CN104717488B - 显示设备和显示方法 - Google Patents

Abstract

公开了显示设备和显示方法。所述显示设备包括：显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过；三维位置检测单元，用于检测用户的左眼和右眼的三维位置；以及控制单元，用于基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中的每一个屏障子单元透光或不透光。

Description

显示设备和显示方法

技术领域

本发明涉及显示技术的领域，更具体地说，涉及三维显示技术的领域。

背景技术

目前现有的平板显示器件绝大多数都只能显示二维信息，为了使显示的场景和物体具有立体感，使观看的效果更佳逼真，达到身临其境的感受，人们不断对3D显示技术进行研究和突破。3D显示可以表现图像的深度感、层次感和真实性，可广泛应用于影视娱乐、军事、视频通信及医学等方面。

3D显示技术的基本原理非常简单：真实世界是三维立体的，人的双眼观察到的是具有视差的两幅不同的画面，大脑经过对画面信息的融合处理，构成一个具有前、后、左、右、上、下、远、近等立体方向效果的画面，便产生了三维立体感觉。3D显示技术就是利用这个原理，通过让双眼感受到不同的显示画面，从而实现3D立体显示的效果。

3D显示技术可分为两类：眼镜式3D技术和裸眼式3D技术。眼镜式3D技术主要通过让用户佩戴色差式、偏光式或主动快门式眼镜，对显示器上叠加在同一幅画面中的左右两幅图像进行过滤，保证显示器同一画面上的叠加图像透过左眼镜片后仅剩下左幅图像，透过右眼镜片后仅剩下右眼图像，从而让用户双眼感受到不同的显示画面，通过人脑处理，形成3D感知，如图2所示。眼镜式3D技术目前相对比较成熟，不受用户所在位置的影响，用户佩戴眼镜后可以从各个角度观看到屏幕的3D效果，但这种技术无疑增加了用户的佩戴负担。

裸眼式3D技术通过在显示器前直接增加屏障或柱状透镜来实现左右图像光路的区分，使左图只能被用户左眼所见，右图只能被用户右眼所见，从而实现用户不需要佩戴任何附加设备就可以感知到3D的显示效果，如图3所示。由于减轻了用户的佩戴负担，能够带来更好的观看体验，裸眼式3D技术势必会成为未来3D显示技术的主流。

然而，由于目前裸眼式3D技术采用的柱状透镜或光栅屏障均为固定形态，因此对左右图像光路的区分形成了限制：用户只能站在裸眼3D屏幕前的某一个固定位置才能感知到较好的3D效果，一旦用户离开这个固定位置时，柱状透镜或光栅屏障区分后的左右图像光路将无法正确到达用户的左右眼，即无法保证用户左眼只看到左图，保证用户右眼只看到右图，从而在用户的大脑里形成不了正确的3D效果，用户感知上往往会出现随着自己位置的移动而导致觉得屏幕中内容不再有立体感，而是有重影的两幅图，且长时间站在不正确的位置观看裸眼式3D显示屏，还会引起用户的头晕恶心，严重影响了裸眼3D显示屏的观看体验。

发明内容

鉴于以上情形，本发明提出一种基于动态屏障的自然裸眼3D显示技术，其能够在减轻用户的佩戴负担的同时允许用户的位置随意移动。

根据本发明的一个方面，提供了一种显示设备，包括：显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过；三维位置检测单元，用于检测用户的左眼和右眼的三维位置；以及控制单元，用于基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中的每一个屏障子单元透光或不透光。

优选地，在根据本发明实施例的显示设备中，所述控制单元包括：计算组件，用于基于所述三维位置检测单元检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的所述特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点；判断组件，用于判断所述显示单元上的特定像素点属于左眼图像还是右眼图像；控制组件，用于当所述判断组件判断出所述特定像素点属于左眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光；当所述判断组件判断出所述特定像素点属于右眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

优选地，在根据本发明实施例的显示设备中，所述判断组件对于所述显示单元上的所有像素点均进行判断，所述计算组件对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且所述控制组件对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。

