CN104902252A - 一种自适应多人自由视角全息立体显示的移动终端及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应多人自由视角全息立体显示的移动终端及方法，该终端包括：跟踪定位装置，用于获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；角度调整电路，用于计算获得每个观察者位置信息相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像；多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，且每个自定义像素包括与观察者数目相同的子显示区域，用于调整每个子显示区域的光线投射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应位置信息的光线投射角度进行投射对应的左右眼视点立体图像。本发明先确定观察者的位置及数目再进行全息立体显示，实现了全息全息立体显示终端上自适应自由视角的全息立体显示，提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，特别是涉及一种自适应实现自由视角全息立体显示的移动终端及方法。
背景技术
目前立体(3D或三维)显示技术主要有穿戴眼镜式和无需穿戴眼镜的裸眼式显示技术。虽然穿戴眼镜式的显示技术成熟，但需要佩戴特制的眼镜观看3D视频或图像，给人们带来诸多不便。因此裸眼式显示技术以其便捷的观看方式被广泛应用，按显示原理分为体三维、集成成像、全息和视差光栅等显示技术。传统的成像方法是将若干子视点图片合成到一帧图像中，同时显示在液晶显示屏，然后通过光栅将其相应的左、右眼视图分别投射到左、右眼，最终左眼视图和右眼视图在人脑中合成为立体3D图像。
然而目前裸眼式显示技术对于用户而言，使得用户只能从固定的一个或多个方位和角度观察全息立体显示图像或视频才能感受到明显的3D效果，而从其他方位和角度去观察时则不能感受到明显的3D效果。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种自适应多人自由视角全息立体显示的移动终端及方法，能够快捷、便携的实现根据多个用户的数目和所在的位置分别观看3D效果明显的图像或视频，提高用户体验。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是，提供一种移动终端，该移动终端包括：
跟踪定位装置，用于实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
角度调整电路，用于利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，每个自定义像素包括至少两个子显示区域，用于实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同，还用于分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中，该自定义像素具有预设形状和尺寸，用于使实时与观察者数目相同个数的子显示区域相邻接且充满该自定义像素；
其中至少两个子显示区域具有相同或不同的形状或尺寸；
其中该自定义像素具有预设形状和尺寸具体是该自定义像素的形状和尺寸是该多区全息立体显示屏显示像素的整数倍。
其中，该自定义像素具有第一个数的子显示区域，用于当第一个数减少时，第一个数的子显示区域至少增加其中一个子显示区域的尺寸，重新划分自定义像素为具有第二个数的子显示区域；
当第一个数增加时，第一个数的子显示区域至少减小其中一个子显示区域的尺寸，重新划分自定义像素为具有第三个数的子显示区域；或者增大自定义像素的尺寸，并重新划分增大的自定义像素为具有第三个数的子显示区域。
其中，该跟踪定位装置，还用于实时获取该观察者中至少一个观察者的动作信息；
该多区全息立体显示屏还用于实时响应该动作信息通过改变方式而改变该至少一个观察者对应位置信息的左右眼视点立体图像；
其中该动作信息与该改变方式具有映射关系。
可选的，该多区全息立体显示屏中自定义像素中的至少两个子显示区域所显示的左右眼视点立体图像相同或不同。
进一步可选的，使相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所 在位置信息的光线投射角度进行投射，具体是指使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是，提供一种方法，包括以下步骤：
S1实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
