CN104601975B - 广视角裸眼立体图像显示方法及显示设备 - Google Patents

广视角裸眼立体图像显示方法及显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种广视角裸眼立体图像显示方法及应用该方法的广视角裸眼立体显示设备，该方法通过追踪技术实时确定用户的观看位置，并且根据获取的观看位置结合显示设备的光学参数，根据分光单元与显示面板距离、观看位置与显示面板距离、分光单元宽度，确定与当前位置对应的显示单元组合宽度，依次计算每个显示单元显示的灰度值，并根据每个显示单元的显示灰度值，在显示面板上呈现立体图像，每个显示单元显示灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值，通过该方案能够效的扩大观看视角，并且同时能够实时连续的调节显示单元的灰度值，实现平滑的显示效果，降低用户观看位置变化时的画面抖动现象。

Description

广视角裸眼立体图像显示方法及显示设备
技术领域
本发明涉及立体显示领域，具体涉及广视角裸眼立体图像显示方法及显示设备。
背景技术
人类是通过右眼和左眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的，这种差异被称为视差。立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左、右眼的视差，给左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左、右眼看到的不同图像之后，产生观察真实三维物体的感觉。
裸眼立体显示装置具有不需要佩戴辅助装置，对用户限制小的优点，但具有观看位置受限的缺点。为克服观看位置受限的缺点，扩大裸眼立体显示装置的显示视角，可以采用跟踪技术结合动态可调节的分光器件(透镜阵列、视差障碍等)，以达到实现扩大视角的效果，这要求分光器件能够快速响应并根据观看者当前位置实时调节，对硬件的要求很高。此外，也可以采用跟踪技术结合图像处理技术的方式实现扩大视角的效果，该方案需裸眼立体屏幕上的显示单元能够根据观看者当前位置实时调节灰度值(也可称为强度值)。但是，在实际实现中，现有方案要求观看者在移动过程中不能连续调节分光器件，也不能连续调节显示单元灰度值，因此人员出现画面的抖动现象。
有鉴于此，如何利用跟踪技术有效的扩大观看视角，并且降低画面抖动现象，是本申请需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是广视角裸眼立体图像显示方法及显示设备，以实现单个用户能够扩大观看视角，并且降低在用户移动中观看3D图像时的画面抖动现象。
第一方面，本发明提供了一种广视角裸眼立体图像显示方法，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，所述广视角裸眼立体图像显示方法包括：
跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
第二方面，本发明提供一种裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，所述裸眼立体显示设备还包括：
跟踪模块，用于跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
确定模块、根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
计算模块，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
显示控制模块，用于根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
第三方面，本发明实施例提供了一种裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，所述裸眼立体显示设备还包括追踪设备、处理器和存储器，所述存储器中存储有程序代码，所述处理器调用所述存储器中的程序代码，执行以下操作：
控制所述追踪设备跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
所述处理器根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
所述处理器根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
所述处理器根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
本发明提供了一种广视角裸眼立体图像显示方法，可以通过追踪技术实时确定用户观看位置与显示设备的显示面板距离，并且根据跟踪结果结合显示设备的光学参数根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度，依次计算每个显示单元显示的灰度值，并且根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像，并且，每个显示单元显示灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值，通过该方案能够效的扩大观看视角，并且同时能够实时连续的调节显示单元的灰度值，实现平滑的显示效果，降低画面抖动现象。
附图说明
图1本发明实施例提供的裸眼立体显示设备的俯视结构示意图；
图2本发明实施例提供的裸眼立体显示设备的正面结构示意图；
图3本发明实施例提供的广视角裸眼立体图像显示方法的流程图；
图4本发明实施例提供的广视角裸眼立体图像显示方法中显示单元灰度值计算的一种实施方式的流程图；
图5为本发明实施例中显示单元阵列宽度计算的原理图；
