一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統。其中，該方法包括：追蹤N個觀察者及其眼睛位置的移動，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給觀察者的可編程反射鏡的轉動角度，多個投影屏每個像素位置對應可編程反射鏡陣列中的一個可編程反射鏡，并預先將可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給N個觀察者，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動及分配給觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將左眼和右眼的三維圖像向投影屏投影，從而控制射入不同的觀察者左眼和右眼的光學投影。通過上述方式，本發(fā)明允許觀察者完全且無阻礙地移動且觀看到唯一定制的三維立體圖像。
【專利說明】
一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及視覺顯示【技術領域】，特別是涉及一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]現在出現的全息(Holography)顯示技術，全息可以理解為三維顯示物體和畫面，即展示一個物體全部視角的全部畫面的圖像。全息圖像技術包括利用特殊的技術手段記錄并再現一個物體全部視角的全部畫面的圖像，從而使人眼產生和實際環(huán)境完全感覺一樣的視覺效果。
[0003]現有技術中，三維(3D)顯示技術能夠提供全息圖像，且該顯示技術正在日益普及和應用，其不僅在計算機圖形學領域中，而且在其他不同的環(huán)境和技術中同樣得以實施。在3D顯示技術方面，用戶通常要佩戴頭盔、特殊眼鏡等，將平面圖像轉換成虛擬立體的圖像。但是，這種應用方式是獨自進行并且是具有妨礙性的:用戶佩戴頭盔、特殊眼鏡或是其他只會將3D圖像單獨顯示給每個用戶的設備。
[0004]雖然這些方法通常是成功的，但是它們并未被廣泛接受，這是因為觀察者通常不喜歡在眼睛上戴東西。此外，這些方法在要將3D圖像投影給一個或多個偶然經過的過路人、一群合作者或全體觀眾是無法實現的。如果要滿足這種同時觀看的需要，使得可以為處于相同觀看環(huán)境并可以完全自由移動的每一個觀看者呈現唯一定制的自動立體3D圖像，而且該圖像完全不同于那些正被任何其他觀看者所觀看的圖像，那么將會是特別有利的。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統，允許觀察者完全且無阻礙第自由移動且能夠觀看到唯一定制的(全息的)三維立體圖像。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法,所述方法包括:追蹤N個觀察者及其眼睛位置的移動，N為大于O的自然數；根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射鏡分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼；其中，多個所述可編程反射鏡分布在所述投影屏表面形成可編程反射鏡陣列，所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射鏡陣列中的一個可編程反射鏡，并預先將所述可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給所述N個觀察者；以及根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將所述左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影，從而控制射入不同的所述觀察者左眼和右眼的光學投影。
[0007]其中，所述根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度的步驟具體為:根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡相對于所述投影屏表面的角度，以改變所述可編程反射鏡的法線方向。
[0008]其中，所述根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將所述左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影的步驟包括:與分配給所述觀察者的可編程反射鏡的法線進行關聯；分別將左眼三維圖像和右眼三維圖像的入射光投影到所述投影屏對應像素上分配給所述觀察者的可編程反射鏡的法線位置，并經過所述可編程反射鏡的反射從所述法線位置相應地射入所述觀察者的左眼和右眼，從而分別將左眼和右眼的三維圖像投影到相應的左眼和右眼的位置。
[0009]其中，所述方法包括:追蹤所述觀察者以判斷觀察者的數量是否從N變化為N±n ；其中，η、N±n均為大于O的自然數；若所述觀察者的數量從N變化為N±n時，則重新將所述可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給所述N±n個觀察者；然后依次執(zhí)行所述調整可編程反射鏡的轉動角度的步驟以及所述調制三維圖像的步驟。
[0010]其中，所述追蹤觀察者以判斷觀察者的數量是否從N變化為N±n的步驟之后，還包括:根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動確定對應觀察者是否有效；以及統計確定的有效觀察者以確定觀察者的數量。
