CN104581350A - 一种显示方法和显示装置 - Google Patents

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CN104581350A CN201510058988.1A CN201510058988A CN104581350A CN 104581350 A CN104581350 A CN 104581350A CN 201510058988 A CN201510058988 A CN 201510058988A CN 104581350 A CN104581350 A CN 104581350A
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Abstract

本发明提供一种显示方法和显示装置，该显示方法包括：检测观看者的人眼位置信息；根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；显示所述屏幕显示画面。发明中，根据人眼位置信息，显示人眼所在视角对应的屏幕显示画面，而非显示固定视角对应的显示画面，从而给人以接近真实的视觉体验。

Description

一种显示方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示方法和显示装置。
背景技术
现有技术中，显示装置在显示画面时，观看者在显示屏幕前的任何位置看到的画面都是相同的，显示的内容是以固定的视角观察到的画面，显示视角的固定难以给人以接近真实的视觉体验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种显示方法和显示装置，能够根据观看者的人眼位置信息，显示对应视角的显示画面。
为解决上述技术问题，本发明提供一种显示方法，包括：
检测观看者的人眼位置信息；
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
显示所述屏幕显示画面。
优选地，所述根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面的步骤包括：
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
优选地，采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标(X1,Y1)：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与用于检测人眼位置信息的检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离；
(X，Y，Z)坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向，检测点为坐标原点，位于显示屏幕所在平面；
L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
优选地，采用下述公式计算∠AXZ和∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
优选地，其特征在于，所述像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离通过以下方法得到：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
优选地，所述检测观看者的人眼位置信息的步骤包括：
通过两摄像单元获取观察者的人眼图像；
根据所述人眼图像，计算观看者的人眼位置信息；
其中，两摄像单元的连线与所述显示屏幕位于同一平面内，所述检测点为两摄像单元的连线的中心点。
本发明还提供一种显示装置，包括：
检测单元，用于检测观看者的人眼位置信息；
处理单元，用于根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
显示单元，用于显示所述屏幕显示画面。
优选地，所述处理单元进一步用于：
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
优选地，所述处理单元采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标(X1,Y1)：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与用于检测人眼位置信息的检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离；
(X，Y，Z)坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向，检测点为坐标原点，位于显示屏幕所在平面；
L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
优选地，所述处理单元采用下述公式计算∠AXZ和∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
优选地，所述处理单元进一步用于：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
优选地，所述检测单元包括：
两摄像单元，用于获取观察者的人眼图像；
计算单元，用于根据所述人眼图像，计算观看者的人眼位置信息；
其中，两摄像单元的连线与所述显示屏幕位于同一平面内，所述检测点为两摄像单元的连线的中心点。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
根据人眼位置信息，显示人眼所在视角对应的屏幕显示画面，而非显示固定视角对应的显示画面，从而给人以接近真实的视觉体验。
附图说明
图1为本发明实施例的显示方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的显示方法的应用场景；
图3为本发明实施例的像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的Y轴坐标的计算方法示意图；
图4为本发明实施例的像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的X轴坐标的计算方法示意图；
图5为本发明实施例的人眼位置相对于检测点在X和Y轴方向上的分量夹角的计算方法示意图；
图6为本发明实施例的显示装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
请参考图1，图1为本发明实施例的显示方法的流程示意图，所述方法包括：
步骤S11：检测观看者的人眼位置信息；
该人眼位置信息可以包括观看者的人眼位置的坐标。
步骤S12：根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
所述待显示立体画面的参数包括待显示立体画面中每一像素点M与显示屏幕的位置关系，该位置关系可以根据待显示立体画面的三维立体模型得到。
步骤S13：显示所述屏幕显示画面。
请参考图2，图2为本发明实施例的显示方法的应用场景。从图2中可以看出，当人眼位于不同的位置A和B时，人眼在显示屏幕上观察到的待显示立体画面中的物体1和2的位置是不同的。图2中的检测单元为用于检测人眼位置信息的检测单元。
本发明实施例中，可以根据人眼位置信息，显示人眼所在视角对应的屏幕显示画面，而非显示固定视角对应的显示画面，从而给人以接近真实的视觉体验。