图6为本发明实施例中显示单元的一种排列状态图；
图7为本发明提供的裸眼立体显示设备一种实施例的结构图；
图8为本发明提供的裸眼立体显示设备另一种实施例的结构图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。需要注意的是，在本申请中采用的部分术语，例如“第一”、“第二”等术语，仅是为了对具有类似名称的参数进行区分，以便于所属领域的技术人员理解本申请的技术方案，并非用于限制本申请，根据不同的需求，可以对该些术语进行更换或者替换。
图1是裸眼立体显示设备的基本结构示意图，由图1可见，裸眼立体显示设备通常包括至少一个由显示单元组成的显示面板101，显示面板101上覆盖由透镜阵列或者视差障碍阵列等构成的分光单元阵列102。其中，显示面板101通常是LCD或者OLED或者LED以及PDP等显示面板，构成分光单元阵列102的透镜阵列可以柱面透镜光栅、液晶透镜光栅或者视差障碍光栅(狭缝光栅)，分光单元阵列102由多个分光单元构成。显示单元为显示面板上能够独立控制和显示一定灰度值的单元，例如RGB像素或者次像素。分光单元阵列能够将显示面板上一组显示单元所发出的光定向投射到空间不同位置。在本申请的实施例中为了描述简单，采用柱面透镜光栅作为分光单元阵列，但是，显而易见的，所述领域的技术人员在不需要创造性劳动的情况下，能够将本申请实施例中公开的图像处理技术可以应用在液晶透镜光栅和视差障碍光栅的裸眼立体显示装置中，不多赘述。
进一步参考图2，图2为图1从正面方向观察的结构示意图，结合图1和图2可见，在动态显示排图过程中，每一个分光单元102下面会对应m个显示单元1011，m远大于1，与一个分光单元102对应的一组显示单元1011组成了显示单元组合1010。为消除图像显示中的摩尔纹现象，在申请的实施例中显示单元阵列1010与分光单元102在水平方向上呈夹角α配置，较佳的，α可以被定义为分光单元102之间相邻边界的延伸方向与显示单元组合1010所在平面形成的锐角夹角，所述领域的技术人员可以理解，由于配置习惯或者选取参考起点不同，α也可能是钝角，甚至可以为0，但效果可以通过公式进行转化，不多赘述。
分光单元102具有第一宽度w1，每个分光单元102在排图时可以针对用户观看的不同位置将多个显示单元映射为不同的显示单元组合1010，每个显示单元组合的宽度为第二宽度w2，该第二宽度与用户当前观看位置对应。
分光单元阵列根据不同的种类，在设置时可能被贴附于显示面板表面也可能被设置在背光模组和显示面板之间，例如透镜光栅通常被设置在显示面板表面，而障碍(barrier)光栅则可以被设置在背光模组和显示面板之间，不管图和设置，分光单元102到显示面板101之间都具有一定的距离，本申请中称之为第一距离f，
用户所在观看位置到显示面板的距离定义为第二距离z，该第二距离z可以根据跟踪技术获得，通常定义为用户两眼球中心到显示面板的距离。显示面板，可以显示具有一定灰度值的立体图像，分光单元阵列102将立体图像投射到用户的左眼和右眼，以便于用户在大脑中合成立体图像。在本申请中，显示设备通常连接有追踪设备，追踪设备可以通过图像采集、红外追踪或者超声波采集等方式，对用户进行追踪。因此，追踪设备可以是摄像头、IR接收装置、超声波发射/接收装置等，追踪设备可以外置，也可以与显示设备本身配置，由于追踪方案，并不是本申请实施例的重点所在，因此不多赘述。显示设备能够根据追踪设备的追踪结果，实时确定处于裸眼3D观看状态的用户的位置，进而确定第二距离z、以及用户的控件坐标等，不多赘述。
基于上述的裸眼立体图像显示设备，本申请实施例提供了一种广视角裸眼立体图像显示方法，图3是本申请实施例提供的广视角裸眼立体图像显示方法的流程图，由图3可见，所述方法包括：
301，跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
该步骤中，显示设备可以采用已有技术，对用户进行追踪，并且根据追踪结果，确定用户观看位置与显示面板的距离z，例如用户双眼连线中心距离显示面板的距离。
302，根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
在该步骤中，显示设备可以根据第一距离f、第二距离z、第一宽度w1，结合光学原理，计算显示单元阵组合的第二宽度w2。可参考图5，有因为f远远小于z，所以w1会略小于w2。因此，w2＝z*w1/(z-f)。
也就是说，所述第二距离z乘以所述第一宽度w1之后，除以所述第二距离z与所述第一距离f之差，以获得所述第二宽度w2，该第二宽度w2对应用户当前观看位置。
裸眼立体显示设备有多视图裸眼立体显示设备和双视图裸眼立体显示设备两种，两者分别通过多视图构建立体图像和双视图构建立体图像，多视图或者双视图中的视图之间，都具有视差。
在该步骤中获得第二宽度w2之后，在本实施例的其他步骤中，需要根据第二宽度w2及其他参数，将多视图或者双视图的内容映射到显示单元的灰度值上。
为便于映射，本实施例中可以构建显示单元阵列的坐标系，这个坐标系可以有不同的原点与坐标轴方向，通常以显示面板的左上角为原点，每个显示单元均具有(xn,yn)的坐标值。相应的，每个平面视图的尺寸通常与显示面板对应，具有多个像素，其中具有与显示单元(xn,yn)坐标相同的一个像素，该像素具有灰度值c，因此，当n(n≥2)个视图被编号为v0、v1、v2……vn-1时，每个视图中与显示单元(xn,yn)坐标相同的一个像素的灰度值可以是c0、c1、c2……cn-1。
303，根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