[0011]其中，所述根據所述每個觀察者的眼睛位置的移動確定對應觀察者是否有效的步驟具體為:根據所述每個觀察者的眼睛位置的移動是否在預定方向范圍內以確定對應的觀察者是否有效；其中，所述預定方向范圍為所述投影屏所在方向的范圍。
[0012]其中，所述方法還包括:響應所述追蹤N個觀察者的眼睛位置的移動，相應地調整左眼和右眼三維圖像以產生全息圖像。
[0013]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種實現全息圖像顯示的三維顯示裝置，所述裝置包括:投影屏，具有分布在其表面的可編程反射單元陣列，且所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元；控制單元，用于將所述可編程反射單元陣列中的多個反射單元依次交替地分配給不同的觀察者；以及根據每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射單元分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼。
[0014]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種實現全息圖像顯示的三維顯示系統，所述系統包括追蹤設備、三維顯示裝置、三維圖像處理裝置以及投影設備；所述追蹤設備用于追蹤觀察者以確定觀察者的數量N，以及追蹤每個觀察者的眼睛位置的移動；其中，N為大于O的自然數；所述三維顯示裝置包括:投影屏，具有分布在其表面的可編程反射單元陣列，并且所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元；以及控制單元，用于將所述可編程反射單元陣列中的多個反射單元依次交替地分配給所述N個觀察者；以及根據所述追蹤設備追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射單元分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼；所述三維圖像處理裝置用于根據所述追蹤設備追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動以及所述控制單元分配所述觀察者的的可編程反射單元的反射角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，以控制所述投影設備分別將所述左眼和右眼三維圖像向所述投影屏投影，從而控制射入不同的所述觀察者左眼和右眼的光學投影。
[0015]其中，所述三維圖像處理裝置包括:圖像處理單元，用于將所需顯示的圖像渲染成3D圖像；顯示界面和圖像分割單元，用于將來自所述圖像處理單元的3D圖像分成左眼三維圖像和右眼三維圖像；信號處理單元，用于根據所述追蹤設備追蹤到的觀察者的眼睛位置的移動以及所述控制單元分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度產生相應的左眼圖像調制信號和右眼圖像調制信號；左眼圖像調制單元，用于響應所述信號處理單元產生的左眼圖像調制信號對所述左眼三維圖像進行調制，并控制所述投影設備將調制后的所述左眼三維圖像投影到所述投影屏；以及右眼圖像調制單元，用于響應所述信號處理單元產生的右眼圖像調制信號對所述右眼三維圖像進行調制，并控制所述投影設備將調制后的所述右眼三維圖像投影到所述投影屏。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現有技術的情況，本發(fā)明將可編程反射鏡陣列布設在投影屏表面，并預先定義投影屏每個像素位置對應一個可編程反射鏡，并且還將所述可編程反射鏡陣列中的多個可編程反射鏡依次交替地分配給追蹤到的N個觀察者。然后根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及調整的對應的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，使得左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影時能夠射入不同的觀察者左眼和右眼的光學投影。從而允許觀察者完全且無阻礙地自由移動且能夠觀看到唯一定制的三維立體圖像。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明第一實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法的流程示意圖；
[0018]圖2-1、2_2是本發(fā)明一實施方式中將可編程反射鏡分配給觀察者的原理示意圖；
[0019]圖2-3、2_4是本發(fā)明另一實施方式中將可編程反射鏡分配給觀察者的原理示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明第二實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示
[0021]方法的流程示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實施方式中的調制左眼和右眼三維圖像方法流程示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示裝置
[0024]的結構示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示系統的結構示意圖。
