CN114387151A - 3d显示系统与3d显示方法 - Google Patents

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CN114387151A CN202011328233.6A CN202011328233A CN114387151A CN 114387151 A CN114387151 A CN 114387151A CN 202011328233 A CN202011328233 A CN 202011328233A CN 114387151 A CN114387151 A CN 114387151A
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杨朝光
徐文正
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Abstract

本发明提供一种3D显示系统与3D显示方法。3D显示系统包括3D显示器、存储器以及一或多个处理器。存储器记录有多个模块，处理器存取并执行存储器中记录的模块。这些模块包括桥接模块以及3D显示服务模块。当处理器执行一应用程序，桥接模块建立虚拟延伸屏幕，并将应用程序移动至虚拟延伸屏幕。桥接模块通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧。3D显示服务模块通过与第三方软件开发工具包沟通而将二维内容图帧转换为3D格式图帧，并将3D格式图帧提供给3D显示器进行显示。

Description

3D显示系统与3D显示方法
技术领域
本发明涉及一种显示系统，尤其涉及一种3D显示系统与3D显示方法。
背景技术
随着3D立体显示器技术的蓬勃发展，可提供人们视觉上有身历其境的感受。在3D立体显示器技术上，可分为眼镜式的3D图像显示技术以及裸视3D图像显示技术。眼镜式的3D图像显示技术虽较成熟，但3D眼镜使用起来具诸多的不便。因此，裸视3D图像显示技术即逐渐地成为各业界亟欲发展的重点。
裸视3D图像显示技术同样是运用双眼视差的原理，通过屏幕本身的光学技术，来让双眼接收不同画面。在裸视3D图像显示技术中，透镜式3D图像显示技术相对于屏蔽式3D图像显示技术，具有透光度较好的优点，故在图像呈现上可提供较明亮的画面给观看者。然而，无论是哪一种裸视3D图像显示技术，都要配合裸视3D显示器的规格、硬件设计与用户相关参数来产生适于由裸视3D显示器显示的裸视3D图像内容。但是，目前市面上的裸视3D图像内容并不多，因而即便用户具有一台裸视3D显示器，但用户还是无法充分且任意享受裸视3D显示器带来的显示效果。
发明内容
本公开涉及一种3D显示系统与3D显示方法，其可让用户可充分体验3D显示器带来的显示效果。
本发明实施例提供一种3D显示系统，其包括3D显示器、存储器以及一或多个处理器。存储器记录有多个模块，述处理器连接3D显示器及存储器，以存取并执行存储器中记录的模块。这些模块包括桥接模块以及3D显示服务模块。当处理器执行一应用程序，桥接模块建立虚拟延伸屏幕，并将应用程序移动至虚拟延伸屏幕。3D显示服务模块通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧，通过与第三方软件开发工具包沟通而将二维内容图帧转换为3D格式图帧，并将3D格式图帧提供给3D显示器进行显示。
本发明实施例提供一种3D显示方法，适用于3D显示系统。所述方法包括下列步骤。当处理器执行一应用程序，建立虚拟延伸屏幕，并将应用程序移动至虚拟延伸屏幕。通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧。通过与第三方软件开发工具包沟通而将二维内容图帧转换为3D格式图帧。将3D格式图帧提供给3D显示器进行显示。
本发明实施例提供一种3D显示系统，其包括3D显示器、存储器以及一或多个处理器。存储器记录有多个模块，述处理器连接3D显示器及存储器，存取并执行存储器中记录的模块以执行下列步骤。当处理器执行一应用程序，建立一虚拟延伸屏幕，并将处理器所执行的一应用程序移动至虚拟延伸屏幕。通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧。获取关联于3D显示器的3D显示参数。依据3D显示参数与图像编织功能将二维内容图帧转换为一3D格式图帧，并将3D格式图帧提供给3D显示器进行显示。
