CN102271266A - 2d-3d共存的偏振式3d系统中的2d质量增强器 - Google Patents

2d-3d共存的偏振式3d系统中的2d质量增强器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2D-3D共存的偏振式3D系统中的2D质量增强器。偏振式3D观看系统固有地将观看分辨率分割成两半。尽管3D内容看起来是高质量的，但是相同屏幕上窗口模式中的任何共存的2D内容的质量看起来很差。实施例可以涉及实时修改2D内容并且将增强的2D内容(即，2D+)呈现给每只眼睛，如同其是分别在左眼和右眼的每一个处的目标3D内容一样。因此，2D+内容质量表现得比当通过偏振式眼镜观看在偏振式屏幕上的原始2D内容时好得多。

Description

2D-3D共存的偏振式3D系统中的2D质量增强器
技术领域
本发明的实施例涉及立体系统，并且更具体地说，涉及用于同时进行二维(2D)和三维(3D)观看的眼镜系统。
背景技术
人们已经知道双目视觉是因为我们拥有相隔几英寸的两只眼睛的事实。每只眼睛从稍微不同的视角观看相同的场景，分别向大脑提供稍微不同的信息。大脑将这两个观看进行组合，以使得我们感知到深度并且看到三维(3D)世界。
电子存储或传输的可视图像，例如图片或视频，通常显示在诸如电视屏幕或其他类型的监视器的二维介质上或投影在屏幕上。两只眼睛观看相同的信息。因此使得大脑要使用来自二维(2D)图像的其他视觉线索来感知深度，所述线索例如物体的相对大小、阴影、透景线或视野等等。然而，图片仍然看起来是平的并且与我们看到的真实世界不同。
立体视觉涉及用于根据二维图像提供深度错觉的任何各种处理和设备。我们称之为错觉是因为真正的3D可能更像全息图，在其中你可以围绕着图像走动和改变你的视角。然而，当正确地实现时，立体视觉可以欺骗大脑，使它认为物体正从屏幕中朝你跳出来。
在其最简单的形式中，使用间隔几英寸的两个照相机或具有两个透镜的一个照相机来捕获两幅2D图像。当然，每一幅2D图像来自稍微不同的视角，以使得当左眼观看一幅图像时右眼观看另一幅，大脑将这些观看进行组合，并且我们看到像三维(3D)一样的组合图像。
大屏幕立体电影或更普遍使用的术语“3D电影”正再次变得非常流行。此外，3D技术现在可用于使用所谓的3D TV的家庭视频、视频游戏以及供计算机监视器观看的流和记录的视频内容。
存在可用的若干种类型的立体或“3D”技术。大部分需要观看者戴上专门的眼镜或护目镜。一些需要眼镜中有有源部件(active component)，其他一些则不需要。一些需要专门的监视器或驱动器。每一种都有其优点和缺点，并且取决于情形，可以或可以不对具体任务有意义。
不管使用何种技术，最终目标主要是分离左眼和右眼看到的内容。早期的技术涉及物理分离，其中，观看者观察类似双目镜的设备，该设备对于每只眼睛具有一个透镜，从而物理地分离左眼和右眼的观看。可能是最老的该技术工作得非常好，并且该技术的接近变型仍然在现代虚拟现实护目镜或头盔式显示器中使用。然而，这只适于一个人或个别人观看，并且对于两个以上的观看者而言可能是昂贵的或不切实际的。
适于众多人的一种最初的左/右(L/R)分离技术是光谱分离。技术术语是“色差法”(color anaglyph)并且要每一个观看者戴上一副眼镜，该副眼镜具有用于一只眼睛的红色过滤器和用于另一只眼睛的蓝色过滤器。左图像和右图像被同样地蓝或红编码并同时地显示。该技术在20世纪50年代流行用于生产3D电影，并且甚至在一定程度上用于标准彩色电视机或监视器。尽管在它的时代提供了新颖性，但是它在审美上还有很多待改进的地方。最终结果趋向于是单色的，并且有很多重影(即，L/R分离不清楚)。在优点方面，它生产上是低廉的并且眼镜是无源的而且非常便宜。
类似于光谱分离，接下来最普遍的技术是空间分离并且要观看者戴上偏振式眼镜，该眼镜的每个目镜对另一目镜偏振例如45度或在相反方向圆偏振。这是目前在电影院最经常使用的技术。它工作得非常好，L/R分离相当完整，但是在布置剧场时通常需要两台放映机或专门的放映机，或者在监视器中需要几个额外的层，这增加了成本。此外，每只眼睛仅看到一半的分辨率，这可能降低观看体验。在优点方面，偏振式眼镜也是无源的，因此相对便宜。
附图说明
当结合附图来阅读时，根据以下对布置和示例性实施例的详细描述以及所附权利要求，对本发明的以上及更好的理解会变得显而易见，其中所述详细描述、所附权利要求和附图均构成本发明的公开的一部分。尽管上述和以下书写和说明的公开关注于公开本发明的布置和示例性实施例，但是应当清楚地理解，这些内容仅是说明和示例性的，并且本发明不限于此。
