CN109613796B - 隐形真三维显示方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隐形真三维显示方法及系统，其中方法包括：获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；将平面真三维底图以荧光等特殊物质记录于目标物体；用紫外光源等对应光源照射目标物体；恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。本发明可以在特殊应用场合下直观显示三维立体图像，而在普通应用场合下不影响视觉观察、隐藏真三维影像，不仅能够应用于防伪领域，也可以应用于传媒、娱乐等领域。在防伪领域能够增强防伪标记的三维空间信息量，三维防伪底图不易被复制盗用，从而提高防伪标记的制作和鉴别门槛，增强防伪标记的防伪性能和安全性。在传媒、娱乐领域能增强娱乐效果与真三维图像显示效果。

Description

隐形真三维显示方法及系统

技术领域

本发明涉及三维显示技术领域，尤其涉及隐形真三维显示方法及系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

传统打印真三维显示通常基于日常可见光照射并显示确定的真三维影像。

已有借助荧光的防伪应用中主要原理为：借助荧光油墨，邮票、票证等物体在紫外光源的照射下会将吸收的能量有规律的显示为可见的标记物。并且已有研究和专利主要针对荧光防伪标记设计与制作方法、荧光防伪材料的制备等领域，以提高荧光防伪标记的防伪性能。然而，目前的荧光防伪主要显示二维防伪标记，涵盖信息简单且数据量小，因而防伪标记容易被复制盗用，安全性较差。

在传媒、娱乐应用中，已出现用荧光油墨的方式在物体表面绘制图像，从而在特定光源条件下显示二维图像。同样的，二维图像涵盖信息简单且数据量小，娱乐效果和图像显示效果欠佳。

发明内容

本发明实施例提供一种隐形真三维显示方法，用以在特殊应用场合下直观显示三维立体图像，在普通应用场合下隐藏真三维影像，该方法包括：

获得隐形真三维图像；

对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；

用与指定物质对应的光源照射目标物体；

恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。

本发明实施例还提供一种隐形真三维显示系统，用以在特殊应用场合下直观显示三维立体图像，在普通应用场合下隐藏真三维影像，该系统包括：

平面真三维底图生成模块，包括：隐形真三维图像获得单元，用于获得隐形真三维图像；平面真三维底图渲染单元，用于对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

记录设备，用于将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；

隐形真三维显示模块，包括：与指定物质对应的光源，用于照射目标物体；光场恢复部件，用于恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下方法：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；其中：

所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；所述平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行如下方法的计算机程序：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；其中：

所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；所述平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

本发明实施例中，获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；用与指定物质对应的光源照射目标物体；恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像；相对于现有技术中的三维显示方法，能够在特殊应用场合(紫外光源照射)下直观显示三维立体图像，而在普通应用场合(可见光照射)下不影响视觉观察、隐藏真三维影像。

本发明实施例不仅能够应用于防伪领域，也可以应用于传媒、娱乐等领域。在防伪领域能够增强防伪标记的三维空间信息量，三维防伪底图不易被复制盗用，从而提高防伪标记的制作和鉴别门槛，增强防伪标记的防伪性能和安全性。在传媒、娱乐领域能够增强娱乐效果与真三维图像显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中隐形真三维显示方法的示意图；

图2为本发明实施例中用于隐形真三维显示的平面真三维底图生成示例图；

图3为本发明实施例中隐形真三维显示示例图；

图4为本发明实施例中隐形真三维显示系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如前所述，传统打印真三维显示通常基于日常可见光照射并显示确定的真三维影像。发明人考虑到，在某些场合下，真三维显示需要提供不同的影像显示效果。例如，在防伪应用中，需要在普通应用场合中不显示防伪标记，而在特殊光照下显示真三维防伪标志；在传媒、娱乐应用中，为增强娱乐效果，需要在特殊光照下显示隐藏的真三维信息，等等。

基于此，本发明实施例提供一种隐形真三维显示方法，在该方法中，获得隐形真三维图像，渲染得到平面真三维底图，将平面真三维底图以指定物质，例如荧光等特殊物质记录于目标物体。普通应用场合下无法观察到目标物体上的三维立体图像，只有在与指定物质对应的光源，例如紫外光源等对应光源照射下才能恢复平面真三维底图的空间光场，显示三维立体图像，供人眼直观观察。本发明实施例能够在特殊应用场合下直观显示三维立体图像，而在普通应用场合下隐藏真三维影像，不仅能够应用于防伪领域，也可以应用于传媒、娱乐等领域。

图1为本发明实施例中隐形真三维显示方法的示意图，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101、获得隐形真三维图像；

步骤102、对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

步骤103、将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；其中指定物质例如可以包括荧光等特殊物质；