基于上述，于本发明的实施例中，可在不对应用程序进行任何更改的条件下，将多种应用程序的二维内容图帧转换为符合特定3D格式的3D格式图帧，以扩充3D显示器可显示的3D内容。
附图说明
图1是依照本发明一实施例的3D显示系统的示意图；
图2是依照本发明一实施例的3D显示器的示意图；
图3是依照本发明一实施例的3D显示器的示意图；
图4是依照本发明一实施例的3D显示方法的流程图；
图5是依照本发明一实施例的3D显示系统的软件架构的示意图；
图6是依照本发明一实施例存储器中的图帧缓存空间的示意图。
附图标记说明
10:3D显示系统；
110:3D显示器；
120:存储器；
130:处理器；
121:应用程序；
122:桥接模块；
123:3D显示服务模块；
124:并排图像处理模块；
125:第三方软件开发工具包；
111:显示面板；
112:透镜层；
511:桌面应用程序；
512:标准化应用程序；
513:特殊开发应用程序；
125_1:透镜控制模块；
125_2:眼球追踪模块；
125_3:图像编织模块；
L1:透镜；
140:相机；
53:主显示屏幕；
55:介接工具；
61、62:图帧缓存空间；
F1:操作画面；
F2:二维内容图帧；
F3、F_3d:3D格式图帧；
S201～S204：步骤。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1是依照本发明一实施例的3D显示系统的示意图。请参照图1，3D显示系统10可包括3D显示器110、存储器120，一或多个处理器(以下将以处理器130为例继续说明)。处理器130耦接3D显示器110与存储器120。3D显示系统10可为单一整合系统或分离式系统。具体而言，3D显示系统10中的3D显示器110、存储器120与处理器130可实作成一体式(all-in-one，AIO)电子装置，例如笔记本电脑或平板计算机等。或者，3D显示器110可通过有线传输接口或是无线传输接口与计算机系统的处理器130相连。
存储器120用以存储数据与供处理器130存取的程序代码(例如操作系统、应用程序、驱动程序)等数据，其可以例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、闪存(flashmemory)、硬盘或其组合。于一实施例中，存储器120还包括图像处理单元的存储器。
处理器130耦接存储器120，例如是中央处理单元(central processing unit，CPU)、应用处理器(application processor，AP)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、图像信号处理器(image signal processor，ISP)、图形处理器(graphics processing unit，GPU)或其他类似装置、集成电路及其组合。处理器130可存取并执行记录在存储器120中的程序代码与软件模块，以实现本发明实施例中的3D显示方法。
图2是依照本发明一实施例多个模块的示意图。请参照图2，于一实施例中，存储器120可存储有应用程序121、桥接模块122、3D显示服务模块123、并排图像处理模块124，以及第三方软件开发工具包125。于一实施例中，桥接模块122、3D显示服务模块123以及并排图像处理模块124例如是计算机程序、程序或指令，其可加载处理单元130，从而使3D显示系统10实现将应用程序121的二维内容图帧转换为3D格式图帧的功能。桥接模块122、3D显示服务模块123以及并排图像处理模块124例如可作为背景程序运作于操作系统中，以实现本发明实施例提出的方法，其细节详述于后。
