CN107015371A - 一种裸眼3d 显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种裸眼3D显示设备，该设备包括曲面建筑；曲面建筑内表面的出口和/或入口处设置有障碍物，该障碍物使得人眼与可见的建筑内表面的距离不小于预定值。本发明利用人眼透视的特性实现了裸眼3D显示功能，可以应用于很多领域，例如博物馆、儿童娱乐等。本发明提供裸眼3D显示设备可以通过拼接形成，易于拆卸，容易实现异地重现。

Description

一种裸眼3D显示设备

技术领域

本发明涉及裸眼3D显示领域，尤其涉及一种裸眼3D显示设备。

背景技术

随着经济的发展，人们越来越关注文化消费，特别是随着3D电影进入消费领域，促进了3D技术的在消费领域中的应用。

3D技术是用来模拟人的大脑成像原理来实现。人的大脑之所以对现实的世界存在立体感，是由于人的两只眼睛的视角不同，从而经过大脑的处理之后产生了立体感。目前3D技术大多都是基于这一原理。

3D成像技术可以包括不闪式3D技术、互补色技术、时分法技术、光栅式技术、普式技术、全息式技术等等。时分法技术、不闪式3D技术以及互补色技术在目前都有比较广泛的应用。

互补色技术在电影领域应用广泛，在拍摄过程中通过两台摄影机来模拟人的两只眼睛来成像，在放映的过程中使用两台放映机将不同的视角上的成像用不同的颜色来显示同一幅画面。如果直接裸眼看的话，会出现重影，可以通过佩戴眼镜来体验立体效果。

不闪式3D技术通过将能够分离影像的特殊薄膜铁在3D电视表面和眼镜上。通过眼镜过滤，人的大脑可以将分离的影响合成为立体影像。

时分法技术通过提高屏幕刷新率将图像帧一分为二，形成左右眼连续交错显示的画面，通过3D眼镜的配合，使得人的大脑中呈现立体影像。

互补色技术、不闪式3D技术以及时分法技术需要眼镜的配合，为用户观看内容带来不便，因而产生了裸眼3D效果的需求。

目前裸眼3D显示技术主要包括视差障壁技术和柱状透镜技术。视差障壁技术利用液晶层和偏振膜制造出方向为90度的垂直条纹，从而形成视差障壁，使人的大脑对双眼的图像处理后形成立体感。柱状透镜技术是在液晶显示屏前面增加一层柱状透镜，使成像平面位于透镜的焦平面上，人的双眼从不同角度观看显示屏，可以感受到立体画面。

上述技术的发展，主要针对视频内容领域而提出。博物馆对于人们来说也很重要，目前国家也大力鼓励市民走进博物馆，很多博物馆已经免费供人们参观。但是，实体的文物、建筑都是唯一的，如果人们期望参观，不得不走进博物馆或建筑进行参观，对于其他城市或者国家的居民来说，毕竟还存在不便之处。

有鉴于此，本发明从人眼存在透视特性的角度出发，提供了一种裸眼3D显示设备。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种裸眼3D显示设备，该设备包括曲面建筑；曲面建筑内表面的出口和/或入口处设置有障碍物，该障碍物使得人眼与直视可见的建筑内表面的距离不小于预定值。

可选地，所述曲面建筑内表面完整覆盖有一张或者两张图片。

可选地，所述曲面建筑为球状建筑，所述球状建筑的直径为10m。

可选地，所述曲面建筑为椭球状建筑，所述椭球状建筑的长、宽、高分别为12.8m、10m、10m。

可选地，所述图片为所述数码相机或胶片相机针对同一目标拍摄的若干照片拼接而成的图片或者为鱼眼相机拍摄的图片。

可选地，所述曲面建筑由梭型构件拼接而成。

可选地，所述图片按照梭型构件的形状分割为若干图片单元，所述若干图片单元覆盖在对应的梭型构件内部。

可选地，所述图片被分割为若干图片单元，所述若干图片单元覆盖在所述曲面建筑内表面。

可选地，该设备包括两个以上的曲面建筑，每个曲面建筑内完整覆盖有一张或者两张图片，相邻的曲面建筑之间通过廊桥连接或者相邻的曲面建筑相交，廊桥的两端或者相邻的曲面建筑相交处为曲面建筑的入口或出口。

