CN102484733B

CN102484733B - 3d显示系统

Info

Publication number: CN102484733B
Application number: CN201080037583.5A
Authority: CN
Inventors: R·A·阿特金斯
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2030-08-23
Also published as: US8746894B2; WO2011025727A1; EP2471268B1; EP2471268A1; JP2013502617A; US20120154396A1; CN102484733A

Abstract

描述了用于使用运动视差显示三维(3D)图像的方法和系统。将图像投影到具有波纹化或刻面化表面的反射器上。在多个观看位置观看反射的图像，并且根据观看位置感知不同的图像。

Description

3D显示系统

相关申请的交叉引用

本发明要求2009年8月25日提交的美国临时专利申请No.61/236,796的优先权，通过引用而将其全文合并到此。

技术领域

本发明涉及三维(3D)捕获和/或显示系统和方法。具体地说，其涉及使用运动视差技术的3D显示和/或捕获。

背景技术

运动视差典型地是感知的3D效果的术语，该感知的3D效果源自取决于观看位置具有场景的不同视角(perspective)。例如，当将头从一侧移动到另一侧时，归因于对象之间的不同关系，应不同地感知场景。在该概念中还包括其它3D线索(cue)，例如光照、阴影、双目观察和视角。人类视觉系统使用3D线索的组合来完全地构建并且感知3D图像。

运动视差根据观看者的视角而将不同的图像提供给观看者。因为取决于观看者通过来回移动来确定他或她的视角，所以这比立体视觉更复杂。特别地，当观测者移动时，若干静止对象相对于背景的明显相对运动给出关于相对距离的暗示。如果关于移动的方向和速度的信息是已知的，则运动视差可以提供绝对深度信息。参见例如Ferris，S.H.(1972)：MotionParallaxandAbsoluteDistance，JournalofExperimentalPsychology，95(2)，258-263。用于实现运动视差的一些方法已经跟踪观看者的位置，以对于观看者的视角确定正确视图。然而，这些方法对于多个观看者不能良好工作或者根本不起作用，并且即使对于单个观看者可能归因于运动跟踪中的延迟而展现延时。

第二种技术是同时显示仅在适当视角处显现的不同图像(称为多视图)。和其它制造商已制造LCD显示器以通过使用LCD上方的双凸透镜阵列将光从特定像素引向期望的定向而实现该效果。这是通过牺牲图像分辨率来实现的(即，对于水平方向上的10个视图，每一图像像素需要10个垂直像素)，因此使得图像的水平分辨率劣化了10倍。

发明内容

描述了用于使用运动视差显示三维(3D)图像的方法和系统。将图像投影到具有波纹化或刻面化表面的反射器上。在多个观看地点观看反射的图像，并且根据观看地点感知不同的图像。

根据本发明的一个实施例，提供了一种使用运动视差的图像的三维(3D)显示的系统，包括：具有波纹化或刻面化表面的至少一个镜面反射器；至少一个投影器，适用于将图像投影到所述至少一个镜面反射器的波纹化或刻面化表面上；以及多个观看地点，每一观看地点适用于感知所述至少一个投影器投影的并且所述至少一个镜面反射器的所述波纹化或刻面化表面反射的图像，

其中：所述观看地点所感知的图像根据当将图像反射到观看地点时由所述波纹化或刻面化表面形成的角度而不同，每一观看地点与所述图像的一视点对应，以及所述图像的视点的数量以及所述图像的视点的角密度被配置为提供所述图像的相邻视点之间的平滑过渡。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种使用运动视差显示三维(3D)图像的方法，包括：将图像投影到至少一个镜面反射器的波纹化或刻面化表面上，其中，反射的图像的相邻像素以不同的角度被反射到不同的观看地点，这取决于对应观看地点处的所述波纹化或刻面化表面的角度，每一观看地点与所述图像的一视点对应，并且其中，视点之间的角间隔被配置为向观看者的每只眼睛提供独特的视点，因此允许在不同的观看地点处的观看者根据所述观看地点而感知不同的图像，并且当从一个观看地点移动到另一观看地点时感知具有连续过渡的不同图像，并且进一步允许双目3D效果。

根据本发明另一实施例，提供了一种用于在多个观看地点处捕获和显示视频信息作为三维(3D)图像的方法，包括：提供相机阵列以从多个视角捕获场景的图像，每一相机与一观看地点对应；以及捕获来自具有波纹化或刻面化表面的至少一个镜面反射器的图像，其中，取决于在对应观看地点处波纹化或刻面化表面的角度，所述反射的图像的相邻像素以不同的角度被反射到观看地点，其中，所述相机阵列相对于所述场景的定向与观看地点相对于所述至少一个镜面反射器的定向对应。

