的若干沿Z軸平行排列的二維層面。填充的空白區(qū)域?yàn)楹谏珔^(qū) 域。下面結(jié)合圖1-2，并且以圖1-2中的物體為例進(jìn)行說(shuō)明如圖1所示，AB-CDEF為一個(gè)塊狀體，為一個(gè)三維景物，ABFE、ABCD、CDEF、ADE、 BCF分別為該三維景物的五個(gè)面。人眼在觀看該三維景物的方向與Z軸平行，即Z軸為該 三維景物的物理景物深度所在的方向，對(duì)該三維景物以Z軸的方向進(jìn)行平分四等分切割， 切割面分別為abcd、efgh、ijkl，切割的四塊分別為:AB_cbad、abcd-efgh、efgh-ijkl、 ijkl-EDCF。由于對(duì)AB-⑶EF的塊狀體進(jìn)行四等分切分，切分出的每一塊還是一個(gè)三維物體 (切分的份數(shù)越多，每一塊越接近于一個(gè)平面)，為了使每一個(gè)塊的三維物塊能夠顯示在二 維顯示器上，所以需要對(duì)每一塊三維物塊的景深進(jìn)行處理，將該三維物塊的每一個(gè)像素點(diǎn) “壓縮”在一個(gè)平面上，即將該三維物塊的所有像素點(diǎn)沿著Z軸方向作投影，所有的投影點(diǎn)集 合在一垂直于Z軸的平面上，所有投影點(diǎn)的集合極為該三維物塊的丟失掉物理景深后的二 維平面的畫面信息。最后，該三維景物被分切制作后的二維層面分別為astd、euvh、iwxl, EDCF，其中 在這四個(gè)二維層面中，填充的黑色區(qū)域分別為bdtc、fuvg和emnh、jwxk和iopl、EqrF, abed、mfgn、uwxp、qDCr分別為可顯示的區(qū)域。步驟(2)將各二維層面在三維景物中所處的遠(yuǎn)近不同對(duì)二維層面進(jìn)行編號(hào)，由 近及遠(yuǎn)分別編號(hào)為1、2、3、4。
如圖2所示，即對(duì)圖2中的二維層面astcUeuvh、iwxl、EDCF進(jìn)行編號(hào)，分別為1、 2、3、4 。步驟(3)將1-4號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由小到大逐行由左至右排列，每行排列兩個(gè)二 維層面，共兩行，所有的二維層面排列在一起拼接成一個(gè)二維畫面；所述二維畫面的面積大 小為四個(gè)二維層面的大小。拼接成的二維畫面如圖3所示。步驟(4)將該二維畫面通過(guò)多屏顯示卡輸出給四個(gè)顯示器。步驟(5)將二維畫面中的二維層面由號(hào)數(shù)由小到大通過(guò)多屏顯示卡分別輸出給 由近及遠(yuǎn)的顯示器；步驟(6)使多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。如圖4所示，四個(gè)顯示其排列方式如下四個(gè)顯示器41分成兩組，每一組各顯示器在同一平面內(nèi)，且兩組顯示器所在的平 面平行，每一組各顯示器的中心在同一直線上，各顯示器的大小相同。一組兩個(gè)顯示器之間 的距離與另一組兩個(gè)顯示器之間的距離相同，兩組顯示器錯(cuò)開(kāi)相對(duì)，以使每一顯示器發(fā)出 的光線42都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器上。每個(gè)顯示器與反射光線42 成45度角。每個(gè)顯示器表面設(shè)置有與顯示器的顯示面積等大的半反半透玻璃。由于二層面的 空白區(qū)域?yàn)楹谏胪赴敕床Ａг诤谏尘跋路垂?，在光亮的背景下透射光線。如此，則離人眼43最遠(yuǎn)的顯示器中顯示畫面發(fā)出的光線，經(jīng)余下的顯示器的黑色 區(qū)域的半透半反玻璃連續(xù)反射后，進(jìn)入人眼，倒數(shù)第二遠(yuǎn)的顯示器中顯示畫面發(fā)出的光線 經(jīng)第二遠(yuǎn)和最近的顯示器的黑色區(qū)域的半透半反玻璃反射后進(jìn)入人眼，第二遠(yuǎn)的顯示器中 顯示畫面發(fā)出的光線經(jīng)最近的顯示器黑色區(qū)域的半反半透玻璃反射后進(jìn)入人眼。人眼沿著光線反射的反方向觀看，就能看到各顯示器中顯示畫面的像44，各個(gè)像 在光線反射的方向拼合成一個(gè)完整的三維景物的像，而且由于各個(gè)像離人眼距離的不同， 這樣該三維景物的像即具有真實(shí)的物理景深，則人眼觀看到的像是三維立體的像。實(shí)施例2本發(fā)明另提供一種三維立體成像系統(tǒng)，如圖5-6所示，該三維立體成像系統(tǒng)包括包括二維畫面制作裝置51和二維畫面顯示裝置52，所述二維畫面制作裝置51包 括畫面分切單元511和二維畫面制作單元512，所述畫面分切單元511用于將三維景物按照 物理景物深度縱向分切制作成四個(gè)二維層面，所述二維畫面制作單元512用于將將各二維 層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面。