CN115812173A - 在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法、动态立体显示设备和计算机程序产品 - Google Patents

在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法、动态立体显示设备和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

提供了一种在体TRIC显示设备中动态显示三维图像对象的方法。该方法包括：绕轴线(AX)旋转显示板(DP)以显示体积三维图像；根据体积显示区域(DV)中的第一图像坐标系中的第一坐标显示第一三维图像对象的第一三维图像；感测感测区域(SZ)内的外部现实世界对象的位置或移动；以及根据体积显示区域(DV)中的第二图像坐标系中的第二坐标显示第二三维图像对象的第二三维图像。第二三维图像对象是通过将第一三维图像对象从初始取向重新取向为目标取向而获得的；重新定向与外部现实世界对象的位置或移动相关联。

Description

在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法、动态立体 显示设备和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及一种用于在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法、动态立体显示设备和计算机程序产品。
背景技术
与传统显示屏中的平面图像相反，立体显示装置提供了图像对象在物理三维空间中的视觉表示。在立体显示装置中，观看者能够从多个方向观看图像。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法，包括：使显示板围绕轴旋转，以显示立体三维图像；在所述立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；以及在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及所述重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
可选地，所述方法还包括：同时检测所述感测区中的多个现实世界对象；以及将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象；其中，所述三维图像对象的所述重定向与除了所述外部现实世界对象之外的现实世界对象的位置或移动不相关。
可选地，将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象包括以下中的至少一个：在分别从所述多个现实世界对象检测到声音信号时，从所述多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；在检测到分别从所述多个现实世界对象到所述立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；或在检测到所述多个现实世界对象相对于所述立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。
可选地，在将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象的过程中，选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象比选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象具有更高的优先级，选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象比选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象具有更高的优先级。
可选地，所述目标强度范围等于或大于50分贝；所述目标距离范围等于或小于1米；以及所述目标高度范围等于或小于与所述立体显示设备的中间部分对应的相对高度。
可选地，在感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动之后并且在显示所述三维图像对象的第二三维图像之前，所述方法还包括关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段。
可选地，感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动包括通过多个传感器感测从所述感测区外部进入所述感测区内部的所述外部现实世界对象；该方法还包括：确定第一相位角，所述初始取向以所述第一相位角沿着从所述轴向外的方向；确定第二相位角，所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的方向；以及在确定所述第一相位角和所述第二相位角彼此不同时，显示所述第二三维图像对象的所述第二三维图像，使得所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴向外的方向。
可选地，所述方法还包括，在感测到所述外部现实世界对象从所述感测区外部进入所述感测区内部之后并且在显示所述三维图像对象的所述第二三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段。
可选地，感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动包括通过多个传感器周期性地感测所述外部现实世界对象的移动；其中，所述方法还包括：在所述立体显示区域中，顺序地显示分别根据分别在N个图像坐标系中的坐标的所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2；其中，所述N个三维图像分别沿着N个取向被定向，所述N个取向分别在N个时间点沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的位置的方向。
可选地，所述方法还包括在显示所述三维图像对象的第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段，1≤n≤N。
可选地，所述暂停时段根据下式确定：
Figure BDA0003078559980000031
其中，t代表所述暂停时段，f代表所述显示板围绕所述轴旋转的频率，v代表所述外部现实世界对象相对于所述轴的移动的角速度。
可选地，所述外部现实世界对象是包括一个或多个手势传感器的控制器，所述控制器被配置为感测持有所述控制器的用户的手势；以及所述三维图像对象的重定向遵从所述控制器的重定向。
可选地，所述方法还包括：分别在N个时间点依次检测N个控制器取向；以及分别在所述立体显示区域中，依次显示所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2；其中，从所述三维图像对象的第n三维图像到所述三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向遵从从第n控制器取向到第(n+1)控制器取向的重定向，1≤n≤N。
可选地，所述方法还包括确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向是否涉及相对于所述三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者；其中，用于显示所述三维图像对象的参考三维图像的体素数据被存储在高速缓存中。
可选地，在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的旋转和围绕所述Y轴的旋转两者时，所述方法还包括：通过处理器生成用于显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的体素数据，而不获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据。