可选地，所述曲面建筑内设置有走道，所述走道位于所述曲面建筑的下半部分且经过所述曲面建筑的入口和/或出口，并且所述曲面建筑的中心垂线经过所述走道的中线。

本发明利用人眼透视的特性实现了裸眼3D显示功能，可以应用于很多领域，例如博物馆、儿童娱乐等。本发明提供裸眼3D显示设备可以通过拼接形成，易于拆卸，容易实现异地重现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的球状建筑俯视示意图，其中示出了梭型构件拼接；

图2是本发明提供的椭球状建筑俯视示意图，其中示出了梭型构件拼接；

图3是本发明提供的通过廊桥连接的两个球状建筑的剖面示意图；

图4是本发明提供的通过相交的两个球状建筑的剖面示意图；

图5是本发明提供的梭型构件正视示意图。

附图标记说明

305 第一障碍物 405 第二障碍物

410 第三障碍物

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

“透视”是一种绘画术语，在文艺复兴时期达到极致，其由西方绘画艺术中的缩短法发展而来，能够在平面上营造立体感。最初，在绘画中，其通过透明的平面去看景物，然后将景物准确地描画在这块平面上，形成景物的透视图。透视应用了物体对眼睛的作用的3个属性，即形状、色彩和体积，因距离远近不同呈现的透视现象主要为缩小、变色和模糊消失。本发明利用眼睛的透视特性来实现了图像的裸眼3D显示。

为了实现本发明，本发明提供了由曲面构成的曲面建筑，该建筑可以是完整的曲面，例如例如中国科技馆的球面建筑那样的曲面建筑，或者椭球状的建筑。可以根据展示图片的需要选择建筑的大小，例如直径为10m的球状建筑，或者为长12.8m、高10m、宽10m的椭球状建筑。

通过在曲面建筑内搭建走道，使得人们观看球面内部时产生透视现象，发生透视的效果，从而实现裸眼3D的功能。

优选地，曲面内搭建的走道中线经过建筑中心的垂线，并且走道的表面距离建筑中心为1.8m。之所以这样设置，因为人的眼睛在建筑中心所感受的透视效果最佳。

需要说明的是，此处所述的建筑中心，是几何上的建筑中心，例如状建筑球，其建筑中心为截面大圆的圆心。

为了在曲面建筑中展示图像，可以在曲面建筑内表面覆盖图像，在一个曲面建筑内表面覆盖的图像需要为相同位置拍摄得到的图或者在不同位置拍摄的具有关联性的多幅图的拼接。在拼接多幅图时，可以将图片的相邻部分虚化，例如使用photoshop工具。

为了便于说明，以下实施例以球形建筑为例。

例如为了在球形建筑内展现景物，可以通过方向相反且结合在一起的鱼眼相机成像，一只鱼眼拍摄正上方的景物，一只鱼眼相机拍摄正下方的景物，从而可以获得两张图片，一张图片可以覆盖在上半球内表面，一张覆盖在下半球内表面。

或者为了展现城门，可以站在相同或者不同位置使用普通的数码相机或胶片相机拍摄多张照片，然后将多张照片，例如10-20张照片拼接为一张照片，然后将该照片覆盖球状建筑的内表面。

球状建筑可以用梭型构件拼接得到，该梭型构件的形状为对地球仪沿着经线剖开后得到的梭型构件的形状。

为了使图片能够覆盖到球形建筑内表面，可以通过计算机软件(例如3DMAX)对球形建筑内表面建模，然后将得到的图片进行拆分，将拆分后的图片按照相应的位置覆盖到球形建筑的内表面。

优选地，可以在拆分图片时，按照梭型构件为单位进行拆分，也就是说，将图片拆分为若干个梭型结构，然后再将梭型结构对应的图片进行拆分，拆分为若干个小的图片，最后将该若干小的图片可以通过粘贴的方式覆盖到梭型结构的内表面。一般来说，一张图可以拆分为数以万计的小图片，拆分的数量视图片本身的分辨率来定，如果分辨率高，就可以拆分为更多的小图片，如果分辨率少，就可以拆分为更少的图片。