根据本发明又一实施例，提供了一种使用运动视差在多个观看地点处捕获和显示视频信息作为三维(3D)图像的方法，包括：提供一个或多个相机；提供具有波纹化或刻面化表面的至少一个凹镜面反射器；通过所述一个或多个相机捕获在所述至少一个镜面反射器上反射的场景的图像，所述一个或多个相机指向所述至少一个或多个镜面反射器；以及将捕获的图像投影到相同或相似镜面反射器上，其中，取决于在对应观看地点处波纹化或刻面化表面的角度，所述反射的图像的相邻像素以不同的角度被反射到观看地点。

在本发明说明书、附图和权利要求书中提供了本发明另外实施例。

附图说明

当结合附图考虑时通过参考以下详细描述将更容易地获得以及更好地理解本发明的更完全的评价及其很多附带优点，其中：

图1示出根据本发明实施例的将光投影到波纹化表面上的前投影器。

图2示出根据本发明实施例的使用成角度布置的两个或更多个投影屏幕的实施例。

图3示出根据本发明实施例的将光投影到凹投影屏幕上的前投影器。

图4示出根据本发明实施例的将光投影到具有波纹化表面的两个屏幕上的多个投影器。

图5示出根据本发明实施例的将光投影到具有波纹化表面的屏幕上的多个投影器。

图6示出根据本发明实施例的波纹化表面的刻面化(faceted)组件。

图7示出根据本发明实施例的刻面的角度部署与关于刻面的反射光角间隔(angularseparation)之间的关系。

图8示出根据本发明实施例的具有鱼鳞波纹的屏幕。

图9示出根据本发明实施例的具有非对称刻面或波纹的屏幕。

图10示出根据本发明实施例的具有鱼鳞波纹和死区的屏幕。

图11示出根据本发明实施例的具有反转圆头的屏幕。

图12示出用于水平运动视差的波纹化屏幕的简化示例。

图13示出用于垂直运动视差的波纹化屏幕的简化示例。

图14-图16示出用于组合的运动视差的波纹化屏幕的简化示例。

图17示出根据本发明实施例的从不同视角拍摄主体的相机阵列。

图18示出根据本发明实施例的与凹波纹化反射透镜组合而使用的单个相机。

具体实施方式

以下描述和附图是说明本发明，而不应理解为限制本发明。描述大量具体细节以提供本发明的透彻理解。然而，在特定实例中，没有描述公知或惯用细节，以免模糊本发明的描述。本发明中对一个实施例或实施例的引用不一定是对相同实施例的引用，并且，这些引用意味着至少一个。

初始地将参考水平3D运动视差。这可以是用于受控家庭影院环境的情况，其中，观看者落座，并且更有可能从一侧移动到另一侧而不是上下移动。

图1示出根据本发明实施例的将光投影到波纹化表面或反射器(20)上的前投影器(10)。表面(20)是可以具有高镜面反射率的镜面组件，例如反射镜面(mirroredsurface)。镜面组件确保朝向期望的视点指引反射光。镜面组件在非视差方向上具有漫射(例如，对于水平视差的垂直漫射)。这确保(在水平视差的情况下)如果观看者上下移动，则他们可以仍然看见相同图像。用于实现单轴漫射的方法是本领域已知的，并且在此将不详细讨论。参见例如Taira的美国专利No.7,453,637、Holzbach的美国专利No.6,795,241以及Ooshima的美国专利No.6,437,917，它们全部通过引用而全文合并到此。另一方法是使用商用不对称漫射片材(例如Luminit^TM片材)，其主要沿着单轴漫射。

图中示出三个不同的观看地点(30)、(40)和(50)。归因于表面(20)的形状，取决于在对应地点处波纹化表面(20)的角度，投影的图像(60)或(70)的相邻像素以不同的角度被反射。以此方式，在不同的观看地点(30)、(40)和(50)处的观看者感知不同的垂直像素列，并且因此依赖于他们的地点而感知不同的图像。此外，当观看者从一侧移动到另一侧时，将感知不同的图像。因此，运动视差将产生。

根据本发明一些实施例，投影器(10)的水平分辨率(即垂直像素列的总数)取决于期望的观看地点的数量。例如，如果期望10至1000个不同视点(即图像的独特视角)，则投影器(10)的水平分辨率应为将另外可期望的投影器的水平分辨率的10至1000倍。用于获得这种增加的水平分辨率的可能方法是平铺(tile)多个投影器的方法。也可以参照稍后将描述的本发明的图5。