可选地，在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向仅涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的所述旋转和围绕所述Y轴的所述旋转中的一个时，所述方法还包括：从所述高速缓存获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据，所述体素数据包括分别用于体素的参考集的数据；以及将用于所述体素数据中的相应参考体素的相应体素数据重新指定给重新指定的体素；其中，所述重新指定的体素相对于相应参考体素被重定向，作为从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的重定向。
可选地，所述方法还包括在显示所述三维图像对象的所述第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段，1≤n≤N。
可选地，显示所述三维图像对象的所述第一三维图像包括随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以多个相位角在所述显示板上显示多个第一截面图像；以及显示所述三维图像对象的所述第二三维图像包括随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以所述多个相位角在所述显示板上显示多个第二截面图像。
在另一方面，本公开提供了一种动态立体显示设备，包括：显示板，其被配置为围绕轴旋转以显示立体三维图像；一个或多个传感器，其被配置为感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；存储器；一个或多个处理器；其中，所述存储器和所述一个或多个处理器彼此连接；以及所述存储器存储用于控制所述一个或多个处理器执行以下操作的计算机可执行指令：使得在所述立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；以及使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及所述重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
在另一方面，本公开提供了一种计算机程序产品，包括其上具有计算机可读指令的非暂时性有形计算机可读介质，所述计算机可读指令可由处理器执行以使所述处理器执行：使得在立体显示设备中，在立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；以及使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及所述重定向与外部现实世界对象的位置或移动相关。
附图说明
根据各种公开的实施例，以下附图仅是用于说明目的的示例，并且不旨在限制本发明的范围。
图1A是示出了根据本公开的一些实施例中的立体显示设备的结构的示意图。
图1B示出了根据本公开的一些实施例中的通过旋转立体显示设备的显示板而形成的立体显示区域。
图1C示出了根据本公开的一些实施例中的立体显示设备的感测区。
图2A示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中，随着显示平面围绕轴旋转，分别以多个相位角在显示板上显示的多个截面图像(sectional image)。
图2B示出了根据本公开的一些实施例中的多个相位角。
图3是示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法的流程图。
图4A示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中显示的三维图像对象的重定向。
图4B示出了对应于图4A中的第一取向和第二取向的相位角。
图5A和图5B示出了根据本公开的一些实施例中，分别根据不同图像坐标系中的不同坐标在立体显示区域中显示三维图像对象的三维图像。
图6示出了根据本公开的一些实施例中在外部现实世界对象移动时在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法。
图7示出了根据本公开的一些实施例中检测多个现实世界对象相对于立体显示设备的相对高度的方法。
图8是示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法的流程图。
图9示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中显示的三维图像对象的重定向。
图10是根据本公开的一些实施例中的动态立体显示设备的的框图。
具体实施方式
现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应当注意，本文中呈现的一些实施例的以下描述仅用于说明和描述的目的。其不是穷举的或限于所公开的精确形式。
本公开尤其提供了一种用于在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法、一种动态立体显示设备以及一种计算机程序产品，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。在一个方面，本公开提供了一种用于在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法。在一些实施例中，该方法包括：使显示板围绕轴旋转，以显示立体三维图像；在所述立体显示区域中，根据第一图像坐标系中的第一坐标，显示第一三维图像对象的第一三维图像；感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；以及在所述立体显示区域中，根据第二图像坐标系中的第二坐标，显示第二三维图像对象的第二三维图像。可选地，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的。可选地，重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
如本文所用，术语“显示板”是指显示面板或介质，该介质被配置为在接收到从光调制器投射的光时显示图像。当显示板是显示面板时，显示板本身发光并显示图像。显示面板的示例包括液晶显示面板、有机发光二极管显示面板、微发光二极管(微型LED)显示面板、微发光二极管(微LED)显示面板等。可选地，显示板是透明的，以显示三维图像对象。当显示板是被配置为在接收到从光调制器投射的光时显示图像的介质时，光板本身不一定发光，而是依赖于光调制器来显示图像。可选地，当显示板是被配置为在接收到从光调制器投射的光时显示图像的介质时，立体显示设备还可以包括光调制器，其被配置为将图像的多个深度平面投射在介质上。
如这里所使用的，术语“立体显示”指的是用于以三维图像真实地呈现为具有实际物理深度的方式向用户呈现三维图像的设备、方法和系统。例如，立体显示设备可操作以充当用于在三维空间中视觉地呈现三维图像的装置。根据本公开的立体显示设备和方法使得能够动态地显示三维图像对象。
图1A是示出了根据本公开的一些实施例中的立体显示设备的结构的示意图。参考图1A，在一些实施例中，立体显示设备包括显示板DP，其被配置为围绕轴AX旋转，以显示立体三维图像。图1B示出了根据本公开的一些实施例中的通过旋转立体显示设备的显示板而形成的立体显示区域。参照图1B，旋转显示板所形成的立体显示区域DV为圆柱形体积。参照图1A，显示板DP的旋转可由电机MT驱动。在一些实施例中，立体显示设备还包括印刷电路板组件PCBA，其还可以包括一个或多个集成电路或者被配置为与一个或多个集成电路连接。印刷电路板组件PCBA或集成电路还可以包括一个或多个处理器和存储器。存储器和一个或多个处理器彼此连接。存储器存储用于控制一个或多个处理器执行各种任务的计算机可执行指令。
在一些实施例中，立体显示设备还包括一个或多个传感器SR。图1A示出了一个或多个传感器SR在立体显示设备的基座上，并且围绕基座的外围均匀分布。一个或多个传感器SR可以被设置在各种合适的位置，以感测各种合适的信号(包括外部现实世界对象的位置或移动)。图1C示出了根据本公开的一些实施例中的立体显示设备的感测区。图1C示出了沿着立体显示设备的轴AX的平面图。在一个示例中，感测区SZ可由一个或多个传感器SR可检测信号的极限来限定。替代地，感测区SZ可由用户设定的范围来预先定义。
在一个示例中，一个或多个传感器SR被配置为检测人类观看者(即，在一些实施例中，外部现实世界对象是人类观看者)的位置或移动。一个或多个传感器SR的数量可以以任何适当的方式确定。例如，一个或多个传感器SR的数量可以由检测在感测区SZ中以任何角度存在的观看者所需的数量来确定。在一个示例中，两个相邻传感器的两个感测范围彼此重叠，或者间隔开小于观看者宽度的距离，以确保在感测区SZ内的任何位置检测到观看者。
