專利名稱：小窗口立體圖像制作與顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字立體圖形圖像制作與顯示方法，尤其涉及一種小窗口立體圖像制作與顯示方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外的立體顯示技術(shù)在放映(觀看)手段上，分為分色、分光、分時和光柵四種主要技術(shù)。無論采用哪種手段，都必須做到讓對應(yīng)于左眼的畫面只被左眼觀察到，對應(yīng)于右眼的畫面只被右眼觀察到。
分色是讓某些顏色的光只進入左眼，另一部分進入右眼。分光時戴上兩眼鏡片顏色不同的濾色片眼鏡，一般是采用紅青濾色片，也有紅綠或黃藍色的，早期也有采用深淺色的普式立體眼鏡，但是這種方法效果很差，已經(jīng)基本淘汰。
分光分光技術(shù)是用偏光濾鏡或偏光片濾除特定角度偏振光以外的所有光，讓某角度的偏振光只進入左眼，另外角度(一般是左右眼互相垂直的角度)的偏振光只進入左眼，兩種偏振光分別搭載著兩套畫面信息，觀眾須戴專用的偏光眼鏡觀看。
分時分時技術(shù)是將兩套畫面在不同的時間播放，顯示器在第一次刷新時播放左眼畫面，同時用專用的眼鏡遮住觀看者的右眼，下一次刷新時播放右眼畫面，并遮住觀看者的左眼。按照上述方法將兩套畫面以極快的速度切換，在人眼視覺暫留特性的作用下就合成了連續(xù)的畫面。目前，用于遮住左右眼的眼鏡用的都是液晶板，因此也被稱為液晶快門眼鏡，早期曾用過機械眼鏡。
光柵光柵技術(shù)和前三種差別較大，它是在垂直方向上將屏幕劃分成一條條光柵條，光柵條分別交錯顯示左眼和右眼的畫面，如1、3、5...顯示左眼畫面，2、4、6...顯示右眼畫面。然后在屏幕和觀眾之間設(shè)一層“視差障礙”，它也是由垂直方向上的柵條組成的，對于液晶這類有背光結(jié)構(gòu)的顯示器來說，視差障礙也可設(shè)在背光板和液晶板之間。視差障礙的作用是阻擋視線，它遮住了兩眼視線交點以外的部分，使左眼看到的柵條右眼看不到，右眼看到的左眼又看不到。不過，如果觀看者的位置改變的話，那么視差障礙位置也要隨之改變。為了方便移動視差障礙，小型光柵顯示器都是采用液晶板來作為視差障礙的，而檢測觀看者位置的方法主要有兩種，一種是在觀看者頭上戴一個定位設(shè)備，另一種是用兩個攝像頭像人眼一樣的定位。
目前立體顯示技術(shù)，主要集中在大屏幕立體圖像的顯示和制作上，包括立體電影，立體電視以及立體電腦圖形圖像等等，這些技術(shù)都著眼于大屏幕(銀幕、大屏幕電視)或者中等大小的屏幕(電腦屏幕)上，沒有針對小型屏幕、小型窗口的措施，之所以有這種情況，原因有二一是因為大尺寸的顯示平面有利于表現(xiàn)大的立體縱身感，特別是在影院的巨大銀幕上，比如美國IMAX公司的巨幕立體電影等，更能帶給觀眾以強烈的真實感和臨場感。而小尺寸的屏幕不容易產(chǎn)生較大的縱深感和強烈的立體感，特別是負視差的出屏效果。
二是因為顯示設(shè)備的局限，由于技術(shù)和成本原因，立體電影、立體電視在制作、發(fā)行、傳輸上都存在一定的技術(shù)局限，不容易作推廣。而且這些立體效果在觀看的時候都需要觀看者戴上特殊的立體眼鏡，不能隨時隨地觀看，有些立體設(shè)備費用昂貴，難以大范圍推廣。
上述四種技術(shù)如果要應(yīng)用到小型屏幕或小型窗口的展示平面上，如手機屏幕，PDA掌上電腦屏幕、乃至小尺寸印刷、小尺寸照片等等，都存在很大問題。
以手機為例，要戴立體眼鏡觀看這件事本身就很麻煩，需要隨時攜帶眼鏡。另外偏光法需要雙圖像投射，投射過程中進行偏光處理，所以在手機上基本實現(xiàn)不了。