优选地，在根据本发明实施例的显示设备中，所述计算组件仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，所述控制组件对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。

优选地，在根据本发明实施例的显示设备中，所述屏障单元由透明液晶显示屏构成，所述屏障子单元为所述透明液晶显示屏中包含的液晶分子，并且所述控制单元通过对所述透明液晶显示屏中的液晶分子加电或不加电，来控制其透光或不透光。

优选地，在根据本发明实施例的显示设备中，所述屏障单元由多个镜面构成，所述屏障子单元为其中的一个镜面，每一个镜面均带有旋转机构以允许或禁止光透过，并且所述控制单元通过控制所述镜面的旋转角度来控制其透光或不透光。

根据本发明的另一方面，提供了一种显示方法，应用于一显示设备，所述显示设备包括：显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过，所述方法包括：检测用户的左眼和右眼的三维位置；基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光。

优选地，在根据本发明实施例的显示方法中，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光的步骤包括：基于检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的所述特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点；判断所述显示单元上的特定像素点属于左眼图像还是右眼图像；当判断出所述特定像素点属于左眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光；当判断出所述特定像素点属于右眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

优选地，在根据本发明实施例的显示方法中，对于所述显示单元上的所有像素点均进行判断，对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。

优选地，在根据本发明实施例的显示方法中，仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。

在根据本发明实施例的显示设备和显示方法中，通过实时跟踪用户并获取用户左右眼的位置，根据用户左右眼位置动态生成屏障，确保用户在相应位置时左眼能够严格看到左图，右眼能够严格看到右图，从而保证用户在任何位置都能感知到正确的3D信息，实现自然的裸眼3D显示效果。在采取本发明提出的技术后，用户在裸眼3D显示屏前观看3D内容时，不必固定站在某一个位置，可以随意移动，不会因移动而感觉屏幕中的3D内容有重影，从而避免因站立位置不对而长时间观看裸眼3D屏幕时导致的头晕恶心，能够极大改善裸眼3D的观看体验。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的显示设备的配置的功能性框图；

图2是示出了根据本发明实施例的控制单元的配置的功能性框图；

图3是示出了根据本发明实施例的计算需要透光或不透光的屏障子单元的原理的示意图；

图4是示出了根据本发明实施例的显示方法的过程的流程图；以及

图5是示出了图4中的步骤S402的具体过程的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

首先，将参照图1描述根据本发明实施例的显示设备。如图1所示，显示设备100包括：显示单元200、屏障单元300、三维位置检测单元400以及控制单元500。

显示单元200用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像。显示单元200可以任意类型的显示装置。例如，显示单元200可以是液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器(OLED)、阴极射线管显示器(CRT)等。以预定布局布置的左眼图像和右眼图像可以是左眼图像和右眼图像左右交织排列的图像，也可以是左眼图像和右眼图像上下交织排列的图像，也可以是左眼图像和右眼图像左右并排排列的图像。更优选地是，将左眼图像和右眼图像左右交织排列或者上下交织排列，因为将左眼图像和右眼图像左右并排的方式将会给引起画面比例变化，从而影响用户的观看体验。

屏障单元300位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧。也就是说，屏障单元300与所述显示单元200相比更靠近用户放置。屏障单元300由多个屏障子单元的阵列(例如，m行×n列)构成。

在理想状态下，每一个屏障子单元为一个点，并且所述多个屏障子单元共同构成了屏障单元300。然而，在实践中，可以将每一个屏障子单元看作一个覆盖预定面积的区域的子单元，并且，多个预定面积构成了屏障单元300。当然，为了确保显示质量，这里的预定面积需要足够小，以便于在后面的处理中可以近似地将其看作一个点。

每一个屏障子单元具有第一状态和第二状态。在第一状态下，屏障子单元允许光透过，而在第二状态下，屏障子单元禁止光透过。换言之，每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过。

三维位置检测单元400用于检测用户的左眼和右眼的三维位置。例如，三维位置检测单元400可以是双目摄像头。双目立体视觉是计算机视觉的一个重要分支，即由不同位置的两个摄像头拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值。