[0026]元件標號:
[0027]裝置40、52
[0028]投影屏41、521
[0029]可編程反射單元42、523
[0030]控制單元43、522
[0031]系統50
[0032]追蹤設備51
[0033]三維圖像處理裝置53
[0034]圖像處理單元531
[0035]顯示界面和圖像分割單元532
[0036]信號處理單元533
[0037]左眼圖像調制單元534
[0038]右眼圖像調制單元535
[0039]投影設備54
【具體實施方式】
[0040]為詳細說明本發(fā)明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0041]請參閱圖1，為本發(fā)明第一實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法的流程示意圖。該實施方式示出的實現全息圖像顯示的三維顯示方法包括如下步驟:
[0042]步驟S10，追蹤N個觀察者及其眼睛位置的移動，N為大于O的自然數。
[0043]步驟S11，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射鏡的轉動角度，以使得分配給對應觀察者的該可編程反射鏡分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的該觀察者的左眼和右眼。
[0044]其中，多個該可編程反射鏡分布在該投影屏表面形成可編程反射鏡陣列，該投影屏每個像素位置對應該可編程反射鏡陣列中的一個可編程反射鏡，并預先將該可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給該N個觀察者。
[0045]請同時參閱圖2-1、2_2，為本發(fā)明一實施方式中將可編程反射鏡分配給觀察者的原理示意圖，進一步地，該投影屏每個像素對應一個可編程反射鏡，其中，在將該可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給該N個觀察者時依照如下方式進行分配:從該可編程反射鏡陣列中位置為第一行、第一列的第一個反射鏡開始進行分配，該第一個反射鏡分配給一個觀察者的左眼(左眼像素13a)、位于該可編程反射鏡陣列中位置為第一行、第二列的第二個反射鏡分配給該觀察者的右眼(右眼像素13b);位于該可編程反射鏡陣列中位置為第一行、第三列的第三個反射鏡分配給另一個觀察者的左眼，位于該可編程反射鏡陣列中位置為第一行、第四列的第四個反射鏡分配給該另一個觀察者的右眼，……依此類推，依次交替地為每個觀察者的左眼和右眼分配對應的反射鏡。例如，投影屏上鋪設了4 X 4的可編程反射鏡矩陣，且當前有2個觀察者，則如圖2-1、2-2所示按照上述的分配方式進行分配。
[0046]請同時參閱圖2-3以及2-4，為本發(fā)明另一實施方式中將可編程反射鏡分配給觀察者的原理示意圖，在另一種情況下，將該可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給該N個觀察者時依照如下方式進行分配:該投影屏的全部像素被劃分為對應左眼圖像的像素以及對應右眼圖像的像素這兩部分。由于每個像素均對應一個反射鏡，因此該可編程反射鏡陣列也相應地被劃分成兩部分(以下稱為第一可編程反射鏡陣列110和第二可編程反射鏡陣列111)，然后分別對對應左眼圖像的像素和對應右眼圖像的像素進行分配。具體地，在對應左眼圖像的像素中，位于該第一可編程反射鏡陣列110中位置為第一行、第一列的第一個反射鏡分配給一個觀察者的左眼(左眼像素13a)，位于該第一可編程反射鏡陣列中位置為第一行、第二列的第二個反射鏡分配給另一個觀察者的右眼(右眼像素13b)，……依此類推，將該第一可編程反射鏡陣列110中每個反射鏡對應分配給一個觀察者，從而為每個觀察者分配對應的左眼圖像的像素。同樣，在對應右眼圖像的像素中，位于該第二可編程反射鏡陣列111中位置為第一行、第一列的第一個反射鏡分配給一個觀察者的左眼(左眼像素13a)，位于該第二可編程反射鏡陣列111中位置為第一行、第二列的第二個反射鏡分配給另一個觀察者的右眼(右眼像素13b)，……依此類推，將該第二可編程反射鏡陣列111中每個反射鏡對應分配給一個觀察者，從而為每個觀察者分配對應的右眼圖像的像素。例如，投影屏上鋪設了 4X4的可編程反射鏡矩陣，且當前有2個觀察者，則如圖2-3、2-4所示按照上述的分配方式進行分配。
[0047]由以上分配方式可以知道，該投影屏每個像素均對應一個反射鏡，但并不是全部的反射鏡都對應分配給同一個觀察者，而是依次交替地分配給了 N個觀察者。因此，每個觀察者所能夠看到圖像的像素降低到了原始圖像像素的1/N。
[0048]步驟S12，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動及分配給該觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將該左眼和右眼的三維圖像向該投影屏投影，從而控制射入不同觀察者左眼和右眼的光學投影。
[0049]請參閱圖3，為本發(fā)明第二實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法的流程示意圖。該實施方式示出的實現全息圖像顯示的三維顯示方法包括如下步驟:
[0050]步驟S20，追蹤N個觀察者及其眼睛位置的移動，N為大于O的自然數。
