TWI407773B - 提供三維立體影像之方法及系統 - Google Patents

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TWI407773B
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Chao Jun Chuang
Chang Wei Yeh
Chang Huain Hsieh
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Description

提供三維立體影像之方法及系統
本發明大體上是關於網路的領域，更特定而言是一種透過網路提供三維立體影像之方法及系統。
在西元2009年底至2010年初，由導演詹姆斯柯麥隆(James Cameron)所執導的三維立體電影「阿凡達(Avatar)」在世界各地上演皆創下了極高的票房，引起了民眾對於三維立體(3D Stereo)電影的極高關注。除了電影的賣座之外，多家電子廠商也宣佈要推出家用三維立體顯示器，讓使用者不一定要到電影院，在家中即可欣賞到三維立體的影像。因此，可預期三維立體影像設備的普及率會越來越高。
在先前技術中，三維立體影像可視顯像設備的不同而有多種不同的模式。舉例而言，主動式、被動式及浮雕式(Anaglyph)等。其中，對於主動式三維立體影像模式而言，其通常是利用交替顯示兩影像(左右觀點影像)於同一顯示器上，並利用快門眼鏡(Shutter Glasses)利用分時方式使左右眼分別只看到特定的左右觀點影像，藉此產生三維立體顯示之效果。對於被動式三維立體影像模式而言，其可利用濾光器以偏光技術來達到三維立體顯示之效果。對於浮雕式三維立體影像模式而言，其可利用色偏的方式來產生三維立體顯示之效果。因此，可視使用者預算及其特定的喜好來選擇適合的三維立體影像顯示設備，藉由提供多觀點影像之訊源，來達到三維立體顯像之效果。舉例而言，先前技術中亦有將多觀點影像以重疊或其他方式來產生集成攝影(Integral Photography)的成像裝置，其可以裸眼方式觀賞到三維立體成像之效果。
然而，不論有多麼優良的三維立體成像設備，若缺乏適合的三維立體影像，仍然無法提供三維立體成像。而在先前技術中，仍缺乏經由網路提供且安全性高之三維立體影像。
此外，在先前技術中，使用者除了觀賞到三維立體影像之外，並無法進一步對於影像輸入指令使其產生互動，因此，大幅縮減了三維立體影像的應用，譬如在教學或醫學上的應用。
因此，本發明提供一種提供三維立體影像之方法，以解決上述問題，並可提供其他先前技術所無法預期之功效。
本發明之一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，可利用一影像伺服端系統透過網路提供三維立體影像至一客戶端系統。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，可利用多個影像伺服端系統透過網路提供三維立體影像至多個客戶端系統。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，利用一中間伺服端系統介於多個影像伺服端系統及多個客戶端系統。藉此，客戶端系統必須透過中間伺服端系統獲得金鑰，才能從影像伺服端系統獲得三維立體影像，因此可提升影像伺服端系統的系統安全性。此外，藉由中間伺服端系統的控管，可以從多個影像伺服端系統中選擇其一提供服務，藉此可達到負載平衡的效果，不會使多個客戶端系統集中於一特定之影像伺服端系統，使其過於忙碌而服務品質不佳。再者，亦可達到備援之效果，在少數影像伺服端系統暫時運作不良時，可以立即以其他影像伺服端系統取代之。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，提供使用者介面讓使用者可自遠端經由傳輸系統(如網路)發出互動指令控制三維立體影像產生互動動作，譬如三維立體影像之旋轉、縮放、移動、項目增減或其他等功能。藉此，將有助於在教學、醫學或其他領域上之應用。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，利用儲存於一可攜式儲存媒體之電腦軟體程式，讓使用者將所述可攜式儲存媒體安裝於一普通目的之電腦後，可於所述電腦上自動/半自動快速完成接收三維立體影像之所需設定。即可更容易地將一普通目的之電腦設定為可供利用之客戶端系統。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，於影像伺服端互動系統經由擷取、編碼/壓縮及封包等步驟將多觀點影像結合為單一封包傳送，再由客戶端互動系統經由解封包、解碼/解壓縮等步驟將其轉換為原先之多觀點影像。藉此，改善因網路頻寬或其他因素造成的多觀點影像同步不良之問題。再者，因為所有傳輸到客戶端系統的資料都是已經繪製完成的影像，並非原始之三維影像資料，所以杜絕了原始三維影像資料外洩的安全性問題。在本發明之一些較佳實施例中，本發明可利用影像分割模組將在影像伺服端之影像先分割成複數個部分影像，分別傳輸給客戶端系統，再呈現於單一或複數個同步的三維立體顯示器中。在本發明之一些較佳實施例中，更進一步只針對影像中變化之片段進行擷取、編碼/壓縮及封包動作，以減少需要傳送的資料量。