3D图像的校准和交织将允许对观看者显示3D图像并且在观看者浏览该3D图像。具体地说，校准和交织包括对出自投影器(10)的垂直像素列(例如列c10)与期望该列显现的对应图像观看地点(例如观看地点(30))之间的映射建模或实验地确定。因此，可以校准3D图像，从而例如垂直像素列c10、c50、c110、c150、c210和c250在观看地点(30)处全都可见。这些列中的每一个将反射表面或反射器(20)的相邻刻面，因此构成图像。另一方面，垂直像素列c15可以例如显现在观看地点(50)处，使得其成为相邻视点。一旦已经校准3D图像(即，已经对以上像素列-＞观看地点关系进行建模和/或测量)，将交织3D图像，即，将以在观看地点中的每一个处实现期望的图像的方式来创建投影器图像。本领域技术人员可以通过查找表(lookuptable，LUT)或算法地从源图像开发校准和交织技术本身。因此，本发明中将不详细讨论它们。通过示例的方式，可以通过显示单个垂直行并且旋转光学测量设备通过观看范围直到检测到垂直行而测量校准。光学测量设备的位置将指示对应观看位置。替代地，不是旋转单个测量设备，可以在观看范围四周布置测量设备的阵列。

投影器(10)的水平分辨率确定每一视点的同时视图(simultaneousview)和水平分辨率的组合。例如，如果投影器(10)具有100,000个垂直列的水平分辨率，并且期望100个视图，则这意味着每一视点将具有1000个垂直列的等效图像分辨率。这假设每一图像具有相同分辨率。在替换实施例中，通过利用较高比例的垂直列，至少一个视图的水平分辨率可以大于其它视图。例如，“轴上”视点可以具有比“外围”视点高得多的密度。

观看地点(30)、(40)、(50)的角间隔也可以是待考虑的因素。具体地说，为了视点之间的平滑过渡，可能需要视图之间的十分小的角间隔。此外，观看地点距屏幕的观看距离越大，用于实现平滑过渡的视点之间的距离越近。一般来说，假设均匀间隔是期望的，可以通过将系统的观看角度除以视点的数量来计算视点的角间隔。例如，如果存在100个视点，并且必须分别分隔开1度以便在特定观看距离处实现平滑过渡，则系统的总观看角度必须计量为100度宽。如果较小的观看角度是可接受的(例如，诸如在影院中)，则视点的间隔可更紧密，或视点的数量可以减少。参照图1的示图，观看地点(30)和(50)可以看做与相邻视点对应的观看地点。图1所示的角α表示视点(30)与(50)之间的角间隔。

根据本发明若干实施例，每一观看地点与图像的一视点对应。换句话说，具有(n个)独特视点的系统的每一视点可以仅从相对于显示表面的法线的单个角度位置被感知，从而在观看位置不存在由此例如视点(n+1)与视点(1)相同、因此在视点(n)与(n+1)之间存在不连续性的“倒置(inversion)”或“卷曲(wraparound)”效果。

此外，根据本发明实施例，每一视点通过足够小的角间隔被分隔开，以向每只眼睛提供独特视点，因此除了运动视差效果之外，还产生双目3D效果。该角间隔将取决于设计的观看距离和角度观看范围。

图2示出与图1相似的实施例；差别在于使用成角度布置的两个或更多个投影屏幕(210)、(220)。以此方式，可以增加待显示的对象的有效大小。附加效果是增加了对象的可能深度。例如，通过平坦屏幕，对象可仅在屏幕的边界内如所允许地那样靠近地显现。另一方面，通过有角度的屏幕，可以将图像投影为在观看者的面前的较大的3D体积，因此允许更加身临其境(immersive)的体验。应理解，基于在此包含的教导，可以通过传统软件补偿技术来实现用于补偿投影失真效果的投影器图像(80)的调整。投影失真效果可以包括例如梯形畸变(keystone)效果(例如，在该示例中，归因于成角度在表面上的投影的偏斜输出图像)、桶形(barrel)失真、平坦场(flatfield)失真、以及色彩校正。

图3示出其中使用凹曲线投影屏幕(320)的替换实施例。该实施例具有图2的实施例的很多优点，而没有其缺点。具体地说，如在图2的实施例中那样，屏幕(320)环绕观看者，因为存在可以将3D对象投影到其中的更大的体积区域，因此实现更加身临其境。然而，成角度屏幕在它们在中心相接合的地方具有可见的接缝(不连续性)，这是由于来自该区域的反射将与其它地方不同，而在图3的实施例中没有出现这种不连续性。因此，向用户提供了更一致的图像表面。