S2利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且设置一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
S3设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同；分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
该步骤S1还包括步骤：实时获取观察者中至少一个观察者的动作信息；
在步骤S2之后，步骤S3之前还包括步骤S31：设置该动作信息与改变方式的映射关系，实时响应该动作信息而改变该至少一个观察者对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中进一步可选的，步骤S3在设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域的步骤之后，还包括步骤S32：
设置自定义像素中至少两个子显示区域显示不同的左右眼视点立体图像；在步骤S32之后，进入步骤S3的实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同的步骤。
其中，进一步可选的，步骤S3的具体步骤：
设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分子显示区域的个数与观察者数 目相同；分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，设置每个子显示区域对应相应位置信息的左右眼视点图像，使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。
本发明的有益效果是：本发明提供的移动终端首先通过跟踪定位装置实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目，其次利用每个观察者的位置信息通过角度调整电路实时计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像，最后通过具有多个自定义像素且自定义像素包括与观察者数目实时相同个数的至少两个子显示区域的多区全息立体显示屏调整每个子显示区域的光线投射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射对应相应位置信息的左右眼视点立体图像，与现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者观看到的立体效果的技术相比，本发明使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像，更方便人们使用日常携带的移动终端进行自适应多人自由视角立体观看，在增加移动终端的经济实用性时，也提高了用户体验。
附图说明
图1a是本发明终端第一实施方式的结构示意图；
图1b是现有裸眼式立体显示技术的原理示意图；
图2a是本发明移动终端第二实施方式的结构示意图；
图2b是图2a中多区全息立体显示器中自定义像素的子显示区域结构示意图；
图2c是图2b中自定义像素包括四个子显示区域的一结构示意图；
图2d是图2b中自定义像素包括四个子显示区域的另一结构示意图；
图2e是图2b中自定义像素包括四个子显示区域的又一结构示意图；
图2f是图2b中自定义像素包括三个子显示区域的一结构示意图；
图2g是图2b中自定义像素包括三个子显示区域的另一结构示意图；
图2h是图2b中自定义像素包括三个子显示区域的再一结构示意图；
图3a是本发明移动终端第三实施方式的结构示意图；
图3b是图3a中不同子显示区域对应不同物体的视点图像示意图；
图3c是图3b中透镜光栅投射所有出射光线至一个观察者的示意图；
图3d是图3c中液晶透镜的结构示意图；
图4是本发明提供的方法第一实施方式的流程示意图；
图5是本发明提供的方法第二实施方式的流程示意图；
图6是本发明提供的方法第三实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1a，图1a是本发明移动终端第一实施方式的结构示意图。该移动终端10包括：
跟踪定位装置110，用于实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
角度调整电路120，用于利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