本發明之一觀點在於，提供一種提供三維立體影像之方法，包含：利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；利用所述中間伺服端系統根據所述請求選擇一影像伺服端系統，並根據所述影像伺服端系統產生一請求回覆予所述一客戶端系統；利用所述客戶端系統根據所述請求回覆向所述影像伺服端系統請求三維立體影像；及利用所述影像伺服端系統提供所述三維立體影像予所述客戶端系統。
本發明之另一觀點在於，提供一種提供三維立體影像之方法，包含：利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；利用所述中間伺服端系統根據所述請求選擇一影像伺服端系統，並根據所述影像伺服端系統產生一請求回覆予所述客戶端系統；利用所述客戶端系統根據所述請求回覆向所述影像伺服端系統請求三維立體影像；利用所述影像伺服端系統提供使用者介面資訊及所述三維立體影像予所述客戶端系統；及利用所述客戶端系統向所述影像伺服端系統提出互動資訊，使所述影像伺服端系統根據所述互動資訊提供更新之所述三維立體影像、所述互動資訊或以上之組合。
本發明之又一觀點在於，提供一種提供三維立體影像之系統，包含：一三維立體影像應用程式模組，耦合至複數個緩衝器；一互動指令接收器，耦合至所述三維立體影像應用程式模組，用以接收互動指令；一使用者介面指令傳送器，耦合至所述三維立體影像應用程式模組，用以根據所述互動指令提供使用者介面指令；一影像或片段擷取器，耦合至所述三維立體影像應用程式模組，用以自所述複數個緩衝器擷取複數個觀點之完整影像或部分影像；一影像或片段編碼器，耦合至所述影像或片段擷取器，用以編碼所述複數個觀點之完整影像或部分影像，以產生經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像；及一影像或片段封包器，耦合至所述影像或片段編碼器，用以封包所述經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像，以產生單一封包之經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像。
本發明之再一觀點在於，提供一種提供三維立體影像之系統，包含：一使用者介面指令接收器，用以接收一使用者介面指令；一使用者介面繪製器，耦合至所述使用者介面指令接收器，用以根據所述使用者指令以繪製使用者介面；至少一三維立體顯示介面裝置，耦合至所述使用者介面繪製器，用以供至少一三維立體顯示裝置顯示所述使用者介面；一影像或片段解封包器，用以接收並解封包一單一封包之經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像，以產生經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像；一影像或片段解碼器，耦合至所述影像或片段解封包器，用以解碼所述經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像，以產生複數個觀點之影像或部分影像；及一影像或片段傳送器，耦合至所述影像或片段解碼器及所述至少一三維立體顯示介面裝置，用以將所述複數個觀點之影像或部分影像傳送至所述至少一三維立體顯示介面裝置。
在本發明之實施例中，係提供一種提供三維立體影像(亦可稱為多觀點影像)之系統1000及其方法，如圖一所示。在圖一中，提供三維立體影像之系統1000可包含至少一影像伺服端系統1100、至少一中間伺服端系統1200及至少一客戶端系統1300。在較佳實施例中，可提供複數個影像伺服端系統1100、複數個中間伺服端系統1200及複數個客戶端系統1300。其中，客戶端系統1300可經由網路1400耦合於影像伺服端系統1100及中間伺服端系統1200。其中，網路1400可包含網際網路、區域網路、虛擬私人網路或其他各種網路。所運用的傳輸系統(傳輸媒介)可包含有線及/或無線網路設備。此外，亦可利用電視訊號線、電話線或其他可傳遞訊號之媒介加以達成。在較佳實施例中，影像伺服端系統1100與中間伺服端系統1200之間可利用網路檔案系統(Network File System，NFS)、網路芳鄰或其他方式連接，其網路亦可包含網際網路、區域網路、虛擬私人網路或其他各種網路。