图4示出具有多个投影器的实施例。具体地说，示出两个投影器(410)、(420)。多个投影器用于增加的空间分辨率，如已经参照图1指出的那样。特别地，为了提供例如均带有具有1000个垂直像素列的分辨率的图像的100个视点，投影器应具有100,000个垂直列或更大的分辨率。作为替代，可以平铺均具有50,000个垂直列或更大的分辨率的两个投影器。取决于各种应用，可以平铺或不平铺这些投影器。例如，在图1和图3的实施例中可以平铺它们。还参见图5，其中示出两个投影器(510)、(520)，每个投影器覆盖反射器(530)的部分区域。另一方面，参照图2的实施例，可以使用每个屏幕一个投影器，如图4所示。如果期望，则图4的实施例也可以提供平铺到至少一个反射器上的多个投影器。除了并排平铺投影器之外，也可以通过覆盖方式来平铺投影器，由此第二投影器的图像覆盖第一投影器的图像，但稍微偏离，从而来自第二投影器的像素落入来自第一投影器的像素之间。

图1-图5的实施例示出波纹化表面。可以例如通过圆形组件的存在来获得该表面。然而，可以提供替换实施例，其中，组件被刻面化，并且刻面的数量与期望的视图数量对应。除了圆形组件(610)之外，图6通过示例的方式还示出八刻面组件(620)、五刻面组件(630)、四刻面组件(640)和二刻面组件(650)。还如以下更详细地解释的那样，刻面的数量与视点的数量对应。

根据可应用于波纹化和刻面化实施例二者的本发明实施例，可以使用10至1000个视点，以提供相邻视点之间的平滑过渡。视点的确切数量将取决于设计的观看距离和角度观看范围。此外，还应考虑视点之间的角密度，该角密度再次与设计的观看距离以及角度观看范围对应。适合于本发明的教导的范围是0.1度与1度之间的角密度范围。

由于单个像素将不跨越多个观看角度而“伸展”，而是将仅朝向单个观看地点反射，因此当与圆形配置相比时，各个组件的刻面化配置可以改进图像质量。

为了避免接缝或非均匀性，也如上所述，本发明实施例提供了刻面的足够高的分辨率，以避免与反射屏幕的“死”区对应的视点之间的消隐点(blankspot)。特别地，每一反射器应足够大以包括期望的垂直像素列的数量。例如，在100个期望的视点的情况下，每一反射器波纹应具有近似100个像素的周长。特别地，在这些实施例中，刻面分辨率与还取决于观看距离的视点之间的平滑过渡所需的观看地点的角度分辨率结合。如果如在先前示例中那样，观看地点之间的1度的角间隔被看作足够并且使用100个视点，则由于反射角间隔将是入射角间隔的差的两倍，因此屏幕的每一波纹可以具有100个刻面，每一刻面与先前刻面相差0.5度的角度。

图7示出该实施例的示例，其中，刻面化组件(710)包括彼此之间成角度α的多个刻面(720)、(730)、(740)等。如果入射光(750)与法线(760)成角度β地来到刻面(720)，则入射光(770)将与法线(780)成角度α+β地来到刻面(730)。因此，在相对于刻面(720)的反射角间隔将为2β的同时，相对于刻面(730)的反射角间隔将为2β+2α，相对于刻面(740)的反射角间隔将为2β+4α，以此类推。

图8示出本发明另一实施例，其中，示出鱼鳞形状屏幕(800)。图8的“鱼鳞”是对称地成形的。另一方面，图9的实施例示出屏幕(900)上提供的非对称刻面或波纹(910)。这些配置对于减少“死区”(即不将反射光返回观看范围中的区域)的存在尤其有用，如例如图10所示。

特别地，图10示出具有对称成形的鱼鳞(1020)的波纹化屏幕(1010)、观看范围(1030)以及投影器(1040)。反射光线(1050)和(1060)的鱼鳞区域是有用区域，因为它们落入观看范围(1030)内。另一方面，反射例如光线(1070)的光线的鱼鳞区域是死区，因为光线(1070)不落入观看范围(1030)内。

