CN101782686A - 3d视频的led大屏幕制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D视频的LED大屏幕制作方法。其用于3D视频信号的LED大屏幕显示器的柱面光栅屏幕技术，在保证立体视频(3DTV)的多视点显示的前提下，解决三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列的柱面光栅屏幕技术问题。3D视频的LED大屏幕显示方法，选择三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列模块组单元，按照像素元的大小尺寸，对应不同尺寸的柱面光栅，将此光栅以相应的倾斜角覆盖在三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列表面上，最后，将表面为柱面光栅膜的LED发光管组合像素阵列单元，以相应次序拼接并固定在一起，形成3D视频LED大屏幕。

Description

3D视频的LED大屏幕制作方法

技术领域：

本发明涉及3D视频的LED(发光二极管)大屏幕显示技术，尤其涉及LED大屏幕柱面光栅膜的技术。

背景技术：

当前，在各种模拟信号视频、VCD、DVD、数字信号电视以及新涌现的IPTV、手机电视等等视频播放的显示应用中，国际标准以及其它非标准方法都将视频播放显示在平板显示器上，属于2D视频及其显示技术。自由视点视频(FVV)或自由视点电视(FTV)是本世纪初迅速发展起来的新的3DTV视觉技术。与二维(2D)视频显示相比，三维(3D)视频显示与人的视觉更加匹配。它可使在2D视频在场景再现中失去的深度/视差信息重现，使人们在屏幕上观看图像时富有立体感和浸沉感。与传统的双目立体电视相比，FTV有很多优点，例如：便于视点交互、选择，能使用户从不同角度欣赏3D立体场景；不仅可克服双目立体电视立体感视角范围过窄、不易多用户同时观看等问题，且可随不同的立体显示系统方便地宽范围调整而使众多观众以习惯的观看2D电视那样的方式舒适地观看3D电视；对于动态场景，FTV方式以常用的单视摄像机阵列拍摄，这不仅方便于FTV立体电视节目的拍摄制作，且方便于把以前已有的大量单视2D视频素材转为3D视频素材。MPEG注意到这一发展趋势，意识到这将会形成今后取代2DTV的新一代数字电视系统，在ISO/IEC SC29WG11下成立了为其标准化做准备的3DAV Ad-Hoc工作组，并于2003年发布了“3DAV的应用和要求”和“3DAV探索报告”两个文件。此后给出了如下图所示的3DTV/FTV基本框架，由多视点采集、校正处理、多视视频编码(MVC)和解码、视点选择、合成及显示等组成。

在图5的框架中的显示部分是让观众直接感受3D立体视觉的FTV的终端。国外已提出多种FTV的显示方法，有代表性的如欧盟第6框架(FP6)信息社会(EC)专题中资助的自动立体显示和用户跟踪技术，三菱-剑桥实验室的分布式3DTV架构中的高分辨率3D显示器，欧盟ATTEST计划所提出的基于深度的3DTV显示系统和日本东京大学“土肥.波多”研究室提出的基于多视点确认散射光物体位置并产生立体感的“长视距立体感成像技术”以及由M.Zwicher等所提出的方法等。以上方法的共同点是不需要利用任何辅助工具，多用户直接在液晶显示屏或投影屏前观看具有立体感的3D场景。但上述方法存在以下主要问题：

(1)尚未从FTV整体系统角度考虑3D立体显示，实际上显示方法与3D视频的视点数密切相关，视点数越多可扩大立体感可视范围，但显示分辨率也随之下降，因此，应将系统的视点数与显示清晰度协同考虑。

(2)现有的方法大多只利用水平视差或对称全视差，前者会使显示的水平分辨率和垂直分辨率两者的比例严重失调，后者会使显示分辨率随视点数下降的程度加剧，两者都限制了显示分辨率和观看舒适度。

(3)FTV的3D显示与传统的3D显示应兼容，但现有的方法却无法兼容。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种3D视频的LED大屏幕制作方法。该方法是用于3D视频信号的LED大屏幕显示器的柱面光栅屏幕技术，在保证立体视频(3DTV)的多视点显示的前提下，解决三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列的柱面光栅屏幕技术问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。

3D视频的LED大屏幕显示方法，选择三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列模块组单元，按照像素元的大小尺寸，对应不同尺寸的柱面光栅，将此光栅以相应的倾斜角覆盖在三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列表面上，最后，将表面为柱面光栅膜的LED发光管组合像素阵列单元，以相应次序拼接并固定在一起，形成3D视频LED大屏幕，柱面光栅屏幕的构形按如下步骤来完成：

