CN1848966B - 小窗口立体图像制作与显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小窗口立体图像制作和显示方法，包括如下步骤：将立体图像源导入到电脑中，根据最终显示尺寸，对其进行修剪、排列和调整，将左眼的图像和右眼的图像并列放在左右两边；把加工好的立体图像转换成适用于小型屏幕显示设备显示的格式。上述图像的中间接缝可以根据屏幕的大小作融合处理，由于屏幕小，融合的范围控制在1～5毫米之间。本发明为手机、掌上电脑、带显示屏可以播放视频和画面的MP4播放器等等一切小屏幕的显示设备，小尺寸的印刷品、照片等等一切小尺寸图像展示手段提供一种方便快捷，效果好的立体方法，观看者不用加戴眼镜，就可以看到清楚逼真的立体效果，也可以加戴特殊的透镜眼镜来取得更好的观看效果。

Description

小窗口立体图像制作与显示方法

技术领域

本发明涉及一种数字立体图形图像制作与显示方法，尤其涉及一种小窗口立体图像制作与显示方法。

背景技术

目前国内外的立体显示技术在放映(观看)手段上，分为分色、分光、分时和光栅四种主要技术。无论采用哪种手段，都必须做到让对应于左眼的画面只被左眼观察到，对应于右眼的画面只被右眼观察到。

分色：是让某些颜色的光只进入左眼，另一部分进入右眼。分光时戴上两眼镜片颜色不同的滤色片眼镜，一般是采用红青滤色片，也有红绿或黄蓝色的，早期也有采用深浅色的普式立体眼镜，但是这种方法效果很差，已经基本淘汰。

分光：分光技术是用偏光滤镜或偏光片滤除特定角度偏振光以外的所有光，让某角度的偏振光只进入左眼，另外角度(一般是左右眼互相垂直的角度)的偏振光只进入左眼，两种偏振光分别搭载着两套画面信息，观众须戴专用的偏光眼镜观看。

分时：分时技术是将两套画面在不同的时间播放，显示器在第一次刷新时播放左眼画面，同时用专用的眼镜遮住观看者的右眼，下一次刷新时播放右眼画面，并遮住观看者的左眼。按照上述方法将两套画面以极快的速度切换，在人眼视觉暂留特性的作用下就合成了连续的画面。目前，用于遮住左右眼的眼镜用的都是液晶板，因此也被称为液晶快门眼镜，早期曾用过机械眼镜。

光栅：光栅技术和前三种差别较大，它是在垂直方向上将屏幕划分成一条条光栅条，光栅条分别交错显示左眼和右眼的画面，如1、3、5...显示左眼画面，2、4、6...显示右眼画面。然后在屏幕和观众之间设一层“视差障碍”，它也是由垂直方向上的栅条组成的，对于液晶这类有背光结构的显示器来说，视差障碍也可设在背光板和液晶板之间。视差障碍的作用是阻挡视线，它遮住了两眼视线交点以外的部分，使左眼看到的栅条右眼看不到，右眼看到的左眼又看不到。不过，如果观看者的位置改变的话，那么视差障碍位置也要随之改变。为了方便移动视差障碍，小型光栅显示器都是采用液晶板来作为视差障碍的，而检测观看者位置的方法主要有两种，一种是在观看者头上戴一个定位设备，另一种是用两个摄像头像人眼一样的定位。

目前立体显示技术，主要集中在大屏幕立体图像的显示和制作上，包括立体电影，立体电视以及立体电脑图形图像等等，这些技术都着眼于大屏幕(银幕、大屏幕电视)或者中等大小的屏幕(电脑屏幕)上，没有针对小型屏幕、小型窗口的措施，之所以有这种情况，原因有二：

一是因为大尺寸的显示平面有利于表现大的立体纵身感，特别是在影院的巨大银幕上，比如美国IMAX公司的巨幕立体电影等，更能带给观众以强烈的真实感和临场感。而小尺寸的屏幕不容易产生较大的纵深感和强烈的立体感，特别是负视差的出屏效果。

二是因为显示设备的局限，由于技术和成本原因，立体电影、立体电视在制作、发行、传输上都存在一定的技术局限，不容易作推广。而且这些立体效果在观看的时候都需要观看者戴上特殊的立体眼镜，不能随时随地观看，有些立体设备费用昂贵，难以大范围推广。