分時法需要開發(fā)與手機相連接的液晶眼鏡，而且需要手機的刷新率提高一倍以上，所以目前也基本實現(xiàn)不了。
不戴眼鏡的光柵法需要對手機結(jié)構(gòu)進行硬件調(diào)整，采用新型光柵液晶屏，光柵液晶屏幕成本高，雖然大屏幕液晶光柵技術(shù)已用于電腦顯示器和液晶電視，但還很難大范圍推廣，成品電腦顯示器價格居高不下。另外，本身手機的屏幕就很小，分辨率低，用光柵法還要降低一半分辨率，所以最終分辨率太低，觀看不舒適不說，還影響到畫面質(zhì)量和效果。
以上四種技術(shù)在手機等小屏幕上能夠?qū)崿F(xiàn)的只有分色法，分色法不但要佩戴眼鏡，而且長時間觀看會對眼睛造成不適的影響，另外左右眼的顏色互補造成立體效果很差，因此沒有推廣的價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為手機、掌上電腦、帶顯示屏可以播放視頻和畫面的MP4播放器等等一切小屏幕的顯示設(shè)備，小尺寸的印刷品、照片等等一切小尺寸圖像展示手段提供一種方便快捷，效果好的立體方法，觀看者不用加戴眼鏡，就可以看到清楚逼真的立體效果，也可以加戴特殊的透鏡眼鏡來取得更好的觀看效果。
本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn)一種小窗口立體圖像制作和顯示方法，包括如下步驟將立體圖像源導(dǎo)入到電腦中，根據(jù)最終顯示尺寸，對其進行修剪、排列和調(diào)整，將左眼的圖像和右眼的圖像并列放在左右兩邊；把加工好的立體圖像轉(zhuǎn)換成適用于小型屏幕顯示設(shè)備顯示的格式。
上述圖像的中間接縫可以根據(jù)屏幕的大小作融合處理，由于屏幕小，融合的范圍控制在1～5毫米之間。
融合的方法為在融合的范圍內(nèi)使左眼圖像的最右側(cè)的像素沿水平向右方向透明度遞減，使右眼圖像的最左側(cè)的像素沿水平向左方向透明度遞減。
制作的時候可以將左右兩立體圖像源的象素處理成長方形，高度不變，寬度是原象素的一半，觀看的時候配合專門的透鏡組進行觀看，可看到和原屏幕一樣大小的立體圖像。
本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點1、不用佩戴專門的立體眼鏡也可以隨時隨地欣賞到立體畫面。
2、不用對手機等現(xiàn)有設(shè)備追加費用，進行設(shè)備改造。
3、不用生產(chǎn)復(fù)雜的立體視鏡，即使要通過加裝隔板的透鏡組放大畫面，其成本也很低廉。


圖1是本發(fā)明的原理圖。
圖2是本發(fā)明的觀看原理3是本發(fā)明的顯示設(shè)備有透明殼平面的示意4是本發(fā)明不加隔板的觀看效果示意5是使用特殊透鏡觀看象素壓縮圖像的示意圖其中11-隔板12-實際顯示設(shè)備顯示平面13-透明殼平面14-透鏡具體實施方式
下面結(jié)合附圖本發(fā)明進行更詳細的描述。
1.制作立體圖像源立體圖像源包括視頻，動畫以及靜態(tài)圖像、照片、計算機繪像、手繪圖像等等。
立體圖像源的制作包括實拍(攝像機、攝影機、照相機等)；用計算機圖形圖像軟件繪畫、處理；用三維軟件制作；利用現(xiàn)有素材，經(jīng)過加工處理生成立體圖像等等。
立體圖像源的制作技術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)，對小尺寸畫面的制作和大尺寸畫面的立體圖像源的制作沒有本質(zhì)的區(qū)別。