[0051]步驟S21，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射鏡的轉動角度，以使得分配給對應觀察者的該可編程反射鏡分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的該觀察者的左眼和右眼。
[0052]其中，多個該可編程反射鏡分布在該投影屏表面形成可編程反射鏡陣列，該投影屏每個像素位置對應該可編程反射鏡陣列中的一個可編程反射鏡，并預先將該可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給該N個觀察者。
[0053]進一步地，步驟S21具體為:根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射鏡相對于該投影屏表面的角度，以改變該可編程反射鏡的法線方向。
[0054]步驟S22，根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動及分配給該觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將該左眼和右眼的三維圖像向該投影屏投影，從而控制射入不同觀察者左眼和右眼的光學投影。
[0055]進一步地，還響應追蹤到的N個觀察者的眼睛位置的移動，相應地調整左眼和右眼三維圖像以產生全息圖像，并將該全息圖像向該投影屏投影使不同觀察者觀看到相應的全息圖像。
[0056]請同時參閱圖4，為本發(fā)明實施方式中的調制左眼和右眼三維圖像的方法流程示意圖。該實施方式示出的調制左眼和右眼三維圖像的方法，即該步驟S22，包括如下子步驟:
[0057]子步驟S220，與分配給該觀察者的可編程反射鏡的法線進行關聯。
[0058]子步驟S221，分別將左眼三維圖像和右眼三維圖像的入射光投影到該投影屏對應像素上分配給該觀察者的可編程反射鏡的法線位置，并經過該可編程反射鏡的反射從該法線位置相應地射入該觀察者的左眼和右眼，從而分別將左眼和右眼的三維圖像投影到相應的左眼和右眼的位置。
[0059]步驟S23，追蹤該觀察者以判斷觀察者的數量是否從N變化為N±n ;其中，n、N±n均為大于O的自然數。若是，則進入步驟S24，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S23。
[0060]步驟S24，根據追蹤到的每個該觀察者的眼睛位置的移動確定對應觀察者是否有效。若是，則進入步驟S25，否則，返回步驟S23。
[0061]步驟S25，統計確定的有效觀察者以確定觀察者的數量。
[0062]具體地，根據該每個觀察者的眼睛位置的移動是否在預定方向范圍內以確定對應的觀察者是否有效。其中，該預定方向范圍為該投影屏所在方向的范圍。
[0063]步驟S26，將該可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給該N±n個觀察者。然后，返回步驟S21。
[0064]請參閱圖5，為本發(fā)明實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示裝置的結構示意圖。該裝置40包括:
[0065]投影屏41，具有分布在其表面的可編程反射單元42陣列，且該投影屏41每個像素對應該可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元42。
[0066]控制單元43，用于將該投影屏41每個像素位置的可編程反射單元42依次交替地分配給不同的觀察者，還用于根據每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射單元42的反射角度，以使得分配給對應觀察者的可編程反射單元42分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的該觀察者的左眼和右眼。
[0067]在本實施方式中，該可編程反射單元42可以是反射鏡，還可以成盒的液晶單元。
[0068]當該可編程反射單元42為反射鏡時，該控制單元43根據觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射鏡相對于該投影屏41表面的角度，以改變該可編程反射鏡的法線方向。
[0069]當該可編程反射單元42為液晶單元時，該控制單元43根據觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的液晶單元的驅動電極的電壓，以改變液晶分布，從而改變入射光透射到該液晶單元的折射角度。
[0070]請參閱圖6，為本發(fā)明實施方式中的一種實現全息圖像顯示的三維顯示系統的結構示意圖。該系統50包括追蹤設備51、三維顯示裝置52、三維圖像處理裝置53以及投影設備54。
[0071]該追蹤設備51用于追蹤觀察者以確定觀察者的數量N，以及追蹤每個觀察者的眼睛位置的移動，N為大于O的自然數。
[0072]該三維顯示裝置52包括投影屏521以及控制單元522，其中，該投影屏521具有分布在其表面的可編程反射單元523陣列，并且該投影屏521每個像素對應該可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元523。該控制單元522用于獲取該追蹤設備521追蹤到的N個觀察者及每個觀察者的眼睛位置的移動，將該可編程反射單元陣列中的反射單元523依次交替地分配給該N個觀察者，還用于根據每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射單元523的反射角度，以使得分配給對應觀察者的可編程反射單元523分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的該觀察者的左眼和右眼。
