CN110209008B - 全息成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全息成像方法及装置，包括：根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域；分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以将每个显示区域中的三视图反射在对应的全息成像载体的成像面上，得到待成像物体的全息影像。本发明提供的全息成像方法及装置，减小采用多面显示的全息成像系统中显示屏的体积。

Description

全息成像方法及装置

技术领域

本发明涉及成像设备领域，尤其涉及一种全息成像方法及装置。

背景技术

全息成像技术(front-projected holographic display),也称虚拟成像技术，是一种能记录并再现物体真实的三维成像的技术。全息成像能够实现多维度虚拟化交互，将各种信息以快速、便捷的方式传达给用户，在产品展示、教育演示中收到越来越多的青睐。

目前，全息成像技术分为单面显示和多面显示。单面显示由于只显示物体一个面的视图，存在视觉立体感不明显的问题。因此，为了增强视觉立体感，现有的全息成像技术多采用多面显示的方式显示物体多个面的视图。

然而，采用多面显示的全息成像系统，同时反射物体的多个视图，并使成像尽可能大，往往需要采用面积较大的屏，导致全息成像系统的体积过大。

发明内容

本发明提供一种全息成像方法及装置，以解决现有技术中采用多面显示的全息成像系统中显示屏体积过大的问题。

本发明的第一个方面提供一种全息成像方法，包括：

根据显示屏和所述显示屏的镜像虚拟屏，确定所述显示屏的三个显示区域；

分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到所述待成像物体的全息影像。

在一种可选的实施方式中，所述显示屏为矩形屏，所述根据显示屏和所述显示屏的镜像虚拟屏，确定所述显示屏的三个显示区域，包括：

沿所述显示屏的一个长边，将所述显示屏与所述镜像虚拟屏拼接，形成虚拟显示屏；

使用所述虚拟显示屏的中点和对角线，将所述显示屏划分成三个显示区域。

在一种可选的实施方式中，所述分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，包括：

在所述显示屏上设置正方形的定位框，所述定位框的边长小于所述显示屏的短边的长度，所述定位框的第一边与所述显示屏的一个长边重合，所述第一边的中点与所述虚拟显示屏的中点重合，所述定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个所述显示区域对应；

根据所述定位框对应的每个所述显示区域的边的位置，在每个所述显示区域中显示所述待成像物体的三视图，以使各所述显示区域所显示的三视图底部到所述显示区域对应的所述定位框的边的距离相等。

在一种可选的实施方式中，所述全息成像载体的三个成像面分别以所述第二边、所述第三边和所述第四边为底，与所述显示屏成45°夹角。

在一种可选的实施方式中，所述显示屏的长边与短边的比例为16：9。

本发明的第二个方面提供一种全息成像装置，包括：

区域划分模块，用于根据显示屏和所述显示屏的镜像虚拟屏，确定所述显示屏的三个显示区域；

显示模块，用于分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到所述待成像物体的全息影像。

在一种可选的实施方式中，所述区域划分模块，具体用于沿所述显示屏的一个长边，将所述显示屏与所述镜像虚拟屏拼接，形成虚拟显示屏；使用所述虚拟显示屏的中点和对角线，将所述显示屏划分成三个显示区域。

在一种可选的实施方式中，所述显示模块，具体用于在所述显示屏上设置正方形的定位框，所述定位框的边长小于所述显示屏的短边的长度，所述定位框的第一边与所述显示屏的一个长边重合，所述第一边的中点与所述虚拟显示屏的中点重合，所述定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个所述显示区域对应；根据所述定位框对应的每个所述显示区域的边的位置，在每个所述显示区域中显示所述待成像物体的三视图，以使各所述显示区域底部所显示的三视图到所述显示区域对应的所述定位框的边的距离相等。

在一种可选的实施方式中，所述全息成像载体的三个成像面分别以所述第二边、所述第三边和所述第四边为底，与所述显示屏成45°夹角。

在一种可选的实施方式中，所述显示屏的长边与短边的比例为16：9。

本发明的第三个方面提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行第一方面所述的方法步骤。

本发明的第四个方面提供一种存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行第一方面任一项所述的方法。

本发明提供的全息成像方法及装置，根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域；分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到待成像物体的全息影像。通过该方式，可以在保持显示屏尺寸不变的情况下，使得成像尺寸尽可能的大，进而减小了采用多面显示的全息成像系统中显示屏的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种全息成像方法的流程示意图；