步骤104、用与指定物质对应的光源照射目标物体；其中与指定物质对应的光源例如可以包括紫外光源等对应光源；

步骤105、恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。

由图1所示流程可以得知，本发明实施例相对于现有技术中的三维显示方法，能够在特殊应用场合(紫外光源等对应光源照射)下直观显示三维立体图像，而在普通应用场合(可见光照射)下不影响视觉观察、隐藏真三维影像。并且，本发明实施例不仅能够应用于防伪领域，也可以应用于传媒、娱乐等领域。在防伪领域能够增强防伪标记的三维空间信息量，三维防伪底图不易被复制盗用，从而提高防伪标记的制作和鉴别门槛，增强防伪标记的防伪性能和安全性。在传媒、娱乐领域能够增强娱乐效果与真三维图像显示效果。

具体实施时，先获得隐形真三维图像。实施例中，可以设计隐形真三维图像，包括：确定隐形真三维图像的形态、大小和在空间中的显示深度等信息。

在获得隐形真三维图像后，对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图。实施例中，平面真三维底图的渲染算法可以包括降维渲染和二值渲染两个步骤。其中，降维渲染包括将真三维图像降维压缩、渲染得到初始平面真三维底图，其具体算法可以根据所设计的隐形真三维显示方式确定。二值渲染包括考虑与指定物质对应的记录设备，例如荧光打印机等记录设备的本身属性，调整初始平面真三维底图的属性直至可以实现二值打印。二值渲染可以根据记录设备的记录模式，例如荧光打印机的打印模式，将初始平面真三维底图处理成更容易进行二值打印的过程，实现更好效果的平面真三维底图。即实施例中，对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，可以包括：对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；根据与指定物质对应的记录设备，例如荧光打印机等记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图。

实施例中，对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，可以包括：通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。其中光场恢复部件例如可以包括：光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列等。

在得到平面真三维底图后，将平面真三维底图以指定物质，例如荧光等特殊物质记录于目标物体。实施例中，可以采用喷墨打印或喷墨印刷的方式，将荧光墨水按照平面真三维底图的形式印于目标物体上。

在将平面真三维底图以指定物质，例如荧光等特殊物质记录于目标物体后，用与指定物质对应的光源，例如紫外光源等对应光源照射目标物体，恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。实施例中，可以采用光场恢复部件恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示三维立体图像。其中光场恢复部件可以根据需要采用光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列等。本领域技术人员容易理解，光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列仅为举例，实施时可以根据需求采用其它光场恢复部件，相关的变化例均应落入本发明的保护范围。在显示真三维图像时，具体设计方案应与平面真三维底图的降维渲染算法相对应。例如，光场恢复部件可以根据立体全像渲染算法的基本原理选用微凸透镜阵列。将带有平面真三维底图的目标物体置于对应的隐形真三维显示装置中，隐形真三维显示装置包括紫外光源等对应光源和光场恢复部件，即可恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示三维立体图，供人眼直观观察。

当光场恢复部件为微凸透镜阵列时，前述的对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，可以包括：采用立体全像渲染算法对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图。

实施例中，为便于人眼观察，在恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像时，还可以采用半透半反镜将真三维图像显示在空中。

图2为本发明实施例中用于隐形真三维显示的平面真三维底图生成示例图。如图2所示，首先根据实际需求，确定具有空间信息的真三维图像的形态、大小、在空间中的显示深度等。设计虚拟微凸透镜阵列，其参数与实际微凸透镜阵列参数保持一致。追迹从真三维图像每个体素点发射的光线，并记录光线信息，生成初始平面真三维底图。其次，为利于荧光等特殊物质记录于目标物体，根据打印或喷墨装置参数，处理初始平面真三维底图以进行二值打印，得到平面真三维底图。

图3为本发明实施例中隐形真三维显示示例图。如图3所示，微凸透镜阵列用于恢复平面真三维底图，显示真三维影像。半透半反镜则可以将真三维影像悬浮显示在空中，方便人眼观察。

本发明实施例中还提供了一种隐形真三维显示系统，如下面的实施例所述。由于该系统解决问题的原理与隐形真三维显示方法相似，因此该系统的实施可以参见隐形真三维显示方法的实施，重复之处不再赘述。

图4为本发明实施例中隐形真三维显示系统的示意图，如图4所示，隐形真三维显示系统40可以包括：

平面真三维底图生成模块41，包括：隐形真三维图像获得单元411，用于获得隐形真三维图像；平面真三维底图渲染单元412，用于对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

记录设备42，用于将平面真三维底图以指定物质，例如荧光等特殊物质记录于目标物体；

隐形真三维显示模块43，包括：与指定物质对应的光源431，例如紫外光源等对应光源，用于照射目标物体；光场恢复部件432，用于恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像。

