CN103177467A - 一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法，包括四个步骤：第一步.利用Direct3D技术绘制文字。通过Direct3D软件的用户界面输入要创建的文字内容，同时可以设置字体和艺术效果等参数。第二步.通过Direct3D世界变换的概念移动文字到想要位置。选择文字对象，利用世界变换的原理，对文字进行世界变换的平移，旋转，缩放及它们的任意组合变换，将图元进行缩放、移动到合适尺寸和位置。第三步.调整Direct3D的观察矩阵参数，获取多个虚拟摄像机视点内容。调整观察矩阵参数来模拟不同摄像机得到多视点的图像。第四步：将多视点图像进行合成。通过此技术方案可以达到裸眼看到3D字幕的效果。
Description
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，具体涉及一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法。
背景技术
如今主流的3D立体显示技术，仍然不能使我们摆脱特制眼镜的舒服，这使得其应用范围以及使用舒适度都打了折扣，而且不少3D技术会让长时间的体验者有恶心晕眩等感觉，于是，3D立体显示能够持续发展的动力，就落到了裸眼3D显示技术这一前沿科技身上。
影视中的字幕是对话的文字表述，与图像同步显示。字幕通常被使用在当影像中的语言与观众掌握的语言不一致的情况，协助没能掌握该语种的观众或帮助听觉有缺陷的观众来理解内容。因此在裸眼立体电视中创作出一个可接受的、观看舒适的3D字幕创作系统是十分有商业前景和研究价值的，但是目前裸这方面的研究还比较少。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种能够裸眼看到3D字幕的方案。
Direct3D软件是微软公司在Microsoft Windows操作系统上所开发的一套3D绘图编程接口，在Direct3D中，三维物体的显示是通过网格模型来实现，显示三维物体的关键在于生成该网格模型。三维文本也不例外，但是Direct3D提供了创建文字的功能库函数，通过它可以方便地创建一个包含具体文本的网格模型。
发明内容
本发明的目的是提供一种裸眼3D字幕的显示方法，并与可以使裸眼3D显示与影视娱乐节目内容兼容。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法，该技术方案分为四个步骤：
第一步. 利用Direct3D技术绘制文字。通过Direct3D软件的用户界面输入要创建的文字内容，同时可以设置字体和艺术效果等参数，
第二步. 通过Direct3D世界变换的概念移动文字到想要位置。用拾取算法选择到了用户拾取的屏幕对象后，利用世界变换的原理，对文字进行世界变换的平移，旋转，缩放及它们的任意组合变换，将图元进行缩放、移动到合适尺寸和位置。
第三步．调整Direct3D的观察矩阵参数，获取多个虚拟摄像机视点内容。
调整观察矩阵参数来模拟不同摄像机得到多视点的图像。
第四步：将多视点图像进行合成。
根据光栅式裸眼3D显示特性对每个裸眼3D显示器的输入图像按照光栅排列格式进行RGB重排列，使得多视点3D图像的合成与光栅排列相一致，通过逐像素合成的方式对步骤三中得到的多视点图像进行合成。
通过以上技术方案，可以裸眼看到3D显示器上的3D字幕。
具体实施方案：
第一步： 利用Direct3D技术绘制文字。
通过Direct3D软件的用户界面输入要创建的文字内容，同时可以设置字体和艺术效果等参数，以达到丰富文字绘制的效果。
第二步：通过Direct3D世界变换的概念移动文字到想要位置。
世界变换事实上就是将物体顶点从模型空间转换到世界空间中，模型空间其实就是在三维设计软件（如3DSMAX）中为物体设定的坐标系，也称局部坐标系。而世界坐标则是所有物体都是用同一个世界坐标原点的坐标系。
由于本系统支持创作多个图元，所以需要通过鼠标单击与场景中多个文字进行互动，为了程序能做出正确的响应，需要知道被拾取的是哪个文字以及它在3D空间中的位置。这时就需要实现拾取算法:
1、给定所单击的屏幕点s，求出它在投影窗口中的对应点p。
2、计算拾取射线。即自坐标原点发出且通过点p的那条射线。
3、将拾取射线和物体模型变换至同一坐标系中。
4、遍历场景中每个图元，进行图元和射线的相交判断，相交的物体即为用户所拾取的屏幕对象。
选择到了用户拾取的屏幕对象后，利用世界变换的原理，对文字进行世界变换的平移，旋转，缩放及它们的任意组合变换，将图元进行缩放、移动到合适尺寸和位置。
第三步：调整Direct3D的观察矩阵参数，获取多个摄像机视点内容。
观察坐标系是：以摄像机为位置原点，屏幕中显示的图形就是虚拟摄像头 拍摄在胶片上的景物，摄像机观察的方向向着Z轴而建立的坐标系。我们可以调整观察矩阵参数来模拟不同摄像机得到多视点的图像。
在这个步骤，可以产生4-8个视点图像。
第四步：将多视点图像进行合成。
根据光栅式裸眼3D显示特性对每个裸眼3D显示器的输入图像按照光栅排列格式进行RGB重排列，使得多视点3D图像的合成与光栅排列相一致。根据光栅式裸眼3D显示特性获取多视点3D图像合成方式，由于不同光栅的设计不同，多视点3D图像的合成方式也不一样。通常来说，设光栅周期为p，光栅倾斜度为θ，2D显示屏子像素宽度为Wp，所采用的视点数为K，这四个参数应满足如下关系:
根据与光栅对应的多视点图像RGB排列格式，通过逐像素合成的方式对步骤三中得到的多视点图像进行合成。
本说明书中公开的任一特性，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤之外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具类似目的的替代特征加以替代。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1.一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法,其特征在于，包含四个步骤：
第一步. 利用Direct3D技术绘制文字，即通过Direct3D软件的用户界面输入要创建的文字内容，同时可以设置字体和艺术效果等参数；
第二步.通过Direct3D世界变换的概念移动文字到想要位置，即选择文字对象，利用世界变换的原理，对文字进行世界变换的平移，旋转，缩放及它们的任意组合变换，将图元进行缩放、移动到合适尺寸和位置；
第三步.调整Direct3D的观察矩阵参数，获取多个虚拟摄像机视点内容，
调整观察矩阵参数来模拟不同摄像机得到多视点的图像；
第四步：将多视点图像进行合成，即根据光栅式裸眼3D显示特性对每个裸眼3D显示器的输入图像按照光栅排列格式进行RGB重排列，使得多视点3D图像的合成与光栅排列相一致，通过逐像素合成的方式对步骤三中得到的多视点图像进行合成。
2.如权利要求1所述的一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法，其特征在于：第二步采用了拾取算法选择文字对象方法。
3.如权利要求1所述的一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法，其特征在于：第三步是以虚拟摄像机为观察坐标系的位置原点，所述虚拟摄像机观察的方向向着Z轴而建立的坐标系。
4.如权利要求3所述的一种利用Direct3D技术创作裸眼3D字幕的方法，其特征在于：第三步中产生4-8个视点图像。
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