上述步骤S12中，所述根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面的步骤可以包括：
步骤S121：根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
步骤S122：根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
本发明实施例中，可以采用一摄像单元作为检测单元，获取观察者的人眼图像，然后根据该摄像单元获取的人眼图像，计算观看者的人眼位置信息。当然，采用一个摄像单元获取的人眼图像计算观看者的人眼位置信息可能不太准确，为了准确确定观看者的人眼位置信息，本发明实施例中，可以采用两摄像单元作为检测单元，获取观察者的人眼图像，然后根据两摄像单元获取的人眼图像，计算观看者的人眼位置信息。
当采用一摄像单元获取人眼位置信息时，优选地，该摄像单元设置于显示屏幕的上边框或下边框的中部，摄像单元位于显示屏幕所在平面。
当采用两摄像单元获取人眼位置信息时，优选地，该两摄像单元分别设置于显示屏幕上边框的两端部，或分别设置于显示屏幕下边框的两端部，两摄像单元位于显示屏幕所在平面，两摄像单元的连线与显示屏幕的下边框平行。
以下实施例中，均以采用两摄像单元获取人眼位置信息为例进行说明。
下面对如何计算待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标的方法进行详细说明。
在说明像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标的方法之前，首先介绍本发明实施例的显示方法所使用的坐标系统。
本发明实施例中，首先需要创建一三维坐标系，其中，可将两摄像单元的连线的中点作为坐标原点(以下称为检测点)。当然，在本发明的其他实施例中，还可将其他位置作为坐标原点，例如显示屏幕的对角线的交点等。
该三维坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向。
请参考图3，图3为本发明实施例的像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的Y轴坐标的计算方法示意图。图3中为显示屏幕侧视图。
图4中，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，从图4中可以得出：
tan∠AYZ＝L/(b2+c)＝L/(Y1+d) 公式一
其中，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离，c是像素点M在Y轴方向上到人眼位置与检测点在Z轴方向上的延长线之间的距离，d是为显示位置M’在Y轴方向上与人眼位置与显示屏幕的垂直连线的距离；
从图3中还可以得出：
tan∠B＝L/d＝(L+a)/c 公式二
根据公式一和公式二可以得出：
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)] 公式三
也就是说，通过上述公式三可以计算像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的Y轴坐标。
其中，当Y1＝e1或Y1＝f1时，表示M’处于显示屏幕的边界上，当Y1＜e1或Y1＞f1时，表示M’不在所述显示屏幕上，即不在显示屏幕上显示像素点M，e1为显示屏幕靠近检测点的一端与检测点的垂直距离，f1为显示屏幕远离检测点的一端与检测点的垂直距离。
请参考图4，图4为本发明实施例的像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的X轴坐标的计算方法示意图，图4中为显示屏幕的俯视图，其中，显示位置M’的X轴坐标的计算方法与Y轴坐标的计算方法类似，具体的，可以采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的X轴坐标：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标。
同样的，当X1＝e2或X1＝f2时，表示M’处于显示屏幕的边界上，当X1＞e2或X1＞f2时，表示M’不在所述显示屏幕上，即不在显示屏幕上显示像素点M，e2为显示屏幕的第一端与检测点的垂直距离，f2为显示屏幕的第二端与检测点的垂直距离。
上述L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
请参考图5，图5为本发明实施例的人眼位置相对于检测点在X和Y轴方向上的分量夹角的计算方法示意图。
从图5中可以看出，可以采用下述公式计算人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角∠AXZ，以及人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，P(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
上述实施例中，所述像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离通过以下方法得到：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
对应于上述显示方法，本发明实施例还提供一种显示装置，请参考图6，包括：
检测单元，用于检测观看者的人眼位置信息；
处理单元，用于根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
显示单元，用于显示所述屏幕显示画面。
本发明实施例中，可以根据人眼位置信息，显示人眼所在视角对应的屏幕显示画面，而非显示固定视角对应的显示画面，可以给人以接近真实的视觉体验。
优选地，所述处理单元进一步用于：
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
优选地，所述处理单元采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标(X1,Y1)：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离；
(X，Y，Z)坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向，检测点为坐标原点，位于显示屏幕所在平面；
L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
优选地，所述处理单元采用下述公式计算∠AXZ和∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
优选地，所述处理单元进一步用于：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
优选地，所述检测单元包括：
两摄像单元，用于获取观察者的人眼图像；
计算单元，用于根据所述人眼图像，计算观看者的人眼位置信息；
其中，两摄像单元的连线与所述显示屏幕位于同一平面内，所述检测点为两摄像单元的连线的中心点。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人眼来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。10 -->