合适的传感器的示例包括红外传感器、红外温度传感器、热电传感器、摄像头、声音传感器、地磁传感器、角速度传感器、陀螺仪等中的一个或任意组合。
图2A示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中，随着显示平面围绕轴旋转，分别以多个相位角在显示板上显示的多个截面图像。图2B示出了根据本公开的一些实施例中的多个相位角。参照图2A和图2B，在一些实施例中，立体显示设备中的显示板被配置为围绕轴AX旋转，并且分别在多个相位角处，该显示板被配置为分别显示多个截面图像SI。显示板可以被配置为分别以任何适当数量的相位角显示任何适当数量的截面图像SI。图2B示出了总共16个相位角(表示为1，2，3,......，16)。在一个示例中，每个体积帧的相位角的数量和截面图像的数量是180。立体显示区域中的最小显示元素是体素VX，如图2A所示。如在此所使用的，术语“体素”指的是定义三维空间中的点的元素。本公开中的体素VX对应于三维像素，表示图像显示值(例如，强度、颜色等)被分配给的最小体积元素单位。体素被组合以在视觉上表示三维图像对象。
图3是示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法的流程图。参考图3，在一些实施例中，该方法包括：围绕轴旋转显示板以显示立体三维图像；根据第一图像坐标系中的第一坐标，在立体显示区域中显示三维图像对象的第一三维图像；感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；以及根据第二图像坐标系中的第二坐标，在立体显示区域中显示三维图像对象的第二三维图像。第二图像坐标系中的三维图像对象是第一图像坐标系中的三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的。可选地，重定向与外部现实世界对象的位置或移动相关。
各种合适的现实世界对象可被用作根据本公开的外部现实世界对象。在一个示例中，外部现实世界对象是立体显示设备的观看者。在另一示例中，外部现实世界对象是立体显示设备的观看者的身体部分(例如，头、眼睛、躯干)。在另一示例中，外部现实世界对象是进入感测区的任何(活体或非活体)对象。在另一示例中，外部现实世界对象是诸如遥控器的控制器，用于控制立体显示设备中的图像显示。
图4A示出了根据本公开的一些实施例中的在立体显示设备中显示的三维图像对象的重定向。参照图4A，在立体显示设备中显示的三维图像对象是模型飞机。在第一取向中，模型飞机的尾部和头部的连线与第一取向对准。在第二取向中，模型飞机的尾部和头部的连线不与第二取向对齐。图4B示出了对应于图4A中的第一取向和第二取向的相位角。
图5A和图5B示出了根据本公开的一些实施例中，分别根据不同图像坐标系中的不同坐标在立体显示区域中显示三维图像对象的三维图像。如图5A所示，根据立体显示区域中的第一图像坐标系中的第一坐标来显示三维图像对象的第一三维图像。如图5B所示，根据立体显示区域中的第二图像坐标系中的第二坐标来显示三维图像对象的第二三维图像。如上所述(例如，参见图2A)，通过随着显示平面围绕轴旋转分别以多个相位角在显示板上显示多个截面图像，显示三维图像对象的三维图像。因此，在一些实施例中，该方法包括：显示三维图像对象的第一三维图像(包括随着显示平面围绕轴旋转，分别以多个相位角在显示板上显示多个第一截面图像)；以及显示三维图像对象的第二三维图像(包括随着显示平面围绕轴旋转，分别以多个相位角在显示板上显示多个第二截面图像)。第一三维图像中的三维图像对象沿着初始取向被定向。第二三维图像中的三维图像对象沿着目标取向被定向。第二图像坐标系中的三维图像对象是第一图像坐标系中的三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的。
在本公开中，三维图像对象的重定向与外部现实世界对象的位置或移动相关。在一些实施例中，感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动包括通过多个传感器感测从感测区外部进入感测区内部的外部现实世界对象。在一个示例中，在外部现实世界对象(例如，观看者)出现在感测区中之前，第一三维图像中的三维图像对象沿着初始取向被定向。在另一示例中，在外部现实世界对象(例如，观看者)进入感测区之后，第二三维图像中的三维图像对象沿着目标取向被定向。在一个示例中，外部现实世界对象可由一个或多个红外传感器感测。
参考图4B，在一些实施例中，该方法包括确定第一相位角，初始取向以第一相位角沿着从轴AX向外的方向；确定第二相位角，目标取向以第二相位角沿着从轴AX到外部现实世界对象的方向。在一个示例中，第一相位角和第二相位角相同，并且不需要对三维图像对象进行重定向。在另一示例中，如图4B所示，第一相位角和第二相位角彼此不同。在一些实施例中，在确定第一相位角和第二相位角彼此不同时，该方法还包括根据第二图像坐标系中的第二坐标，显示三维图像对象的第二三维图像，使得目标取向以第二相位角沿着从轴向外的方向。在三维图像对象被重定向之后，观看者可以从感兴趣的取向(例如，观看模型飞机的头部)观看三维图像对象。
在一些实施例中，在感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动之后并且在显示三维图像对象的第二三维图像之前，该方法还包括在显示板刷新之前将显示板上的图像显示关闭一暂停时段(pausing period)。例如，在感测到外部现实世界对象从感测区外部进入感测区内部之后并且在显示三维图像对象的第二三维图像之前，该方法还包括将显示板上的图像显示关闭一暂停时段。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000111
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表暂停时段，f代表显示面板围绕轴旋转的频率，n代表第一相位角与第二相位角之间的角度差。在暂停时段结束时，显示板根据第二图像坐标系中的第二坐标刷新并显示三维图像对象的第二三维图像，使得目标取向以第二相位角沿着从轴向外的方向。
在一些实施例中，外部现实世界对象是移动对象，例如，围绕立体显示设备的外围的至少一部分移动。因此，在一些实施例中，感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动包括通过多个传感器周期性地感测外部现实世界对象的移动。例如，可以以固定时间间隔周期性地感测外部现实世界对象的移动。
在一些实施例中，在一些实施例中，该方法还包括根据在立体显示区域中分别在N个图像坐标系中的坐标，分别顺序显示三维图像对象的N个三维图像，N≥2。可选地，N个三维图像分别沿着N个取向被定向，N个取向分别沿着从轴到外部现实对象在N个时间点的位置的方向。图6示出了根据本公开的一些实施例中在外部现实世界对象移动时在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法。参考图6，在一个示例中，N个相位角(第1相位角到第N相位角)分别与N个三维图像中的三维图像对象的N个取向(例如，图4中的模型飞机的尾部至头部取向)分别对准。外部现实世界对象的移动在图6中表示。当外部现实世界对象移动时，三维图像对象周期性地重定向，使得感兴趣的取向(例如，图4中的模型飞机的尾部至头部取向)可以总是对于外部现实世界对象(例如，观看者)可见。
如上所述，在一些实施例中，该方法还包括在显示板刷新之前，关闭显示板上的图像显示达暂停时段，例如，在显示三维图像对象的第n三维图像之后并且在显示三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，关闭显示板上的图像显示达暂停时段，1≤n≤N。参照图6，第n相位角和第(n+1)相位角分别对应于第n三维图像和第(n+1)三维图像中的三维图像对象的第n取向和第(n+1)取向。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000112
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表暂停时段，f代表显示板围绕轴旋转的频率，v代表外部现实世界对象相对于轴的移动的角速度。在暂停时段结束时，显示板根据第(n+1)图像坐标系中的坐标来刷新并显示三维图像对象的第(n+1)三维图像，使得目标取向以第二相位角沿着从轴向外的方向。