图3、4、5为申请实施例提供的一种显示屏为矩形屏时的显示区域划分的示意图；

图6为申请实施例提供的一种显示屏显示三视图的示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种全息成像方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种全息成像装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种识别装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，全息成像技术分为单面显示和多面显示。单面显示由于只显示物体一个面的视图，存在视觉立体感不明显的问题。因此，为了增强视觉立体感，现有的全息成像技术多采用多面显示的方式显示物体多个面的视图。

采用多面显示的全息成像系统，在进行全息显示时，可以在显示屏中确定出一块正方形区域，再通过正方形区域对角的连线划分出四块显示区域，每个显示区域分别显示待成像物体的前后左右四个视图，以将四个视图反射到全息成像载体上。

然而，现有的屏幕通常不为正方形屏幕，通过确定出一块正方形区域的方式，必然会浪费一部分显示区域。为了使全息成像尽可能大，往往采用面积较大的屏。这种方式不但浪费了显示屏的部分显示区域，而且会导致全息成像系统的体积过大。

考虑到上述问题，本发明提供了一种全息成像方法及装置，在保持屏尺寸不变的情况下，使得成像尺寸尽可能的大，进而减小了采用多面显示的全息成像系统的体积。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图，如图1所示，全息成像系统包括有成像装置101以及全息成像载体102，成像装置101可以将待成像物体的各个视图显示到全息成像载体102上，得到待成像物体的全息影像。

其中，成像装置101可以为显示屏，以形成待成像物体的影像，该成像装置101可以形成待成像物体的一个视图，也可以形成带显示物体的多个视图。

全息成像载体102的每个面均可以反射成像装置101上显示的部分内容，形成全息影像。全息成像载体102可以为倒棱台状，全息成像载体102可以与成像装置101连接，也可以与成像装置101分开设置。全息成像载体102每个侧面可以反射待成像物体的一个视图。其中，全息成像载体102侧面的数量可以根据实际情况具体设置，并且全息成像载体102可以有一个或多个侧面涂黑不进行反射，也全部侧面都进行反射。

可以理解，该全息成像方法可以通过本申请实施例提供的全息成像装置执行，全息成像装置可以是某个设备的部分或全部，例如可以是成像装置101上的处理器。

下面以集成或安装有相关执行代码的处理器为例，以具体地实施例对本申请实施例的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本申请实施例提供的一种全息成像方法的流程示意图。本实施例涉及的成像装置中的处理器如何确定划分区域并将待成像物体的视图反射到成像载体上的具体过程。如图2所示，该方法包括：

S201、根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域。

上述镜像虚拟屏，可以是虚拟设置的屏，其尺寸和上述显示屏的尺寸相同。处理器可以通过镜像虚拟屏的辅助，将显示屏划分为三个显示区域，以显示待成像物体的三视图。

在一种可实施方式中，显示屏可以为矩形屏，图3-5为申请实施例提供的一种显示屏为矩形屏时的显示区域划分的示意图。如图3所示，对于一块显示屏，沿显示屏的一个长边，在该显示屏上补上一块相同的镜像虚拟屏，并将显示屏与镜像虚拟屏拼接，形成如图4所示的虚拟显示屏。

如图4所示，连接虚拟显示屏的对角线来确定该虚拟显示屏的中点，随后，如图5所示，去除镜像虚拟屏，剩下的显示屏被上述的中点和对角线分为三个区域。处理器进而可以将该三个区域作为显示屏的三个显示区域。

需要注意的是，本申请实施例对于上述显示屏的长宽比不做限制，在一种可选的实施方式中，显示屏的长边与短边的比例可以为16：9，也可以为8:5等。

本步骤中，通过上述方法确定显示屏的三个显示区域，其实质上是将显示屏分割成两个相同的直角三角形显示区域和一个等腰三角形显示区域，上述等腰三角形显示区域的面积等于两个直角三角形显示区域的面积之和。

S202、分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到待成像物体的全息影像。

三视图，可以为物体三个方向的视图，可以为正视图、左视图和俯视图，也可以为正视图、左视图和右视图，还可以为背视图、正视图和俯视图等。本申请实施例对于选取物体哪三个方向的视图不做限制，可以根据具体的成像要求进行设置。