在本發明之一些實施例中，影像伺服端系統1100係用以提供三維立體影像資料予客戶端系統1300。在一示範性實施例中，如圖二所示，影像伺服端系統1100可包含一影像伺服端處理單元1102。影像伺服端系統1100亦可包含一影像伺服端顯示卡1104(亦稱為圖形卡、視頻卡、圖形加速卡或其他名稱，泛指任何專用以處理顯示之圖形處理裝置)，其包含一圖形處理單元1106及一繪圖電路或繪圖器(Renderer)1108。影像伺服端系統亦包含一三維立體影像應用程式(Stereo Application)模組1124，並利用一圖形應用程式計設介面模組(Graphics Application Programming Interface，Graphics API) 1112(以下簡稱圖形API 1112)加以執行。舉例而言，圖形API 1112可利用OpenGL或DirectX加以實施，但並不限於此兩者。其中，三維立體影像應用程式模組1124可包含或連結於複數個緩衝器，以供分別儲存多觀點影像資訊。上述繪圖器1108用以繪製三維立體影像應用程式模組1124所提供之圖形輸出。影像伺服端系統1100可選擇性包含一影像伺服端顯示器1130，以顯示一繪圖輸出。影像伺服端系統1100亦可包含一網路介面1114，以透過網路傳送/接收指令或資料予中間伺服端系統1200及客戶端系統1300。在本發明之較佳實施例中，影像伺服端系統1100亦可包含一連線控管模組1116，以控管登入及要求影像之命令，此將於後文中詳述。影像伺服端系統1100亦可包含一遠端連線系統1118，以供使用者登入。舉例而言，遠端連線系統1118可為一遠端登入協定(Telnet)系統或加密遠端登入協定(Secure Shell，SSH)系統。影像伺服端系統1100亦可包含一三維立體影像擷取模組1120及一影像伺服端遠端圖形化系統1122(以下簡稱遠端圖形化系統1122)。舉例而言，三維立體影像擷取模組1120可藉由Virtual GL來實施，可藉以對多觀點影像加以擷取、編碼/壓縮及封包成為單一封包傳送予客戶端系統1300，以避免交替傳送多觀點影像時同步不良之問題；亦可利用一影像分割模組(其可利用三維立體影像擷取模組1120來達成，亦可利用其他模組)將影像先分割成兩個以上的部分影像，分開編碼/壓縮及封包成為兩個以上的封包傳送予客戶端系統1300，再呈現於單一或複數個同步的三維立體影像顯示裝置1322中。在本發明之較佳實施例中，更進一步只針對影像中變化之片段進行擷取、編碼/壓縮及封包動作，以減少需要傳送的資料量。舉例而言，遠端圖形化系統1122可利用X視窗(X Window)系統加以實施，可藉此接收來自客戶端系統1300之互動指令，將此互動指令傳遞給三維立體影像應用程式模組1124，並且將三維立體影像應用程式模組1124所輸出之使用者介面指令傳送至客戶端系統1300。三維立體影像應用程式模組1124可利用各種三維立體影像處理程式來實施。部分內容將於後文中詳述。影像伺服端系統1100可更包含一三維立體影像資料庫模組1126，用以儲存各種三維立體影像。影像伺服端系統1100可更包含一影像伺服端網路檔案系統模組1128，用以利用網路檔案系統或網路芳鄰的方式連接中間伺服端系統1200。上述各模組或元件，係耦合於影像伺服端中央處理單元1102以及在功能運作需對應之其他模組或元件，如圖二所示。
在本發明之一些實施例中，中間伺服端系統1200係用以作為影像伺服端系統1100及客戶端系統1300之間的中間裝置，使客戶端系統1300不能直接接觸到影像伺服端系統1100中的資料，以保護影像伺服端系統1100的資料安全性。在一示範性實施例中，如圖三所示，中間伺服端系統1200可包含一中間伺服端處理單元1202。中間伺服端系統1200可更包含一網路服務模組1204，其可包含一動態網頁程式模組1206。網路服務模阻1204可用以提供一網頁伺服器(Web Server)，以提供網頁於網際網路，以供客戶端系統1300使用。舉例而言，網頁上可包含影像伺服端系統1100可提供之三維立體影像內容選單，並可提供各內容之簡介，以供客戶端系統1300了解。動態網頁程式模組1206可利用PHP語言(Hypertext Preprocessor Script，PHP Script)或爪哇伺服器網頁(JavaServer Page，JSP)語言或應用系統服務提供者(Application Service Provider，ASP)語言加以實施，以接收客戶端系統1300之要求，進一步查詢適合的影像伺服端系統1100，將於後文中詳述。中間伺服端系統1200可更選擇性包含一中間伺服端網路檔案系統模組1208，以利用網路檔案系統或網路芳鄰的方式連接影像伺服端系統1100中之網路檔案系統模組1128。中間伺服端系統1200可更包含一連線分配模組1210，以根據一或多個客戶端系統1300之請求，分配最適合之影像伺服端系統1100。中間伺服端系統1200可更包含一中間伺服端資料庫模組1212，以儲存各種關於影像伺服端系統1100及/或客戶端系統1300之相關資料，譬如帳號、密碼、網路位置、主機代號或其他等。中間伺服端系統1200可更包含一中間伺服端網路介面1214，以供連線至網路1400。
在本發明之一些實施例中，係提供一種客戶端系統1300，如圖四所示。客戶端系統1300可包含一客戶端中央處理單元1302、客戶端顯示卡1104、圖形處理單元1306、圖形繪製電路1308、圖形應用程式設計介面模組1310、遠端連線系統1314、三維立體影像輸出模組1316、客戶端遠端圖形化系統1318及網路介面1320等。三維立體影像輸出模組1316可由Virtual GL來實施，可藉以接收多觀點影像之封包，經解封包、解碼/解壓縮之後，輸出至三維立體影像顯示裝置1322上，其餘模組/元件大致上與影像伺服端系統1100之相似元件為功能對應或者相似，因此不再贅述。客戶端系統1300可更包含網路瀏覽模組1312、三維立體影像顯示裝置1322等，以瀏覽由中間伺服端系統1200所提供之網頁、儲存中間伺服端系統1200/影像伺服端系統1100所提供之資料，及呈現三維立體影像。