多区全息立体显示屏130，具有多个自定义像素，每个自定义像素包括至少两个子显示区域，用于实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同，还用于分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中该移动终端选自但不限于方便携带的手机、平板、掌上电脑等。在其他实施方式中固定终端如电影屏幕、电脑屏幕或大型展览用屏幕也适用自适应多人自由视角显示立体图像或视频。
其中观察者的位置信息具体是观察者相对该多区全息立体显示屏130的方位角度和距离，对于不同位置的观察者在观看同一个多区全息立体显示屏130时，查看到的左右眼视点立体图像(或简称为视点图像)因其位置的差异而不同。
参阅图1b，图1b是现有裸眼式立体显示技术的原理示意图，将若干子视点图像合成到一帧图像中，通过光栅，图1b示例为透镜光栅1310将其相应的左、右眼视点图像分别投射到左、右眼，对于不同位置的两个观察者111和观察者122，其分别看到相应位置的明显的左右眼视点立体图像，然而当其中一个观察者如观察者111移动时，即使调整透镜光栅1310的参数使该观察者111具有最佳观看立体图像的角度，然而因为透镜光栅1310的协同作用，依据观察者111移动后的位置确定视点图像的光线出射角度，对于固定观察者122，则可能不能查看效果明显的立体图像。即现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者的观看立体效果，使其他观察者不能观看到明显立体效果的图像。
其中，本实施方式以4个不同位置的观察者为例进行说明，即观察者1、观察者2、观察者3和观察者4，具体的，该移动终端通过跟踪定位装置110获取到该4个观察者的位置信息，并由角度调整电路120计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，该多区全息立体显示屏130调整每个自定义像素11中对应观察者1的子显示区域的光线出射角度，使出射的光线对应观察者1的位置信息的光线投射角度进行投射，且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。同理，调整多区全息立体显示屏130中每个自定义像素11中对应观察者2的子显示区域的光线出射角度，使出射的光线对应观察者2的位置信息的光线投射角度进行投射，且所投射的光线对应相应位置信息 的左右眼视点立体图像，同理观察者3和观察者4具有相同的作用方式，此处不再赘述。需要说明的是，上述4个观察者仅为示例说明，在其他实施方式中，观察者的数目至少2个，不限为是4个或其他具体的数目。
区别于现有技术的情况，本实施方式提供的终端首先通过跟踪定位装置实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目，其次利用每个观察者的位置信息通过角度调整电路实时计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像，最后通过具有多个自定义像素且自定义像素包括与观察者数目实时相同个数的至少两个子显示区域的多区全息立体显示屏调整每个子显示区域的光线投射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射对应相应位置信息的左右眼视点立体图像，与现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者观看到的立体效果的技术相比，本发明使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像，更方便人们使用日常携带的移动终端进行实时自适应多人自由角度立体观看，提高了用户体验。
请参阅图2a，图2a是本发明终端第二实施方式的结构示意图。该终端20包括跟踪定位装置210，角度调整电路220和多区全息立体显示屏230，其中跟踪定位装置210，角度调整电路220和多区全息立体显示屏230与上述第一实施方式的跟踪定位装置110，角度调整电路120和多区全息立体显示屏130的结构和作用相同，其中多区全息立体显示屏230包括多个自定义像素22，每个自定义像素22包括与观察者数目相同个数的子显示区域，该多区全息立体显示屏的结构示意图参阅图2b。
参阅图2b，图2b是该多区全息立体显示屏230的结构示意图，其包括多个具有预设形状和尺寸的自定义像素22，用于使实时与观察者数目相同个数的子显示区域相邻接并充满该自定义像素22；自定义像素22的形状和尺寸是该多区全息立体显示屏显示像素222(图2b中未示出) 的整数倍；其中至少两个子显示区域具有相同或不同的形状和尺寸。图2b中示例4个子显示区域，记为2301，2302，2303和2304，其中该4个子显示区域具有相同的形状和尺寸，每个子显示区域相邻接且充满该自定义像素22，具体结构是子显示区域2301和2302左右相邻接排列，同时位于另一左右相邻接排列的子显示区域2303和2304的上边，且子显示区域2301和2303、2302和2304呈上下相邻接排列。图2b中子显示区域的排列方式仅为示例排列，并不限定每个子显示区域排列的方式。在其他实施方式中，该4个子显示区域具有互不相同或者至少两个相同或者互相相同的结构和尺寸，如图2c、2d和2e所示的排列方式。