[0073]進一步地，該追蹤設備51還用于追蹤觀察者以判斷觀察者的數量是否從N變化為N±n ;其中，η、N±n均為大于O的自然數。若該觀察者的數量從N變化為N±n時，該控制單元522還用于重新將該可編程反射單元陣列中的多個反射單元523依次交替地分配給該Ν±η個觀察者。
[0074]該三維圖像處理裝置53用于根據該追蹤設備51追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動以及該控制單元52分配給該觀察者的的可編程反射單元523的反射角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，以控制該投影設備54分別將該左眼和右眼的三維圖像向該投影屏521投影，從而控制射入不同的該觀察者左眼和右眼的光學投影。
[0075]進一步地，該三維圖像處理裝置53還用于響應該追蹤設備51追蹤到的N個觀察者的眼睛位置的移動，相應地調整左眼和右眼三維圖像以產生全息圖像，以控制該投影設備54將該全息圖像向該投影屏投影521，使得不同觀察者觀看到相應的全息圖像。
[0076]進一步地，該三維圖像處理裝置53包括:
[0077]圖像處理單元531，用于將所需顯示的圖像渲染成3D圖像。
[0078]顯示界面和圖像分割單元532，用于將來自該圖像處理單元531的3D圖像分成左眼三維圖像和右眼三維圖像。
[0079]信號處理單元533，用于根據該追蹤設備51追蹤到的觀察者的眼睛位置的移動以及該控制單元522分配給該觀察者的可編程反射單元523的反射角度產生相應的左眼圖像調制信號和右眼圖像調制信號。
[0080]左眼圖像調制單元534，用于響應該信號處理單元533產生的左眼圖像調制信號對該左眼三維圖像進行調制，控制該投影設備54將調制后的左眼三維圖像投影到該投影屏 521。
[0081]右眼圖像調制單元535，用于響應該信號處理單元533產生的右眼圖像調制信號對該右眼三維圖像進行調制，控制該投影設備54將調制后的右眼三維圖像投影到該投影屏 521。
[0082]在本實施方式中，該可編程反射單元523可以是反射鏡，還可以成盒的液晶單元。
[0083]當該可編程反射單元523為反射鏡時，該控制單元522根據觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的可編程反射鏡相對于該投影屏521表面的角度，以改變該可編程反射鏡的法線方向。
[0084]具體地，該信號處理單元533根據該追蹤設備51追蹤到的觀察者的眼睛位置的移動以及該控制單元522分配給觀察者的可編程反射單元的法線方向產生該左眼圖像調制信號和右眼圖像調制信號。
[0085]該左眼圖像調制單元534和該右眼圖像調制單元535分別響應該信號處理單元533產生的左眼圖像調制信號和右眼圖像調制信號將左眼三維圖像和右眼三維圖像的入射光投影到該投影屏521對應像素上分配給該觀察者的可編程反射單元523的法線位置，使該入射光經過該可編程反射單元523的反射并從該法線位置相應地射入該觀察者的左眼和右眼，從而分別將左眼和右眼的三維圖像投影到相應的左眼和右眼的位置。
[0086]當該可編程反射單元523為液晶單元時，該控制單元522根據觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給該觀察者的液晶單元的驅動電極的電壓，以改變液晶分布，從而改變入射光透射到該液晶單元的折射角度。
[0087]本發(fā)明提供的一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法、裝置及系統，將可編程反射鏡陣列布設在投影屏表面，并預先定義投影屏每個像素位置對應一個可編程反射鏡，并且還將所述可編程反射鏡陣列中的多個可編程反射鏡依次交替地分配給追蹤到的N個觀察者。然后根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及調整的對應的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，使得左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影時能夠射入不同的觀察者左眼和右眼的光學投影。從而允許觀察者完全且無阻礙地自由移動且能夠觀看到唯一定制的三維立體圖像。
[0088]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述方法包括: 追蹤N個觀察者及其眼睛位置的移動，N為大于0的自然數； 根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射鏡分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼；其中，多個所述可編程反射鏡分布在所述投影屏表面形成可編程反射鏡陣列，所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射鏡陣列中的一個可編程反射鏡，并預先將所述可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給所述N個觀察者；以及 根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將所述左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影，從而控制射入不同的所述觀察者左眼和右眼的光學投影。