图1是用于观看3D偏振式显示器的一副偏振式眼镜；
图2是具有同时打开的多个窗口的3D偏振式显示器，其中一些窗口具有传统的2D内容而一些窗口具有3D内容；
图3示出了用于实现在其中同时显示2D和3D内容的2D+质量增强的偏振式3D系统；以及
图4说明了用于为2D和3D媒体共存的偏振式3D显示器进行2D+质量增强的系统。
具体实施方式
在整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必然都指的是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式来组合这些特定特征、结构或特性。
偏振式3D观看系统固有地将观看分辨率分割成两半。尽管在戴上偏振式眼镜时3D内容看起来是高质量的，但是在相同屏幕上的窗口模式中的任何共存的2D内容的质量看起来很差。如果2D内容是文本，则这在个人计算情境中尤其如此。
图1说明了用于观看3D偏振式显示器的一副偏振式眼镜100。如所示出的，眼镜100具有在一个方向偏振的右目镜102和在另一个方向偏振的左目镜104。图2示出了可以用图1的眼镜100观看的3D偏振式显示器200。该显示器可以具有同时打开的多个窗口，一些窗口具有传统的2D内容而一些窗口具有3D内容。偏振式3D PC显示器200上常见的使用情境可以是，戴着偏振式眼镜100的用户正在一个窗口中观看3D视频，同时在另一窗口中处理电子邮件，在再一窗口中聊天，以及在又一窗口中编辑word文档以对正在观看的3D视频记笔记。如图2中概念地说明的，如果戴着眼镜100，那么2D内容的观看质量将很差，而另一窗口中3D内容的质量是高的/可接受的。
本发明的实施例通过以下方式来解决2D内容的半分辨率问题：进行重定格式以使得2D内容以完整分辨率显现给用户的眼睛，同时与3D内容在同一偏振式屏幕上共存。下文中该重定格式可以称为2D+。
现在参考图3，说明了用于实现在其中同时显示2D和3D内容的2D+质量增强的偏振式3D系统的模块。在一个实施例中，该系统可以包括3D内容存在检测器300、2D到2D+内容上修改器(up-modifier)302以及2D+和3D内容共存管理器304。
图4说明了用于为具有2D和3D媒体共存的偏振式3D显示器进行2D+质量增强的系统。例如，该系统可以在PC或任何其他合适的计算平台上运行。如所示出的，显示器200可以包括多个窗口；一些窗口具有2D内容，而一些窗口具有3D内容。本发明首先用3D内容存在检测器300自动地检测屏幕上3D内容的存在。默认情况下，本发明假设用户在使用光学地将内容的分辨率分割成两半的3D观看系统，然而，可以提供越权(override)控制400以使得用户可以出于任何原因选择禁用该增强特征并观看原始的2D内容。
接下来，经由2D到2D+内容修改器302来应用实现2D到2D+转换的算法。在个人计算设备的情况中，覆盖组成(overlay composition)架构容易地允许修改和显示2D帧。例如，用于从2D转换到2D+帧的一种方法可以是通过以下方式：添加例如X或Y方向上一个或多个像素的空间差异，然后将原始的和修改的帧作为两个分离的帧呈现给左眼和右眼。另一个示例可以是通过以下方式：向像素颜色添加极小的波长差异，并将两个分离的帧呈现给左眼和右眼。本发明的第三个部件是2D+和3D内容共存管理器304，其可以控制转换算法302的执行、内容存在检测器300以及任何视觉人工制品的引入。
因此，实施例可以涉及进行以下操作的软件或硬件或组合：实时修改2D内容并且将增强的2D内容(即，2D+)呈现给每只眼睛，如同其是分别在左眼和右眼的每一个处的目标3D内容一样。因此，2D+内容质量表现得比当通过偏振式眼镜观看在偏振式屏幕上的原始2D内容时好得多。
实施例可以嵌入为中间件(例如视窗中的视频处理过滤器(direct showfilter))或图形驱动程序扩展或应用程序或者上述一些或全部的组合。本发明还可以实现为显示设备自身中的硬件机构，例如在PC中嵌入的显示器、监视器、TV或放映机中的硬件机构。
本发明说明的实施例的以上描述(包括在摘要中所描述的内容)不意图是穷举的或将本发明限制在所公开的精确形式。尽管为了说明性的目的，本文描述了本发明的具体实施例和示例，但是如相关领域技术人员将认识到的，在本发明范围内的各种等同修改是可能的。
可以依照以上的详细描述对本发明作出这些修改。在所附权利要求中使用的术语不应该被解读为要将本发明限制为在说明书和权利要求中所公开的具体实施例。相反，本发明的范围完全要由所附权利要求来确定，其中所述权利要求应当根据已经建立的权利要求解释原则来解读。