為實施上述影像伺服端系統1100、中間伺服端系統1200及客戶端系統1300，圖五係顯示一種示範性電腦硬體架構。硬體2000包含至少一處理器2002，其經由一匯流排系統2003以直接或間接耦合至記憶元件、輸出入裝置2022、網路介面2024、顯示器配接卡2026、三維立體顯示裝置2028或其他裝置/元件。其中，記憶元件可包含系統記憶體2004、唯讀記憶體2006及隨機存取記憶體2010。唯讀記憶體2006中可載有基本輸出入系統2008。隨機存取記憶體2010可載有系統軟體2012，特別是作業系統2014所需執行之指令或資料。隨機存取記憶體2010亦可載有應用程式軟體2016所需執行之指令或資料。以供處理器2002在實際執行程式碼時使用。此外，記憶元件亦可包含譬如主要儲存裝置2018及次要儲存裝置2020等，作業系統2014及應用程式軟體2016可儲存於其中。記憶元件可包含快取記憶體以減少處理器2002之存取次數，快取記憶體可包含但不限於靜態隨機存取記憶體。主要儲存裝置2018及次要儲存裝置2020可包含譬如硬碟機或光碟機等，以提供電腦可讀取儲存媒體，以儲存電腦可執行指令，以供處理器2002讀取後配合實施例中各種軟硬體執行本發明所提供之方法之各步驟。三維立體顯示裝置2028可包含各種主動式、被動式或浮雕式之三維立體顯示裝置。對應於特定之顯示方式，其可能需搭配雙投影裝置或立體眼鏡(譬如快門式、偏光式或其他)等。
本發明之另一目的在於提供一種提供三維立體影像之方法，利用一中間伺服端系統1200介於多個影像伺服端系統1100及多個客戶端系統1300。藉此，客戶端系統1300必須透過中間伺服端系統1200獲得金鑰，才能從影像伺服端系統1100獲得三維立體影像，因此可提升影像伺服端系統1100的系統安全性。此外，藉由中間伺服端系統1200的控管，可以從多個影像伺服端系統1100中選擇其一提供服務，藉此可達到負載平衡的效果，不會使多個客戶端系統集中於一特定之影像伺服端系統，使其過於忙碌而服務品質不佳。再者，亦可達到備援之效果，在少數影像伺服端系統暫時運作不良時，可以立即以其他影像伺服端系統取代之。為達成上述目的，在本發明之實施例中提供一種安全性多項交握機制，如圖六所示。客戶端系統1300利用網路瀏覽模組1312藉由超文件傳輸協定(Hypertext Transfer Protocol，HTTP)傳送請求指令a1予中間伺服端系統1200。中間伺服端系統1200利用網路服務模組1204接收請求指令a1，利用動態網頁程式模組1206，經由檔案系統模組1208以網路檔案系統或網路芳鄰方式發出一確認指令a2予影像伺服端系統1100。影像伺服端系統1100利用連線控管模組1116回覆一回覆指令a3予中間伺服端系統1200。中間伺服端系統藉由回覆指令a3得知複數個影像伺服端系統1100之個別狀況，藉由連線分配模組1210選擇較適當(譬如負載較少)之特定影像伺服端系統1100，並據此發出第一分配指令a4-1及第二分配指令a4-2。第一分配指令a4-1主要在告知客戶端系統1300目前選定之影像伺服端系統之金鑰、網路位置、主機代號、埠號及/或其他相關資訊。第二分配指令a4-2主要在告知特定影像伺服端系統1100其分配給客戶端系統1300之金鑰資訊。接著，客戶端系統1300可根據第一分配指令a4-1之譬如金鑰或其他資訊，利用遠端連線系統1314向影像伺服端系統1100發出一影像請求指令a5。影像伺服端系統1100可利用遠端連線系統1118接收影像請求指令a5並利用連線控管模組1116加以確認。若確認無誤，影像伺服端系統1100可利用三維立體影像擷取模組1120、遠端圖型化系統1122及三維立體影像應用程式模組1124等，以將三維立體影像資料庫模組1126被指定之影像及使用者介面之資料a6傳送予客戶端系統1300。
圖七更進一步描述了本發明實施例中使用者介面及三維立體影像之傳送機制，大致上可對應於上述之請求指令a5及資料a6。在圖七中係提供一種互動系統3000，包含一影像伺服端互動系統3100及一客戶端互動系統3300。其中影像伺服端互動系統3100係由影像伺服端系統1100所提供，而客戶端互動系統3300係由客戶端系統1300所提供。其中，在本發明之一些實施例中，影像伺服端互動系統3100包含一互動指令接收器3102；一三維立體影像應用程式模組3104，耦合至互動指令接收器3102；一介面指令傳送器3106，耦合至三維立體影像應用程式模組3104；一影像擷取器3108，耦合至三維立體影像應用程式模組3104；一影像編碼/壓縮器3110，耦合至影像擷取器3108；一影像封包器3112，耦合至影像編碼/壓縮器3110；一片段擷取器3114，耦合至三維立體影像應用程式模組3104；一片段編碼/壓縮器3116，耦合至片段擷取器3114；及一片段封包器3118，耦合至片段編碼/壓縮器3116。