一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]三維顯示技術(shù)正在日益普及和使用，在日常生活中，人們渴望得到三維立體的觀看體驗(yàn)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方面的發(fā)展使得三維顯示更為可行，然而即便借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、3D渲染等技術(shù)得到了高質(zhì)量圖像，看上去仍然不逼真。因此人們開(kāi)始更加深入的研宄立體視覺(jué)深度、運(yùn)動(dòng)時(shí)差對(duì)于逼真度的促進(jìn)作用，進(jìn)而出現(xiàn)了全息顯示技術(shù)。全息顯示可以理解為展示一個(gè)物體全部視角的全部畫面的圖像。全息圖像技術(shù)包括利用特殊的技術(shù)手段記錄并再現(xiàn)一個(gè)物體全部視角的全部畫面的圖像，從而使人眼產(chǎn)生和實(shí)際環(huán)境完全感覺(jué)一樣的視覺(jué)效果。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，三維(3D)顯示技術(shù)能夠提供全息圖像，用戶通常要佩戴頭盔、特殊眼鏡等，將平面圖像轉(zhuǎn)換成虛擬立體的圖像。但是，這種應(yīng)用方式是獨(dú)自進(jìn)行并且是具有妨礙性的:用戶佩戴頭盔、特殊眼鏡或是其他只會(huì)將3D圖像單獨(dú)顯示給每個(gè)用戶的設(shè)備。
[0004]雖然現(xiàn)有的方法通常是成功的，但是它們并未被廣泛接受，這是因?yàn)橛^看者通常不喜歡在眼睛上戴東西。此外，這些方法在要將3D圖像投影給一個(gè)或多個(gè)偶然經(jīng)過(guò)的過(guò)路人、一群合作者或全體觀眾是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。如果要滿足這種同時(shí)觀看的需要，使得可以為處于相同觀看環(huán)境并可以完全自由移動(dòng)的每一個(gè)觀看者呈現(xiàn)唯一定制的自動(dòng)立體3D圖像，而且該圖像完全不同于那些正被任何其他觀看者所觀看的圖像，那么將會(huì)是特別有利的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備，能夠使多個(gè)觀看者無(wú)障礙的自由移動(dòng)并能夠看到針對(duì)每一個(gè)觀看者唯一定制的三維立體圖像。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備，包括:
[0007]投影儀；透射屏，其具有預(yù)定表面函數(shù)的出射表面；投影屏，面對(duì)所述透射屏；其中，投影儀所發(fā)出的左眼圖像和右眼圖像通過(guò)透射屏的具有表面函數(shù)的出射表面的折射后，通過(guò)投影屏而分別反射至觀看者的左眼和右眼，以實(shí)現(xiàn)三維全息顯示。
[0008]其中，三維全息顯示設(shè)備進(jìn)一步包括:左右眼追蹤裝置；位置反饋裝置，分別連接左右眼追蹤裝置、投影儀以及透射屏。
[0009]其中，左右眼追蹤裝置為3D成像器。
[0010]其中，透射屏集成在投影儀內(nèi)并位于投影儀的鏡頭之前。
[0011]其中，投影屏為平面反射鏡。
[0012]其中，透射屏的出射表面由多個(gè)連續(xù)或非連續(xù)的弧形組成。
[0013]其中，出射表面的所述預(yù)定表面函數(shù)為正旋波。
[0014]其中，三維全息顯示設(shè)備進(jìn)一步包括:影像提供裝置，連接投影儀以提供圖像給投影儀。
[0015]其中，影像提供裝置進(jìn)一步包括:圖像分割裝置。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實(shí)用新型中透射屏具有預(yù)訂表面函數(shù)的出射表面，投影儀發(fā)送的左眼圖像及右眼圖像通過(guò)透射屏發(fā)生折射，而光線進(jìn)入透射屏的角度以及透射屏出射表面的表面函數(shù)決定了折射后光線的方向，折射后的光線再通過(guò)投影屏反射，從而將左眼圖像和右眼圖像反射至觀看者的左眼和右眼，當(dāng)反射多組左眼圖像及右眼圖像時(shí)，能實(shí)現(xiàn)在任意位置的多個(gè)觀看者都能夠觀看到唯一定制的三維立體圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2a是第一實(shí)施方式中透射屏區(qū)域劃分示意圖；
[0019]圖2b是第一實(shí)施方式中圖像通過(guò)透射屏各個(gè)區(qū)域至人眼的光路示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是第二實(shí)施方式中圖像經(jīng)過(guò)折射反射到觀看者眼睛的光路示意圖；
[0022]圖5是觀看者左眼位置和右眼位置定位方式的示意圖；
[0023]圖6是觀看者在不同角度看到不同視角圖像的不意圖；
[0024]圖7是本實(shí)用新型一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備第二實(shí)施方式的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型一種基于透射的三維全息顯示設(shè)備第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施方式提供了一種顯示設(shè)備100，包括投影儀101、透射屏102以及投影屏103。