其中，图2b所示的自定义像素22具有4个子显示区域，当观察者数目减少，如减少至3个时，该4个子显示区域至少增加其中一个子显示区域的尺寸，重新划分自定义像素22为包括3个子显示区域；
当观察者数目增加，如增加至5个时，该4个子显示区域至少减小其中一个子显示区域的尺寸，重新划分自定义像素22为包括5个子显示区域；或者增大自定义像素22的尺寸，并重新划分增大的自定义像素为包括5个子显示区域。
具体的，当该移动终端20的跟踪定位装置210获取到三个观察者的位置信息和数目，那么通过角度调整电路220实时计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，该多区全息立体显示屏230此时划分每个自定义像素22包括3个子显示区域分别对应三个观察者，该3个子显示区域记为2305，2306和2307，该3个子显示区域相邻接且充满自定义像素22，该3个子显示区域中至少两个子显示区域具有相同或不同的形状和尺寸，其排列组合方式如图2f，2g和2h所示。其中当子显示区域从4个减少至3个时，参阅图2b，2c，2d和2e，可能是将该4个子显示区域相邻的两个合并，或者可选的划分不同于4个子显示区域合并相邻接2个后的形状和尺寸，但至少增加其中一个子显示区域的尺寸。同理，当该移动终端20获取到5个观察者时，多区全息立体显示屏230将自定义像素22实时划分为5个子显示区域，具体是至少减小其中一个子显示区域的尺寸，该5个子显示区域相邻接且充 满该自定义像素22，可选的，增大自定义像素22的尺寸，并重新划分增大后的自定义像素包括5个子显示区域，该5个子显示区域的排列方式是任何可行的排列组合，此处不再赘述。需要注意的是本发明实施方式包括但不限于观察者数目是3，4或5的具体数目及对应的子显示区域排列方式，本实施方式提供的观察者数目是至少两个及对应至少两个子显示区域的排列方式。
可选的，在其他实施方式中，每个自定义像素均包括相同个数的子显示区域，但至少两个自定义像素中的子显示区域排列方式不同；或者每个自定义像素包括实时与观察者数目相同个数的子显示区域并未相邻接排列，且未充满整个自定义像素。
其中该跟踪定位装置210还用于实时获取观察者中至少一个观察者的动作信息；
该多区全息立体显示屏230还用于实时响应该动作信息通过改变方式而改变该至少一个观察者的位置信息对应的左右眼视点立体图像；
其中该动作信息与改变方式具有映射关系。
其中表1是观察者的动作信息与改变方式的示例映射关系。
表1
| 动作信息 | 改变方式 |
| 向右转头 | 翻转至当前视点图像的右方位(下一个)视点图像 |
| 向左转头 | 翻转至当前视点图像的左方位(上一个)视点图像 |
| 向上抬头 | 向上旋转当前视点图像 |
| 向下低头 | 向下旋转当前视点图像 |
其中，本实施方式以4个观察者为例进行说明，如上述第一实施方式中观察者1、观察者2、观察者3和观察4，在第一时刻，每个观察者观看到对应的左右眼视点立体图像。第二时刻，当跟踪定位装置210获取到观察者1向右转头的动作信息，多区全息立体显示屏230则根据该动作信息与改变方式的映射关系而改变该观察者1的位置信息对应的左右眼视点立体图像，即具体是将每个自定义像素中对应观察者1的子显 示区域先翻转至向右转头前的视点图像的右方位的视点图像，再将该翻转后的视点图像投射至观察者1的位置信息。此时，为表述清晰直观，观察者1与观察者2观看到相同的视点图像。在其他实施方式中，即使向右翻转当前视点图像后，观察者1与观察者2观看到不同的视点图像。同理，当跟踪定位装置210获取到观察者1的向左转头的动作信息，多区全息立体显示屏230具体是将每个自定义像素中对应观察者1的子显示区域先翻转至向左转头前的视点图像的左方位的视点图像，再将该翻转后的视点图像投射至观察者1的位置信息。
当跟踪定位装置210获取到观察者2的向上抬头的动作信息，全息立体显示屏230具体是将每个自定义像素中对应观察者2的子显示区域先向上旋转当前的左右眼视点立体图像至一视角立体图像作为该位置信息对应的视点图像，再将该旋转后的视点图像投射至观察者2的位置信息。同理跟踪定位装置210获取到观察者2的向下低头的动作信息，多区全息立体显示屏230具体是将每个自定义像素中对应观察者2的子显示区域先向下旋转当前的左右眼视点立体图像至另一视角立体图像作为该位置信息对应的视点图像，再将该旋转后的视点图像投射至观察者2的位置信息。
可选的，该多区全息立体显示屏230根据动作信息与改变方式的映射关系多次改变相应观察者对应的左右眼视点立体图像。