2.根據權利要求1所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度的步驟具體為:根據追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射鏡相對于所述投影屏表面的角度，以改變所述可編程反射鏡的法線方向。
3.根據權利要求2所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動及分配給所述觀察者的可編程反射鏡的轉動角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，并將所述左眼和右眼的三維圖像向所述投影屏投影的步驟包括: 與分配給所述觀察者的可編程反射鏡的法線進行關聯； 分別將左眼三維圖像和右眼三維圖像的入射光投影到所述投影屏對應像素上分配給所述觀察者的可編程反射鏡的法線位置，并經過所述可編程反射鏡的反射從所述法線位置相應地射入所述觀察者的左眼和右眼，從而分別將左眼和右眼的三維圖像投影到相應的左眼和右眼的位置。
4.根據權利要求1所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述方法還包括: 追蹤所述觀察者以判斷觀察者的數量是否從N變化為N±n ;其中，η、Ν±η均為大于0的自然數； 若所述觀察者的數量從Ν變化為Ν±η時，則重新將所述可編程反射鏡陣列中的多個反射鏡依次交替地分配給所述Ν±η個觀察者；然后依次執(zhí)行所述調整可編程反射鏡的轉動角度的步驟以及所述調制三維圖像的步驟。
5.根據權利要求4所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述追蹤觀察者以判斷觀察者的數量是否從Ν變化為Ν±η的步驟之后，還包括: 根據追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動確定對應觀察者是否有效；以及 統計確定的有效觀察者以確定觀察者的數量。
6.根據權利要求5所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述根據所述每個觀察者的眼睛位置的移動確定對應觀察者是否有效的步驟具體為: 根據所述每個觀察者的眼睛位置的移動是否在預定方向范圍內以確定對應的觀察者是否有效；其中，所述預定方向范圍為所述投影屏所在方向的范圍。
7.根據權利要求1所述的實現全息圖像顯示的三維顯示方法，其特征在于，所述方法還包括: 響應所述追蹤N個觀察者的眼睛位置的移動，相應地調整左眼和右眼三維圖像以產生全息圖像。
8.一種實現全息圖像顯示的三維顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括: 投影屏，具有分布在其表面的可編程反射單元陣列，且所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元； 控制單元，用于將所述可編程反射單元陣列中的多個反射單元依次交替地分配給不同的觀察者；以及根據每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射單元分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼。
9.一種實現全息圖像顯示的三維顯示系統，其特征在于，所述系統包括追蹤設備、三維顯示裝置、三維圖像處理裝置以及投影設備； 所述追蹤設備用于追蹤觀察者以確定觀察者的數量N，以及追蹤每個觀察者的眼睛位置的移動；其中，N為大于O的自然數； 所述三維顯示裝置包括: 投影屏，具有分布在其表面的可編程反射單元陣列，并且所述投影屏每個像素位置對應所述可編程反射單元陣列中的一個可編程反射單元；以及 控制單元，用于將所述可編程反射單元陣列中的多個反射單元依次交替地分配給所述N個觀察者；以及根據所述追蹤設備追蹤到的每個觀察者的眼睛位置的移動相應地調整分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度，以使得分配給對應觀察者的所述可編程反射單元分別將對應左眼和右眼的投影光線反射至對應的所述觀察者的左眼和右眼； 所述三維圖像處理裝置用于根據所述追蹤設備追蹤到的每個所述觀察者的眼睛位置的移動以及所述控制單元分配給所述觀察者的的可編程反射單元的反射角度調制相應的左眼和右眼三維圖像，以控制所述投影設備分別將所述左眼和右眼三維圖像向所述投影屏投影，從而控制射入不同的所述觀察者左眼和右眼的光學投影。
10.根據權利要求8所述的實現全息圖像顯示的三維顯示系統，其特征在于，所述三維圖像處理裝置包括: 圖像處理單元，用于將所需顯示的圖像渲染成3D圖像； 顯示界面和圖像分割單元，用于將來自所述圖像處理單元的3D圖像分成左眼三維圖像和右眼三維圖像； 信號處理單元，用于根據所述追蹤設備追蹤到的觀察者的眼睛位置的移動以及所述控制單元分配給所述觀察者的可編程反射單元的反射角度產生相應的左眼圖像調制信號和右眼圖像調制信號； 左眼圖像調制單元，用于響應所述信號處理單元產生的左眼圖像調制信號對所述左眼三維圖像進行調制，并控制所述投影設備將調制后的所述左眼三維圖像投影到所述投影屏；以及 右眼圖像調制單元，用于響應所述信號處理單元產生的右眼圖像調制信號對所述右眼三維圖像進行調制，并控制所述投影設備將調制后的所述右眼三維圖像投影到所述投影屏。
【文檔編號】H04N13/00GK104394394SQ201410527715
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】劉美鴻, 陳易華 申請人:深圳市億思達科技集團有限公司