在一些实施例中，多个现实世界对象同时存在于感测区中。因此，在一些实施例中，该方法包括选择存在于感测区中的多个现实世界对象中的一个作为外部现实世界对象，三维图像对象的重定向与该外部现实世界对象的位置或移动相关。在一些实施例中，该方法还包括同时检测感测区中的多个现实世界对象；以及将所述多个现实世界对象中的一者指定为所述外部现实世界对象。三维图像对象的重定向与外部现实世界对象的位置或移动相关。三维图像对象的重定向与除外部现实世界对象之外的现实世界对象的位置或移动无关。
在一些实施例中，将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象包括，在分别从多个现实世界对象检测到声音信号时，从多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象。例如，通常，人的正常语音具有在40分贝到60分贝的范围内的声音强度。在一个示例中，检测到的声音信号中的至少一个具有大于60分贝的声音强度，该方法包括排除具有声音强度小于50分贝的声音信号的现实世界对象。在另一示例中，目标强度范围等于或大于50分贝。仅将具有声音强度等于或大于50分贝的声音信号的那些现实世界对象(例如，观看者)选择为具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的对象。
在一些实施例中，将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象包括，在分别检测到从多个现实世界对象到立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象。在一个示例中，设置在相同水平面上(例如，在立体显示设备的基座上)的多个红外传感器被配置为分别检测从多个现实世界对象到立体显示设备的相对距离。在另一示例中，目标距离范围被定义为1米。仅将具有等于或小于1米的相对距离的那些现实世界对象(例如，观看者)选择为具有在目标距离范围内的相对距离的对象。
在一些实施例中，将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象包括，在检测到多个现实世界对象相对于立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。图7示出了根据本公开的一些实施例中检测多个现实世界对象相对于立体显示设备的相对高度的方法。参照图7，多个红外传感器被配置为分别以不同的角度(例如，以30度的角度差)发射红外辐射。目标距离范围被定义为1米。如图7所示，红外传感器不检测立体显示设备VDA的中间部分之上的任何对象，而是仅检测在与立体显示设备VDA的中间部分对应的相对高度处或之下的一个或多个对象(例如，观看者)。目标高度范围可以被定义为与立体显示设备VDA的中间部分对应的相对高度。检测到的观看者可以被选择为具有在目标高度范围内的相对高度的对象。
在一些实施例中，将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象包括以下中的至少两个的组合：(1)在分别从多个现实世界对象检测到声音信号时，从多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；(2)在检测到分别从多个现实世界对象到立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；或者(3)在检测到多个现实世界对象相对于立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。
在一些实施例中，将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象包括以下组合：(1)在分别检测到来自多个现实世界对象的声音信号时，从多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；(2)在检测到分别从所述多个现实世界对象到所述立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；以及(3)在检测到多个现实世界对象相对于立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。可选地，在将多个现实世界对象中的一个指定为外部现实世界对象的过程中，选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象比选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象具有更高的优先级，选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象比选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象具有更高的优先级。
在一些实施例中，外部现实世界对象是具有一个或多个手势传感器的手势感测控制器。手势感测控制器被配置为感测持有控制器的用户的手势。因此，感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动的步骤包括感测手势感测控制器的移动(例如，通过手势感测控制器中的一个或多个手势传感器)。可选地，三维图像对象的重定向遵循(follow)手势感测控制器的重定向。
图8是示出了根据本公开的一些实施例中的在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法的流程图。参考图8，在一些实施例中，该方法包括分别在N个时间点顺序地检测N个控制器取向；以及在立体显示区域中顺序地分别显示三维图像对象的N个三维图像，N≥2。
在一些实施例中，从三维图像对象的第n三维图像到三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向遵循从第n控制器取向到第(n+1)控制器取向的重定向，1≤n≤N。图9示出了根据本公开的一些实施例中在立体显示设备中显示的三维图像对象的重定向。参考图9，当手势感测控制器GC重定向(如，围绕X轴旋转)时，三维图像对象以相同的方式(如，也围绕X轴旋转)相应地重定向。
在一些实施例中，所述方法还包括确定从所述三维图像对象的第n三维图像到所述三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向是否涉及相对于所述三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者。可选地，用于显示三维图像对象的参考三维图像的体素数据被存储在高速缓存中。如这里所使用的，Z轴平行于显示板旋转所围绕的轴AX，并且X轴和Y轴是相对于Z轴的另外两个轴。
当确定从三维图像对象的第n三维图像到三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向涉及相对于三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者时，在一些实施例中，该方法还包括由处理器生成用于显示三维图像对象的第(n+1)三维图像的体素数据，而不获得用于显示三维图像对象的参考三维图像的体素数据(因此重新生成体素数据)。在一个具体的示例中，生成用于显示三维图像对象的第(n+1)三维图像的体素数据包括计算用于显示三维图像对象的第(n+1)三维图像的截面图像的数量。在一些实施例中，该方法还包括执行体素化、体素均化以及体素点云压缩，以输出截面图像的数量的数据。
当确定从三维图像对象的第n三维图像到三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向仅涉及相对于三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转中的一个时，在一些实施例中，该方法还包括从高速缓存获得用于显示三维图像对象的参考三维图像的体素数据，该体素数据包括分别用于体素的参考集的数据；以及将体素数据中的相应参考体素的相应体素数据重新指定给重新指定的体素。重新指定的体素相对于相应参考体素被重定向，作为从三维图像对象的第n三维图像到三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向。
在一些实施例中，该方法还包括，在显示三维图像对象的第n三维图像之后并且在显示三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，在暂停时段内关闭显示板上的图像显示，1≤n≤N。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000151