Claims (12)

1.一种显示方法，其特征在于，包括：
检测观看者的人眼位置信息；
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
显示所述屏幕显示画面。
2.根据权利要求1所述的显示方法，其特征在于，所述根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面的步骤包括：
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
3.根据权利要求2所述的显示方法，其特征在于，采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标(X1,Y1)：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与用于检测人眼位置信息的检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离；
(X，Y，Z)坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向，检测点为坐标原点，位于显示屏幕所在平面；
L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
4.根据权利要求3所述的显示方法，其特征在于，采用下述公式计算∠AXZ和∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
5.根据权利要求3所述的显示方法，其特征在于，所述像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离通过以下方法得到：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
6.根据权利要求3所述的显示方法，其特征在于，所述检测观看者的人眼位置信息的步骤包括：
通过两摄像单元获取观察者的人眼图像；
根据所述人眼图像，计算观看者的人眼位置信息；
其中，两摄像单元的连线与所述显示屏幕位于同一平面内，所述检测点为两摄像单元的连线的中心点。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测观看者的人眼位置信息；
处理单元，用于根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，获取人眼所在视角对应的屏幕显示画面；
显示单元，用于显示所述屏幕显示画面。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述处理单元进一步用于：
根据所述人眼位置信息及待显示立体画面的参数，计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标；
根据所述每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标，得到人眼所在视角对应的屏幕显示画面。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述处理单元采用下述公式计算所述待显示立体画面中的每一像素点M在显示屏幕上的显示位置M’的坐标(X1,Y1)：
X1＝(L/tan∠AXZ)-[L(L/tan∠AXZ-b1)/(L+a)]
Y1＝(L/tan∠AYZ)-[L(L/tan∠AYZ-b2)/(L+a)]
其中，X1是M’在X轴上的坐标，L是人眼位置与用于检测人眼位置信息的检测点在Z轴方向上的距离，∠AXZ是人眼位置相对于检测点在X轴方向上的分量夹角，a是像素点M与检测点在Z轴方向上的距离，b1是像素点M与检测点在X轴方向上的距离，Y1是M’在Y轴上的坐标，∠AYZ是人眼位置相对于检测点在Y轴方向上的分量夹角，b2是像素点M与检测点在Y轴方向上的距离；
(X，Y，Z)坐标系中，X轴方向为显示屏幕所在平面的水平方向，Y轴方向为显示屏幕所在平面的竖直方向，Z轴方向为垂直于显示屏幕所在平面的方向，检测点为坐标原点，位于显示屏幕所在平面；
L、∠AXZ和∠AYZ根据人眼位置信息得到，a、b1和b2根据待显示立体画面的参数得到。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述处理单元采用下述公式计算∠AXZ和∠AYZ：
tan∠AXZ＝L/x
tan∠AYZ＝L/y
其中，(x,y,L)是人眼位置信息中的人眼位置坐标，x是人眼位置与检测点在X轴方向上的距离，y是人眼位置与检测点在Y轴方向上的距离，L是人眼位置与检测点在Z轴方向上的距离。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述处理单元进一步用于：
获取所述待显示立体画面的参数中像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离；
根据像素点M与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离以及检测点与显示屏幕在X轴、Y轴和Z轴方向上的距离，得到像素点M在X轴、Y轴和Z轴方向上与检测点之间的距离。
12.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述检测单元包括：
两摄像单元，用于获取观察者的人眼图像；
计算单元，用于根据所述人眼图像，计算观看者的人眼位置信息；
其中，两摄像单元的连线与所述显示屏幕位于同一平面内，所述检测点为两摄像单元的连线的中心点。
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