CN108182659A - 一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3d显示技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术。主要解决现有现有的立体画都是只能从单一角度观看才有立体效果，且不能反映物体多角度的信息。该技术为a、建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与显示屏长宽比相同，与显示屏对应；b、运用视点跟踪技术得出观看者人眼视点相对于显示屏的位置，矩形T对应显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置；c、将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影；d、将得出的投影显示在屏幕上。该裸眼3D显示技术可以多视角观看，展现物体多个角度的图像，且因本质是二维显示，不易使观看者产生视觉疲劳。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术。
背景技术
在计算机里显示3d图形，就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3d图形，就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。
计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。
而目前现有裸眼3D显示技术的立体画都是只能从单一角度观看才有立体效果，且不能反映物体多角度的信息。
发明内容
为了克服背景技术的缺点与不足之处，本发明提供一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，主要解决现有现有的立体画都是只能从单一角度观看才有立体效果，且不能反映物体多角度的信息。
本发明的技术方案是：一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，对任意带有显示屏与相应硬件的设备，由人眼定位技术确定人眼位置并生成对应的单视角立体画，具体步骤如下：
a、建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与显示屏长宽比相同，与显示屏对应；
b、运用视点跟踪技术得出观看者人眼视点相对于显示屏的位置，矩形T对应显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置；
c、将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影；
d、将得出的投影显示在屏幕上，即可生成对应此时观看者视点角度的立体画，达到裸眼3D显示效果。
所述视点跟踪技术为带有陀螺仪和加速度计的设备由观看者手动设定视点E初始位置，此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受设备角度变化的影响，当设备倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到设备角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
所述视点跟踪技术为对于带有摄像头的设备运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看设备时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
所述视点跟踪技术为带有陀螺仪和加速度计以及摄像头的设备，通过结合摄像头的设备运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置，此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受手机角度变化的影响，当设备倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到手机角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
本发明具有以下有益效果：该裸眼3D显示技术可以多视角观看，展现物体多个角度的图像，且因本质是二维显示，不易使观看者产生视觉疲劳。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面针对附图对本发明的实施例作进一步说明：
一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，对任意带有显示屏与相应硬件的设备，其特征在于：由人眼定位技术确定人眼位置并生成对应的单视角立体画，具体步骤如下：a、建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与显示屏长宽比相同，与显示屏对应；b、运用视点跟踪技术得出观看者人眼视点相对于显示屏的位置，矩形T对应显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置；c、将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影；d、将得出的投影显示在屏幕上，即可生成对应此时观看者视点角度的立体画，达到裸眼3D显示效果。以下为手机、电脑为例：
以手机为例：a建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与手机显示屏长宽比相同，与手机显示屏对应。b运用视点跟踪技术(方案一或方案二)得出观看者人眼视点相对于手机显示屏的位置，矩形T对应手机显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置。c将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影。d将得出的投影显示在手机屏幕上，即可生成对应此时观看者视点角度的立体画，达到裸眼3D显示效果。采用上述方案，该裸眼3D显示技术可以多视角观看，展现物体多个角度的图像，且因本质是二维显示，不易使观看者产生视觉疲劳。
以电脑为例：a建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与电脑显示屏长宽比相同，与电脑显示屏对应；b运用视点跟踪技术(方案二)得出观看者人眼视点相对于电脑显示屏的位置，矩形T对应电脑显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置；c将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影；d将得出的投影显示在电脑屏幕上，即可生成对应此时观看者视点角度的立体画，达到裸眼3D显示效果。
在本发明中，视点跟踪技术包括如下二种实现方案：
方案一：所述视点跟踪技术为带有陀螺仪和加速度计的设备由观看者手动设定视点E初始位置，此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受设备角度变化的影响，当设备倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到设备角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。对于手机等带有陀螺仪和加速度计的设备，以手机为例：
此法要求使用时观看者视点不大幅度移动，手机位置不大幅度改变。由观看者手动设定视点E初始位置，或借助方案二中的技术确定视点E初始位置。此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受手机角度变化的影响。当手机倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到手机角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
方案二：所述视点跟踪技术为对于带有摄像头的设备运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置。此法对于带有摄像头的设备，以电脑为例：
运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
Claims (4)
1.一种基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，对任意带有显示屏与相应硬件的设备，其特征在于：由人眼定位技术确定人眼位置并生成对应的单视角立体画，具体步骤如下：
a、建立一空间坐标系XYZ，于XY平面确定一矩形T，矩形T与显示屏长宽比相同，与显示屏对应；
b、运用视点跟踪技术得出观看者人眼视点相对于显示屏的位置，矩形T对应显示屏，确定人眼视点E在空间坐标系XYZ上的位置；
c、将需要显示的三维图像导入空间坐标系XYZ的相应位置，然后计算该图像关于点E在矩形T上的投影；
d、将得出的投影显示在屏幕上，即可生成对应此时观看者视点角度的立体画，达到裸眼3D显示效果。
2.根据权利要求1所述的基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，其特征在于：所述视点跟踪技术为带有陀螺仪和加速度计的设备由观看者手动设定视点E初始位置，此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受设备角度变化的影响，当设备倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到设备角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
3.根据权利要求1所述的基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，其特征在于：所述视点跟踪技术为对于带有摄像头的设备运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看设备时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
4.根据权利要求1所述的基于视点跟踪、单视角立体画的裸眼3D显示技术，其特征在于：所述视点跟踪技术为带有陀螺仪和加速度计以及摄像头的设备，通过结合摄像头的设备运用摄像头人眼检测、追踪技术确定观看者人眼相对摄像头的方向，然后按人正常观看时视点到显示屏的距离确定视点E的远近或使用动态人脸识别技术识别人脸，将摄像头画面中的人脸大小与人脸实际大小进行比对，计算得到观察者距摄像头的距离，以此确定视点E在空间坐标系XYZ上的位置，此次视点E确定之后，其在XYZ轴上的位置将只受设备角度变化的影响，当设备倾斜时，用陀螺仪、加速度计等得到设备角度变化数据，按照观看者眼睛没有移动的情况，相对地改变视点E在空间坐标系XYZ上的位置。
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