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表暂停时段，f代表显示板围绕轴旋转的频率，n代表与第n三维图像中的三维图像对象的第n取向对准的第n相位角和与第(n+1)三维图像中的三维图像对象的第(n+1)取向对准的第(n+1)相位角之间的角度差。在暂停时段结束时，显示板根据第(n+1)图像坐标系中的坐标刷新并显示三维图像对象的第(n+1)三维图像，使得目标取向以第(n+1)相位角沿着从轴向外的方向。
根据本公开的在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法为立体显示设备的观看者提供了高度交互的用户体验。与其他显示方法相比，本方法允许用于三维立体显示的多个人机交互模式，无论观看者是不动的还是运动的，或者无论存在单个观看者还是多个观看者。此外，本方法还使得观看者能够直接与显示器交互，或者通过控制器间接与显示器交互。本方法提供的灵活性和高度交互操作大大增强了观看立体显示设备时的用户体验。
在另一方面，本公开提供了一种动态立体显示设备。在一些实施例中，动态立体显示设备包括：显示板，其被配置为围绕轴旋转以显示立体三维图像；一个或多个传感器，被配置为感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；存储器；以及一个或多个处理器。存储器和一个或多个处理器彼此连接。
图10是根据本公开的一些实施例中的动态立体显示设备的的框图。参考图10，在一些实施例中，动态立体显示设备1000可以包括任何适当类型的TV，如，等离子体TV、液晶显示器(LCD)TV、触屏TV、投影TV、非智能TV、智能TV等。动态立体显示设备1000还可以包括其他计算系统，如，个人计算机(PC)、平板电脑或笔记本电脑或智能手机等。此外，动态立体显示设备1000可以是任何适当的内容呈现装置，其能够呈现适当内容。并且用户可以与动态立体显示设备1000进行交互以执行感兴趣的操作。
如图10所示，动态立体显示设备1000可以包括处理器1002、存储介质1004、显示器1006、通信模块1008、数据库1010和外围设备1012。可以省略某些装置以及可以包括其他装置以更好的描述相关实施例。
处理器1002可以包括任何适当的一个或多个处理器。处理器1002可以包括用于多线程或并行处理的多个核心。处理器1002可以执行计算机程序指令的序列以执行各个过程。存储介质1004可以包括存储器模块(如，ROM、RAM、闪存模块)和大容量存储器(如，CD-ROM和硬盘)等。存储介质1004可以存储计算机程序，以在计算机程序由处理器1002执行时实现各种过程。例如，存储介质1004可以存储计算机程序，以在计算机程序由处理器1002执行时实现各种算法。
进一步的，通信模块1008可以包括某些网络接口装置，该网络接口装置被配置成建立通过通信网络(如，TV电缆网络、无线网络、互联网)的连接。数据库1010可以包括一个或多个数据库，所述一个或多个数据库被配置成存储某些数据以及对所存储的某些数据执行某些操作，如，数据库搜索。
显示器1006可以向用户提供信息。显示器1006可以包括任何适当类型的计算机显示装置或电子装置显示器，如，基于LCD或OLED的装置。外围设备1012可以包括各种传感器或其他I/O装置，如，键盘或鼠标。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含至少一个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个顺序接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在一些实施例中，存储器存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以使得在所述立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的三维图像对象的第一三维图像；以及使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的三维图像对象的第二三维图像。可选地，根据所述第二图像坐标系中的所述第二坐标的所述三维图像对象相对于根据所述第一图像坐标系中的所述第一坐标的所述三维图像对象从初始取向被重定向到目标取向。可选地，所述三维图像对象的重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
在一些实施例中，存储器还存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在一个或多个传感器感测到外部现实世界对象在感测区内的位置或移动之后并且在使得显示三维图像对象的第二三维图像之前，使得在暂停时段关闭显示板上的图像显示。
在一些实施例中，存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以使得随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以多个相位角在所述显示板上显示多个第一截面图像，从而使得显示所述三维图像对象的所述第一三维图像；以及使得随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以所述多个相位角在所述显示板上显示多个第二截面图像，从而使得显示三维图像对象的第二三维图像。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括多个传感器，其被配置为感测从感测区外部进入感测区内部的外部现实世界对象。存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以确定第一相位角，所述初始取向以所述第一相位角沿着从所述轴向外的方向；确定第二相位角，所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的方向；以及在确定所述第一相位角和所述第二相位角彼此不同时，使得显示根据所述第二图像坐标系中的所述第二坐标的所述三维图像对象的所述第二三维图像，使得所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴向外的方向。
在一些实施例中，存储器还存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在所述多个传感器感测到所述外部现实世界对象从所述感测区外部进入所述感测区内部之后并且在使得显示所述三维图像对象的所述第二三维图像之前，使得在暂停时段内关闭所述显示板上的图像显示。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000191
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表暂停时段，f代表显示面板围绕轴旋转的频率，n代表第一相位角与第二相位角之间的角度差。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括多个传感器，其被配置为周期性地感测所述外部现实世界对象的移动。存储器还存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以使得在所述立体显示区域中，顺序地显示分别根据分别在N个图像坐标系中的坐标的所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2。可选地，N个三维图像分别沿着N个取向被定向，所述N个取向分别在N个时间点沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的位置的方向。
在一些实施例中，存储器还存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在使得显示所述三维图像对象的第n三维图像之后并且在使得显示所述三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，使得在暂停时段内关闭所述显示板上的图像显示，1≤n≤N。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000192
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表所述暂停时段，f代表所述显示板围绕所述轴旋转的频率，v代表所述外部现实世界对象相对于所述轴的移动的角速度。