图9的实施例允许在与对称波纹化表面相比具有更少的死区的情况下光被反射回系统的期望观看范围，即其中观看者可以看见图像的位置的范围。这通常取决于投影器的位置、屏幕的角度与观看者的允许位置之间的关系。在本发明特定配置中，可以优化反射器结构的设计，从而所有光仅反射到期望的位置的范围。这种优化可以提供这样的益处，即没有其中投影器不能朝向期望的观看地点反射光的屏幕的“死”区域。虽然鱼鳞形状表示用于获得这种益处的一种方式，但可以提供有刻面和无刻面的其它形状。对于有刻面形状的示例，可参照图11，其中，示出反转圆头形状(1110)。在替代实施例中，屏幕表面可以包括多种几何结构，例如(而非限制)多边形、等边多边形、新月形、角锥形、截头角锥形、梯形、环面、椭圆、超椭圆(superellipse)等。实际上，屏幕内的几何结构可以彼此不同。也就是说，屏幕可以包括鱼鳞形状(1020)以及反转圆头形状(1110)。

上述图1-图11的实施例描述了水平运动视差。然而，本发明的教导应被看作可用于水平运动视差、垂直运动视差或组合(水平和垂直二者)运动视差的实现。可以通过修改波纹化反射表面从而使其沿着两个维度同时波纹化，来实现水平视差和垂直视差的组合。图12示出适合于水平运动视差的波纹化屏幕的透视图。图13示出适合于垂直运动视差的波纹化屏幕的透视图。图14-图16示出适合于组合的水平和垂直运动视差的波纹化屏幕的三个实施例，其中，图15示出具有相对于图14的屏幕反转配置的屏幕。还应理解，图14的实施例具有比图15的实施例少的尖锐点(即更少的不连续性)，图14和图15都实现比在“泡沫(bubble)”之间具有死区和接缝的图16更高的密度。本说明中提及的对应校准、捕获和交织概念也应用于垂直运动视差和组合运动视差。

本发明另一实施例涉及多个视点的捕获和显示两者。具体地说，为了显示例如图1的视点(30)、(40)和(50)的多个视点，应首先捕获或创建所需信息。当然，所需信息的量随着期望的视点的数量增加而增加，并且如果期望的话，可通过图像压缩技术而被处理。

根据第一实施例，提供相机阵列以从不同视角捕获主体或场景。相机阵列本身是已知的，并且允许创建比由物理地移动单个相机可实现的摇摄运动更快或更平滑的摇摄运动。以此方式，对于整个场景，来自特定相机的图像用于少量的帧，然后是下一相机，以及下一个。

可以例如参照图17的实施例，其中，多个相机(相机阵列)C1......C11捕获平台上的对象O。相机C1......C11以对于对应屏幕的视点成相反关系地在虚拟“平台”处定向。对于多视图实施例，并非每次选取单个相机，而是来自所有相机的视图被同时捕获并且发送到显示器。

为了优化性能，可以对于视点校准显示器以与相机位置对应。特别地，映射功能将使得捕获环境(距离、视点的数量、视点的角间隔)与显示环境相关。替代地，可以通过在捕获位置之间进行内插而从相机阵列下采样视点。也可以通过显示器下采样这些视点，具有需要较低传输带宽的优点。两个相似图像之间的内插技术相对于本领域技术人员是已知的，并且将不详细讨论。这些技术通常应用于帧速率转换，其中在两个或更多个基准帧之间内插一个或多个中间帧。这些技术旨在考虑到归因于移动的图像之间的期望差异的同时保留边缘和局部细节。对于多视图，可以采用相似技术，在基准视点(相机)之间内插视点(虚拟相机)。

图18示出本发明另一实施例，其中，与图17的实施例不同的是，并非使用位于各个视点处的相机阵列，而且单个相机(1810)与大的波纹化反射透镜(镜面)(1820)一起使用。虽然图18的实施例示出凹波纹化透镜，但该波纹化透镜也可以具有其它形状，例如平面等。根据本发明实施例，透镜(1820)与本申请中先前描述的镜面反射屏幕相似，参见例如图3。图18的布置可以同时捕获仅由相机传感器的分辨率限制的多个视点。通过示例的方式，电影工作室可以配套有单个大波纹化凹透镜(例如反射屏幕)以及单个超高分辨率相机，以从许多视点同时捕获场景。相机然后捕获将适合于具有相同的对应物理布置的投影器的交织信号。可以通过以与平铺投影器相同的方式来平铺多个相机。以投影器替换相机将重建场景。通过映射技术来管理期望的观看范围或视点的数量、投影器分辨率以及捕获和显示时的屏幕之间的修改。

