光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法技术

本发明专利技术公开了一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其包括数据采集步骤、视区中心位置计算步骤、水平面内投影轮廓计算步骤、垂直面内投影轮廓计算步骤、空间模型建立步骤、串扰度计算步骤，数据采集步骤根据设计需求的显示面积、视点数、分辨率、观看距离参数确定光栅类型为狭缝光栅或者柱镜光栅，完成光栅参数设计，然后在光学软件上建立相应的模型和三个大小合适的、以设计观察位置为中心的平面探测器。本发明专利技术能够在光栅裸眼立体图像的设计阶段对图像的理论模型和测量数据作出把控和优化，对图像成品的实际指标提供测量方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种立体图像视区与串扰计算方法，特别是涉及一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法。
技术介绍
现有的3D显示技术主要有：助视3D显示、光栅裸眼3D显示和真3D显示等。助视3D显示技术，因为需要观察者佩戴眼镜、头盔等辅助设备，没有很好的解决个体、环境差异和长时间佩戴的观感不适等问题，只能在特定场所内短时间佩戴，所以一直以来没有大规模的应用。真3D显示主要通过集成成像、光场成像、全息成像等方式获得跟原有实物基本一致的可多角度自由观察的实像，但由于图像的记录和再现过程复杂，数据量庞大等，一般在观察时间内只显示单个物体的一种或者几种静态图像，损失了动态效果；并且设备繁复精密，片源的采集成本和制作成本都相对较高，时间较长等，所以现在也没有大规模的应用。光栅裸眼立体显示技术，因为观察者不需要佩戴任何的辅助设备即能感知栩栩如生、层次分明、视冲击力异常强悍的3D视错觉图像；制作工艺相对简单，可在现有2D显示设备上直接贴合定制光栅；片源的采集成本和制作成本都相对较低，并且技术相对成熟，所以已经有规模化应用的趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其能够在光栅裸眼立体图像的设计阶段对图像的理论模型和测量数据作出把控和优化，对图像成品的实际指标提供测量方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法包括以下步骤：数据采集步骤、视区中心位置计算步骤、水平面内投影轮廓计算步骤、垂直面内投影轮廓计算步骤、空间模型建立步骤、串扰度计算步骤。优选地，所述数据采集步骤根据设计需求的显示面积、视点数、分辨率、观看距离参数确定光栅类型为狭缝光栅或者柱镜光栅，完成光栅参数设计，然后在光学软件上建立相应的模型和三个大小合适的、以设计观察位置为中心的平面探测器，分别为与显示器纵向切面平行放置的竖直探测平面、与显示器横向切面平行放置的水平探测平面、与显示器显示前表面平行放置的垂直探测平面，通过加载一定数量的仿真光线分别得到各副视差图像在三个探测平面上的光度学数据，完成相关的数据采集的工作。优选地，所述视区中心位置计算步骤依据显示装置的对称属性和裸眼立体显示器的光栅设计理论观察位置确定视区的y向和z向中心位置分别为y＝0mm和z＝ovdmm，然后简化仿真模型的倾斜角度为0°，把多幅视差图像按照进入左右眼的标号分为左眼图像和右眼图像，分两次加载到仿真模型，获得模型简化后的竖直探测器上的光度学数据，完成简化模型的数据采集，将采集到的简化模型的竖直探测器上的光度学数据读入到MATLAB，然后依据数据的统计学特征，分别确定视区的Z向和Y向中心位置，对每个Z坐标位置上的所有Y点数据求和，和对每个Y坐标位置的所有Z点数据求和，通过对左右视图的求和数据对比最大值位置和比值为1位置，求出视区的Z向和Y向中心位置和可视菱形区的长度范围。优选地，所述水平面内投影轮廓计算步骤读入各副视差图像在水平面内的光度学仿真数据，确定几个特殊的Z向直线，如Z向中心位置直线Z0、Z0+ΔZ直线和Z0ΔZ直线，然后计算每条直线上每幅视差图像的数据峰值位置，分别对各自直线上N副视差图像的峰值位置排序，根据数据间隔确定在相应直线上各幅视差图像的视区宽度，最后分别计算上下三角区的顶点位置，确定各个视图的可视子区间在水平面的投影轮廓。优选地，所述垂直面内投影轮廓计算步骤读入各副视差图像在垂直面内的光度学仿真数据，以视区Y向中心线上各子视区中心峰值位置为能量最高位置，并且确定Y向能量高度衰减因子K为某一固定值，然后以每个可视子区间的中心峰值Xn位置的能量En在倾斜因子θ的作用下衰减到EH＝K×E的位置为该可视子区间在垂直探测平面上的高度。优选地，所述空间模型建立步骤通过上述视区中心位置、水平面内的投影轮廓、垂直面内的投影轮廓以及相互的空间角度和线性关系，在MATLAB平台内逐一搭建各个可视子区间的空间模型，从而形成整个视区的空间模型。优选地，所述串扰度计算步骤依据上述空间模型的边界，通过MATLAB的统计计算给出某个位置、平面、或者空间立体区域内的视区具体分布情况和串扰度水平，为裸眼立体显示装置的设计、评价和使用都起到关键的指导作用。优选地，所述光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法用光学软件仿真与MATLAB联合数据分析的方法。优选地，所述光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法采用“视区分布”与“串扰度”这两个评价指标。