计算空间点的三维坐标值的处理可分为以下步骤：图像获取、摄像机标定、特征提取、图像匹配和三维重建。

具体来说，图像获取是由不同位置的两个摄像头拍摄同一幅场景，获取立体图像对。对双目视觉而言，摄像头是利用计算机技术对物理世界进行重建前的基本测量工具，对它们的标定是实现立体视觉基本而又关键的一步。通常先采用单摄像头的标定方法，分别得到两个摄像头的内、外参数；再通过同一世界坐标中的一组定标点来建立两个摄像头之间的位置关系。然后，在立体图像对中提取特征点。立体图像对中需要提取的特征点应满足以下要求：与传感器类型及抽取特征所用技术等相适应；具有足够的鲁棒性和一致性。需要说明的是：在进行特征点的坐标提取前，需对获取的图像进行预处理。因为在图像获取过程中，存在一系列的噪声源，通过此处理可显著改进图像质量，使图像中特征点更加突出。立体匹配是双目视觉中最关系、困难的一步。与普通的图像配准不同，立体图像对之间的差异是由摄像时观察点的不同引起的，而不是由其它如景物本身的变化、运动所引起的。在得到空间任一点在两个图像中的对应坐标和两摄像机参数矩阵的条件下，即可进行空间点的重建。通过建立以该点的世界坐标为未知数的4个线性方程，可以用最小二乘法求解得该点的世界坐标。

由于利用双目摄像头计算空间点的三维坐标是本领域公知的技术手段，因此为了简洁起见，在本说明书中，不再对其细节特征进行描述。

双目摄像头可以安装于显示单元200上。在通过双目摄像头拍摄的图像中，如本领域公知的那样，可以对所述图像进行人脸识别，进而确定人脸中的左眼和右眼。通过上文中所述的双目视觉技术，可以得到左眼和右眼的三维坐标。通过同样的方式，还可以得到显示单元200上的任意点以及屏障单元300上的任意点在与左眼和右眼相同坐标系下的三维坐标。

当然，三维位置检测单元400并不仅限于采用双目摄像头来实现。本领域的技术人员可以理解，任何其他能够获得空间点三维坐标的技术手段都可以适当地应用于本发明，且应该包含在本发明的范围内。

控制单元500基于所述三维位置检测单元400检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元300中每一个屏障子单元透光或不透光。

通过实时跟踪用户并获取用户左右眼的位置，根据用户左右眼位置动态生成屏障，确保用户在相应位置时左眼能够严格看到左图，右眼能够严格看到右图，从而保证用户在任何位置都能感知到正确的3D信息，实现自然的裸眼3D显示效果。在采取本发明提出的技术后，用户在裸眼3D显示屏前观看3D内容时，不必固定站在某一个位置，可以随意移动，不会因移动而感觉屏幕中的3D内容有重影，从而避免因站立位置不对而长时间观看裸眼3D屏幕时导致的头晕恶心，能够极大改善裸眼3D的观看体验。

接下来，将具体描述控制单元500的配置，即：控制单元500如何控制屏障单元300中的每一个屏障子单元透光还是不透光。

图2示出了根据本发明实施例的控制单元的配置。如图2所示，控制单元500包括：判断组件501、计算组件502和控制组件503。

这里，我们以显示单元200上的一个特定像素点为例进行描述。当然，对于其他像素点，也进行相同的处理。

判断组件501判断所述显示单元上的该特定像素点属于左眼图像还是右眼图像。由于左眼图像和右眼图像的布局是已知的，因此基于该已知布局，可以判断该特定像素点属于左眼图像还是右眼图像。

如上文中所示，三维位置检测单元400可以利用双目视觉技术，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该空间点的三维坐标值。因此，三维位置检测单元400可以得到同一坐标系下的当前位置的用户的左眼和右眼的三维位置、所述特定像素点的三维位置以及所述屏障单元的位置。

计算组件502基于所述三维位置检测单元检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的所述特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点。