待成像物体，可以为进行全息成像的物体，本申请实施例对于待成像物体的种类不做限制。

全息成像载体，可以在不同的成像面上对对显示屏上的视图进行反射，以形成全息影像。

本申请实施例对于全息成像载体的具体结构不做限制，只需全息成像载体的每个成像面可以反射显示屏上的一个视图即可。

在一种可实施方式中，全息成像载体可以为一种棱台结构，包括有多个侧面，每个侧面均由玻璃构成，该棱台的每个侧面接收待成像物体的一个方向的视图，最后形成一个完整的全息显示。此外，上述侧面的玻璃上还可以贴有全息动态显示膜，以辅助成像面反射显示屏上的视图。

其中，上述棱台可以为三棱台，也可以为四棱台，本申请实施例对于全息成像载体的成像面的数量不做限制。此外，上述全息成像载体，可以每个侧面都反射显示屏上的视图，也可以对其中一个或多个侧面进行涂黑处理，仅在其他侧面反射显示屏上的视图，本申请实施例对此也不做限制。

在本步骤中，在根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域之后，首先可以获取待成像物体的视图，并从中选取不同的三个视图显示在上述三个显示区域中。三个视图在上述三个显示区域中的显示顺序可以根据视图类型确定。

示例性的，以选取的三视图分别为正视图、左视图和右视图为例，图6为申请实施例提供的一种显示屏显示三视图的示意图。如图6所示，在显示区域1显示待成像物体的左视图，在显示区域2显示待成像物体的正视图视图，在显示区域3显示待显示物体的右视图。

在分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图后，全息成像载体将每个显示区域中的三视图反射在对应的成像面上，通过将三个成像面上的视图组合，得到待成像物体的全息影像。

在一种可选的实施方式中，全息成像载体的三个成像面分别以第二边、第三边和第四边为底，与显示屏成45°夹角。

本申请实施例虽然只显示待成像物体的三视图，而并非如现有技术中显示待成像物体的四个视图，然而三个视图已经可以形成较为立体的全息影像，对正常观看不会造成影响。同时，由于节省下一块视图的显示区域，并且不会浪费显示屏的显示区域，可以相应的扩大三视图的成像尺寸。

本申请实施例提供的全息成像方法，根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域；分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以将每个显示区域中的三视图反射在对应的全息成像载体的成像面上，得到待成像物体的全息影像。通过该方式，可以在保持显示屏尺寸不变的情况下，使得成像尺寸尽可能的大，进而减小了采用多面显示的全息成像系统中显示屏的体积。

在显示屏上的三个显示区域内进行三视图的显示时，还需要对三视图在该显示区域内的显示位置进行定位。图7为本申请实施例提供的另一种全息成像方法的流程示意图。本实施例涉及的成像装置中的处理器如何在显示区域内定位三视图的显示位置的具体过程。如图7所示，该方法包括：

S301、根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域。

步骤S301的技术名词、技术效果、技术特征，以及可选实施方式，可参照图2所示的步骤S201理解，对于重复的内容，在此不再累述。

S302、在显示屏上设置正方形的定位框。

如图6所示，定位框的边长小于显示屏的短边的长度，定位框的第一边与显示屏的一个长边重合，第一边的中点与虚拟显示屏的中点重合，定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个显示区域对应。

本申请实施例对于上述正方形的定位框的边长不做限制，只需小于显示屏的短边的长度即可。

定位框的第一边与显示屏的一个长边重合，第一边的中点与虚拟显示屏的中点重合，相当于定位框的第二边、第三边和第四边到上述中点的距离相等。

S303、根据定位框对应的每个显示区域的边的位置，在每个显示区域中确定待成像物体的三视图的位置，以使各显示区域所显示的三视图底部到显示区域对应的定位框的边的距离相等。

在本步骤中，在显示视图时，需要保证显示区域所显示的三视图底部到显示区域对应的定位框的边的距离，基于此，可以在确定定位框对应的每个显示区域的边的位置的基础上，定位视图的底部，进而确定待成像物体的三视图的位置

三视图底部到显示区域对应的定位框的边的距离可以根据具体情况进行设置，本申请实施例对此不做限制。

由于定位框的第二边、第三边和第四边到上述中点的距离相等，当各显示区域所显示的三视图底部到显示区域对应的定位框的边的距离相等时，可以保证各个视图当上述中点的距离也相等，进而可以全息成像载体各个面上的视图可以完全重合。

本申请实施例提供的全息成像方法，在显示屏上设置正方形的定位框，定位框的边长小于显示屏的短边的长度，定位框的第一边与显示屏的一个长边重合，第一边的中点与虚拟显示屏的中点重合。并且，根据定位框对应的每个显示区域的边的位置，在每个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使各显示区域所显示的三视图到显示区域对应的定位框的边的距离相等。通过该方式，在显示区域内定位三视图的显示位置，以使全息成像载体各个面上的视图可以完全重合，提高全息影像的质量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图8为本申请实施例提供的一种全息成像装置的结构示意图。该全息成像装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现，可以为前述所说的处理器。