在一些实施例中，一个或多个传感器经配置以同时检测所述感测区中的多个现实世界对象。存储器进一步存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象。可选地，三维图像对象的所述重定向与除了所述外部现实世界对象之外的现实世界对象的位置或移动不相关。
在一些实施例中，存储器还存储用于控制一个或多个处理器执行以下中的至少一个的计算机可执行指令：在分别从所述多个现实世界对象检测到声音信号时，从所述多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；在检测到分别从所述多个现实世界对象到所述立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；或在检测到所述多个现实世界对象相对于所述立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。
在一些实施例中，外部现实世界对象是人类观看者。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括具有一个或多个手势传感器的手势感测控制器；外部现实世界对象是手势感测控制器。可选地，三维图像对象的重定向遵从手势感测控制器的重定向。
在一些实施例中，一个或多个手势传感器被配置为分别在N个时间点依次检测N个控制器取向；存储器还存储用于控制一个或多个处理器的计算机可执行指令，以分别在所述立体显示区域中，依次显示所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2。可选地，从所述三维图像对象的第n三维图像到所述三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向遵从从第n控制器取向到第(n+1)控制器取向的重定向，1≤n≤N。
在一些实施例中，所述存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向是否涉及相对于所述三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者。可选地，用于显示所述三维图像对象的参考三维图像的体素数据被存储在高速缓存中。
在一些实施例中，所述存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的旋转和围绕所述Y轴的旋转两者时，生成用于显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的体素数据，而不获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据。
在一些实施例中，所述存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向仅涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的所述旋转和围绕所述Y轴的所述旋转中的一个时，从所述高速缓存获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据，所述体素数据包括分别用于体素的参考集的数据；以及将用于所述体素数据中的相应参考体素的相应体素数据重新指定给重新指定的体素。可选地，所述重新指定的体素相对于相应参考体素被重定向，作为从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的重定向。
在一些实施例中，所述存储器还存储用于控制所述一个或多个处理器的计算机可执行指令，以在使得显示所述三维图像对象的所述第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像之前，使得关闭所述显示板上的图像显示达暂停时段，1≤n≤N。
根据本公开的动态立体显示设备为立体显示设备的观看者提供高度交互的用户体验。与其他显示设备相比，本动态立体显示设备使得能够实现用于三维立体显示的多个人机交互模式，无论观看者是不动的还是运动的，或者无论存在单个观看者还是多个观看者。此外，本动态立体显示设备还使得观看者能够直接与显示器交互，或者通过控制器间接与显示器交互。本动态立体显示设备提供的灵活性和高度交互操作大大增强了观看立体显示设备时的用户体验。
在另一方面，本公开提供了一种计算机程序产品。计算机程序产品包括其上具有计算机可读指令的非暂时性有形计算机可读介质。在一些实施例中，所述计算机可读指令可由处理器执行以使所述处理器执行：使得在所述立体显示设备中，在立体显示区域中，显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的三维图像对象的第一三维图像；以及使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的三维图像对象的第二三维图像。可选地，根据所述第二图像坐标系中的所述第二坐标的所述三维图像对象相对于根据所述第一图像坐标系中的所述第一坐标的所述三维图像对象从初始取向被重定向到目标取向。可选地，三维图像对象的重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：以在一个或多个传感器感测到外部现实世界对象在感测区内的位置或移动之后并且在动态立体显示设备显示三维图像对象的第二三维图像之前，使得在暂停时段关闭显示板上的图像显示。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：使得随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以多个相位角在所述显示板上显示多个第一截面图像，从而使得显示所述三维图像对象的所述第一三维图像；以及使得随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以所述多个相位角在所述显示板上显示多个第二截面图像，从而使得显示三维图像对象的第二三维图像。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括多个传感器，其被配置为感测从感测区外部进入感测区内部的外部现实世界对象。所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：确定第一相位角，所述初始取向以所述第一相位角沿着从所述轴向外的方向；确定第二相位角，所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的方向；以及在确定所述第一相位角和所述第二相位角彼此不同时，使得显示根据所述第二图像坐标系中的所述第二坐标的所述三维图像对象的所述第二三维图像，使得所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴向外的方向。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：在所述多个传感器感测到所述外部现实世界对象从所述感测区外部进入所述感测区内部之后并且在使得显示所述三维图像对象的所述第二三维图像之前，使得在暂停时段内关闭所述显示板上的图像显示。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000231
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表暂停时段，f代表显示板围绕轴旋转的频率，n代表第一相位角与第二相位角之间的角度差。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括多个传感器，其被配置为周期性地感测所述外部现实世界对象的移动。所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：使得在所述立体显示区域中，顺序地显示分别根据分别在N个图像坐标系中的坐标的所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2。可选地，N个三维图像分别沿着N个取向被定向，所述N个取向分别在N个时间点沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的位置的方向。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：在使得显示所述三维图像对象的第n三维图像之后并且在使得显示所述三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，使得在暂停时段内关闭所述显示板上的图像显示，1≤n≤N。