具体来说，图3示出了计算所述第一交点和第二交点的原理示意图。在图3中，示出了显示单元200与屏障单元300空间位置关系。如图3所示，屏障单元300与所述显示单元200相比更靠近用户放置，从而屏障单元300能够对显示单元200所显示的图像进行阻隔或通过的控制，以便于用户感受到立体视觉。

在图3中，以字母“A”表示显示单元200上的一个特定像素点，以字母“B1”、“B2”表示用户的右眼位置和左眼位置，以字母“A1”、“A2”表示特定像素点与右眼、左眼的连线与所述屏障单元相交的第二交点和第一交点。如上文中所述，点A、B1、B2的三维坐标是已知的。此外，屏障单元所在的平面方程是已知的。而这里的点A1、A2是未知的，且需要利用立体几何的知识来计算求出。

具体来讲，通过点A、点B1的位置坐标，可以求得连线AB1的空间直线方程。然后，通过与屏障单元的空间平面方程联立可以求得交点A1的位置坐标。同样地，通过点A、点B2的位置坐标，可以求得连线AB2的空间直线方程。然后，通过与屏障单元的空间平面方程联立可以求得交点A2的位置坐标。

交点A1、A2是显示单元200上的点A发出的光到达用户的右眼和左眼所必然经过的屏障单元300上的对应点，即对应屏障子单元。在求得交点A1、A2的位置之后，还需要基于显示单元200上的点A位于左眼图像的区域还是右眼图像的区域来确定交点A1、A2处的屏障子单元的状态，即透光还是不透光。如果点A位于左眼图像的区域，则期望点A发出的光能够被左眼看到，同时又不被右眼看到。如果点A位于右眼图像的区域，则期望点A发出的光能够被右眼看到，同时又不被左眼看到。

因此，当所述判断组件501判断出所述特定像素点属于左眼图像时，控制组件503控制所述屏障单元300中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元300中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光；当所述判断组件501判断出所述特定像素点属于右眼图像时，控制组件503控制所述屏障单元300中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元300中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

另外，如果在屏障单元300中存在没有与显示单元上的像素点对应的屏障子单元，则将这样的屏障子单元设置为不透光状态。

以上描述了针对显示单元200上一个特定像素点A，计算与其相关的屏障子单元的状态的控制。在实际操作中，对于用户当前所处的一个位置来说，需要对于显示单元200上的每一个像素点进行同样的计算。也就是说，所述判断组件501对于所述显示单元200上的所有像素点均进行判断，所述计算组件502对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且所述控制组件503对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。当用户移动到另一位置时，对于显示单元200上的每一个像素点重新进行同样的计算，从而保证用户在移动时左右眼能够实时感知到正确的图像内容，从而实施体验到真实的3D显示效果。

然而，这种逐个像素计算的实施方式的运算量过大，因此作为更加优选的实施方式，可以通过快速算法来实现屏障子单元的透光控制。概括地讲，代替逐个像素计算，所述计算组件502可以仅对于所述显示单元200上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，所述控制组件503对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。

假设所述左眼图像和所述右眼图像在所述显示单元上以竖条状左右交错布置，如图3中所示。由于上下边缘上的点相对左右边缘上的点较少，因此可以选择上下边缘上的点作为代表性点进行计算。

具体来讲，对于左眼图像，以点C表示其上边缘上的一点，且以点D表示其下边缘上的一点，其中连线CD为垂直方向上的一条竖线。通过上文中所述的计算，可以求得点C与用户右眼B1的连线CB1与屏障单元的交点C1，并且可以求得点D与用户右眼B1的连线DB1与屏障单元的交点D1。如上文中所述，C1处的子屏障单元应设置为不透光，且D1处的子屏障单元也应设置为不透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线C1D1上除了两个端点C1、D1之外的其余点也应与点C1、D1同样地设置，即：设置为不透光。并且，通过上文中所述的计算，可以求得点C与用户左眼B2的连线CB2与屏障单元的交点C2，并且可以求得点D与用户左眼B2的连线DB2与屏障单元的交点D2。如上文中所述，C2处的子屏障单元应设置为透光，且D2处的子屏障单元也应设置为透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线C2D2上除了两个端点C2、D2之外的其余点也应与点C2、D2同样地设置，即：设置为透光。