客戶端互動系統3300包含一互動指令產生器3302；一互動指令傳送器3304，耦合至互動指令產生器3302，以透過譬如網路傳送指令予影像伺服端互動系統3100之互動指令接收器3102；一使用者介面指令接收器3306，以透過譬如網路接收影像伺服端互動系統3100之介面指令傳送器3106提供之指令；一使用者介面繪製器(User Interface Renderer) 3308，耦合至使用者介面指令接收器3306；一影像解封包器3312，以透過譬如網路接收影像伺服端互動系統3100之影像封包器3112提供之資訊；一影像解碼/解壓縮器3314，耦合至影像解封包器3312；一影像傳送器3316，耦合至影像解碼/壓縮器3314；一片段解封包器3318，以透過譬如網路接收影像伺服端互動系統3100之片段封包器3118提供之資訊；一片段解碼/解壓縮器3320，耦合至片段解封包器3318；一片段傳送器3322，耦合至片段解碼/解壓縮器3320；及至少一個三維立體顯示裝置3310，耦合至使用者介面繪製器3308、影像傳送器3316及片段傳送器3322。在較佳實施例中，可利用複數個三維立體顯示裝置3310來達到譬如電視牆的效果。其中，三維立體顯示裝置3310可包含三維立體顯示介面裝置(譬如顯示卡及其連接埠)，並另外連接三維立體顯示器。
如圖七所示，客戶端互動系統3300利用互動指令產生器3302(譬如利用鍵盤、滑鼠、搖桿、麥克風、觸控板或其他裝置)產生一互動指令b1予互動指令傳送器3304。互動指令傳送器3304包含一編碼/壓縮器及一封包器，以根據互動指令b1產生一經過編碼/壓縮與封包後之互動指令封包b2並傳送予影像伺服端互動系統3100之互動指令接收器3102。互動指令接收器3102包含一解碼/解壓縮器及一解封包器，以接收經過編碼/壓縮與封包後之互動指令封包b2產生一經過解封包與解碼/解壓縮之互動指令b3，並將其提供予三維立體影像應用程式模組3104。舉例而言，可在X視窗(X window)環境中，運用網路傳輸傳輸控制協定/網際網路協定(TCP/IP)所具之介面(Socket)將資訊交由Linux作業系統予以封包並傳輸。接著，三維立體影像應用程式模組3104將提供一使用者介面指令b4予使用者介面指令傳送器3106。使用者介面指令傳送器3106包含一編碼器及一發射器，以根據使用者介面指令b4產生一經過編碼之使用者介面指令b5，並將其傳送至客戶端互動系統3300之使用者介面指令接收器3306。使用者介面指令接收器3306包含接收器及一解碼器，以接收並根據經過編碼之使用者介面指令b5產生一經過解碼之使用者介面指令b6，並將其提供予使用者介面繪製器3308。使用者介面繪製器3308根據經過解碼之使用者介面指令b6以繪製使用者介面並將其利用使用者介面資訊b7提供予三維立體顯示裝置3310，以供顯示。
其中，當三維立體影像應用程式模組3104接收經過編碼之互動指令b3時，三維立體影像應用程式模組3104將根據其指令以執行客戶端系統1300所指定之運算，並利用圖形API 1112將經過運算處理繪製後產生的新的三維立體影像(左右眼多觀點影像)分別儲存於複數個緩衝器中，以供影像擷取器b8-1擷取影像。三維立體影像應用程式模組3104亦產生一使用者介面指令b4予使用者介面指令傳送器3106。使用者介面指令b4包含更新使用者介面時需要的資訊。舉例而言，當改變視窗大小時，使用者介面指令b4應包含了視窗的長度與寬度及視窗在螢幕中的座標位置等資訊。舉例而言，當使用者以滑鼠在核取方塊(Checkbox)中點選時，則使用者介面指令b4應包含了被點選的核取方塊之相關資訊。在本發明之一些實施例中，係利用X視窗系統加以實施，因此其使用者介面指令b4是利用X視窗指令(X Window Request)加以實施。
另一方面，上述三維立體影像應用程式模組3104可根據所述經過解碼之互動指令b3產生一影像資訊b8-1以供影像擷取器3108擷取，以產生一擷取之影像資訊b9-1，並將其提供予影像編碼/壓縮器3110；影像編碼/壓縮器3110將擷取之影像資訊b9-1加以編碼/壓縮，以產生一經過編碼/壓縮之影像資訊b10-1，並將其提供予影像封包器3112。影像封包器3112將經過編碼/壓縮之影像資訊b10-1加以封包，以產生經過封包之影像資訊b11-1，並將其透過譬如網路提供予客戶端互動系統3300之影像解封包器3312。影像解封包器3312將經過封包之影像資訊b11-1加以解封包，以產生經過解封包之影像資訊b12-1，並提供予影像解碼/解壓縮器3314。影像解碼/解壓縮器3314將經過解封包之影像資訊b12-1加以解碼/解壓縮，以產生一經過解碼/解壓縮之影像資訊b13-1，並經由影像傳送器3316傳送予三維立體顯示裝置3310，以供顯示。藉此，本發明之一優點在於提供一種提供三維立體影像之方法，於影像伺服端互動系統3100經由擷取、編碼/壓縮及封包等步驟將多觀點影像結合為單一封包傳送，再由客戶端互動系統3300經由解封包、解碼/解壓縮等步驟將其轉換為原先之多觀點影像。藉此，能改善因網路頻寬或其他因素造成的多觀點影像同步不良之問題；再者，因為所有傳輸到客戶端的資料都是經由三維立體影像應用程式模組3104繪製完成的影像，並非原始之三維立體影像資料，所以杜絕了原始三維影像資料外洩的安全性問題。在立體影像呈現部分，可利用容許呈現立體影像之商用影像顯示卡(如Nvidia Quardro等級之顯示卡)達成。在三維立體影像應用程式模組3104部分，可利用商用軟體譬如Avizo軟體(Visualization Science Group之產品)或改良習知技術所自行完成之程式軟體加以實施，但並不限於上述軟體。