在该步骤中，显示设备结合第二宽度w2，以及每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，计算每个显示单元显示的灰度值。其中，每个显示单元显示的灰度值，在不同的实施例中有所不同，例如，当用户没有移动时，计算每个显示单元灰度值时，不需要考虑用户在水平方向与初始状态位置之间的偏移值，因此，此时每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离tn与补偿值offset之和。
其中，补偿值offset可以是分光单元阵列在所述显示单元水平线上与显示面板边缘的偏移量，也就是用户相对于屏幕没有发生水平位置偏移的时候的offset值，该偏移量通常是由于分光单元阵列与显示单元阵列组装过程中存在误差形成的，因此，就是说增加一个补偿值offset之后就使得观看者在屏幕正中间能够看到好的立体效果。
但是，在用户具有水平方向上处于移动状态时，显示设备跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户的空间观看位置坐标(x,y,z)，并且根据所述用户的观看位置坐标(x,y,z)、所述第一夹角α以及所述第二距离z，确定用户在水平方向的偏移值offd；通常，所述每个显示单元与所述分光单元阵列边缘的距离参考值t为每个显示单元与所述分光单元阵列边缘的距离tn、补偿值offset以及所述用户在水平方向的偏移值offd之和，例如t＝tn+offset+offd。
该步骤中，显示设备根据t和w2,确定构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值，作为每个显示单元显示的灰度值。
304，根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
在步骤304中，依序获得每个显示单元的灰度值之后，显示控制电路产生驱动电压，以使得每个显示单元能够独立显示各自灰度值，以形成立体图像。
由于每个显示单元的灰度值，都是根据实时跟踪得到的用户位置得出的，因此，即使用户在左右移动或者前后移动的过程中，都能够使显示单元显示合适的灰度值，获得较佳的3D显示效果，并且减少抖动，实现广视角裸眼3D观看效果。
请参考图4，在一种可选的实施例中，步骤303，根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，进一步包括：
3031，根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，在所述至少两幅平面图像中为每个显示单元确定一副基准视图；
在该步骤中，显示设备对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值t和所述第二宽度w2的比值，与平面图像数目的乘积值向下整数，将该整数值对应的平面图像作为所述基准图像，该基准视图中与所述每个显示单元的坐标对应的像素的灰度值为所述显示单元灰度值的基础值。
3032，根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算灰度混合因子，该灰度混合因子为所述至少两幅平面图像的灰度值在所述每个显示单元的灰度值中的混合因子；
在该步骤中，对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值t和所述第二宽度w2的比值，与平面图像数目的乘积值取浮点值，将该浮点值对应的平面图像作为混合因子h。
3033，根据每个显示单元对应的基础值，和所述混合因子，确定每个显示单元的灰度值。
在该步骤中，将所述混合因子h与所述至少两幅平面图像中基准视图之外的一副平面视图中与每个显示单元对应的像素的灰度值c的乘积之和，与，1减去所述混合因子h后的数值与所述基础值cb的乘积，之和，作为每个显示单元的灰度值。
在一种双视图的实施方案中，具有视差差异的两幅视图分别为v0和v1。为将把v0和v1的内容映射到显示单元的灰度值上。如图6所示，为给坐标为(xn,yn)的显示单元设置一个显示灰度值，该显示灰度值是v0和v1视图的相应坐标所对应灰度值的混合结果。
根据前述的实施例可知，计算的一组显示单元组宽度w2，每组与显示单元阵列呈夹角α的分光单元可以形成多个组合G，每个组合G的宽度均为w2。
在用户没有移动时，坐标为(xn,yn)显示单元到自己所属显示单元组合的边缘(可以选右侧也可以选左侧)距离为t，通过INT(t*2/w2)可以确定基准视图，其中，INT(t*2/w2)表示t*2/w2进行向下取整，当取值为0时，表示v0视图为基准视图，取值为1时，表示v1为基准视图)。
为了计算显示单元灰度值的灰度混合因子h，本实施例中采用FLOAT(t*2/w2)进行计算，FLOAT(t*2/w2)表示对t*2/w2取浮点值部分，其中2为视图数目，类似的当视图数目为n时，替换为h＝FLOAT(t*n/w2)。
显示设备通过计算确定基准视图之后，将基准视图中与坐标为(xn,yn)的显示单元对应的像素的灰度值设置为基准值cb，例如，当通过INT(t*2/w2)确定v0作为基准视图时，视图v0中与坐标为(xn,yn)的显示单元对应的像素的灰度值设置为基准值c0，被确定为基准值cb。显示单元(xn,yn)的最终灰度值c＝(1-h)*c0+h*c1。
通过上述方式，显示设备可以计算每一个显示单元的显示灰度值，以完成灰度值的设置，之后，通过驱动电路产生驱动电压，在每个显示单元显示设置得到的显示灰度值，完成立体图像显示。通过该实施例能够实现在永不不会水平移动时，双视图应用下的广视角裸眼3D观看效果。
以上是以双视图为例的一种实现方法，当采用多视图方案时，也就是n大于2时，在多视图中确定基准视图时，可以通过公式INT(t*n/w2)来确定。相应的，混合因子h＝FLOAT(t*n/w2)。
例如，在一种4视图的实现方式中，当INT(tn*n/w2)确定视图v2为基准视图,h＝FLOAT(t*4/w2)后，显示单元灰度值c＝(1-h)*c2+h*c3，其中，c1、c2、c3分别为视图v1、v2、v3中与显示单元(xn,yn)对应的像素的灰度值。
