用于自动立体显示器的图像的生成制造技术

技术编号:19127200 阅读:36 留言:0更新日期:2018-10-10 08:31
生成一种用于自动立体显示器的显示面板(503)的显示图像,该自动立体显示器在多个视锥中投射该显示图像。源(803)提供要被显示的场景的三维表示并且生成器(805)从所述表示生成显示图像。对于每一个像素,生成器(805)确定响应于方向映射函数反映场景的视点方向的场景视点方向指示以及反映针对视锥内像素的投射方向的视锥投射方向指示。方向映射函数反映视锥投射方向与场景视点方向之间的关系。于是,从三维表示生成对应于视点方向的像素值。此外,处理器(809)确定观看者特性;并且适配器(811)用于响应于观看者特性调适方向映射函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动立体显示器的图像的生成
本专利技术涉及用于自动立体显示器的图像的生成,并且具体地涉及从输入三维图像生成用于自动立体显示器的显示面板的显示图像。
技术介绍
三维显示正在引起渐增的兴趣,并且关于如何向观看者提供三维感知的重大研究正在开展。三维显示通过向观看者的双眼提供正被观看的场景的不同视图而将第三维度添加到观看体验。这可以通过让用户佩戴眼镜以使被显示的两个视图分离来实现。然而,由于对用户而言这是相对不便的,所以在许多情境中,可取的是使用直接生成不同的视图并将它们投射到用户的眼睛的自动立体显示器。事实上,一段时间以来,各种公司主动开发了适合用于再现三维影像的自动立体显示器。自动立体设备可以向观看者呈现三维印象,而无需特殊帽子和/或眼镜。自动立体显示器一般地针对不同视角提供不同视图。以此方式,第一图像可以针对左眼生成,并且第二图像可以针对观看者的右眼生成。通过显示适当的图像,即分别从左眼和右眼的视点看适当的图像,有可能的是向观看者传达三维印象。自动立体显示器倾向于使用诸如柱状透镜或视差屏障/屏障掩模之类的构件分离视图并且在不同方向上发送它们,使得它们各自到达用户的眼睛。对于立体显示器,需要两个视图,但是大多数自动立体显示器典型地利用更多视图(例如九个视图)。事实上,在一些显示器中,视图方向的渐变在图像之上执行,使得图像的不同部分可以在不同观看方向上投射。因而,在一些较新的自动立体显示器中,视图方向之上图像区域的更逐渐和连续的分布可以被应用,而不是自动立体显示器再现固定数量的完整视图。这样的自动立体显示器经常被称为提供部分视图而非全视图。关于部分视图的更多信息可以例如在WO2006/117707中找到。为了实现三维图像效果的愿望,内容被创建成包括描述所捕获的场景的三维方面的数据。例如,对于计算机生成的图形,三维模型可以被开发并被用来根据给定观看位置计算图像。这样的方案例如频繁用于提供三维效果的计算机游戏。作为另一个示例,诸如电影或电视节目之类的视频内容越来越多地被生成以包括一些三维信息。这样的信息可以使用专用三维相机来捕获,该专用三维相机从稍微偏移的相机位置捕获两个同步图像从而直接生成立体图像,或者这样的信息可以例如通过还能够捕获深度的相机来捕获。典型地,自动立体显示器产生视图的“锥”,其中每一个锥包含对应于场景的不同视角的多个视图。邻近的(或在某些情况下进一步移位的)视图之间的视角差被生成以对应于用户的右眼和左眼之间的视角差。相应地,左眼和右眼看到两个适当的视图的观看者将感知到三维效果。图1中图示了这样的系统的一个示例,其中在视锥中生成九个视图。许多自动立体显示器能够产生大量视图。例如,产生九个视图的自动立体显示器并不罕见。这样的显示器例如适合于多观看者情境,在该情境中若干观看者可以同时观看显示器并且所有观看者都可以体验三维效果。具有甚至更高数量的视图的显示器也已经被开发,包括例如可以提供例如28个不同视图的显示器。这样的显示器可以通常使用相对窄的视锥,导致观看者的眼睛同时从多个视图接收光。再者,左眼和右眼将典型地定位在非邻近的视图中(如图1的示例中那样)。因而,自动立体显示器典型地并未使视图遍布于整个可能的视角或投射角。特别地,所生成的部分视图或全视图典型地并未遍布于例如全180°范围,或者甚至并未遍布于例如90°的较小范围。相反,所呈现的视图典型地分布在被称为视锥的相对小的角度上。显示器的组合的视角然后由多个重复的视锥形成,每一个视锥提供相同的视图。因而,视锥被重复以在自动立体显示器的整个视角范围上提供投射,并且相应地各个视图被投射在多个不同的视锥中且投射在不同的观看方向上。图2图示了图1的投射多个视锥(在此示例中,示出三个视锥)的自动立体显示器的一个示例。图3图示了从多个子像素的形成像素(具有三个颜色通道)的示例。在该示例中,w为水平子像素间距,h为竖直子像素间距,N为每单色小片(patch)子像素的平均数量。柱状透镜倾斜s=tanθ,并且水平方向上测量的间距为以子像素间距为单位的p。在像素内,粗线指示不同颜色的小片之间的分离,并且细线指示子像素之间的分离。另一个有用的量为子像素纵横比:a=w/h。于是,N=a/s。对于RGB条纹图案上的常见倾斜1/6的透镜,a=1/3且s=1/6,因此N=2。