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术能够在光栅裸眼立体图像的设计阶段对图像的理论模型和测量数据作出把控和优化，对图像成品的实际指标提供测量方法。附图说明图1为本专利技术的整体流程图。图2为本专利技术的数据采集步骤流程图。图3为本专利技术的视区中心位置计算步骤流程图。图4为本专利技术的水平面内投影轮廓计算步骤流程图。图5为本专利技术的视区在垂直面内投影轮廓计算步骤流程图。图6为本专利技术确定各个视图的可视子区间在水平面的投影轮廓的示意图。图7为本专利技术用matlab的画图工具得到对应裸眼立体显示装置设计参数下的水平面投影轮廓曲线的示意图。图8为本专利技术可视子区间在垂直探测平面上的高度的示意图。图9为本专利技术中空间线性和空间角度关系的示意图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1至图4所示，本专利技术光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法包括以下步骤：数据采集步骤、视区中心位置计算步骤、水平面内投影轮廓计算步骤、垂直面内投影轮廓计算步骤、空间模型建立步骤、串扰度计算步骤。数据采集步骤根据设计需求的显示面积、视点数、分辨率、观看距离参数确定光栅类型为狭缝光栅或者柱镜光栅，完成光栅参数设计，然后在光学软件上建立相应的模型和三个大小合适的、以设计观察位置为中心的平面探测器，分别为与显示器纵向切面平行放置的竖直探测平面、与显示器横向切面平行放置的水平探测平面、与显示器显示前表面平行放置的垂直探测平面，通过加载一定数量的仿真光线分别得到各副视差图像在三个探测平面上的光度学数据，完成相关的数据采集的工作；视区中心位置计算步骤依据显示装置的对称属性和裸眼立体显示器的光栅设计理论观察位置确定视区的y向和z向中心位置分别为y＝0mm和z＝ovdmm，然后简化仿真模型的倾斜角度为0°，把多幅视差图像按照进入左右眼的标号分为左眼图像和右眼图像，分两次加载到仿真模型，获得模型简化后的竖直探测器上的光度学数据，完成简化模型的数据采集，将采集到的简化模型的竖直探测器上的光度学数据读入到MATLAB，然后依据数据的统计学特征，分别确定视区的Z向和Y向中心位置，对每个Z坐标位置上的所有Y点数据求和，和对每个Y坐标位置的所有Z点数据求和，通过对左右视图的求和数据对比最大值位置和比值为1位置，求出视区的Z向和Y向中心位置和可视菱形区的长度范围；水平面内投影轮廓计算步骤读入各副视差图像在水平面内的光度学仿真数据，确定几个特殊的Z向直线，如Z向中心位置直线Z0、Z0+ΔZ直线和Z0ΔZ直线，然后计算每条直线上每幅视差图像的数据峰值位置，分别对各自直线上N副视差图像的峰值位置排序，根据数据间隔确定在相应直线上各幅视差图像的视区宽度，最后分别计算上下三角区的顶点位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法包括以下步骤：数据采集步骤、视区中心位置计算步骤、水平面内投影轮廓计算步骤、垂直面内投影轮廓计算步骤、空间模型建立步骤、串扰度计算步骤。

【技术特征摘要】
1.一种光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法包括以下步骤：数据采集步骤、视区中心位置计算步骤、水平面内投影轮廓计算步骤、垂直面内投影轮廓计算步骤、空间模型建立步骤、串扰度计算步骤。2.根据权利要求1所述的光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述数据采集步骤根据设计需求的显示面积、视点数、分辨率、观看距离参数确定光栅类型为狭缝光栅或者柱镜光栅，完成光栅参数设计，然后在光学软件上建立相应的模型和三个大小合适的、以设计观察位置为中心的平面探测器，分别为与显示器纵向切面平行放置的竖直探测平面、与显示器横向切面平行放置的水平探测平面、与显示器显示前表面平行放置的垂直探测平面，通过加载一定数量的仿真光线分别得到各副视差图像在三个探测平面上的光度学数据，完成相关的数据采集的工作。3.根据权利要求2所述的光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述视区中心位置计算步骤依据显示装置的对称属性和裸眼立体显示器的光栅设计理论观察位置确定视区的y向和z向中心位置分别为y＝0mm和z＝ovdmm，然后简化仿真模型的倾斜角度为0°，把多幅视差图像按照进入左右眼的标号分为左眼图像和右眼图像，分两次加载到仿真模型，获得模型简化后的竖直探测器上的光度学数据，完成简化模型的数据采集，将采集到的简化模型的竖直探测器上的光度学数据读入到MATLAB，然后依据数据的统计学特征，分别确定视区的Z向和Y向中心位置，对每个Z坐标位置上的所有Y点数据求和，和对每个Y坐标位置的所有Z点数据求和，通过对左右视图的求和数据对比最大值位置和比值为1位置，求出视区的Z向和Y向中心位置和可视菱形区的长度范围。4.根据权利要求3所述的光栅裸眼立体图像视区与串扰计算方法，其特征在于，所述水平面内投影轮廓计算步骤读入各副...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，
申请(专利权)人：中航华东光电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31