在图18的实施例中，波纹化反射器可以适合于捕获和投影。例如，捕获和投影可以是时间交替的，以提供适合于电话会议的双向3D通信接口。

提供以上阐述的示例以向本领域技术人员给出如何实现和使用本发明的3D捕获和/或显示系统和方法的实施例的完全公开和描述，而不是意图将本发明的范围限制为它们的公开。用于执行本发明的上述方法的修改可以由视频领域技术人员使用，并且预期在所附权利要求的范围内。

例如，虽然已经参照前投影提供了本发明的实施例和附图，但本发明的教导还应用于与透射屏幕组合的后投影。

说明书中提及的所有专利和公开可以指示本发明所属领域技术人员的技术水平。本发明中引用的所有参考文献通过引用而并入，如同每一参考文献已经单独地通过引用而全文并入。

应理解，本发明不限于特定系统或方法，该系统或方法当然可以变化。还应理解，在此使用的术语仅是用于描述特定实施例，而不是作为限制。如说明书和所附权利要求中使用的那样，除非内容另外清楚地明令，否则单数形式“一个”、“某个”以及“该”包括复数指代。除非内容另外清楚地明令，术语“多个”包括两个或更多个指示物。除非另外定义，在此使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的术语相同的意义。

因此，可以通过在此描述的任何形式实施本发明，包括但不限于描述本发明的一些部分的结构、特征和功能的以下列举示例实施例(EEE)：

EEE1.一种使用运动视差的图像的三维(3D)显示的系统，包括：

具有波纹化或刻面化表面的至少一个镜面反射器；

至少一个投影器，适用于将图像投影到所述至少一个镜面反射器的所述波纹化或刻面化表面上；以及

多个观看地点，每一观看地点适用于感知从所述至少一个投影器投影的并且由所述至少一个镜面反射器的所述波纹化或刻面化表面反射的图像，

其中：

观看地点感知的图像根据当将图像反射到观看地点时由所述所述波纹化或刻面化表面形成的角度而不同，

每一观看地点与所述图像的一视点对应，以及

图像的视点的数量以及所述图像的视点的角密度被配置为提供所述图像的相邻视点之间的平滑过渡。

EEE2.如EEE1所述的系统，其中，所述图像的视点的数量是从10到1000，并且所述图像的视点的角密度在0.1度与1度之间。

EEE3.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个投影器具有部分取决于观看地点的数量的分辨率。

EEE4.如EEE1所述的系统，其中，在期望的水平、垂直以及组合的水平-垂直视点分辨率之间选择视点分辨率。

EEE5.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个投影器是多个投影器。

EEE6.如EEE5所述的系统，其中，所述多个投影器是多个并排的或平铺的投影器。

EEE7.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个投影器投影的图像是经校正的并且交织的图像。

EEE8.如EEE1所述的系统，其中，关于所述至少一个镜面反射器观看地点彼此有角度地隔开，观看地点之间的角间隔通过将所述系统的观看角度除以所述观看地点的数量而确定。

EEE9.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个镜面反射器是相对于彼此成角度布置的两个或更多个镜面反射器。

EEE10.如EEE9所述的系统，其中，所述至少一个投影器是分别投影在对应镜面反射器上的两个或更多个投影器。

EEE11.如EEE9所述的系统，其中，多个投影器平铺到所述两个或更多个镜面反射器中的至少一个上。

EEE12.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个投影器投影的图像是针对投影失真效果被补偿的图像。

EEE13.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个镜面反射器是凹镜面反射器。

EEE14.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有多个刻面化组件的表面，所述刻面化组件的每一刻面与所述图像的一个期望的视图对应。

EEE15.如EEE14所述的系统，其中，每一刻面化组件的刻面的数量取决于所述系统的视点的期望的数量。

EEE16.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有鱼鳞波纹的表面。

EEE17.如EEE16所述的系统，其中，所述鱼鳞波纹是非对称形状鱼鳞波纹。

EEE18.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有反转圆头形状波纹的表面。

EEE19.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于水平运动视差的水平定向波纹或刻面的表面。

EEE20.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于垂直运动视差的垂直定向波纹或刻面的表面。

EEE21.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于组合的水平和垂直运动视差的水平和垂直定向波纹或刻面的表面。