也就是说，首先显示设备通过向下取整确定基准视图，之后，显示设备在确定一副视图后，通常取循环排列的视图中与排在基准视图后基准视图相邻的视图，以确定从哪两幅视图中提取颜色，之后通过灰度混合因子确定两幅视图中的提取颜色比例。
通过上述方式，显示设备可以计算每一个显示单元的显示灰度值，以完成灰度值的设置，之后，通过驱动电路产生驱动电压，在每个显示单元显示设置得到的显示灰度值，完成立体图像显示。通过该实施例能够实现在永不不会水平移动时，多视图应用下的广视角裸眼3D观看效果。
前述的实施例，均是在认为用户在光看时没有产生横向移动的情景下，并且在显示面板装配中分光器件与显示单元阵列没有装配误差的情况，但是在实际使用中，用户观看过程中，会产生横向移动，装配过程分光器件与显示单元阵列也会产生误差偏移。
在一种考虑装配误差的实施方式中，将t变形为tn+offset，其中，tn为没有误差且用户在水平方向没有移动时，显示单元(xn,yn)到分光单元阵列边缘的距离，offset为补偿值，offset可以视为分光单元阵列与显示单元阵列在水平位置上的装配偏差。
通过该实施例能够实现在永不不会水平移动时，在补偿装配误差后，多视图和双视图应用下的广视角裸眼3D观看效果。
在另一种实施方式中，用户在移动状态中进行立体观看时，t变形为tn+offset+offd，offd表示可以根据用户水平位置实时调节的一个变量,作为用户在水平方向的偏移值offd。追踪设备得到了用户的观看位置是(x,y,z)我们实时计算出对应的w2＝z*w1/(z-f)；offd＝(x+y/tanα)/z，将t替换为tn+offset+offd，即可获取用户在运动状态中，每个显示单元的显示灰度值，达到根据观看位置实时调节3D显示效果，让用户在一个大的范围内都可以看到好的立体效果。
通过上述的几个实施例，能够通过该实施例能够实现在水平移动时，在补偿装配误差后，多视图和双视图应用下的广视角裸眼3D观看效果。
相应的，如图7所示，本发明实施例提供了一种裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板呈第一距离处设置有分光单元阵列，分光单元阵列包括多个分光单元，所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，进一步参考图7，在软件控制层，所示显示设备还包括：
跟踪模块701，用于跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
确定模块702、根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
计算模块703，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
显示控制模块704，用于根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
在一种优选的实施例中，所述计算模块703进一步包括：
基准视图确定单元，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，在所述至少两幅平面图像中为每个显示单元确定一副基准视图，该基准视图中与所述每个显示单元的坐标对应的像素的灰度值为所述显示单元灰度值的基础值；
混合因子确定单元，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算灰度混合因子，该灰度混合因子为所述至少两幅平面图像的灰度值在所述每个显示单元的灰度值中的混合因子；
灰度值确定单元，用于根据每个显示单元对应的基础值，和所述混合因子，确定每个显示单元的灰度值。
进一步的，所述基准视图确定单元，具体用于：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值向下取整数，将该整数值对应的平面图像作为所述基准图像。
进一步的，所述混合因子确定单元，具体用于：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值取浮点值，将该浮点值对应的平面图像作为所述基准图像与非基准图像的灰度混合因子。
进一步的，灰度值确定单元；具体用于：
将所述混合因子与所述至少两幅平面图像中基准视图之外的另一平面视图中与每个显示单元对应的像素的灰度值的乘积之和，与，1减去所述混合因子后的数值与所述基础值的乘积，之和，作为每个显示单元的灰度值。
在一种可选的实施例中，所述确定模块具体用于：
所述第二距离乘以所述第一宽度之后，除以所述第二距离与所述第一距离之差，以获得所述第二宽度。
在一种优选的实施方式中，
每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值之和。
在一种优选的实施方式中，显示设备还包括：
坐标确定模块，用于跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户的观看位置坐标；
偏移值确定模块，用于根据所述用户的观看位置坐标、所述第一夹角以及所述第二距离，确定用户在水平方向的偏移值；
所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值以及所述用户在水平方向的偏移值之和。
进一步的，所述偏移值确定模块通过以下方式确定所述用户在水平方向的偏移值offd：
offd＝(x+y/tanα)/z；
其中，x为所述用户观看位置的纵向坐标、y为所述用户观看位置的横向坐标、z为第二距离，α为第一夹角，offd为用户在水平方向的偏移值。
以上实施例是针对图3所示的方法实施例的虚拟模块，详尽阐述，可参考前述实施例，不多赘述。