一个实施例中，所述指定物质可以包括荧光物质等；和/或，所述与指定物质对应的光源可以包括紫外光源等。

一个实施例中，隐形真三维图像获得单元411可以进一步用于：确定隐形真三维图像的形态、大小和在空间中的显示深度。

一个实施例中，平面真三维底图渲染单元412可以进一步用于：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图。

一个实施例中，平面真三维底图渲染单元412可以进一步用于：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

一个实施例中，光场恢复部件432可以包括：光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列等。

一个实施例中，隐形真三维显示模块43还可以包括：

半透半反镜433，用于将真三维图像显示在空中。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下方法：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图。

一个实施例中，所述获得隐形真三维图像，可以包括：

确定隐形真三维图像的形态、大小和在空间中的显示深度。

一个实施例中，所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，可以包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备，例如荧光打印机等记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

一个实施例中，所述对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，可以包括：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

一个实施例中，当所述光场恢复部件为微凸透镜阵列时，可以采用立体全像渲染算法对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行如下方法的计算机程序：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图。

一个实施例中，所述获得隐形真三维图像，可以包括：

确定隐形真三维图像的形态、大小和在空间中的显示深度。

一个实施例中，所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，可以包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备，例如荧光打印机等记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

一个实施例中，所述对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，可以包括：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

一个实施例中，当所述光场恢复部件为微凸透镜阵列时，可以采用立体全像渲染算法对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图。

综上所述，本发明实施例中，获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；将平面真三维底图以指定物质，例如荧光等特殊物质记录于目标物体；用与指定物质对应的光源，例如紫外光源等对应光源照射目标物体；恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像；相对于现有技术中的三维显示方法，能够在特殊应用场合(紫外光源等对应光源照射)下直观显示三维立体图像，而在普通应用场合(可见光照射)下不影响视觉观察、隐藏真三维影像。

本发明实施例不仅能够应用于防伪领域，也可以应用于传媒、娱乐等领域。在防伪领域能够增强防伪标记的三维空间信息量，三维防伪底图不易被复制盗用，从而提高防伪标记的制作和鉴别门槛，增强防伪标记的防伪性能和安全性。在传媒、娱乐领域能够增强娱乐效果与真三维图像显示效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，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例而已，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 (16)

1.一种隐形真三维显示方法，其特征在于，包括：

获得隐形真三维图像；

对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；

用与指定物质对应的光源照射目标物体；

恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像；

所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得隐形真三维图像，包括：

确定隐形真三维图像的形态、大小和在空间中的显示深度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定物质包括荧光物质；和/或，所述与指定物质对应的光源包括紫外光源。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，包括：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示三维立体图像，包括：

采用光场恢复部件恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示三维立体图像；所述光场恢复部件包括：光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述光场恢复部件为微凸透镜阵列时，采用立体全像渲染算法对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图。

7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

采用半透半反镜将真三维图像显示在空中。

8.一种隐形真三维显示系统，其特征在于，包括：

平面真三维底图生成模块，包括：隐形真三维图像获得单元，用于获得隐形真三维图像；平面真三维底图渲染单元，用于对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；

记录设备，用于将平面真三维底图以指定物质记录于目标物体；

隐形真三维显示模块，包括：与指定物质对应的光源，用于照射目标物体；光场恢复部件，用于恢复平面真三维底图的空间光场，在空间中显示真三维图像；

所述平面真三维底图渲染单元进一步用于：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述指定物质包括荧光物质；和/或，所述与指定物质对应的光源包括紫外光源。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述平面真三维底图渲染单元进一步用于：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光场恢复部件包括：光栅、柱透镜阵列、微凸透镜阵列或液晶透镜阵列。

12.如权利要求8至11任一项所述的系统，其特征在于，隐形真三维显示模块还包括：

半透半反镜，用于将真三维图像显示在空中。

13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下方法：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；其中：

所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；所述平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

14.如权利要求13所述的计算机设备，其特征在于，所述对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，包括：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行如下方法的计算机程序：

获得隐形真三维图像；对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图；其中：

所述对隐形真三维图像进行渲染，得到平面真三维底图，包括：

对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图；

根据与指定物质对应的记录设备的属性，对初始平面真三维底图进行二值渲染，得到平面真三维底图；所述平面真三维底图以指定物质记录于目标物体。

16.如权利要求15所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述对隐形真三维图像进行降维压缩和渲染，得到初始平面真三维底图，包括：

通过虚拟光场恢复部件模拟从真三维图像每个体素点发射的光线；

通过记录光线信息生成初始平面真三维底图。

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