2.數(shù)字手段對立體圖像源進行加工處理將立體圖像源導(dǎo)入到電腦中，利用適當軟件(如PhotoShop)對其進行修剪、排列和調(diào)整，根據(jù)最終顯示尺寸，將左眼的圖像和右眼的圖像并列放在左右兩邊，中間的接縫根據(jù)屏幕的大小作融合處理，由于屏幕小，融合的范圍控制在1～5毫米之間。
左眼的對應(yīng)圖像源和右眼的對應(yīng)圖像源，在水平分辨率上，分別處理成屏幕一半的大小，如顯示要求為128×128，則左眼和右眼的對應(yīng)圖像都處理成64×128的分辨率，如果需要對中間的接縫進行融合，比如融合6個象素，則左右眼的對應(yīng)圖像源都處理成67×128的分辨率，如圖1所示。
對于其它尺寸的顯示要求可以依此類推，確定好是否需要融合邊緣，融合多少象素之后，就可以計算出左右眼對應(yīng)圖像源的實際分辨率，然后根據(jù)需要將立體圖像源制作成合適于某尺寸類型的立體圖像。
融合的方法為在需要進行邊緣混合的情況下，以左眼圖像為例，假設(shè)對應(yīng)左眼的圖像需要進行6個像素的混疊，在圖像的右側(cè)使最右側(cè)6列像素沿水平向右方向透明度遞減，一般采用線性遞減，特殊需要也可以按照需求處理。
反之，對應(yīng)于右眼的圖像要在左側(cè)進行處理，使最左側(cè)6列像素嚴水平向左方向透明度遞減，方法同上。
中間的融合接縫可以處理，也可以不處理，直接將圖像拼貼。作接縫處理的考慮是某些顯示設(shè)備的顯示平面距離外表面可能有一定的距離，為了在觀看時留出一定余地，以便使圖像源能夠更好地重疊在一起。這和觀看方法有關(guān)。
觀看方法
觀察者雙眼與圖像水平方向持平，放松眼睛，好像在看遠處的物體一樣，這時如果將雙眼的焦點調(diào)整到屏幕上，如圖2所示，則可以看到對應(yīng)于物體A的同名像點A1和A2重疊在一起，感覺A處于屏幕后方某處。根據(jù)A1和A2的位置不同，可以控制A的縱深位置。
利用這種原理，可以控制物體A在屏幕后方，屏幕上或者屏幕前。這樣，一幅立體圖像就出現(xiàn)在觀察者的視野中了。
關(guān)于左右眼對應(yīng)圖像源中間的接縫融合問題，一般情況下可以不融合，但是對于某些顯示設(shè)備，顯示平面外面另外有透明殼的，可以作適當處理。如圖3所示，實際顯示設(shè)備顯示平面12上面有外面加裝的保護顯示平面的透明殼平面13。
如果不加隔板11，也可以得到不錯的立體效果，但是這種立體感會受到原始圖像的干擾。如圖4所示原始圖像A1和A2在重疊后會多出兩個余像。A1和A2為對應(yīng)于左眼和右眼的立體圖像源，經(jīng)過加工處理后的顯示效果。在觀看時由于觀察者雙眼放松，使A1和A2各自向內(nèi)平移，A1和A2相互重疊，得到A1A2的立體圖像，但同時也在立體圖像A1A2的左側(cè)多出一個A1，在右邊多出一個A2，雖無大礙，但可以通過隔板11消除這兩個余像。
為了消除余像A1和A2，達到更好的觀看效果，在實際觀看的時候，觀察者可以利用手邊的名片，卡片，紙張等等物品，作為隔板11，與顯示屏面垂直放置在A1和A2的中間，然后雙眼靠近隔板至合適位置，這樣對于左眼來說就消除了右側(cè)的A2，對右眼來說，就消除了左邊的A1，雙眼看到的就只有A1A2，排除了余像的干擾。
A1和A2中間作的過渡就是為了在隔板11阻擋余像的過程中，對某些顯示設(shè)備來說，比如上面提到的顯示平面外一定距離有透明外殼的設(shè)備，可能會產(chǎn)生隔板11無法緊貼顯示平面的情況，那樣就無法完全消除余像，對于這種情況，將A1和A2之間作一個過渡，可以減輕余像的副作用。