图3是依照本发明一实施例的3D显示器的示意图。于一实施例中，3D显示器110为一裸眼式3D显示器，其可通过透镜折射原理而提供具有像差的不同图像给左眼与右眼，以让观看者体验到立体显示效果。3D显示器110可包括显示面板111以及透镜层112。透镜层112设置于显示面板111上方，用户是通过透镜层112而看到显示面板111提供的画面内容。本发明对于显示面板111的型式及构造并不限制，显示面板111亦可为一种自发光显示面板。透镜层112通过对光的折射作用，将不同的显示内容折射到空间中不同的地方，以使人眼接收到两幅含有视差的图像。3D显示器110的结构与实现方式非为本发明要求重点，于此不赘述。需说明的是，于一实施例中，3D显示器110的开发者或供应厂商会提供符合3D显示器110的硬件设计规格的第三方软件开发工具包，此第三方软件开发工具包可记录于存储器120，例如存储于存储器120中的第三方软件开发工具包125。借此，可让组装有3D显示器110的3D显示系统10依据第三方软件开发工具包125而实现裸视3D显示功能。
图4是依照本发明一实施例的3D显示方法的流程图。请参照图1、图2与图4，本实施例的方式适用于上述实施例中的3D显示系统10，以下即搭配3D显示系统10中的各项组件说明本实施例的详细步骤。
于步骤S201，当处理器130执行一应用程序121，桥接模块122建立虚拟延伸屏幕，并将应用程序121移动至虚拟延伸屏幕。于此，所述应用程序121可包括桌面应用程序或浏览器应用程序等。于一实施例中，桥接模块122例如可使用Windows操作系统的驱动程序/API来建立虚拟延伸屏幕。此虚拟延伸屏幕并不会于3D显示器110进行显示，但3D显示系统10的图像处理单元(未绘示)会产生虚拟延伸屏幕的画面数据并于存储器中配置虚拟延伸画面的图帧缓存空间。桥接模块122可反应于一用户操作而将应用程序121的窗口移动至虚拟延伸屏幕。上述用户操作例如是鼠标拖曳或按下快捷键等。
接着，于步骤S202，桥接模块122可通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序121的二维内容图帧。举例而言，桥接模块122可通过像是Windows操作系统的“DesktopDuplication API”等的屏幕获取技术来从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧。应用程序121的二维内容图帧例如是操作于全屏幕模式下的应用程序121所提供的图像内容，但本发明不限制此。二维内容图帧可包括或不包括应用程序121的用户接口。举例而言，假设应用程序121为相片播放程序，则应用程序121的二维内容图帧可为全屏幕模式下所播放的照片。
于步骤S203，3D显示服务模块123通过与第三方软件开发工具包125沟通而将二维内容图帧转换为3D格式图帧。详细而言，3D显示服务模块123可自桥接模块122获取应用程序121的二维内容图帧。于一实施例中，桥接模块122可实现为一应用程序编程接口(API)，使3D显示服务模块123可经由桥接模块122获取应用程序121的二维内容图帧。接着，3D显示服务模块123可依据第三方软件开发工具包125提供的3D显示参数与利用第三方软件开发工具包125提供的图像编织(image weaving)功能而将二维内容图帧转换为3D格式图帧。于步骤S204，3D显示服务模块123将3D格式图帧提供给3D显示器110进行显示。由此可知，于一实施例中，桥接模块122可反应于用户操作而将处理器130所执行的应用程序移动至虚拟延伸屏幕。并且，3D显示器110反应于用户操作而自关联于应用程序121的操作画面切换为显示3D格式图帧。
值得一提的是，于一实施例中，并排图像处理模块124可自3D显示服务模块123接收应用程序121的二维内容图帧，并判断二维内容图帧是否符合并排图像(side-by-side)格式。若否，并排图像处理模块124可将二维内容图帧转换为符合并排图像格式。于是，3D显示服务模块123可将符合并排图像格式的二维内容图帧转换为3D格式图帧。于此，符合并排图像(side-by-side)格式的图像会包括左右并排的左眼图像与右眼图像。于一实施例中，并排图像处理模块124可通过神经网络模型来将二维内容图帧转换为符合并排图像格式。