对于右眼图像，以点E表示其上边缘上的一点，且以点F表示其下边缘上的一点，其中连线EF为垂直方向上的一条竖线。通过上文中所述的计算，可以求得点E与用户右眼B1的连线EB1与屏障单元的交点E1，并且可以求得点F与用户右眼B1的连线FB1与屏障单元的交点F1。如上文中所述，E1处的子屏障单元应设置为透光，且F1处的子屏障单元也应设置为透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线E1F1上除了两个端点E1、F1之外的其余点也应与点E1、F1同样地设置，即：设置为透光。并且，通过上文中所述的计算，可以求得点E与用户左眼B2的连线EB2与屏障单元的交点E2，并且可以求得点F与用户左眼B2的连线FB2与屏障单元的交点F2。如上文中所述，E2处的子屏障单元应设置为不透光，且F2处的子屏障单元也应设置为不透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线E2F2上除了两个端点E2、F2之外的其余点也应与点E2、F2同样地设置，即：设置为不透光。

可见，通过所述计算组件仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的上边缘和下边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，所述控制组件对于所述上边缘、下边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述上边缘、下边缘以外的其他像素点进行与上边缘、下边缘上的对应点相同的控制。

另外，还可以假设所述左眼图像和所述右眼图像在所述显示单元上以横条状上下交错布置。由于左右边缘上的点相对上下边缘上的点较少，因此可以选择左右边缘上的点作为代表性点进行计算。

具体来讲，对于左眼图像，以点C表示其左边缘上的一点，且以点D表示其右边缘上的一点，其中连线CD为水平方向上的一条横线。通过上文中所述的计算，可以求得点C与用户右眼B1的连线CB1与屏障单元的交点C1，并且可以求得点D与用户右眼B1的连线DB1与屏障单元的交点D1。如上文中所述，C1处的子屏障单元应设置为不透光，且D1处的子屏障单元也应设置为不透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线C1D1上除了两个端点C1、D1之外的其余点也应与点C1、D1同样地设置，即：设置为不透光。并且，通过上文中所述的计算，可以求得点C与用户左眼B2的连线CB2与屏障单元的交点C2，并且可以求得点D与用户左眼B2的连线DB2与屏障单元的交点D2。如上文中所述，C2处的子屏障单元应设置为透光，且D2处的子屏障单元也应设置为透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线C2D2上除了两个端点C2、D2之外的其余点也应与点C2、D2同样地设置，即：设置为透光。

对于右眼图像，以点E表示其左边缘上的一点，且以点F表示其右边缘上的一点，其中连线EF为水平方向上的一条横线。通过上文中所述的计算，可以求得点E与用户右眼B1的连线EB1与屏障单元的交点E1，并且可以求得点F与用户右眼B1的连线FB1与屏障单元的交点F1。如上文中所述，E1处的子屏障单元应设置为透光，且F1处的子屏障单元也应设置为透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线E1F1上除了两个端点E1、F1之外的其余点也应与点E1、F1同样地设置，即：设置为透光。并且，通过上文中所述的计算，可以求得点E与用户左眼B2的连线EB2与屏障单元的交点E2，并且可以求得点F与用户左眼B2的连线FB2与屏障单元的交点F2。如上文中所述，E2处的子屏障单元应设置为不透光，且F2处的子屏障单元也应设置为不透光。在这种情况下，基于光沿直线传播的原理，可以进行如下的推断。连线E2F2上除了两个端点E2、F2之外的其余点也应与点E2、F2同样地设置，即：设置为不透光。

可见，通过所述计算组件仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的左边缘和右边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，所述控制组件对于所述左边缘、右边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述左边缘、右边缘以外的其他像素点进行与左边缘、右边缘上的对应点相同的控制。

当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据左眼图像和右眼图像的不同布局，可以对应地选择代表性点以简化运算。基于该构思的其他简化算法都可以适当地应用于本发明，且应该包括在本发明的范围内。