在一些实施例中，根据
Figure BDA0003078559980000232
确定暂停时段。
在一些实施例中，t代表所述暂停时段，f代表所述显示板围绕所述轴旋转的频率，v代表所述外部现实世界对象相对于所述轴的移动的角速度。
在一些实施例中，一个或多个传感器经配置以同时检测所述感测区中的多个现实世界对象。所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象。可选地，三维图像对象的所述重定向与除了所述外部现实世界对象之外的现实世界对象的位置或移动不相关。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行一下中的至少一个：在分别从所述多个现实世界对象检测到声音信号时，从所述多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；在检测到分别从所述多个现实世界对象到所述立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；或在检测到所述多个现实世界对象相对于所述立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。
在一些实施例中，外部现实世界对象是人类观看者。
在一些实施例中，动态立体显示设备还包括具有一个或多个手势传感器的手势感测控制器；外部现实世界对象是手势感测控制器。可选地，三维图像对象的重定向遵从手势感测控制器的重定向。
在一些实施例中，一个或多个手势传感器被配置为分别在N个时间点依次检测N个控制器取向；所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：分别在所述立体显示区域中，依次使得显示所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2。可选地，从所述三维图像对象的第n三维图像到所述三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向遵从从第n控制器取向到第(n+1)控制器取向的重定向，1≤n≤N。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向是否涉及相对于所述三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者。可选地，用于显示所述三维图像对象的参考三维图像的体素数据被存储在高速缓存中。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的旋转和围绕所述Y轴的旋转两者时，生成用于显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的体素数据，而不获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向仅涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的所述旋转和围绕所述Y轴的所述旋转中的一个时，从所述高速缓存获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据，所述体素数据包括分别用于体素的参考集的数据；以及将用于所述体素数据中的相应参考体素的相应体素数据重新指定给重新指定的体素。可选地，所述重新指定的体素相对于相应参考体素被重定向，作为从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的重定向。
在一些实施例中，所述计算机可读指令进一步可由处理器执行以使所述处理器执行：在使得显示所述三维图像对象的所述第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像之前，使得关闭所述显示板上的图像显示达暂停时段，1≤n≤N。
结合本文所公开的配置描述的各种说明性操作可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。这些操作可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC或ASSP、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或设计成产生本文公开的配置的它们的任何组合来实现或执行。例如，这样的配置可以至少部分地被实现为硬连线电路、被制造到专用集成电路中的电路配置、或者被加载到非易失性存储中的固件程序、或者作为机器可读代码从数据存储介质加载或加载到数据存储介质中的软件程序，这样的代码是可由诸如通用处理器或其他数字信号处理单元的逻辑元件阵列执行的指令。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合、或者任何其它这种配置。软件模块可以驻留在非暂时性存储介质(例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、非易失性RAM(NVRAM)(如闪存RAM、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM))、寄存器、硬盘、可移动磁盘或CD-ROM)中；或者在本领域已知的任何其它形式的存储介质中。说明性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和将信息写入到存储介质。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留于用户终端中。
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的实施例的上述描述。其不是穷举的，也不是要将本发明限制为所公开的精确形式或示例性实施例。因此，前面的描述应当被认为是说明性的而不是限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例以及适合于所考虑的特定使用或实现的各种修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价物来限定，其中除非另有说明，否则所有术语都意味着其最广泛的合理意义。因此，术语“本发明(the invention、the presentinvention)”等不一定将权利要求范围限制为特定实施例，并且对本发明的示例性实施例的引用不意味着对本发明的限制，并且不应推断出这样的限制。本发明仅由所附权利要求的精神和范围来限定。此外，这些权利要求可能涉及使用“第一”、“第二”等，随后是名词或元素。这些术语应当被理解为命名法，并且不应当被解释为对由这些命名法所修改的元件的数量进行限制，除非已经给出了特定的数量。所描述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行改变。此外，本公开中的元件和组件都不是要贡献给公众，无论该元件或组件是否在所附权利要求中明确叙述。

Claims (20)

1.一种在立体显示设备中动态显示三维图像对象的方法，包括：
使显示板围绕轴旋转，以显示立体三维图像；
在所述立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；
感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；以及
在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；
其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及
所述重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
同时检测所述感测区中的多个现实世界对象；以及
将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象；
其中，所述三维图像对象的所述重定向与除了所述外部现实世界对象之外的现实世界对象的位置或移动不相关。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象包括以下中的至少一个：