然而，需说明的是，上述实施例是以第三方软件开发工具包提供的3D显示参数与图像编织功能为范例进行说明。然而，于其他实施例中，桥接模块122、3D显示服务模块123以及并排图像处理模块124所实现的功能也可与第三方软件开发工具包125进行整合。在此情况下，于一实施例中，处理器130可通过执行存储器120中的多个模块而执行下列步骤。当处理器130执行一应用程序121，处理器130建立一虚拟延伸屏幕，并将应用程序121移动至所述虚拟延伸屏幕。处理器130通过屏幕获取功能而从虚拟延伸屏幕获取应用程序的二维内容图帧。处理器130获取关联于3D显示器的3D显示参数，例如视线信息等。处理器130依据3D显示参数与图像编织功能将二维内容图帧转换为3D格式图帧，并将3D格式图帧提供给3D显示器110进行显示。
图5是依照本发明一实施例的3D显示系统的软件架构的示意图。请参照图5，3D显示系统10可执行的应用程序包括桌面应用程序511、符合Openxr标准或Openvr标准的标准化应用程序512，以及特殊开发应用程序513。
于本实施例中，为了依据应用程序的二维内容图帧产生适于由3D显示器110进行显示的3D格式图帧F_3d，桥接模块122可获取桌面应用程序511、标准化应用程序512，或特殊开发应用程序513的二维内容图帧。依据应用程序的不同种类，桥接模块122可使用不同方式来获取对应的二维内容图帧，此细节将于后方详述。于是，3D显示服务模块123可依据第三方软件开发工具包125提供的3D显示参数与利用第三方软件开发工具包125提供的图像编织(image weaving)功能而将二维内容图帧转换为3D格式图帧F_3d。图像编织(imageweaving)功能适于将符合并排图像格式的图像内容转换为基于3D显示器110的硬件架构(例如透镜架构或面板像素设计等)而决定的3D格式图帧F_3d。
于本实施例中，第三方软件开发工具包125可包括透镜控制模块125_1、眼球追踪模块125_2，以及图像编织模块125_3。透镜控制模块125_1用以控制透镜L1的开启与关闭，使3D显示器110可进行2D显示或3D显示。于一实施例中，反应于3D显示服务模块123侦测到启用3D显示功能的用户操作，3D显示服务模块123可通过透镜控制模块125_1去控制透镜L1开启外，眼球追踪模块125_2通过相机140侦测用户的视线信息，致使3D格式图帧F_3d可依据用户的视线信息而产生。于一实施例中，眼球追踪模块125_2可将与视线信息相关的3D显示参数回报给3D显示服务模块123。
此外，并排图像处理模块124可侦测桥接模块122获取的二维内容图帧是否符合并排图像格式。若否，并排图像处理模块124可产生符合并排图像格式的二维内容图帧，并将符合并排图像格式的二维内容图帧回报给3D显示服务模块123。之后，3D显示服务模块123可通过使用图像编织模块125_3提供的程序库(Library)与3D显示参数而产生3D格式图帧F_3d。
于本实施例中，3D显示服务模块123可将3D格式图帧F_3d传递至主显示屏幕53，以使对应至主显示屏幕53的3D显示器110显示3D格式图帧F_3d。亦即，将3D格式图帧F_3d写入至对应至主显示屏幕53的图帧缓存空间。然而，于其他实施例，3D显示服务模块123可通过其他有线或无线传输技术而将3D格式图帧传送至3D显示器110进行显示。
需说明是，于处理器130执行桌面应用程序511的情况中，像是用户操作绘图软件程序进行绘图或使用多媒体播放程序播放图像等，桥接模块122可反应于用户操作而将桌面应用程序511移动至虚拟延伸屏幕。接着桥接模块122可对虚拟延伸屏幕进行屏幕获取操作，而获取桌面应用程序511的二维内容图帧。于一实施例中，在桥接模块122将桌面应用程序511移动至虚拟延伸屏幕之前，桌面应用程序511可切换为操作于全屏幕模式，使得虚拟延伸屏幕仅包括桌面应用程序511的二维内容图帧而不包括其他应用程序操作接口。借此，桥接模块122可将桌面应用程序511的二维内容图帧提供给3D显示服务模块123进行后续操作。
图6是依照本发明一实施例存储器中的图帧缓存空间的示意图。请参照图6，在建立虚拟延伸屏幕之后，3D显示系统中的存储器可包括对应至虚拟延伸屏幕的图帧缓存空间62以及对应至主显示屏幕的图帧缓存空间61。在将处理器所执行的应用程序移动至虚拟延伸屏幕之前，且主显示屏幕的图帧缓存空间61存储有应用程序的操作画面F1，且虚拟延伸屏幕的图帧缓存空间62尚未存储任何图帧数据。接着，在将处理器所执行的应用程序移动至虚拟延伸屏幕之后，应用程序的二维内容图帧F2会记录于虚拟延伸屏幕的图帧缓存空间62，桥接模块122可自图帧缓存空间62获取应用程序的二维内容图帧F2。接着，对应至主显示屏幕的图帧缓存空间记录61将存储有3D显示服务模块123提供的3D格式图帧F3，以使3D显示器110可进行3D显示。