如图8所示，该全息成像装置包括：

区域划分模块41，用于根据显示屏和显示屏的镜像虚拟屏，确定显示屏的三个显示区域；

显示模块42，用于分别在三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到待成像物体的全息影像。

在一种可选的实施方式中，区域划分模块41，具体用于沿显示屏的一个长边，将显示屏与镜像虚拟屏拼接，形成虚拟显示屏；使用虚拟显示屏的中点和对角线，将显示屏划分成三个显示区域。

在一种可选的实施方式中，显示模块42，具体用于在显示屏上设置正方形的定位框，定位框的边长小于显示屏的短边的长度，定位框的第一边与显示屏的一个长边重合，第一边的中点与虚拟显示屏的中点重合，定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个显示区域对应；根据定位框对应的每个显示区域的边的位置，在每个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使各显示区域所显示的三视图底部到显示区域对应的定位框的边的距离相等。

在一种可选的实施方式中，全息成像载体的三个成像面分别以第二边、第三边和第四边为底，与显示屏成45°夹角。

在一种可选的实施方式中，显示屏的长边与短边的比例为16：9。

本发明提供的全息成像装置，可以执行上述方法实施例中处理器的动作，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

图9为本申请实施例提供的另一种识别装置的结构示意图。如图9所示，该识别装置可以包括：至少一个处理器51和存储器52。图5示出的是以一个处理器为例的电子设备。

存储器52，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。

存储器52可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器51用于执行存储器52存储的计算机执行指令，以实现显示方法。

其中，处理器51可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

可选的，在具体实现上，如果通信接口、存储器52和处理器51独立实现，则通信接口、存储器52和处理器51可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果通信接口、存储器52和处理器51集成在一块芯片上实现，则通信接口、存储器52和处理器51可以通过内部接口完成通信。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，程序指令用于上述实施例中的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种全息成像方法，其特征在于，包括：

沿显示屏的一个长边，将所述显示屏与镜像虚拟屏拼接，形成虚拟显示屏；

使用所述虚拟显示屏的中点和对角线，将所述显示屏划分成三个显示区域；所述显示屏为矩形屏；

分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到所述待成像物体的全息影像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，包括：

在所述显示屏上设置正方形的定位框，所述定位框的边长小于所述显示屏的短边的长度，所述定位框的第一边与所述显示屏的一个长边重合，所述第一边的中点与所述虚拟显示屏的中点重合，所述定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个所述显示区域对应；

根据所述定位框对应的每个所述显示区域的边的位置，在每个所述显示区域中显示所述待成像物体的三视图，以使各所述显示区域所显示的三视图底部到所述显示区域对应的所述定位框的边的距离相等。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述全息成像载体的三个成像面分别以所述第二边、所述第三边和所述第四边为底，与所述显示屏成45°夹角。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述显示屏的长边与短边的比例为16：9。

5.一种全息成像装置，其特征在于，包括：

区域划分模块，用于沿显示屏的一个长边，将所述显示屏与镜像虚拟屏拼接，形成虚拟显示屏；使用所述虚拟显示屏的中点和对角线，将所述显示屏划分成三个显示区域；

显示模块，用于分别在所述三个显示区域中显示待成像物体的三视图，以使全息成像载体与各显示区域对应的成像面反射各显示区域中的三视图，得到所述待成像物体的全息影像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述显示模块，具体用于在所述显示屏上设置正方形的定位框，所述定位框的边长小于所述显示屏的短边的长度，所述定位框的第一边与所述显示屏的一个长边重合，所述第一边的中点与所述虚拟显示屏的中点重合，所述定位框的第二边、第三边和第四边分别与一个所述显示区域对应；根据所述定位框对应的每个所述显示区域的边的位置，在每个所述显示区域中显示所述待成像物体的三视图，以使各所述显示区域所显示的三视图底部到所述显示区域对应的所述定位框的边的距离相等。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述全息成像载体的三个成像面分别以所述第二边、所述第三边和所述第四边为底，与所述显示屏成45°夹角。

8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述显示屏的长边与短边的比例为16：9。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器与处理器；

所述存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-4任一所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，包括：该程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一所述的方法。

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