所述二維畫面顯示裝置52包括一主機(jī)521、與該主機(jī)連接的一多屏顯示卡522以 及與該多屏顯示卡連接的四個(gè)顯示器523，各顯示器523表面設(shè)置有與顯示器的顯示面積 等大的半反半透玻璃524，制作好的二維畫面被主機(jī)521發(fā)送到多屏顯示卡522，多屏顯示 卡522再將該二維畫面輸出給四個(gè)顯示器523分別顯示每個(gè)二維層面，各個(gè)顯示器523顯 示的二維畫面經(jīng)其他顯示器表面設(shè)置的半透半反玻璃524反射形成該二維畫面的虛像，各 虛像沿著光線反射的方向能夠拼合成原三維景物的像。所述二維層面的大小相同，各二維層面的空白區(qū)域?yàn)楹谏?，各顯示器表面設(shè)置有 與顯示器的顯示面積等大的半反半透玻璃。各顯示器的排列方式和上述實(shí)施例1相同，即為如圖四個(gè)顯示器分成兩組，每一，且兩組顯示器所在的平面平行，每一組各顯示器的中心在同一 直線上，各顯示器的大小相同。一組兩個(gè)顯示器之間的距離與另一組兩個(gè)顯示器之間的距 離相同，兩組顯示器錯(cuò)開(kāi)相對(duì)，以使每一顯示器發(fā)出的光線都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射 到其相鄰的顯示器上。每個(gè)顯示器與反射光線成45度角。該三維立體成像系統(tǒng)采用上述的三維立體成像方法，能夠使人眼看到具有真實(shí)物 理景深的三維立體圖像。需要說(shuō)明的是步驟“將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面”具體還可為將1-4號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由小到大逐列由上至下排列，每列排列的二維層面?zhèn)€數(shù) 相同，所有的二維層面排列在一起拼接成一個(gè)二維畫面。三維景物被分切的個(gè)數(shù)越多，則拼合的三維立體圖像越真實(shí)。每個(gè)顯示器與反射光線的夾角還可為其他角度，只要滿足每一顯示器發(fā)出的光線 都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器上即可。每個(gè)顯示器顯示面積按照離人眼的遠(yuǎn)近順序依次同步放大，其他顯示器的面積大 小分別是離人眼最近的顯示器顯示面積的4倍、9倍、16倍。上述實(shí)施例中重點(diǎn)對(duì)本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思想做了詳細(xì)的說(shuō)明，同時(shí)也列舉 了一些具體的技術(shù)方案對(duì)其設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思想的支持，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易通過(guò)上 述的說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做一些簡(jiǎn)單改進(jìn)和優(yōu)化，毫無(wú)疑問(wèn)的是，這些簡(jiǎn)單的改進(jìn)和優(yōu)化應(yīng)在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種三維立體成像方法，該方法包括按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面；將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；將該二維畫面通過(guò)多屏顯示卡輸出給多個(gè)顯示器；使多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體成像方法，其特征在于，所述多個(gè)顯示器與一個(gè)多 屏顯示卡連接，該多屏顯示卡連接一個(gè)主機(jī)，所述顯示器的數(shù)量與二維層面的數(shù)量相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維立體成像方法，其特征在于，所述二維層面的大小相 同，各二維層面的空白區(qū)域?yàn)楹谏?