在分别从所述多个现实世界对象检测到声音信号时，从所述多个现实世界对象中选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象；
在检测到分别从所述多个现实世界对象到所述立体显示设备的相对距离时，从多个现实世界对象中选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象；或
在检测到所述多个现实世界对象相对于所述立体显示设备的相对高度时，从多个现实世界对象中选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在将所述多个现实世界对象中的一个指定为所述外部现实世界对象的过程中，选择具有声音强度在目标强度范围内的声音信号的一个或多个对象比选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象具有更高的优先级，选择具有在目标距离范围内的相对距离的一个或多个对象比选择具有在目标高度范围内的相对高度的一个或多个对象具有更高的优先级。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述目标强度范围等于或大于50分贝；
所述目标距离范围等于或小于1米；以及
所述目标高度范围等于或小于与所述立体显示设备的中间部分对应的相对高度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，在感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动之后并且在显示所述三维图像对象的第二三维图像之前，所述方法还包括关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动包括通过多个传感器感测从所述感测区外部进入所述感测区内部的所述外部现实世界对象；
该方法还包括：
确定第一相位角，所述初始取向以所述第一相位角沿着从所述轴向外的方向；
确定第二相位角，所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的方向；以及
在确定所述第一相位角和所述第二相位角彼此不同时，显示所述第二三维图像对象的所述第二三维图像，使得所述目标取向以所述第二相位角沿着从所述轴向外的方向。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括，在感测到所述外部现实世界对象从所述感测区外部进入所述感测区内部之后并且在显示所述三维图像对象的所述第二三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，感测所述外部现实世界对象在所述感测区内的位置或移动包括通过多个传感器周期性地感测所述外部现实世界对象的移动；
其中，所述方法还包括：在所述立体显示区域中，顺序地显示分别根据分别在N个图像坐标系中的坐标的所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2；
其中，所述N个三维图像分别沿着N个取向被定向，所述N个取向分别在N个时间点沿着从所述轴到所述外部现实世界对象的位置的方向。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括在显示所述三维图像对象的第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的第(n+1)三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段，1≤n≤N。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述暂停时段根据下式确定：
Figure FDA0003078559970000031
其中，t代表所述暂停时段，f代表所述显示板围绕所述轴旋转的频率，v代表所述外部现实世界对象相对于所述轴的移动的角速度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述外部现实世界对象是包括一个或多个手势传感器的控制器，所述控制器被配置为感测持有所述控制器的用户的手势；以及
所述三维图像对象的重定向遵从所述控制器的重定向。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
分别在N个时间点依次检测N个控制器取向；以及
分别在所述立体显示区域中，依次显示所述三维图像对象的N个三维图像，N≥2；
其中，从所述三维图像对象的第n三维图像到所述三维图像对象的第(n+1)三维图像的重定向遵从从第n控制器取向到第(n+1)控制器取向的重定向，1≤n≤N。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向是否涉及相对于所述三维图像对象的参考三维图像的围绕X轴的旋转和围绕Y轴的旋转两者；
其中，用于显示所述三维图像对象的参考三维图像的体素数据被存储在高速缓存中。
15.根据权利要求13所述的方法，在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的旋转和围绕所述Y轴的旋转两者时，所述方法还包括：
通过处理器生成用于显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的体素数据，而不获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据。
16.根据权利要求15所述的方法，在确定从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的所述重定向仅涉及相对于所述三维图像对象的所述参考三维图像的围绕所述X轴的所述旋转和围绕所述Y轴的所述旋转中的一个时，所述方法还包括：
从所述高速缓存获得用于显示所述三维图像对象的所述参考三维图像的所述体素数据，所述体素数据包括分别用于体素的参考集的数据；以及
将用于所述体素数据中的相应参考体素的相应体素数据重新指定给重新指定的体素；
其中，所述重新指定的体素相对于相应参考体素被重定向，作为从所述三维图像对象的所述第n三维图像到所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像的重定向。
17.根据权利要求13所述的方法，还包括在显示所述三维图像对象的所述第n三维图像之后并且在显示所述三维图像对象的所述第(n+1)三维图像之前，关闭所述显示板上的图像显示达一暂停时段，1≤n≤N。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，显示所述三维图像对象的所述第一三维图像包括随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以多个相位角在所述显示板上显示多个第一截面图像；以及
显示所述三维图像对象的所述第二三维图像包括随着所述显示板围绕所述轴旋转，分别以所述多个相位角在所述显示板上显示多个第二截面图像。
19.一种动态立体显示设备，包括：
显示板，其被配置为围绕轴旋转以显示立体三维图像；
一个或多个传感器，其被配置为感测外部现实世界对象在感测区内的位置或移动；
存储器；
一个或多个处理器；
其中，所述存储器和所述一个或多个处理器彼此连接；以及
所述存储器存储用于控制所述一个或多个处理器执行以下操作的计算机可执行指令：
使得在所述立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；以及
使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；
其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及
所述重定向与所述外部现实世界对象的位置或移动相关。
20.一种计算机程序产品，包括其上具有计算机可读指令的非暂时性有形计算机可读介质，所述计算机可读指令可由处理器执行以使所述处理器执行：
使得在立体显示设备中，在立体显示区域中显示根据第一图像坐标系中的第一坐标的第一三维图像对象的第一三维图像；以及
使得在所述立体显示区域中显示根据第二图像坐标系中的第二坐标的第二三维图像对象的第二三维图像；
其中，所述第二三维图像对象是所述第一三维图像对象从初始取向重定向到目标取向得到的；以及
所述重定向与外部现实世界对象的位置或移动相关。
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