在其他实施方式中，跟踪定位装置210获取到多于一个观察者的动作信息，则分别响应每个观察者对应的动作信息并改变对应的左右眼视点立体图像。
其中表1中的动作信息和改变方式只是映射关系的示例关系，并不限定表1中映射关系作为本实施方式的映射关系。
进一步可选的，每个观察者位置信息相应的左右眼视点立体图像是可变的，既随着全息立体显示屏230的显示内容变化，又可以设定与观察者位置信息不对应的左右眼视点立体图像，如可选的将每位观察者观看到的左右眼视点立体图像设为是相同的左右眼视点立体图像，再根据获取到的动作信息进行改变相应的左右眼视点立体图像。
本实施方式中终端20与上述第一实施方式中的终端10相同，此处不在赘述。
区别于现有技术、第一实施方式的情况，本实施方式能够在一个终端上利用跟踪定位装置获取至少两个观察者的位置信息及观察者数目和其中至少一个观察者的动作信息；通过角度调整电路计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像；最后多区全息立体显示屏具体是每个自定义像素中与观察者数目实时相同个数的子显示区域，先响应动作信息并改变该至少一个观察者对应的视点图像，再调整每个子显示区域的光线出射角度，使出射的光线对应每个位置信息的光线投射角度进行投射对应的左右眼视点立体图像，与现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者观看到的立体效果的技术相比，本发明使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像，方便人们在日常携带的移动终端上进行实时立体观看，而且对于每个观察者观看的内容可进行交互式选择，且对其他观察者正常观看无不良影响，提高了用户体验，同时增强了移动终端的实用性。
请参阅图3a，图3a是本发明终端第三实施方式的结构示意图。该终端30包括跟踪定位装置310，角度调整电路320和多区全息立体显示屏330，其中跟踪定位装置310，角度调整电路320和多区全息立体显示屏330与上述第一、第二实施方式中的跟踪定位装置110，角度调整电路120和多区全息立体显示屏130或跟踪定位装置210，角度调整电路220和多区全息立体显示屏230的结构和作用相同，此处不再赘述；
其中该跟踪定位装置310是摄像头或红外传感器，具体用于实时获取观察者的眼睛位置的位置信息和观察者的眼珠转动或手势动作的动作信息；
其中，该多区全息立体显示屏330的每个子显示区域包括叠置的显示面板3310和动态光栅3320；
该动态光栅3320是电子控制的透镜光栅或狭缝光栅，具体用于实时接收该角度调整电路320计算获得的相应位置信息的光线投射角度调整该多区全息立体显示屏330对应的子显示区域的光线出射角度。
其中，透镜光栅是柱面透镜光栅，具体是通过压电效应或机械方式调节倾角、节距、厚度中的至少一个参数使得透过该透镜光栅的光线改变方向。
狭缝光栅具体是通过电压控制调整栅距、透光缝隙的宽度、透光狭缝的位置中的至少一个参数的使得经过该狭缝光栅的光线改变方向。动态光栅包括但不限于液晶光栅。
其中观察者的位置信息具体是眼睛的位置即左、右眼对于该终端的方位角度和距离。在其他实施方式中，可选的位置信息是眼睛中眼珠、瞳孔、虹膜等的位置信息。
其中观察者的动作信息具体是眼睛转动或手势动作，其与多区全息立体显示屏330改变当前位置对应的左右眼视点立体图像的改变方式具有映射关系，如表2所示的动作信息与改变方式的示例映射关系。
表2
其中，本实施方式还是以4个观察者为例进行说明，如上述第一、二实施方式中的观察者1、观察者2、观察者3和观察者4，在第一时刻，每个观察者观看到对应的左右眼视点立体图像。第二时刻，当跟踪定位 装置310获取到观察者3的眼珠向右转动或手指向右移动的动作信息，多区全息立体显示屏330则根据该动作信息与改变方式的映射关系而改变该观察者3的位置信息对应的左右眼视点立体图像，具体是每个自定义像素中观察者3对应的子显示区域先翻转至下一个视点图像，再将该翻转后的视点图像投射至观察者3的位置信息。同理根据表2中的动作信息和改变方式可实现每个观察者独立与全息立体显示屏330交互，且不影响其他观察者的观看效果。
进一步可选的，多区全息立体显示屏330显示的图像是静态或动态图像，若是静态图像按照上述表述进行全息立体显示。若是动态图像，可选按照显示面板3310的动态图像刷新每个观察者的位置信息对应的左右眼视点立体图像；或者对于获取动作信息对应位置信息的观察者只按照映射关系改变相应的视点图像；或者交叉式以时间顺序改变当前位置的视点图像，即在显示面板3310刷新图像前，若获取到动作信息，改变当前位置信息对应的视点图像，动态图像刷新时，再改变为刷新后的该位置信息对应的初始视点图像。
其中表2中的动作信息和改变方式只是映射关系的示例关系，并不限定表2中映射关系作为本实施方式的映射关系。