3.加工好的立體圖像源轉(zhuǎn)換成適用于小型屏幕顯示設(shè)備顯示的格式。
根據(jù)需求，針對最終輸出的設(shè)備，將立體圖像源轉(zhuǎn)換成適當?shù)母袷?。例如手機視頻中的3G格式，手機動畫的GIF格式，手機圖像的JPG格式等等。以滿足在特定設(shè)備上的顯示要求。
對于圖像和照片，也要轉(zhuǎn)換成適合打印輸出的格式，以確保打印輸出效果。
本發(fā)明使有效顯示分辨率在水平方向上降低一半。為了看到和原屏幕一樣大小的立體圖像，可以將左右兩立體圖像源的象素處理成長方形，高度不變，寬度是原象素的一半。觀看的時候，經(jīng)過一組透鏡14將水平方向放大兩倍，垂直方向不變，這種類似于寬銀幕電影放映上所使用的變形鏡頭的放大處理，將最終得到與原屏幕等大的圖像。經(jīng)過雙眼的放松觀察，可以得到正常水平的A1A2立體圖像，如圖5所示。
本發(fā)明的特定實施例已對發(fā)明內(nèi)容做了詳盡說明。對本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都構(gòu)成對本發(fā)明專利的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
1.一種小窗口立體圖像制作和顯示方法，包括如下步驟將立體圖像源導(dǎo)入到電腦中，根據(jù)最終顯示尺寸，對其進行修剪、排列和調(diào)整，將左眼的圖像和右眼的圖像并列放在左右兩邊；把加工好的立體圖像轉(zhuǎn)換成適用于小型屏幕顯示設(shè)備顯示的格式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小窗口立體圖像制作和顯示方法，其特征在于上述圖像的中間接縫可以根據(jù)屏幕的大小作融合處理，融合的范圍控制在1～5毫米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小窗口立體圖像制作和顯示方法，其特征在于所述的融合方法為在融合的范圍內(nèi)使左眼圖像的最右側(cè)的像素沿水平向右方向透明度遞減，使右眼圖像的最左側(cè)的像素沿水平向左方向透明度遞減。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小窗口立體圖像制作和顯示方法，其特征在于將左右兩立體圖像源的象素處理成長方形，高度不變，寬度是原象素的一半。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小窗口立體圖像制作和顯示方法，包括如下步驟將立體圖像源導(dǎo)入到電腦中，根據(jù)最終顯示尺寸，對其進行修剪、排列和調(diào)整，將左眼的圖像和右眼的圖像并列放在左右兩邊；把加工好的立體圖像轉(zhuǎn)換成適用于小型屏幕顯示設(shè)備顯示的格式。上述圖像的中間接縫可以根據(jù)屏幕的大小作融合處理，由于屏幕小，融合的范圍控制在1～5毫米之間。本發(fā)明為手機、掌上電腦、帶顯示屏可以播放視頻和畫面的MP4播放器等等一切小屏幕的顯示設(shè)備，小尺寸的印刷品、照片等等一切小尺寸圖像展示手段提供一種方便快捷，效果好的立體方法，觀看者不用加戴眼鏡，就可以看到清楚逼真的立體效果，也可以加戴特殊的透鏡眼鏡來取得更好的觀看效果。
文檔編號H04N15/00GK1848966SQ20061007275
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者高盟, 郭棟, 孫進 申請人:高盟