另外，关于屏障单元300的实现方式，作为一种示例，所述屏障单元300可以由透明液晶显示屏构成，所述屏障子单元为所述透明液晶显示屏中包含的液晶分子，并且所述控制单元通过对所述透明液晶显示屏中的液晶分子加电或不加电，来控制其透光或不透光。

或者，可替代地，作为另一示例，所述屏障单元300可以由多个镜面构成，所述屏障子单元为其中的一个镜面，每一个镜面均带有旋转机构以允许或禁止光透过，并且所述控制单元通过控制所述镜面的旋转角度来控制其透光或不透光。

当然，本发明并不仅限于此，所述屏障单元300还可以通过其他方式来实现，并且任何其他能够控制屏障单元300的透光和不透光状态的机制都应该包括在本发明的范围内。

以上参照图1到图3详细描述了根据本发明实施例的显示设备。接下来，将参照图4描述根据本发明实施例的显示方法。所述显示方法应用于上文中所述的显示设备。如上文中所述，所述显示设备包括：显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过。如图4所示，所述方法包括如下步骤。

首先，在步骤S401，检测用户的左眼和右眼的三维位置。例如，如上文中所述，首先拍摄图像并识别图像中的人脸进而人脸中的左右眼，然后通过双目视觉技术来计算用户左眼和右眼的三维位置。

然后，在步骤S402，基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光。

通过实时跟踪用户并获取用户左右眼的位置，根据用户左右眼位置动态生成屏障，确保用户在相应位置时左眼能够严格看到左图，右眼能够严格看到右图，从而保证用户在任何位置都能感知到正确的3D信息，实现自然的裸眼3D显示效果。在采取本发明提出的技术后，用户在裸眼3D显示屏前观看3D内容时，不必固定站在某一个位置，可以随意移动，不会因移动而感觉屏幕中的3D内容有重影，从而避免因站立位置不对而长时间观看裸眼3D屏幕时导致的头晕恶心，能够极大改善裸眼3D的观看体验。

接下来，将参照图5详细描述步骤S402的处理。如图5所示，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光的步骤包括如下步骤。

首先，在步骤S501，基于检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的所述特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点。

然后，在步骤S502，判断所述显示单元上的特定像素点属于左眼图像还是右眼图像。

当在步骤S502判断出所述特定像素点属于左眼图像时，处理进行到步骤S503。在步骤S503，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光。

另一方面，当在步骤S502判断出所述特定像素点属于右眼图像时，处理进行到步骤S504。在步骤S504，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

另外，如果在屏障单元300中存在没有与显示单元上的像素点对应的屏障子单元，则将这样的屏障子单元设置为不透光状态。

以上描述了针对显示单元200上一个特定像素点A，计算与其相关的屏障子单元的状态的控制。在实际操作中，对于用户当前所处的一个位置来说，需要对于显示单元200上的每一个像素点进行同样的计算。即：对于所述显示单元上的所有像素点均进行判断其处于左眼图像中还是右眼图像中，对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。也就是说，对于所述显示单元200上的所有像素点均重复步骤S501～S504的处理。当用户移动到另一位置时，对于显示单元200上的每一个像素点重新进行步骤S501～S504的处理，从而保证用户在移动时左右眼能够实时感知到正确的图像内容，从而实施体验到真实的3D显示效果。

然而，这种逐个像素计算的实施方式的运算量过大，因此作为更加优选的实施方式，可以通过快速算法来实现屏障子单元的透光控制。根据左眼图像和右眼图像的不同布局，可以对应地选择代表性点以简化运算。

具体来讲，仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。

例如，当所述左眼图像和所述右眼图像在所述显示单元上以竖条状左右交错布置时，仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的上边缘和下边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，对于所述上边缘、下边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述上边缘、下边缘以外的其他像素点进行与上边缘、下边缘上的对应点相同的控制。

例如，当所述左眼图像和所述右眼图像在所述显示单元上以横条状上下交错布置，仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的左边缘和右边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，对于所述左边缘、右边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述左边缘、右边缘以外的其他像素点进行与左边缘、右边缘上的对应点相同的控制。