基于图6说明可知，通过将应用程序移动至虚拟延伸屏幕，桥接模块122可从虚拟延伸屏幕持续获取到应用程序的多张二维内容图帧，以达到可持续产生对应3D格式图帧的目的。反之，若未有建议虚拟延伸屏幕与将应用程序移动至虚拟延伸屏幕的操作(即只配置主要显示屏幕的情况下)，桥接模块122在主显示屏幕显示3D格式图帧F3之后将获取到一张3D格式图帧，而无法继续获取到应用程序的二维内容图帧。于是，3D显示系统将无法持续依据应用程序的二维内容图帧进行预期中的3D显示。
另一方面，于一实施例中，对于符合Openxr标准或Openvr标准的标准化应用程序512来说，桥接模块122可通过一介接工具55来实现可执行标准化应用程序512的执行环境(runtime)。基此，桥接模块122可通过介接工具55获取标准化应用程序512的二维内容图帧，将标准化应用程序512的二维内容图帧提供给3D显示服务模块123进行后续操作。除此之外，于一实施例中，对于特殊开发应用程序513来说，其是依据身为应用程序编程接口的桥接模块122开发而成。因此，特殊开发应用程序513可自行将二维内容图帧经由桥接模块122提供给3D显示服务模块123进行后续操作。
综上所述，于本发明实施例中，可在不对应用程序进行任何更改的条件下，将多种应用程序的二维内容图帧转换为符合特定3D格式的3D格式图帧，以丰富裸视3D显示器可显示的3D内容。借此，用户可将多种应用程序的二维内容图帧转换为3D格式进行裸视3D显示，不会受限于图像格式且应用范围广泛。
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 (17)

1.一种3D显示系统，其特征在于，包括：
3D显示器；
存储器，记录有多个模块；以及
处理器，连接所述3D显示器及所述存储器，以存取并执行所述存储器中记录的所述模块，所述模块包括：
桥接模块，当所述处理器执行应用程序，建立虚拟延伸屏幕，并将所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕，通过屏幕获取功能而从所述虚拟延伸屏幕获取所述应用程序的二维内容图帧；以及
3D显示服务模块，自桥接模块获取所述应用程序的所述二维内容图帧，通过与第三方软件开发工具包沟通而将所述二维内容图帧转换为3D格式图帧，并将所述3D格式图帧提供给所述3D显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于，所述模块还包括并排图像处理模块，自所述3D显示服务模块接收所述应用程序的所述二维内容图帧，并判断所述二维内容图帧是否符合并排图像格式；若否，将所述二维内容图帧转换为符合所述并排图像格式。
3.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于，所述3D显示服务模块依据所述第三方软件开发工具包提供的3D显示参数与利用所述第三方软件开发工具包提供的图像编织功能而将所述二维内容图帧转换为所述3D格式图帧。
4.根据权利要求1所述的3D显示系统，其特征在于，所述3D显示服务模块将所述3D格式图帧传递至主显示屏幕，以使所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
5.根据权利要求4所述的3D显示系统，其特征在于，所述存储器包括对应至所述虚拟延伸屏幕的图帧缓存空间以及对应至所述主显示屏幕的图帧缓存空间，在将所述处理器所执行的所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕之后，对应至所述主显示屏幕的图帧缓存空间记录有所述3D格式图帧，致使作为所述主显示屏幕的所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
6.根据权利要求4所述的3D显示系统，其特征在于，所述桥接模块反应于用户操作而将所述处理器所执行的所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕，且所述3D显示器反应于所述用户操作而自关联于应用程序的操作画面切换为显示所述3D格式图帧。