此外，在本發明之較佳實施例中，更進一步只針對影像中變化之片段進行擷取、編碼/壓縮及封包動作，以減少需要傳送的資料量。舉例而言，在本發明之實施例中，可利用片段擷取器3114，其可包含至少一暫存歷程模組以比對譬如影像串流中不同影像的差異性。在較佳實施例中，片段擷取器3114在比對前後影像後，將只擷取更動的部分，並搭配所需資訊(譬如更動片段的像素之座標位置等資訊)以提供予片段編碼/壓縮器3116；片段傳送器3322則依照片段資訊b13-2更新三維立體顯示裝置3310上之影像。其餘中間步驟與前述相似，故不再加以贅述。
在本發明之一些具體實施例中，利用上述提供三維立體影像之系統及方法，可提供一種果蠅腦及內部神經結構的三維立體影像，並同時提供可供互動之使用者介面，如圖八所示。藉由圖八，當可更加領會本發明之精神。經由使用者選定，影像伺服端互動系統3100可選擇性提供或不提供譬如神經元(Neuron)及/或神經纖維叢(Neropil)等資訊，並可標以不同之顏色顯示，以達到良好的識別效果。使用者可利用譬如滑鼠來提出互動請求，使果蠅腦的三維立體影像上下、左右或其他方向之旋轉，亦可放大其特定區塊，以觀察其中更詳細之資訊。
在本發明之較佳實施例中，更提出一種可攜式系統及其方法，以降低設置客戶端系統1300的困難度。使用者可以使用儲存有本客戶端系統的通用串列匯流排(Universal Serial Bus，USB)隨身碟或硬碟、CD/DVD光碟或其他儲存媒體開機，經由動態主機組態協定(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)伺服器自動設定網路或是手動以使用者介面進行網路設定後，即可立即以使用網頁瀏覽器連線至伺服器，觀看三維立體影像，除了網路設定外，不需要任何額外的設定步驟。舉例而言，可攜式系統可利用一電腦程式產品實施，其儲存於一電腦可讀取儲存媒體中。在較佳實施例中，上述電腦可讀取儲存媒體可為USB儲存裝置。可攜式系統可包含基本作業系統、網路功能模組、網頁瀏覽及外掛程式呼叫程式、硬體(如顯示卡)驅動程式及網路金鑰密碼等。舉例而言，其可提供一作業系統，譬如Linux作業系統及相關硬體驅動程式，運用如Firefox的瀏覽器及相關應用程式，而不需使用客戶端電腦原有之作業系統。在一些實施例中，使用者將此儲存媒體插入其電腦後，將可直接執行設定好環境之可攜式系統。舉例而言，可攜式系統可實施為一種Linux Live系統(譬如Ubuntu Live系統或Knoppix Linux系統)，相關技術細節可參考WIKIPEDIA之「Live USB」、「Live CD」、「List of live CDs」及「Knoppix Linux」之說明。相關文獻亦可參見「Knoppix hacks：100 industrial-strength tips ＆ tools，OREILLY，2005」。在此併入引用作為本發明之實施方式之範例。
圖九顯示根據本發明一些實施例之提供三維立體影像之流程步驟示意圖，其步驟包含：在步驟902，利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；在步驟904，利用所述中間伺服端系統根據所述請求選擇一影像伺服端系統，並根據所述影像伺服端系統產生一請求回覆予所述一客戶端系統；在步驟906，利用所述客戶端系統根據所述請求回覆向所述影像伺服端系統請求三維立體影像；及在步驟908，利用所述影像伺服端系統提供所述三維立體影像予所述客戶端系統。
圖十顯示根據本發明另一些實施例之提供三維立體影像之流程步驟示意圖，其步驟包含：在步驟1002，利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；在步驟1004，利用所述中間伺服端系統根據所述請求選擇一影像伺服端系統，並根據所述影像伺服端系統產生一請求回覆予所述客戶端系統；在步驟1006，利用所述客戶端系統根據所述請求回覆向所述影像伺服端系統請求三維立體影像；在步驟1008，利用所述影像伺服端系統提供使用者介面資訊及所述三維立體影像予所述客戶端系統；及在步驟1010，利用所述客戶端系統向所述影像伺服端系統提出互動資訊，使所述影像伺服端系統根據所述互動資訊提供更新之所述三維立體影像、所述互動資訊或以上之組合。
在本發明之一些實施例中，所提出之提供三維立體影像之方法可利用一電腦可讀取儲存媒體加以實施，其包含電腦可執行指令，以利用一裝置，譬如一可程式化處理器讀取後執行上述之方法。
在本發明之一些實施例中，所提出之提供三維立體影像之方法可利用一電腦程式產品加以實施，其儲存於一電腦可讀取儲存媒體，所述電腦程式產品包含電腦可執行指令，以利用一裝置，譬如一可程式化處理器讀取後執行上述之方法。所述電腦程式產品可利用網路下載或利用其他媒介提供給使用者。