Claims (17)

1.一种装置，包括：
偏振式显示器，用于显示具有2D内容的至少一个窗口和具有3D内容的至少一个窗口；以及
内容修改器，用于修改在所述显示器上呈现的右眼帧或左眼帧的所述2D内容。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内容修改器针对所述右眼帧或所述左眼帧之一，添加X或Y方向上的一个或多个像素的空间差异。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内容修改器针对所述右眼帧或所述左眼帧之一，向像素颜色添加波长差异。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括内容共存管理器，用于管理所述具有2D内容的至少一个窗口和所述具有3D内容的至少一个窗口。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括越权机构，用于允许用户禁用所述内容修改器。
6.一种方法，包括：
在偏振式显示器上显示具有2D内容的至少一个窗口和具有3D内容的至少一个窗口；以及
修改在所述显示器上呈现的右眼帧或左眼帧的所述2D内容。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述修改包括：将X或Y方向上的一个或多个像素的空间差异添加到所述右眼帧或所述左眼帧之一。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述修改包括：将对像素颜色的波长差异添加到所述右眼帧或所述左眼帧之一。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括管理所述具有2D内容的至少一个窗口和所述具有3D内容的至少一个窗口的共存。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括提供越权以允许用户禁用所述修改。
11.根据权利要求6所述的方法，还包括用偏振式眼镜观看所述显示器。
12.根据权利要求6所述的方法，还包括检测3D内容的存在。
13.一种系统，包括：
计算机设备；
偏振式显示器，其连接到所述计算机设备，用于显示具有2D内容的至少一个窗口和具有3D内容的至少一个窗口；
内容修改器，用于修改在所述显示器上呈现的右眼帧或左眼帧的所述2D内容；以及
偏振式眼镜，用于观看所述偏振式显示器。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述内容修改器将X或Y方向上的一个或多个像素的空间差异添加到所述右眼帧或所述左眼帧之
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述内容修改器将对像素颜色的波长差异添加到所述右眼帧或所述左眼帧之一。
16.根据权利要求13所述的系统，还包括内容共存管理器，用于管理所述具有2D内容的至少一个窗口和所述具有3D内容的至少一个窗口。
17.根据权利要求13所述的系统，还包括越权机构，用于允许用户禁用所述内容修改器。
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