如上所述，当人的眼睛距离图片较近时，人的眼睛可以看到图片的缺陷，并且可能无法产生立体感。

对于单个球面建筑来说，可以通过设置道路的时候，在道路的出口设置障碍物，还可以通过艺术化的方式处理障碍物，使得站在走道上的人不会感觉障碍物特别突兀。优选地，障碍物为非透明障碍物。

优选地，为了方式人回头时，使得人的眼睛距离球状建筑内表面太近，可以在入口处的球形建筑内表面设置障碍物，还可以通过艺术化的方式处理障碍物，使得站在走道上的人不会感觉障碍物特别突兀。优选地，障碍物为非透明障碍物。

设置障碍物的原则是，人站在障碍物旁边时，距离球状建筑内表面的距离超过特定值，例如人眼与球状建筑内表面之间的可视距离超过2m。

一般来说，一个球状建筑展示一个空间，例如在相同位置拍摄的景物，或者在不同位置拍摄的建筑的同一侧。如果希望完整地观赏立体建筑，就需要多个球状建筑，在每个球状建筑中展现建筑的一部分，例如是一张照片能够拍摄到的一部分。

在需要使用多个球状建筑时，两个球状建筑可以通过通道连接，或者将两个球状建筑相交。不论是球状建筑可以通过通道连接，还是将两个球状建筑相交，都涉及到人在从一个球状建筑走到另一个球状建筑时距离球状建筑内表面太近的问题。采用简化的处理方式，可以在实施的过程中限定人前进的方向，只在前进方向上人眼可以看到的球面建筑的出口处设置障碍物，隔断人的视线；或者优选地，在球面建筑的入口和出口处，均在球面建筑的内表面设置障碍物，隔断人的视线。可以通过艺术化的方式处理障碍物，使得站在走道上的人不会感觉障碍物特别突兀。障碍物上还可以设置灯光，线路，空调等，对其充分利用。

可选地，球面建筑内的道路可以使用玻璃建造，从而可以使用户看到脚下的图像。

图1是本发明提供的球状建筑俯视示意图，其中示出了梭型构件拼接；

图2是本发明提供的椭球状建筑俯视示意图，其中示出了梭型构件拼接；

图3是本发明提供的通过廊桥连接的两个球状建筑的剖面示意图，其中仅在球形建筑的出口处设置了第一障碍物305，走道通过廊桥；

图4是本发明提供的通过相交的两个球状建筑的剖面示意图，其中在球形建筑的出口和入口处设置了第二障碍物405和第三障碍物410，走道通过两个球状建筑的相交处；

图5是本发明提供的梭型构件正视示意图。

上述说明示出并描述了本发明的若干具体实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种裸眼3D显示设备，其特征在于，该设备包括曲面建筑；曲面建筑内表面的出口和/或入口处设置有障碍物，该障碍物使得人眼与直视可见的建筑内表面的距离不小于预定值。

2.根据权利要求1所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述曲面建筑内表面完整覆盖有一张或者两张图片。

3.根据权利要求1所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述曲面建筑为球状建筑，所述球状建筑的直径为10m。

4.根据权利要求1所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述曲面建筑为椭球状建筑，所述椭球状建筑的长、宽、高分别为12.8m、10m、10m。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述图片为所述数码相机或胶片相机针对同一目标拍摄的若干照片拼接而成的图片或者为鱼眼相机拍摄的图片。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述曲面建筑由梭型构件拼接而成。

7.根据权利要求6所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述图片按照梭型构件的形状分割为若干图片单元，所述若干图片单元覆盖在对应的梭型构件内部。

8.根据权利要求1-4所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述图片被分割为若干图片单元，所述若干图片单元覆盖在所述曲面建筑内表面。

9.根据权利要求1-4所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，该设备包括两个以上的曲面建筑，每个曲面建筑内完整覆盖有一张或者两张图片，相邻的曲面建筑之间通过廊桥连接或者相邻的曲面建筑相交，廊桥的两端或者相邻的曲面建筑相交处为曲面建筑的入口或出口。

10.根据权利要求9所述的裸眼3D显示设备，其特征在于，所述曲面建筑内设置有走道，所述走道位于所述曲面建筑的下半部分且经过所述曲面建筑的入口和/或出口，并且所述曲面建筑的中心垂线经过所述走道的中线。