上述為本發明之較佳實施例，其僅用以示範說明而非用以限制本發明於其中特定之實施例。為清楚說明之目的，部分習知元件或步驟並未詳加說明或圖示。本發明之範圍應不受限於上述特定實施例，而應以下述申請專利範圍及其均等物而定。
1000．．．提供三維立體影像之系統
1100．．．影像伺服端系統
1102．．．影像伺服端中央處理單元
1104．．．影像伺服端顯示卡
1106．．．圖形處理單元
1108．．．圖形繪製電路
1112．．．圖形應用程式設計介面模組
1114．．．影像伺服端網路介面
1116．．．連線控管模組
1118．．．影像伺服端遠端連線系統
1120．．．三維立體影像擷取模組
1122．．．影像伺服端遠端圖形化系統
1124．．．三維立體影像應用程式模組
1126．．．三維立體影像資料庫模組
1128．．．網路檔案系統模組
1130．．．影像伺服端顯示器
1200．．．中間伺服端系統
1202．．．中間伺服端中央處理單元
1204．．．網路服務模組
1206．．．動態網頁程式模組
1208．．．檔案系統模組
1210．．．連線分配模組
1212．．．中間伺服端資料庫模組
1214．．．中間伺服端網路介面
1300．．．客戶端系統
1302．．．客戶端中央處理單元
1304．．．客戶端顯示卡
1306．．．圖形處理單元
1308．．．圖形繪製電路
1310．．．圖形應用程式設計介面模組
1312．．．網路瀏覽模組
1314．．．客戶端遠端連線系統
1316．．．三維立體影像輸出模組
1318．．．客戶端遠端圖形化系統
1320．．．客戶端網路介面
1322．．．三維立體影像顯示裝置
1400．．．網路
2000．．．硬體
2002．．．處理器
2004．．．系統記憶體
2006．．．唯讀記憶體
2008．．．基本輸出入系統
2010．．．隨機存取記憶體
2012．．．系統
2014．．．作業系統
2016．．．應用程式軟體
2018．．．主要儲存裝置
2020．．．次要儲存裝置
2022．．．輸出入裝置
2024．．．網路介面
2026．．．顯示器配接器
2028．．．三維立體顯示裝置
2030．．．儲存媒體
a1、a2、a3、a4-1、a4-2、a5．．．指令/資訊
3000．．．互動系統
3100．．．影像伺服端互動系統
3102．．．互動指令接收器
3104．．．三維立體影像應用程式模組
3106．．．使用者介面指令傳送器
3108．．．影像擷取器
3110．．．影像編碼/壓縮器
3112．．．影像封包器
3114．．．片段擷取器
3116．．．片段編碼/壓縮器
3118．．．片段封包器
3300．．．客戶端互動系統
3302．．．互動指令產生器
3304．．．互動指令傳送器
3306．．．使用者介面指令接收器
3308．．．使用者介面繪製器
3310．．．三維立體顯示裝置
3312．．．影像解封包器
3314．．．影像解碼/解壓縮器
3316．．．影像傳送器
3318．．．片段解封包器
3320．．．片段解碼/解壓縮器
3322．．．片段傳送器
902、904、906、908．．．步驟
1002、1004、1006、1008、1010．．．步驟
b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b8-1、b8-2、b9-1、b9-2、b10-1、b10-2、b11-1、b11-2、b12-1、b12-2、b13-1、b13-2
圖一表示根據本發明實施例之提供三維立體影像之系統示意圖。
圖二表示根據本發明實施例之影像伺服端系統1100示意圖。
圖三表示根據本發明實施例之中間伺服端系統1200示意圖。
圖四表示根據本發明實施例之客戶端系統1300示意圖。
圖五表示根據本發明實施例之示範性硬體2000示意圖。
圖六表示根據本發明實施例之安全性多項交握機制示意圖。
圖七表示根據本發明實施例之互動性多項交握機制示意圖。
圖八表示本發明之一具體實施例示意圖；
圖九表示本發明一些實施例中提供三維立體影像之方法之實施步驟示意圖；及
圖十表示本發明另一些實施例中提供三維立體影像之方法之實施步驟示意圖。
1000．．．提供三維立體影像之系統
1100．．．影像伺服端系統
1200．．．中間伺服端系統
1300．．．客戶端系統
a1、a2、a3、a4-1、a4-2、a5、a6．．．指令/資訊

Claims (12)

  1. 一種提供三維立體影像之方法，包含：利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；利用該中間伺服端系統根據該請求選擇一影像伺服端系統，並根據該影像伺服端系統產生一請求回覆予該一客戶端系統；利用該客戶端系統根據該請求回覆向該影像伺服端系統請求三維立體影像；及利用該影像伺服端系統提供該三維立體影像予該客戶端系統。
  2. 如請求項1所述之提供三維立體影像之方法，更包含：提供一儲存有可建立該客戶端系統之電腦程式產品之可攜式儲存媒體；及將該儲存媒體連接於一電腦，以利用該電腦程式產品於該電腦建立該客戶端系統。