进一步可选的，该多区全息立体显示屏330中自定义像素中的至少两个子显示区域所显示的左右眼视点立体图像相同或不同。
具体的，该多区全息立体显示屏显示同一物体时，对于不同位置的至少两个观察者，自定义像素中与该至少两个观察者对应的至少两个子显示区域显示与该至少两个观察者所在位置对应的不同左右眼视点立体图像，可选的，经其中一个观察者的动作信息改变其对应的左右眼视点立体图像，可实现对于不同位置的至少两个观察者也可显示相同的左右眼视点立体图像。在其他实施方式中，自定义像素中至少两个子显示区域所显示的是不同物体的左右眼视点图像，参阅图3b表述。
参阅图3b，图3b是不同子显示区域对应不同物体的视点图像的结构示意图，其中以三个子显示区域和三个观察者为例进行说明，图3b的每个自定义像素33包括三个相同尺寸且相邻排列的子显示区域3301， 3302和3303，分别对应观察者31、32和33，且子显示区域3301和3303显示的是不同物体或不同场景的左右眼视点立体图像。图3b中示例子显示区域3301和3303分别显示杯子和锥体的图像，那么经多区全息立体显示屏330将不同子显示区域的左右眼视点立体图像投射至相应的观察者时，观察者31和观察者32分别看到杯子和锥体的视点图像。可选的，子显示区域3302显示与子显示区域3301或3303相同或不同的视点图像。
进一步可选的，该多区全息立体显示屏330用于响应观察者动作信息而改变其对应的左右眼视点立体图像时，根据不同改变方式，可将当前视点图像切换至其他观察者观看物体的视点图像或改变当前视点图像至不同视点图像，具体需要设置动作信息与改变方式的映射关系。
进一步可选的，使该多区全息立体显示屏330相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，具体是指使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。
参阅图3c，图3c是图3b中透镜光栅投射出射光线至一个观察者的示意图，该多区全息立体显示屏330中包括显示面板3310和叠置其上的动态光栅3320，以透镜光栅为例，在某一时刻，对于图3b中观察者32，其对应的左右眼视点立体图像对应若干子显示区域3302的出射光线图像，在子显示区域3302出射的光线对应观察者31的位置的光线投射角度进行投射时，具体是子显示区域3302对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者32，除对应位置信息之外的方向没有光线投射，即无指向不同于观察者32的其他观察者位置信息的投射光线。其中，该透镜光栅3320具体可选用液晶分子组成的透镜光栅，如图3d所示的液晶透镜结构示意图，该液晶透镜光栅3320具有多个液晶分子，可选的，设置液晶分子的排列使得该透镜3320在不同区域具有不同折射率，如中心位置折射率高，两边折射率低，形成“凸透 镜”效果，能够会聚经过其内部的光线至第一位置。当观察者位置改变时，具体通过电压控制改变该液晶透镜光栅不同区域的折射率，使得经过其内部的光线重新会聚至第二位置。
区别于现有技术、上述第一、第二实施方式的情况，本实施方式能够在一个终端上实现实时分区控制多区全息立体显示屏每个子显示区域的动态光栅调整光线出射角度，使出射的光线对应每个位置信息的光线投射角度进行投射对应的左右眼视点立体图像，与现有跟踪式光栅立体显示技术使得多个用户在观察同一个全息立体显示器时，当其中一个观察者移动且跟踪显示时，会影响其他固定或移动观察者观看到的立体效果的技术相比，本发明使得多个观察者同时观看同一个全息立体显示屏时，即使其中一个观察者移动且跟踪显示良好的立体效果图像，也不影响其他观察者观看到明显立体效果的图像，而且选用摄像头和红外传感器跟踪定位观察者的位置信息、数目和动作信息，易于改造和实现，方便人们在日常携带的移动终端进行多人自由视角立体观看，而且对于每个观察者观看的内容可进行快捷交互式选择，且对其他观察者正常观看无不良影响，设置不同位置信息对应的视点图像只能全部投射至对应位置的观察者，改善了观看效果，提高了用户体验。
请参阅图4，图4是本发明提供的方法第一实施方式的流程示意图。该方法包括：
步骤401：实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
步骤402：利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且设置一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
步骤403：设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同；分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中，本实施方式提供的方法对应于本发明移动终端第一方式的结构进行的操作，此处不再赘述。