EEE22.如EEE1所述的系统，其中，所述波纹化或刻面化表面在非视差方向上具有漫射。

EEE23.如EEE1所述的系统，其中，所述至少一个投影器是至少一个前投影器或至少一个后投影器，并且所述屏幕分别地是反射性的或透射性的。

EEE24.一种用于使用运动视差显示三维(3D)图像的方法，包括：

将图像投影到至少一个镜面反射器的波纹化或刻面化表面上，其中，取决于在对应观看地点处所述波纹化或刻面化表面的角度，反射的图像的相邻像素被以不同的角度反射到不同的观看地点，每一观看地点与所述图像的一视点对应，并且其中，视点之间的角间隔被配置为向观看者的每只眼睛提供独特视点，因此允许在不同的观看地点处的观看者感知根据观看地点而不同的图像，并且当从一个观看地点移动到另一观看地点时感知具有连续过渡的不同图像，并且进一步允许双目3D效果。

EEE25.如EEE24所述的方法，其中，将所述图像投影到所述波纹化或刻面化表面上包括通过部分取决于所述观看地点的数量的视点分辨率来投影图像。

EEE26.如EEE24所述的方法，其中，将所述图像投影到所述波纹化或刻面化表面上包括通过在水平视点分辨率、垂直视点分辨率与组合的水平和垂直视点分辨率之间选择的投影分辨率以及希望的3D图像分辨率来投影图像。

EEE27.如EEE26所述的方法，其中，对于观看地点独立地选择视点分辨率。

EEE28.如EEE24所述的方法，其中，将所述图像投影到所述波纹化或刻面化表面上包括以多个投影器来投影图像。

EEE29.如EEE28所述的方法，其中，所述多个投影器是多个并排平铺的投影器。

EEE30.如EEE28所述的方法，其中，所述至少一个镜面反射器包括多个镜面反射器，所述多个投影器中的每一投影器与所述多个镜面反射器中的一个镜面反射器对应。

EEE31.如EEE24所述的方法，其中，将所述图像投影到所述波纹化或刻面化表面上包括投影经校正的以及交织的图像。

EEE32.如EEE24所述的方法，其中，关于所述至少一个镜面反射器观看地点彼此有角度地间隔开，所述观看地点之间的角间隔通过将系统的观看角度除以所述观看地点的数量而确定。

EEE33.如EEE24所述的方法，其中，所述至少一个镜面反射器是相对于彼此成角度布置的两个或更多个镜面反射器。

EEE34.如EEE24所述的方法，其中，所述至少一个镜面反射器是凹镜面反射器。

EEE35.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有多个刻面化组件的表面，所述刻面化组件的每一刻面与所述图像的一个期望的视图对应。

EEE36.如EEE35所述的方法，其中，每一刻面化组件的刻面的数量取决于观看地点之间的角间隔。

EEE37.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有鱼鳞波纹的表面。

EEE38.如EEE37所述的方法，其中，所述鱼鳞波纹是非对称形状鱼鳞波纹。

EEE39.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是具有反转圆头形状的波纹的表面。

EEE40.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于水平运动视差的水平定向波纹或刻面的表面。

EEE41.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于垂直运动视差的垂直定向波纹或刻面的表面。

EEE42.如EEE24所述的方法，其中，所述波纹化或刻面化表面是包括用于组合的水平和垂直运动视差的水平和垂直定向波纹或刻面的表面。

EEE43.如EEE24所述的方法，其中，投影是前投影或后投影。

EEE44.一种用于在多个观看地点处捕获和显示视频信息作为三维(3D)图像的方法，包括：

提供相机阵列以从多个视角捕获场景的图像，每一相机与一个观看地点对应；以及

捕获来自具有波纹化或刻面化表面的至少一个镜面反射器的图像，其中，取决于在对应观看地点处所述波纹化或刻面化表面的角度，反射的图像的相邻像素被以不同的角度反射到观看地点，

其中，所述相机阵列相对于所述场景的定向与所述观看地点相对于所述至少一个镜面反射器的定向对应。

EEE45.如EEE44所述的方法，其中，所述至少一个镜面反射器包括波纹化或刻面化表面。

EEE46.如EEE44所述的方法，其中，投影是前投影或后投影。

EEE47.一种用于使用运动视差在多个观看地点处捕获和显示视频信息作为三维(3D)图像的方法，包括：

提供一个或多个相机；

提供具有波纹化或刻面化表面的至少一个凹镜面反射器；

通过所述一个或多个相机捕获在所述至少一个镜面反射器上反射的场景的图像，所述一个或多个相机指向所述至少一个或多个镜面反射器；以及

将捕获的图像投影到相同或相似镜面反射器上，其中，取决于在对应观看地点处所述波纹化或刻面化表面的角度，所述反射的图像的相邻像素被以不同的角度反射到观看地点。

EEE48.如EEE47所述的方法，其中，投影是前投影或后投影。本发明的各个实施例或示例可以通过大量方式实现，包括系统、过程、设备、或计算机可读介质(例如计算机可读存储介质)或计算机网络上的一系列程序指令，在计算机网络上通过光、电子、或无线通信链路发送程序指令。通常，除非在权利要求中另外提供，否则可以按任意顺序执行所公开的处理的操作。