7.一种3D显示方法，适用于3D显示系统，其特征在于，包括：
当处理器执行应用程序，建立虚拟延伸屏幕，并将所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕；
通过屏幕获取功能而从所述虚拟延伸屏幕获取所述应用程序的二维内容图帧；
通过与第三方软件开发工具包沟通而将所述二维内容图帧转换为3D格式图帧；以及
将所述3D格式图帧提供给3D显示器进行显示。
8.根据权利要求7所述的3D显示方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述二维内容图帧是否符合并排图像格式；以及
若否，将所述二维内容图帧转换为符合所述并排图像格式。
9.根据权利要求7所述的3D显示方法，其特征在于，通过与所述第三方软件开发工具包沟通而将所述二维内容图帧转换为所述3D格式图帧的步骤包括:
依据所述第三方软件开发工具包提供的3D显示参数与利用所述第三方软件开发工具包提供的图像编织功能而将所述二维内容图帧转换为所述3D格式图帧。
10.根据权利要求7所述的3D显示方法，其特征在于，将所述3D格式图帧提供给所述3D显示器进行显示的步骤包括：
将所述3D格式图帧传递至主显示屏幕，以使所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
11.根据权利要求10所述的3D显示方法，其特征在于，所述方法还包括：在将所述处理器所执行的所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕之后，将所述3D格式图帧记录至对应至所述主显示屏幕的图帧缓存空间，致使作为所述主显示屏幕的所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
12.根据权利要求10所述的3D显示方法，其特征在于，所述应用程序反应于用户操作而将移动至所述虚拟延伸屏幕，且所述3D显示器反应于所述用户操作而自关联于应用程序的操作画面切换为显示所述3D格式图帧。
13.一种3D显示系统，其特征在于，包括：
3D显示器；
存储器，记录有多个模块；以及
处理器，连接所述3D显示器及所述存储器，存取并执行所述存储器中记录的所述模块以：
当处理器执行应用程序，建立虚拟延伸屏幕，并将所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕；
通过屏幕获取功能而从所述虚拟延伸屏幕获取所述应用程序的二维内容图帧；
获取关联于所述3D显示器的3D显示参数；以及
依据所述3D显示参数与图像编织功能将所述二维内容图帧转换为3D格式图帧，并将所述3D格式图帧提供给所述3D显示器进行显示。
14.根据权利要求13所述的3D显示系统，其特征在于，所述处理器执行所述模块以：判断所述二维内容图帧是否符合并排图像格式；若否，将所述二维内容图帧转换为符合所述并排图像格式。
15.根据权利要求13所述的3D显示系统，其特征在于，所述处理器执行所述模块以：将所述3D格式图帧传递至主显示屏幕，以使所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
16.根据权利要求15所述的3D显示系统，其特征在于，所述存储器包括对应至所述虚拟延伸屏幕的图帧缓存空间以及对应至所述主显示屏幕的图帧缓存空间，在将所述处理器所执行的所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕之后，对应至所述主显示屏幕的图帧缓存空间记录有所述3D格式图帧，致使作为所述主显示屏幕的所述3D显示器显示所述3D格式图帧。
17.根据权利要求15所述的3D显示系统，其特征在于，所述处理器执行所述模块以：反应于用户操作而将所述处理器所执行的所述应用程序移动至所述虚拟延伸屏幕，其中所述3D显示器反应于所述用户操作而自关联于应用程序的操作画面切换为显示所述3D格式图帧。
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