光柵3d顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法。該方法在GPU的并行架構(gòu)下，根據(jù)光柵的排列方式，計(jì)算各個(gè)區(qū)域中每張視差圖像所需渲染像素的索引位置，采用PixelShader(像素著色器)通過分區(qū)域渲染拼接快速生成高分辨率的合成圖像。該發(fā)明包括三個(gè)基本步驟：第一步，計(jì)算所需分割的區(qū)域陣列和每個(gè)區(qū)域的大?。坏诙?，按區(qū)域陣列映射視差圖像；第三步，分區(qū)域渲染并拼接快速生成超高分辨率的合成圖像。
【專利說明】光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裸眼3D (三維)顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光柵3D顯示無需觀看者佩戴任何助視設(shè)備即能觀看到立體圖像，它是基于柱面光柵或狹縫光柵的一種多視點(diǎn)自由立體顯示。其中，用于光柵3D顯示的合成圖像是將多張視差圖像的像素或子像素按照光柵的光學(xué)結(jié)構(gòu)，以一定的規(guī)律排列所生成的圖像。合成圖像經(jīng)光柵的分光作用，使觀看者在觀看區(qū)域內(nèi)左右眼同時(shí)看到不同的視差圖像經(jīng)大腦融合從而感知到具有立體效果的3D圖像。
[0003]隨著各種超高分辨率顯示技術(shù)的成熟，3D圖像的分辨率和觀看自由度(與視點(diǎn)數(shù)目相關(guān))已經(jīng)是裸眼3D顯示的兩個(gè)重要目標(biāo)。然而，現(xiàn)有的多視點(diǎn)光柵3D顯示的3D分辨率和觀看自由度都相對(duì)較低。因此，需要快速生成超高分辨率的合成圖像用于光柵3D顯示來解決這些問題。由于受計(jì)算機(jī)固有性能的限制，現(xiàn)有的方法所生成的合成圖像的分辨率也受到了限制，或者生成合成圖像的效率低下。
[0004]對(duì)于超高分辨率合成圖像的生成，利用CPU (中央處理器)處理，速率慢且實(shí)時(shí)性差；利用GPU (圖形處理器)并行處理，可以解決速率慢的問題，但是所生成的合成圖像的分辨率卻受計(jì)算機(jī)顯卡所能創(chuàng)建紋理的最大分辨率的限制，因此也無法直接快速生成超高分辨率的合成圖像。為了解決合成圖像的分辨率受計(jì)算機(jī)固有性能的限制，本發(fā)明提出了一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法，該方法在GPU的并行架構(gòu)下，根據(jù)光柵的排列方式，計(jì)算每張視差圖像中所要渲染的像素的索引位置，采用Pixel Shader (像素著色器)分區(qū)域?qū)γ繌堃暡顖D像進(jìn)行渲染疊加，生成相應(yīng)區(qū)域的合成圖像，最后將各個(gè)區(qū)域的合成圖像拼接生成超高分辨率的合成圖像。
[0006]該方法的具體步驟包括:
第一步，確定所需分割的區(qū)域陣列和每個(gè)區(qū)域的大小。根據(jù)需要生成合成圖像的分辨率ZX7和顯卡所能創(chuàng)建紋理的最大分辨率ZmaxXZmax，計(jì)算分區(qū)域的區(qū)域陣列之X毛U1為行，毛為列)由公式(I)和(2)給出:
【權(quán)利要求】
1.一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法，其特征是利用GPU并行處理數(shù)據(jù)的能力通過分區(qū)域渲染拼接快速生成高分辨率的合成圖像，包括三個(gè)基本步驟:第一步，確定所需分割的區(qū)域陣列和每個(gè)區(qū)域的大?。坏诙?，按區(qū)域陣列映射視差圖像；第三步，分區(qū)域渲染并拼接快速生成超高分辨率的合成圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法，其特征是該方法的第一步“確定所需分割的區(qū)域陣列和每個(gè)區(qū)域的大小”的具體方法是:根據(jù)所要生成合成圖像的分辨率XX7，和顯卡所能創(chuàng)建最大紋理的分辨率X ^fflax,分別計(jì)算需分割大的區(qū)域陣列之X^2 U1為行，毛為列)和每個(gè)區(qū)域的大小f xr cr，r分別為水平和豎直方向上的分辨率)，區(qū)域陣列之X毛由公式:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法，其特征是該方法的第二步“按區(qū)域陣列映射視差圖像”的具體方法為:基于紋理映射技術(shù)，按照權(quán)利2所確定的區(qū)域陣列之X毛，首先建立頂點(diǎn)數(shù)為AXklXk2的矩形網(wǎng)格，確定每張視差圖像分區(qū)域的映射關(guān)系，用于映射視差圖像的像素?cái)?shù)據(jù)，其映射關(guān)系由每個(gè)區(qū)域的頂點(diǎn)矩陣
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光柵3D顯示中超高分辨率合成圖像的快速生成方法，其特征是第三步“分區(qū)域渲染并拼接快速生成超高分辨率的合成圖像”的具體方法為:首先，建立大小為7X7’的紋理用來處理每個(gè)區(qū)域的像素?cái)?shù)據(jù)，通過Pixel Shader (像素著色器)常量表傳入視差圖像數(shù)的總張數(shù)見光柵相對(duì)于豎直方向的傾斜角度Θ，和當(dāng)前渲染區(qū)域序號(hào)i (1，2，…，之X&);接著，基于光柵的排列方式，分別計(jì)算視差圖像(1,2,…，N)在區(qū)域i中所要渲染像素的索引位置，依次對(duì)該區(qū)域的#張視差圖像進(jìn)行渲染疊加生成區(qū)域i的合成圖像，其中，在區(qū)域i中，視差圖像中所要渲染像素的索引位置即所要渲染的像素在合成圖像中的水平偏移量δ為
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK103745448SQ201310716535
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王瓊?cè)A, 臧尚飛, 趙悟翔, 張 杰 申請人:四川大學(xué)