通过图7提供的显示设备，通过追踪技术实时确定用户观看位置与显示设备的显示面板距离，并且根据跟踪结果结合显示设备的光学参数根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与第二距离对应的所述显示单元组合宽度，依次计算每个显示单元显示的灰度值，并且根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像，并且，每个显示单元显示灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值，通过该方案能够效的扩大观看视角，并且同时能够实时连续的调节显示单元的灰度值，实现平滑的显示效果，降低画面抖动现象。
相应的，本发明实施例提供了一种裸眼立体显示设备，图8是该种显示设备的结构图，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，所述裸眼立体显示设备还包括追踪设备、处理器和存储器，所述存储器中存储有程序代码，所述处理器调用所述存储器中的程序代码，执行以下操作：
控制所述追踪设备跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
所述处理器根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
所述处理器根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
所述处理器根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
该实施例的详细阐述可可参考前述图3中的方法实施例，不多赘述。
通过图8提供的显示设备，通过追踪技术实时确定用户与显示设备的显示面板距离，并且根据跟踪结果结合显示设备的光学参数根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定所述分光器件的第二宽度，依次计算每个显示单元显示的灰度值，并且根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像，并且，每个显示单元显示灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值，通过该方案能够效的扩大观看视角，并且同时能够实时连续的调节显示单元的灰度值，实现平滑的显示效果，降低画面抖动现象。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种广视角裸眼立体图像显示方法，应用于裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，其特征在于，所述广视角裸眼立体图像显示方法包括：
跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在，所述根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，进一步包括：
根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，在所述至少两幅平面图像中为每个显示单元确定一副基准视图，该基准视图中与所述每个显示单元的坐标对应的像素的灰度值为所述显示单元灰度值的基础值；
根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算灰度混合因子，该灰度混合因子为所述至少两幅平面图像的灰度值在所述每个显示单元的灰度值中的混合因子；
根据每个显示单元对应的基础值，和所述混合因子，确定每个显示单元的灰度值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，在所述至少两幅平面图像中为每个显示单元确定一副基准视图，具体包括：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值向下取整数，将该整数对应的平面图像作为所述基准图像。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算灰度混合因子，具体包括：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值取浮点值，将该浮点值对应的平面图像作为所述基准图像与非基准图像的混合因子。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据每个显示单元对应的基础值，和所述混合因子，确定每个显示单元的灰度值；具体包括：
将所述混合因子与所述至少两幅平面图像中基准视图之外的另一平面视图中与每个显示单元对应的像素的灰度值的乘积之和，与，1减去所述混合因子后的数值与所述基础值的乘积，之和，作为每个显示单元的灰度值。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；具体包括：
所述第二距离乘以所述第一宽度之后，除以所述第二距离与所述第一距离之差，以获得所述显示单元组合宽度。
7.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值之和。
8.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户的观看位置坐标；
根据所述观看位置坐标、所述第一夹角以及所述第二距离，确定用户在水平方向的偏移值；
每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值及所述用户在水平方向的偏移值之和。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述观看位置坐标、所述第一夹角以及所述第二距离，确定用户在水平方向的偏移值；具体为：
offd＝(x+y/tanα)/z；