设LED大屏幕的长为L，宽为W，选择的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元的像素元尺寸为d，像素元间距为m，像素阵列单元为：v像素×u像素，v和u是正整数，选择计算式为：L＝v×m×K，W＝u×m×J，其中，K和J分别是拼接长为L和宽为W的LED大屏幕所需要的LED发光管组合像素阵列单元的列数和行数，既拼接长为L和宽为W的LED大屏幕需要K×J个LED发光管组合像素阵列单元；该长为L和宽为W的LED大屏幕的像素元总数目共为(v×K)×(u×J)个。

针对选购的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元，计算组合像素阵列单元表面覆盖的柱面光栅的参数：根据选择的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元的像素元尺寸为d，像素元间距为m，计算覆盖该LED发光管组合像素阵列单元的柱面光栅膜的形状与尺寸：柱面光栅的横向宽度D＝ρ×d，柱面光栅表面弧线直径也为D，其中ρ为1～2之间的实数，该数值取决于L和W，以及是户外或者户内使用，m＝D+ξ；柱面光栅的间距M＝m；柱面光栅在LED发光管组合像素阵列单元表面覆盖的倾斜角α取值为0°～20°之间，该数值取决于LED大屏幕将悬挂的高度、户内或者户外悬挂、L与W等；以此作为三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具尺寸参数。

形成覆盖柱面光栅膜的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元的方法为：利用LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具，根据倾斜角α的确定值以及计算所得行数J，在每个LED发光管组合像素阵列单元表面灌注透明树脂，形成柱面光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元，即为光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元。

拼接固定K×J个光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元为一体，组成3D视频LED显示大屏幕。

本发明的技术效果是：

1、能够使目前国际上的LED大屏幕显示技术从二维画面改变成三维立体视频画面；

2、能够根据立体视频享用人数和空间大小，使观赏者具有身临影象的时空之中的感觉；

3、能够使LED大屏幕显示的视频更加具有真实感。

附图说明：

图1本发明中3D视频LED大屏幕形成过程流程图；

图2本发明所指的柱面光栅膜各个参数示意图(以u×v＝8×8为例)；

图2(a)根据需要确定的3D视频LED大屏幕尺寸；

图2(b)选择的LED发光管组合像素阵列单元(u×v＝8u×v＝8×8)；

图2(c)对应LED组合像素阵列单元的柱面光栅膜形状与尺寸参数

图3本发明所指的将透明树脂按着柱面光栅的形状灌充覆盖在LED发光管组合像素阵列单元表面的示意图；

图4本发明中3D视频LED大屏幕的拼接示意图；

图5多视点视频MTV系统基本组成。

具体实施方式：

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的说明。

本发明的核心内容是在三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列表面的柱面光栅膜形成与覆盖技术，以此实现3D视频信号的LED大屏幕显示。在现有的LED大屏幕显示技术中，其主要应用是户内和户外的平面视频或者媒体信息的显示，所给出的影象信息是平面(二维)的，且其目的只是无论光照如何强弱都能实现影象信息的清晰显示；还有的利用三色(红、绿、蓝)LED的不同组合排列，再在表面上覆盖条纹光栅，达到立体显示信息目的。本发明中所采用的柱面光栅技术是为了应用于多视点3D(三维)视频或者媒体信息的显示中的，因此，LED发光管组合像素阵列表面的柱面光栅膜形成与覆盖技术要求各种参数计算符合本发明的核心内容。为了保证这一点，本发明利用LED大屏幕的长L，宽W；三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列两个主要参数，一个是像素元尺寸d，另一个是像素元间距m；来计算柱面光栅的弧面曲率r，柱面高度h，柱面光栅节距n，以及柱面光栅覆盖LED大屏幕的倾斜角α；利用基于上述参数制定的模具，将透明树脂按着柱面光栅的形状灌充覆盖在LED发光管组合像素阵列单元表面上；最后，将表面为柱面光栅膜的LED发光管组合像素阵列单元，以相应次序拼接并固定在一起，从而形成3D视频LED大屏幕。