在此连同附图一起提供一个或多个示例的详细描述。详细描述结合这些示例而被提供，但不受限于任何特定示例。范围仅由权利要求限制，并且包括大量替换、修改和等同。在描述中阐述了大量具体细节以提供透彻理解。提供这些细节作为示例，并且可以根据权利要求实践所描述的技术，而无需一些或所有所附细节。这些细节不期望是详尽的或者将本发明限制为所公开的精确形式，因为考虑到以上教导很多替换、修改、等同以及变形是可能的。为了清楚，尚未详细描述涉及示例的本领域公知的技术资料，以免不必要地模糊本发明。

为了解释的目的，描述使用具体术语来提供本发明的透彻理解。然而，应理解，为了实践本发明，无需具体细节。实际上，该描述不应被理解为将本发明的任何特征或方面限制为任何实施例；相反，一个示例的特征和方面可以容易地与其它示例互换。注意，并不需要本发明每一示例实现在此的每一益处；而是任何具体示例可以提供以上讨论的益处中的一个或多个。在权利要求中，除非权利要求中明确地声明，否则元件和/或操作没有暗示操作的任何特定顺序。期望所附权利要求及其等同物限定本发明的范围。

Claims

1.一种使用运动视差的图像的三维(3D)显示的系统，包括：

具有刻面化表面的至少一个镜面反射器，所述刻面化表面具有多个刻面化组件，所述刻面化组件的每一刻面与所述图像的一个期望的视点对应；

至少一个投影器，适用于将经交织的图像投影到所述至少一个镜面反射器的所述刻面化表面上，

其中：

所述图像被沿多个方向投影，所述多个方向根据当将图像反射到观看地点时所述刻面化表面形成的角度而不同，

每一观看地点与所述图像的一个视点对应，

其中，刻面化组件包括10到1000个刻面，

其中，所述刻面化表面是包括用于组合的水平和垂直运动视差的水平和垂直定向刻面的表面，

其中，所述图像的视点的数量是从10到1000，并且所述图像的视点的角密度在0.1度与1度之间。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述图像的视点的数量以及所述图像的视点的角密度被配置为提供所述图像的相邻视点之间的平滑过渡。

3.如权利要求1－2中任一项所述的系统，其中，所述多个刻面化组件被布置成彼此之间具有角度α，从而来自所述至少一个投影器的光与第一刻面的法线成角度β地入射，并且与第二刻面的法线成角度α+β地入射。

4.如权利要求3所述的系统，其中，相对于所述第一刻面的反射角间隔为2β，并且相对于所述第二刻面的反射角间隔为2β+2α。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个投影器具有部分取决于所述观看地点的数量的分辨率。

6.如权利要求1所述的系统，其中，在期望的水平视点分辨率、垂直视点分辨率以及组合的水平-垂直视点分辨率之间选择视点分辨率。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个投影器是多个投影器。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述多个投影器是多个并排或平铺的投影器。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个投影器投影的图像是经校正的图像。

10.如权利要求1所述的系统，其中，关于所述至少一个镜面反射器观看地点彼此有角度地间隔开，通过将所述系统的观看角度除以所述观看地点的数量而确定所述观看地点之间的角间隔。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个镜面反射器是相对于彼此成角度地布置的两个或更多个镜面反射器。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个投影器是分别投影在对应镜面反射器上的两个或更多个投影器。

13.如权利要求11所述的系统，其中，将多个投影器平铺到所述两个或更多个镜面反射器中的至少一个上。

14.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个投影器投影的图像是针对投影失真效果被补偿的图像。

15.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个镜面反射器是凹镜面反射器。

16.如权利要求1所述的系统，其中，每一刻面化组件的刻面的数量取决于所述系统的视点的期望的数量。

17.如权利要求1所述的系统，其中，每一刻面化组件的刻面的数量对应于所述系统的视点的期望的数量。

18.如权利要求1所述的系统，其中，所述刻面化表面是包括用于水平运动视差的水平定向刻面的表面。

19.如权利要求1所述的系统，其中，所述刻面化表面是包括用于垂直运动视差的垂直定向刻面的表面。

20.如权利要求1所述的系统，其中，所述刻面化表面在非视差方向上具有漫射。

21.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个投影器是前投影器。