上述四种技术如果要应用到小型屏幕或小型窗口的展示平面上，如手机屏幕，PDA掌上电脑屏幕、乃至小尺寸印刷、小尺寸照片等等，都存在很大问题。

以手机为例，要戴立体眼镜观看这件事本身就很麻烦，需要随时携带眼镜。另外偏光法需要双图像投射，投射过程中进行偏光处理，所以在手机上基本实现不了。

分时法需要开发与手机相连接的液晶眼镜，而且需要手机的刷新率提高一倍以上，所以目前也基本实现不了。

不戴眼镜的光栅法需要对手机结构进行硬件调整，采用新型光栅液晶屏，光栅液晶屏幕成本高，虽然大屏幕液晶光栅技术已用于电脑显示器和液晶电视，但还很难大范围推广，成品电脑显示器价格居高不下。另外，本身手机的屏幕就很小，分辨率低，用光栅法还要降低一半分辨率，所以最终分辨率太低，观看不舒适不说，还影响到画面质量和效果。

以上四种技术在手机等小屏幕上能够实现的只有分色法，分色法不但要佩戴眼镜，而且长时间观看会对眼睛造成不适的影响，另外左右眼的颜色互补造成立体效果很差，因此没有推广的价值。

发明内容

本发明的目的在于为手机、掌上电脑、带显示屏可以播放视频和画面的MP4播放器等等一切小屏幕的显示设备，小尺寸的印刷品、照片等等一切小尺寸图像展示手段提供一种方便快捷，效果好的立体方法，观看者不用加戴眼镜，就可以看到清楚逼真的立体效果，也可以加戴特殊的透镜眼镜来取得更好的观看效果。

本发明通过以下方案实现：一种小窗口立体图像制作和显示方法，包括如下步骤：

将立体图像源导入到电脑中，根据最终显示尺寸，对其进行修剪、排列和调整，将左眼的图像和右眼的图像并列放在左右两边；把加工好的立体图像转换成适用于小型屏幕显示设备显示的格式。

上述图像的中间接缝可以根据屏幕的大小作融合处理，由于屏幕小，融合的范围控制在1～5毫米之间。

融合的方法为：在融合的范围内使左眼图像的最右侧的像素沿水平向右方向透明度递减，使右眼图像的最左侧的像素沿水平向左方向透明度递减。

制作的时候可以将左右两立体图像源的象素处理成长方形，高度不变，宽度是原象素的一半，观看的时候配合专门的透镜组进行观看，可看到和原屏幕一样大小的立体图像。

本发明具有如下显著优点：

1、不用佩戴专门的立体眼镜也可以随时随地欣赏到立体画面。

2、不用对手机等现有设备追加费用，进行设备改造。

3、不用生产复杂的立体视镜，即使要通过加装隔板的透镜组放大画面，其成本也很低廉。

附图说明

图1是本发明的原理图。

图2是本发明的观看原理图

图3是本发明的显示设备有透明壳平面的示意图

图4是本发明不加隔板的观看效果示意图

图5是使用特殊透镜观看象素压缩图像的示意图

其中：

11—隔板

12—实际显示设备显示平面

13—透明壳平面

14—透镜

具体实施方式

下面结合附图本发明进行更详细的描述。

1.制作立体图像源

立体图像源包括视频，动画以及静态图像、照片、计算机绘图图像、手绘图像等等。

立体图像源的制作包括实拍(摄像机、摄影机、照相机等)；用计算机图形图像软件绘画、处理；用三维软件制作；利用现有素材，经过加工处理生成立体图像等等。

立体图像源的制作技术是现有技术，对小尺寸画面的制作和大尺寸画面的立体图像源的制作没有本质的区别。

2.数字手段对立体图像源进行加工处理

将立体图像源导入到电脑中，利用适当软件(如PhotoShop)对其进行修剪、排列和调整，根据最终显示尺寸，将左眼的图像和右眼的图像并列放在左右两边，中间的接缝根据屏幕的大小作融合处理，由于屏幕小，融合的范围控制在1～5毫米之间。

左眼的对应图像源和右眼的对应图像源，在水平分辨率上，分别处理成屏幕一半的大小，如显示要求为128×128，则左眼和右眼的对应图像都处理成64×128的分辨率，如果需要对中间的接缝进行融合，比如融合6个象素，则左右眼的对应图像源都处理成67×128的分辨率，如图1所示。

对于其它尺寸的显示要求可以依此类推，确定好是否需要融合边缘，融合多少象素之后，就可以计算出左右眼对应图像源的实际分辨率，然后根据需要将立体图像源制作成合适于某尺寸类型的立体图像。

融合的方法为：在需要进行边缘混合的情况下，以左眼图像为例，假设对应左眼的图像需要进行6个像素的混叠，在图像的右侧使最右侧6列像素沿水平向右方向透明度递减，一般采用线性递减，特殊需要也可以按照需求处理。