  3. 如請求項1所述之提供三維立體影像之方法，更包含：利用一擷取器從複數個緩衝器擷取複數個觀點之完整影像或部分影像；利用一編碼器將該複數個觀點之完整影像或部分影像加以編碼，以產生經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像；及利用一封包器將該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像加以封包，以產生單一封包之經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像。
  4. 如請求項3所述之提供三維立體影像之方法，更包含：利用一解封包器接收該單一封包之經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像並加以解封包，以獲得該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像；及利用一解碼器將該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像加以解碼，以獲得該複數個觀點之完整影像或部分影像。
  5. 如請求項1至4任一項所述之提供三維立體影像之方法，其中該三維立體影像為一影像串流中一影像格與前一影像格之差異之像素。
  6. 一種提供三維立體影像之方法，包含：利用一客戶端系統向一中間伺服端系統提出一請求；利用該中間伺服端系統根據該請求選擇一影像伺服端系統，並根據該影像伺服端系統產生一請求回覆予該客戶端系統；利用該客戶端系統根據該請求回覆向該影像伺服端系統請求三維立體影像；利用該影像伺服端系統提供使用者介面資訊及該三維立體影像予該客戶端系統；及利用該客戶端系統向該影像伺服端系統提出互動資訊，使該影像伺服端系統根據該互動資訊提供更新之該三維立體影像、該互動資訊或以上之組合。
  7. 如請求項6所述之提供三維立體影像之方法，更包含：提供一儲存有可建立該客戶端系統之電腦程式產品之可攜式儲存媒體；及將該儲存媒體連接於一電腦，以利用該電腦程式產品於該電腦建立該客戶端系統。
  8. 如請求項6所述之提供三維立體影像之方法，更包含：利用一擷取器從複數個緩衝器擷取複數個觀點之完整影像或部分影像；利用一編碼器將該複數個觀點之完整影像或部分影像加以編碼，以產生經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像；及利用一封包器將該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像加以封包，以產生單一封包之經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像。
  9. 如請求項8所述之提供三維立體影像之方法，更包含：利用一解封包器接收該單一封包之經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像並加以解封包，以獲得該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像；及利用一解碼器將該經過編碼之複數個觀點之完整影像或部分影像加以解碼，以獲得該複數個觀點之完整影像或部分影像。
  10. 如請求項6所述之提供三維立體影像之方法，更包含：利用該客戶端系統之一互動指令產生器產生一互動指令；利用一互動指令傳送器將該互動指令編碼以產生一經過編碼之互動指令，並將該經過編碼之互動指令傳送給該影像伺服端系統之一互動指令接收器；利用該互動指令接收器接收該經過編碼之互動指令並加以解碼，以獲得該互動指令；利用一立體影像應用程式模組根據該互動指令產生一使用者介面指令；利用一使用者介面指令傳送器將該使用者介面指令加以編碼，以產生一經過編碼之使用者介面指令，並將該經過編碼之使用者介面指令傳送至一使用者介面指令接收器；利用該使用者介面指令接收器將接收及解碼該經過編碼之使用者介面指令，以獲得該使用者介面指令；及利用一使用者介面繪製器根據該使用者介面指令繪製使用者介面並傳送至至少一個顯示裝置。
  11. 如請求項6至10任一項所述之提供三維立體影像之方法，其中該三維立體影像為一影像串流中一影像格與前一影像格之差異之像素。
  12. 一種提供具互動功能之三維立體影像系統，包含：一使用者介面指令接收器，用以接收一使用者介面指令；一使用者介面繪製器，耦合至該使用者介面指令接收器，用以根據該使用者指令以繪製使用者介面；至少一三維立體顯示介面裝置，耦合至該使用者介面繪製器，用以提供至少一三維立體顯示裝置顯示該使用者介面；一影像或片段解封包器，用以接收並解封包一單一封包之經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像，以產生經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像；一影像或片段解碼器，耦合至該影像或片段解封包器，用以解碼該經過編碼之複數個觀點之影像或部分影像，以產生複數個觀點之影像或部分影像；及一影像或片段傳送器，耦合至該影像或片段解碼器及該至少一三維立體顯示介面裝置，用以將該複數個觀點之影像或部分影像傳送至該至少一三維立體顯示介面裝置。
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