迄今为止，已经参照图1到图5详细描述了根据本发明实施例的显示设备和显示方法。在根据本发明实施例的显示设备和显示方法中，通过实时跟踪用户并获取用户左右眼的位置，根据用户左右眼位置动态生成屏障，确保用户在相应位置时左眼能够严格看到左图，右眼能够严格看到右图，从而保证用户在任何位置都能感知到正确的3D信息，实现自然的裸眼3D显示效果。在采取本发明提出的技术后，用户在裸眼3D显示屏前观看3D内容时，不必固定站在某一个位置，可以随意移动，不会因移动而感觉屏幕中的3D内容有重影，从而避免因站立位置不对而长时间观看裸眼3D屏幕时导致的头晕恶心，能够极大改善裸眼3D的观看体验。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过软件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种显示设备，包括：

显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；

屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过；

三维位置检测单元，用于检测用户的左眼和右眼的三维位置；以及

控制单元，用于基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中的每一个屏障子单元透光或不透光；

其中，当用户移动到另一位置时，根据所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像代表性像素点，控制所述屏障单元中的每一个屏障子单元透光或不透光；

其中所述控制单元包括：计算组件，用于基于所述三维位置检测单元检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点；判断组件，用于判断所述显示单元上的特定像素点属于左眼图像还是右眼图像；控制组件，用于当所述判断组件判断出所述特定像素点属于左眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光；当所述判断组件判断出所述特定像素点属于右眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述判断组件对于所述显示单元上的所有像素点均进行判断，所述计算组件对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且所述控制组件对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述计算组件仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，所述控制组件对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述屏障单元由透明液晶显示屏构成，所述屏障子单元为所述透明液晶显示屏中包含的液晶分子，并且所述控制单元通过对所述透明液晶显示屏中的液晶分子加电或不加电，来控制其透光或不透光。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述屏障单元由多个镜面构成，所述屏障子单元为其中的一个镜面，每一个镜面均带有旋转机构以允许或禁止光透过，并且所述控制单元通过控制所述镜面的旋转角度来控制其透光或不透光。

6.一种显示方法，应用于一显示设备，所述显示设备包括：显示单元，用于同时显示以预定布局布置的左眼图像和右眼图像；屏障单元，位于显示所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像的一侧，其由多个屏障子单元的阵列构成，且每一个屏障子单元都能够禁止或允许所述显示单元上的左眼图像或右眼图像的光透过，所述方法包括：

检测用户的左眼和右眼的三维位置；

基于所述三维位置检测单元检测到的左眼位置和右眼位置，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光；

其中，当用户移动到另一位置时，根据所述预定布局布置的左眼图像和右眼图像代表性像素点，控制所述屏障单元中的每一个屏障子单元透光或不透光；

其中，控制所述屏障单元中每一个屏障子单元透光或不透光的步骤包括：基于检测到的左眼和右眼的三维位置、已知的特定像素点的三维位置以及已知的所述屏障单元的位置，确定所述特定像素点与左眼、右眼的连线分别与所述屏障单元相交的第一交点和第二交点；判断所述显示单元上的特定像素点属于左眼图像还是右眼图像；当判断出所述特定像素点属于左眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元不透光；当判断出所述特定像素点属于右眼图像时，控制所述屏障单元中与所述第一交点对应的屏障子单元不透光，而所述屏障单元中与所述第二交点对应的屏障子单元透光。

7.根据权利要求6所述的显示方法，其中对于所述显示单元上的所有像素点均进行判断，对于所述显示单元上的所有像素点均计算第一交点和第二交点，并且对于所述显示单元上的所有像素点均进行与之对应的屏障子单元的透光控制。

8.根据权利要求6所述的显示方法，其中仅对于所述显示单元上的左眼图像和右眼图像的边缘上的像素点计算第一交点和第二交点，对于所述边缘上的像素点进行与之对应的屏障子单元的透光控制，并且对于所述边缘以外的其他像素点进行与所述边缘上的对应点相同的控制。