，各顯示器表面設(shè)置有與顯示器的顯示面積等大的半反 半透玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維立體成像方法，其特征在于，多個(gè)顯示器分兩組相對(duì)排 列，每組各顯示器在同一平面內(nèi)，且每組各顯示器的中心在一條直線上，每一顯示器發(fā)出的 光線都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維立體成像方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括按照物理景物深度將三維景物縱向分切制作成若干二維層面；將各二維層面在三維景物中所處的遠(yuǎn)近不同對(duì)二維層面進(jìn)行編號(hào)，由近及遠(yuǎn)分別編號(hào) 為 1、2、3、4......N ；將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；將該二維畫面通過(guò)多屏顯示卡輸出給多個(gè)顯示器；將二維畫面中的二維層面由號(hào)數(shù)由小到大通過(guò)多屏顯示卡分別輸出給由近及遠(yuǎn)的顯 不器；使多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維立體成像方法，其特征在于，步驟“將各二維層面按順 序拼接成一個(gè)二維畫面”具體為將1-N號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由小到大逐行由左至右排列，每行排列的二維層面?zhèn)€數(shù)相 同，所有的二維層面排列在一起拼接成一個(gè)二維畫面；或者將1-N號(hào)二維層面由號(hào)數(shù)由小 到大逐列由上至下排列，每列排列的二維層面?zhèn)€數(shù)相同，所有的二維層面排列在一起拼接 成一個(gè)二維畫面。
7.一種三維立體成像系統(tǒng)，包括二維畫面制作裝置和二維畫面顯示裝置，所述二維畫 面制作裝置包括畫面分切單元和畫面拼合單元，所述畫面分切單元用于將三維景物按照物 理景物深度縱向分切制作成若干二維層面，所述畫面拼合單元用于將各二維層面按順序拼 接成一個(gè)二維畫面；所述二維畫面顯示裝置包括一主機(jī)、與該主機(jī)連接的一多屏顯示卡以 及與該多屏顯示卡連接的多個(gè)顯示器，制作好的二維畫面被主機(jī)發(fā)送到多屏顯示卡，多屏 顯示卡再將該二維畫面輸出給多個(gè)顯示器分別顯示每個(gè)二維層面，多個(gè)顯示器顯示的二維 畫面的像拼合成原三維景物的像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維立體成像系統(tǒng)，其特征在于，所述二維層面的大小相同， 各二維層面的空白區(qū)域?yàn)楹谏黠@示器表面設(shè)置有與顯示器的顯示面積等大的半反半透 玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三維立體成像系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)顯示器分兩組相對(duì)排列，每組各顯示器在同一平面內(nèi)，且每組各顯示器的中心在一條直線上，每一顯示器發(fā)出的 光線都能通過(guò)其相對(duì)的顯示器反射到其相鄰的顯示器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三維立體成像系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器與光線成45度
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維立體成像方法和三維立體成像系統(tǒng)。該三維立體成像系統(tǒng)，包括二維畫面制作裝置和二維畫面顯示裝置，所述二維畫面制作裝置包括畫面分切單元和畫面拼合單元，所述畫面分切單元用于將三維景物按照物理景物深度縱向分切制作成若干二維層面，所述畫面拼合單元用于將將各二維層面按順序拼接成一個(gè)二維畫面；所述二維畫面顯示裝置包括一主機(jī)、與該主機(jī)連接的一多屏顯示卡以及與該多屏顯示卡連接的多個(gè)顯示器，制作好的二維畫面被主機(jī)發(fā)送到多屏顯示卡，多屏顯示卡再將該二維畫面輸出給多個(gè)顯示器分別顯示每個(gè)二維層面，多個(gè)顯示器顯示的二維畫面的像拼合成原三維景物的像。本發(fā)明通過(guò)現(xiàn)有的多屏顯示卡與多個(gè)顯示器連接，并且將顯示器與一個(gè)多屏顯示卡連接，一個(gè)多屏顯示卡受一個(gè)主機(jī)控制，從而很方面的控制各顯示器顯示畫面的同步，方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)G06T17/00GK101980068SQ201010501998
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者劉武強(qiáng) 申請(qǐng)人:劉武強(qiáng)