其中，x为所述用户观看位置的纵向坐标、y为所述用户观看位置的横向坐标、z为第二距离，α为第一夹角，offd为用户在水平方向的偏移值。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两幅平面图像之间具有视差。
11.一种裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，其特征在于，所述裸眼立体显示设备还包括：
跟踪模块，用于跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
确定模块、根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
计算模块，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
显示控制模块，用于根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
12.如权利要求11所述的显示设备，其特征在，所述计算模块进一步包括：
基准视图确定单元，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，在所述至少两幅平面图像中为每个显示单元确定一副基准视图，该基准视图中与所述每个显示单元的坐标对应的像素的灰度值为所述显示单元灰度值的基础值；
混合因子确定单元，用于根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算灰度混合因子，该灰度混合因子为所述至少两幅平面图像的灰度值在所述每个显示单元的灰度值中的混合因子；
灰度值确定单元，用于根据每个显示单元对应的基础值，和所述混合因子，确定每个显示单元的灰度值。
13.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，所述基准视图确定单元，具体用于：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值向下取整数，将该整数对应的平面图像作为所述基准图像。
14.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，所述混合因子确定单元，具体用于：
对所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值和所述显示单元组合宽度的比值，与平面图像数目的乘积值取浮点值，将该浮点值对应的平面图像作为所述基准图像与非基准图像的灰度混合因子。
15.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，根据灰度值确定单元；具体用于：
将所述混合因子与所述至少两幅平面图像中基准视图之外的另一平面视图中与每个显示单元对应的像素的灰度值的乘积之和，与，1减去所述混合因子后的数值与所述基础值的乘积，之和，作为每个显示单元的灰度值。
16.如权利要求11-15任一项所述的显示设备，其特征在于，所述确定模块具体用于：
所述第二距离乘以所述第一宽度之后，除以所述第二距离与所述第一距离之差，以获得所述显示单元组合宽度。
17.如权利要求11-15任一项所述的显示设备，其特征在于，每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值之和。
18.如权利要求11-15任一项所述的显示设备，其特征在于，还包括：
坐标确定模块，用于跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户的观看位置坐标；
偏移值确定模块，用于根据所述观看位置坐标、所述第一夹角以及所述第二距离，确定用户在水平方向的偏移值；
所述每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值为每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离、补偿值以及所述用户在水平方向的偏移值之和。
19.如权利要求18所述的显示设备，其特征在于，所述偏移值确定模块通过以下方式确定所述用户在水平方向的偏移值offd：
offd＝(x+y/tanα)/z；
其中，x为所述用户观看位置的纵向坐标、y为所述用户观看位置的横向坐标、z为第二距离，α为第一夹角，offd为用户在水平方向的偏移值。
20.如权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述至少两幅平面图像之间具有视差。
21.一种裸眼立体显示设备，所述显示设备具有显示面板，该显示面板由多个显示单元组成，与所述显示面板间隔第一距离处设置有分光单元阵列，所述分光单元阵列是由多个分光单元组成的，每个所述分光单元阵列与显示面板竖直方向具有第一夹角，每个分光单元可根据用户不同观看位置将多个显示单元映射为一个显示单元组合，每个分光单元具有第一宽度，其特征在于，所述裸眼立体显示设备还包括追踪设备、处理器和存储器，所述存储器中存储有程序代码，所述处理器调用所述存储器中的程序代码，执行以下操作：
控制所述追踪设备跟踪处于裸眼3D图像观看状态的用户，确定该用户观看位置与所述显示面板的第二距离；
所述处理器根据所述第一距离、第二距离、第一宽度，确定与该第二距离对应的一个显示单元组合宽度；
所述处理器根据所述显示单元组合宽度、每个显示单元与其所属显示单元组合边缘的距离参考值，依次计算每个显示单元显示的灰度值，该灰度值为构成立体图像的至少两幅平面图像上与该显示单元坐标值对应的像素的灰度的混合值；
所述处理器根据获得的所述每个显示单元的显示灰度值，在所述显示面板上呈现立体图像。
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