请参阅图5，图5是本发明提供的方法第二实施方式的流程图。该方法包括：
步骤501：实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目及观察者中至少一个观察者的动作信息；
步骤502：利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且设置一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
步骤503：设置动作信息与改变方式的映射关系，实时响应该动作信息而改变该至少一个观察者对应相应位置信息的左右眼视点立体图像；
步骤504：设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同；分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中步骤504的可选步骤：设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同；分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，设置每个子显示区域对应相应位置信息的左右眼视点图像，使子显示区域对应的左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应位置信息的光线投射角度进行投射，使所有出射光线均投射至对应位置信息的观察者，除对应位置信息之外的方向没有光线投射。
其中本实施方式的方法对应于本发明移动终端第二实施方式的移动终端的操作，此处不再赘述。
请参阅图6，图6是本发明提供的方法第三实施方式的流程图。该 方法包括：
步骤601：实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目及观察者中至少一个观察者的动作信息；
步骤602：利用每个观察者的位置信息，实时计算获得相应的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且设置一个位置信息对应一个光线投射角度及一种左右眼视点立体图像；
步骤603：设置动作信息与改变方式的映射关系，实时响应该动作信息而改变该至少一个观察者对应相应位置信息的左右眼视点立体图像；
步骤604：设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个自定义像素包括至少两个子显示区域，设置每个自定义像素中至少两个子显示区域显示不同的左右眼视点立体图像，实时划分子显示区域的个数使之与观察者数目相同；
步骤605：分别调整子显示区域的光线出射角度，使每个自定义像素中均有相应的子显示区域来对应每个观察者，且相应的子显示区域出射的光线对应相应观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应位置信息的左右眼视点立体图像。
其中本实施方式提供的方法对应于本发明终端第三实施方式的移动终端的操作，此处不再赘述。
在其他实施方式中，步骤604不限于设置在步骤603之后，步骤605之前。可选的设置为步骤601之后，步骤602之前或步骤602之后，步骤603之前的步骤。进一步可选的，步骤605设置的动作信息与改变方式的映射关系，具体是获取至少一位观察者的唯一性动作信息，如带指纹的手势动作，然后再设置动作信息与改变方式的映射关系。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于自适应多人自由视角的移动终端，其特征在于，包括：
跟踪定位装置，用于实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
角度调整电路，用于利用每个所述观察者的位置信息，实时计算获得相应所述位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个所述位置信息对应一个所述光线投射角度及一种所述左右眼视点立体图像；
多区全息立体显示屏，具有多个自定义像素，每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域，用于实时划分所述子显示区域的个数使之与所述观察者数目相同，还用于分别调整所述子显示区域的光线出射角度，使每个所述自定义像素中均有相应的所述子显示区域来对应每个所述观察者，且相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在位置信息的所述光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像。