[0026]本實(shí)施方式中，投影儀101用于發(fā)送圖像，圖像通過(guò)透射屏102發(fā)送至投影屏103，繼而投影至觀看者的眼睛。具體的，本實(shí)施方式中的投影儀101還包括圖像處理單元1011和發(fā)射單元1012。其中，圖像處理單元1011能夠劃分圖像以及控制圖像的發(fā)送，本實(shí)施方式中，圖像處理單元1011將圖像劃分為左眼圖像及右眼圖像，并對(duì)左眼圖像及右眼圖像進(jìn)行調(diào)制，使觀看者能夠看到相應(yīng)的全息圖像。發(fā)射單元1012接收從圖像處理單元1011所傳來(lái)的調(diào)制后的圖像及控制信號(hào)。發(fā)射單元1012根據(jù)控制信號(hào)發(fā)射調(diào)制后的圖像，上述控制信號(hào)主要用于控制發(fā)射單元1012發(fā)射的圖像、方向及時(shí)間，即在特定時(shí)刻往特定方向發(fā)送特定圖像。
[0027]進(jìn)一步的，本實(shí)施方式中，圖像處理單元1011還能夠?qū)D像劃分為多個(gè)或多組具有視差的圖像，以對(duì)應(yīng)處于不同位置的觀看者。而發(fā)射單元1012則能夠相應(yīng)的以不同角度同時(shí)發(fā)送多組圖像，并通過(guò)投影屏102反射至不同觀看者的眼中，且各組圖像之間互不干擾。圖像處理單元1011能夠以一定的刷新頻率對(duì)圖像進(jìn)行劃分調(diào)制，發(fā)射單元1012以該刷新頻率發(fā)射圖像至觀看者的眼中。該刷新頻率的設(shè)置考慮了視覺(jué)暫留時(shí)間，從而保證觀看者能夠看到連續(xù)的圖像。
[0028]其他實(shí)施方式中，圖像處理單元1011處理圖像的方式可以不是以一定刷新頻率主動(dòng)處理，而是采用由信號(hào)觸發(fā)被動(dòng)處理的方式，當(dāng)觀看者的數(shù)量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)有一個(gè)觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至圖像處理單元1011，此時(shí)圖像處理單元1011根據(jù)接受到的觸發(fā)信號(hào)對(duì)圖像進(jìn)行劃分調(diào)制。在該實(shí)施方式中，可以設(shè)置一個(gè)元件來(lái)監(jiān)控觀看者的變化，當(dāng)監(jiān)控到變化時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，也可以由觀看者直接輸入觸發(fā)信息。
[0029]其他實(shí)施方式中，投影儀101可以僅僅作為發(fā)射單元1012使用，圖像處理單元1011為顯示設(shè)備100中獨(dú)立于投影儀101設(shè)置的元件，能夠?qū)D像進(jìn)行處理及控制投影儀1lo
[0030]透射屏102，具有預(yù)定表面函數(shù)的出射表面1022。
[0031]本實(shí)施方式中，透射屏102設(shè)置在投影儀101光線的發(fā)射端，能夠使發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)透射屏102，繼而透射至投影屏103?；诖斯δ艿目紤]，透射屏102可以作為一個(gè)單獨(dú)的元件，使用時(shí)放置或安裝在投影儀101的發(fā)射端，一般來(lái)說(shuō)透射屏102緊靠投影儀101光線的發(fā)射端放置；也可以直接作為投影儀101的一部分，設(shè)置在投影儀101的發(fā)射端。進(jìn)一步，透射屏102能夠相對(duì)投影儀101轉(zhuǎn)動(dòng)，并產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn)角度。當(dāng)透射屏102作為單獨(dú)元件時(shí)，透射屏102中還包括控制器，用于控制透射屏102的偏轉(zhuǎn)角度；當(dāng)透射屏102作為投影儀101 —部分時(shí)，投影儀101控制透射屏102的偏轉(zhuǎn)角度。本實(shí)施方式中，將透射屏102作為投影儀101的一部分。
[0032]本實(shí)施方式中，透射屏102依據(jù)投影儀101來(lái)設(shè)置其形狀，一般投影儀的出射端為圓形，因此透射屏102的形狀也設(shè)置為圓形。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，也可以將透射屏102設(shè)置為方形或其他形狀，對(duì)其形狀及材料在此不作限制。
[0033]本實(shí)施方式中，透射屏102入射表面1021為平面、出射表面1022具有預(yù)定的表面函數(shù)。當(dāng)投影儀101發(fā)射出的左眼圖像和右眼圖像經(jīng)過(guò)透射屏102，繼而在出射表面1022以一定的角度折射時(shí)，由于入射表面1021為平面，出射表面1022具有預(yù)定的表面函數(shù)，因此投影儀101發(fā)射光線方向的不同決定了入射點(diǎn)的不同，繼而決定了出射點(diǎn)的不同，而光線的折射角度也會(huì)不同，繼而通過(guò)投影屏103反射至觀看者的左眼和右眼，根據(jù)以上原理，能夠?qū)饩€的傳播方向進(jìn)行控制。當(dāng)投影儀101、透射屏102以及投影屏103位置關(guān)系固定時(shí)，可以將透射屏102上不同區(qū)域的出射點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同觀看位置的觀看者。同樣的，入射表面1021也可以設(shè)定為具有特定的表面函數(shù)，只需保證能夠通過(guò)表面函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光線傳播方向的控制。
[0034]投影屏103面對(duì)透射屏102，投影儀101發(fā)出的左眼圖像和右眼圖像通過(guò)透射屏102的具有表面函數(shù)的出射表面1022折射后，繼而通過(guò)投影屏103反射至觀看者的左眼和右眼，以實(shí)現(xiàn)三維全息顯示。
[0035]投影屏103面對(duì)透射屏10