在上述技术内容中，形成3D视频LED大屏幕的方法步骤为：

第一步骤：根据3D视频LED(发光二极管)大屏幕显示的尺寸要求：长度L，宽度W，选择购买三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列膜：v像素×u像素的块组单元，v和u是正整数，并确定两个主要参数：一个是像素元尺寸d，另一个是像素元间距m；同时，选择计算式为：L＝v×m×K，W＝u×m×J，其中，K和J分别是拼接长为L和宽为W的LED大屏幕所需要的LED发光管组合像素阵列单元(v像素×u像素，v和u是正整数)的列数和行数，既拼接长为L和宽为W的LED大屏幕需要K×J个LED发光管组合像素阵列单元(v像素×u像素，v和u是正整数)；显然，该长为L和宽为W的LED大屏幕的像素元总数目共为(v×K)×(u×J)个。

第二步骤：针对选购的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元，计算组合像素阵列单元表面覆盖的柱面光栅的参数，方法如下：

根据选择的三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元(v像素×u像素，v和u是正整数)的像素元尺寸为d，像素元间距为m，计算覆盖该LED发光管组合像素阵列单元的柱面光栅膜的形状与尺寸如下：柱面光栅的横向宽度D＝ρ×d，柱面光栅表面弧线直径也为D，其中ρ为1～2之间的实数(取决于L和W，以及是户外或者户内使用)，m＝D+ξ；柱面光栅的间距M＝m；柱面光栅在LED发光管组合像素阵列单元表面覆盖的倾斜角α取值为0°～20°之间(取决于LED大屏幕将悬挂的高度、户内或者户外悬挂、L与W等)；以此作为三基色红R、绿G、蓝B LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具尺寸参数。

第三步骤：利用LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具，根据倾斜角α的确定值以及计算所得行数J，在每个LED发光管组合像素阵列单元表面灌注透明树脂，形成柱面光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元(称为：光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元)。

第四步骤：拼接固定K×J个光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元为一体，组成3D视频LED显示大屏幕。

Claims (5)

1.3D视频的LED大屏幕制作方法，其特征在于，选择三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列模块组单元，按照像素元的大小尺寸，对应不同尺寸的柱面光栅，将此光栅以相应的倾斜角覆盖在三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列表面上，最后，将表面为柱面光栅膜的LED发光管组合像素阵列单元，以相应次序拼接并固定在一起，形成3D视频LED大屏幕。

2.根据权利要求1所述的3D视频的LED大屏幕制作方法，其特征在于，设LED大屏幕的长为L，宽为W，选择的三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列单元的像素元尺寸为d，像素元间距为m，像素阵列单元为：v像素×u像素，v和u是正整数，选择计算式为：L＝v×m×K，W＝u×m×J，其中，K和J分别是拼接长为L和宽为W的LED大屏幕所需要的LED发光管组合像素阵列单元的列数和行数，既拼接长为L和宽为W的LED大屏幕需要K×J个LED发光管组合像素阵列单元；该长为L和宽为W的LED大屏幕的像素元总数目共为(v×K)×(u×J)个。

3.根据权利要求1所述的3D视频的LED大屏幕制作方法，其特征在于，针对选购的三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列单元，计算组合像素阵列单元表面覆盖的柱面光栅的参数：根据选择的三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列单元的像素元尺寸为d，像素元间距为m，计算覆盖该LED发光管组合像素阵列单元的柱面光栅膜的形状与尺寸：柱面光栅的横向宽度D＝ρ×d，柱面光栅表面弧线直径也为D，其中ρ为1～2之间的实数，该数值取决于L和W，以及是户外或者户内使用，m＝D+ξ；柱面光栅的间距M＝m；柱面光栅在LED发光管组合像素阵列单元表面覆盖的倾斜角α取值为0°～20°之间，该数值取决于LED大屏幕将悬挂的高度、户内或者户外悬挂、L与W等；以此作为三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具尺寸参数。

4.根据权利要求1所述的3D视频的LED大屏幕制作方法，其特征在于，形成覆盖柱面光栅膜的三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)LED发光管组合像素阵列单元的方法为：利用LED发光管组合像素阵列单元灌注透明树脂柱面光栅膜的模具，根据倾斜角α的确定值以及计算所得行数J，在每个LED发光管组合像素阵列单元表面灌注透明树脂，形成柱面光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元，即为光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元。

5.根据权利要求1所述的3D视频的LED大屏幕制作方法，其特征在于，拼接固定K×J个光栅膜表面的LED发光管组合像素阵列单元为一体，组成3D视频LED显示大屏幕。

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