2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，
所述自定义像素具有预设形状和尺寸，用于使实时与所述观察者数目相同个数的所述子显示区域相邻接且充满所述自定义像素；
其中至少两个所述子显示区域具有相同或不同的形状或尺寸；
其中所述自定义像素具有预设形状和尺寸具体是所述自定义像素的形状和尺寸是所述多区全息立体显示屏显示像素的整数倍。
3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，
所述自定义像素具有第一个数的所述子显示区域，用于当所述第一个数减少时，所述第一个数的所述子显示区域至少增加其中一个所述子显示区域的尺寸，重新划分所述自定义像素为具有第二个数的所述子显示区域；
当所述第一个数增加时，所述第一个数的所述子显示区域至少减小其中一个所述子显示区域的尺寸，重新划分所述自定义像素为具有第三个数的所述子显示区域；或者增大所述自定义像素的尺寸，并重新划分增大的所述自定义像素为具有第三个数的所述子显示区域。
4.根据权利要求3所述的终端，其特征在于，
所述跟踪定位装置，还用于实时获取所述观察者中至少一个所述观察者的动作信息；
所述多区全息立体显示屏还用于实时响应所述动作信息通过改变方式而改变所述至少一个所述观察者对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像；
其中所述动作信息与所述改变方式具有映射关系。
5.根据权利要求1至4任一项所述的终端，其特征在于，
所述多区全息立体显示屏中所述自定义像素的至少两个所述子显示区域所显示的所述左右眼视点立体图像相同或不同。
6.根据权利要求1至4任一项所述的终端，其特征在于，
所述相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在位置信息的光线投射角度进行投射，具体是指使所述子显示区域对应的所述左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应所述位置信息的所述光线投射角度进行投射，使所述所有出射光线均投射至对应所述位置信息的所述观察者，除对应所述位置信息之外的方向没有光线投射。
7.一种自适应多人自由视角的方法，其特征在于，
包括步骤：
S1实时获取至少两个观察者的位置信息和观察者数目；
S2利用每个所述观察者的位置信息，实时计算获得相应所述位置信息的光线投射角度及左右眼视点立体图像，且一个所述位置信息对应一个所述光线投射角度及一种所述左右眼视点立体图像；
S3设置具有多个自定义像素的多区全息立体显示屏，设置每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域，实时划分所述子显示区域的个数使之与所述观察者数目相同；分别调整所述子显示区域的光线出射角度，使每个所述自定义像素中均有相应的所述子显示区域来对应每个所述观察者，且相应的所述子显示区域出射的光线对应相应所述观察者所在所述位置信息的光线投射角度进行投射，并且所投射的光线对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述步骤S1还包括步骤：实时获取所述观察者中至少一个所述观察者的动作信息；
在所述步骤S2之后，所述步骤S3之前还包括步骤S31：设置所述动作信息与改变方式的映射关系，实时响应所述动作信息而改变所述至少一个所述观察者对应相应所述位置信息的所述左右眼视点立体图像。
9.根据权利要求7至8任意一项所述的方法，其特征在于，
所述步骤S3在所述设置每个所述自定义像素包括至少两个子显示区域的步骤之后还进一步包括步骤S32：设置自定义像素中至少两个所述子显示区域显示不同的所述左右眼视点立体图像；
所述步骤S32之后，进入所述步骤S3的所述实时划分所述子显示区域的个数使之与所述观察者数目相同的步骤。
10.根据权利要求7至8任意一项所述的方法，其特征在于，
所述步骤S3的具体步骤：
设置具有多个所述自定义像素的所述多区全息立体显示屏，设置每个所述自定义像素包括至少两个所述子显示区域，实时划分所述子显示区域的个数与所述观察者数目相同；分别调整所述子显示区域的光线出射角度，使每个所述自定义像素中均有相应的所述子显示区域来对应每个所述观察者，设置每个所述子显示区域对应相应所述位置信息的所述左右眼视点图像，使所述子显示区域对应的所述左右眼视点立体图像的所有出射光线均以对应所述位置信息的所述光线投射角度进行投射，使所述所有出射光线均投射至对应所述位置信息的所述观察者，除对应所述位置信息之外的方向没有光线投射。
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