反之，对应于右眼的图像要在左侧进行处理，使最左侧6列像素严水平向左方向透明度递减，方法同上。

中间的融合接缝可以处理，也可以不处理，直接将图像拼贴。作接缝处理的考虑是某些显示设备的显示平面距离外表面可能有一定的距离，为了在观看时留出一定余地，以便使图像源能够更好地重叠在一起。这和观看方法有关。

观看方法：

观察者双眼与图像水平方向持平，放松眼睛，好像在看远处的物体一样，这时如果将双眼的焦点调整到屏幕上，如图2所示，则可以看到对应于物体A的同名像点A1和A2重叠在一起，感觉A处于屏幕后方某处。根据A1和A2的位置不同，可以控制A的纵深位置。

利用这种原理，可以控制物体A在屏幕后方，屏幕上或者屏幕前。这样，一幅立体图像就出现在观察者的视野中了。

关于左右眼对应图像源中间的接缝融合问题，一般情况下可以不融合，但是对于某些显示设备，显示平面外面另外有透明壳的，可以作适当处理。如图3所示，实际显示设备显示平面12上面有外面加装的保护显示平面的透明壳平面13。

如果不加隔板11，也可以得到不错的立体效果，但是这种立体感会受到原始图像的干扰。如图4所示：

原始图像A1和A2在重叠后会多出两个余像。A1和A2为对应于左眼和右眼的立体图像源，经过加工处理后的显示效果。在观看时由于观察者双眼放松，使A1和A2各自向内平移，A1和A2相互重叠，得到A1A2的立体图像，但同时也在立体图像A1A2的左侧多出一个A1，在右边多出一个A2，虽无大碍，但可以通过隔板11消除这两个余像。

为了消除余像A1和A2，达到更好的观看效果，在实际观看的时候，观察者可以利用手边的名片，卡片，纸张等等物品，作为隔板11，与显示屏面垂直放置在A1和A2的中间，然后双眼靠近隔板至合适位置，这样对于左眼来说就消除了右侧的A2，对右眼来说，就消除了左边的A1，双眼看到的就只有A1A2，排除了余像的干扰。

A1和A2中间作的过渡就是为了在隔板11阻挡余像的过程中，对某些显示设备来说，比如上面提到的显示平面外一定距离有透明外壳的设备，可能会产生隔板11无法紧贴显示平面的情况，那样就无法完全消除余像，对于这种情况，将A1和A2之间作一个过渡，可以减轻余像的副作用。

3.加工好的立体图像源转换成适用于小型屏幕显示设备显示的格式。

根据需求，针对最终输出的设备，将立体图像源转换成适当的格式。例如手机视频中的3G格式，手机动画的GIF格式，手机图像的JPG格式等等。以满足在特定设备上的显示要求。

对于图像和照片，也要转换成适合打印输出的格式，以确保打印输出效果。

本发明使有效显示分辨率在水平方向上降低一半。为了看到和原屏幕一样大小的立体图像，可以将左右两立体图像源的象素处理成长方形，高度不变，宽度是原象素的一半。观看的时候，经过一组透镜14将水平方向放大两倍，垂直方向不变，这种类似于宽银幕电影放映上所使用的变形镜头的放大处理，将最终得到与原屏幕等大的图像。经过双眼的放松观察，可以得到正常水平的A1A2立体图像，如图5所示。

本发明的特定实施例已对发明内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (1)

1.一种小窗口立体图像制作和显示方法，包括如下步骤：

将立体图像源导入到电脑中，根据最终显示尺寸，对其进行修剪、排列和调整，将左眼的图像和右眼的图像并列放在左右两边；将左右两立体图像源的象素处理成长方形，高度不变，宽度是原象素的一半；把加工好的立体图像转换成适用于小型屏幕显示设备显示的格式；其特征在于：所述图像的中间接缝根据屏幕的大小作融合处理，融合的范围控制在1～5毫米之间；所述的融合方法为：在融合的范围内使左眼图像的最右侧的像素沿水平向右方向透明度递减，使右眼图像的最左侧的像素沿水平向左方向透明度递减；即在需要进行边缘混合的情况下，对应左眼的图像需要进行6个像素的混叠，在图像的右侧使最右侧6列像素沿水平向右方向透明度递减，采用线性递减，对应于右眼的图像要在左侧进行处理，使最左侧6列像素严水平向左方向透明度递减，中间的融合接缝无论是否处理都能够进行下一步，直接将图像拼贴，作接缝处理是由于某些显示设备的显示平面距离外表面有一定的距离，为了在观看时留出一定余地，以便使图像源能够更好地重叠在一起。

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