至于常规2D显示器,图像质量对大多数应用中的三维显示而言是最重要的,并且尤其对于消费型市场,比如、例如对于三维电视或监视器而言是非常重要的。然而,不同视图的表示提供附加的复杂化和潜在的图像退化。实际的自动立体显示器可以生成相对大量的对应于不同视角范围的视锥。位于视锥内(如图1中那样)的观看者将被针对右眼和左眼提供不同的视图,并且这可以提供三维效果。进一步地,随着观看者移动,眼睛可能在视锥内的不同视图之间切换,从而自动提供运动视差和对应的立体效果。然而,当多个视图典型地从表示中心视图的输入数据生成时,对于远离中心的视图而言,图像退化增加,针对外部视图,所需的是增加的差异(disparity)以及因而从原始图像的位置移动。相应地,当用户朝向视锥边缘处的极端视图移动时,质量退化经常被感知。因而,典型地,当观看者相对于自动立体显示器向旁移动时,他将具有自然体验,其中显示器通过立体视觉和运动视差效应二者提供3D体验。然而,图像质量朝向侧边降低。在显示三维图像时的一个特定问题是,串扰可能发生在不同视图之间。对于自动立体显示器,串扰典型地是重大问题,因为来自各个(子)像素的光具有相对大的传播区域。由于邻近的(子)像素典型地涉及不同视图,相对高的视图间串扰可能经常被体验到。因而,对自动立体设计而言,固有的是当来自邻近的(子)像素的光的部分在相同方向上辐射通过透镜时,一定量的串扰存在于邻近的视图之间。因而,由于不同视图(具有不同差异以及因而具有处于不同位置的一些深度对象)之间的交叉关联,实践中可能发生模糊效应,其导致图像的清晰度的损失。另一个问题是,由于视锥的受限的视角,有可能的是观看者可能并未完全定位在视锥内,而是可以例如有一只眼睛在一个视锥中并且另一只眼睛在相邻视锥中,如图4中例示的那样。然而,这可能导致立体倒置,在立体倒置中右眼接收针对左眼生成的图像并且左眼接收针对右眼生成的图像。因而,当观看者朝向视锥的端部移动并且一只眼睛进入到相邻视锥中时,发生立体倒置,其被感知为对用户而言是非常烦扰的和不舒适的。为了解决这个问题,已经建议修改视锥以在相邻视锥之间具有更大且更平滑的过渡。这样的方案在WO2005/091050中被更详细地描述。然而,尽管此方案可以减轻立体倒置,但是它也具有一些缺点。最重要的是,它减小了每个视锥内全三维效果被感知的观看范围,即它减小了甜蜜点(sweetspot)。因此,一种用于为自动立体显示器生成图像的改进的方案将是有利的,并且特别地一种允许增加的灵活性、改进的图像质量、降低的复杂度、降低的资源需求、改进的串扰性能、减轻的立体倒置、增加的用户友好性和/或改进的性能的方案将是有利的。
技术实现思路
相应地,本专利技术设法优选地单个地或以任何组合方式减轻、减缓或消除上述缺点中的一个或多个。根据本专利技术的一个方面,提供一种用于生成用于自动立体显示器的显示面板的显示图像的装置,该自动立体显示器包括显示布置,本文档来自技高网
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用于自动立体显示器的图像的生成

【技术保护点】
1.一种用于生成用于自动立体显示器的显示面板(503)的显示图像的装置,该自动立体显示器包括显示布置(501),该显示布置包括显示面板(503)和布置成在多个视锥中投射显示图像的视图形成光学元件(509),所述装置包括:用于提供要被显示的场景的三维表示的源(803);用于从三维表示生成显示图像的生成器(805),该生成器(805)被布置成针对显示图像的至少一些像素中的每一个:确定响应于方向映射函数反映场景的视点方向的场景视点方向指示以及反映针对视锥内像素的投射方向的视锥投射方向指示,该方向映射函数反映视锥投射方向与场景视点方向之间的关系;以及从三维表示确定对应于视点方向的像素值;用于确定指示当前观看者数量的观看者特性的处理器(809);以及用于响应于观看者特性调适方向映射函数的适配器(811),其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性,调适方向映射函数以减小场景视点方向偏差和针对至少一些视锥投射方向的方向映射函数的导数的大小中至少一个,场景视点方向偏差反映相对于对应于中心视锥投射方向的场景视点方向的偏差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 EP 15166346.51.一种用于生成用于自动立体显示器的显示面板(503)的显示图像的装置,该自动立体显示器包括显示布置(501),该显示布置包括显示面板(503)和布置成在多个视锥中投射显示图像的视图形成光学元件(509),所述装置包括:用于提供要被显示的场景的三维表示的源(803);用于从三维表示生成显示图像的生成器(805),该生成器(805)被布置成针对显示图像的至少一些像素中的每一个:确定响应于方向映射函数反映场景的视点方向的场景视点方向指示以及反映针对视锥内像素的投射方向的视锥投射方向指示,该方向映射函数反映视锥投射方向与场景视点方向之间的关系;以及从三维表示确定对应于视点方向的像素值;用于确定指示当前观看者数量的观看者特性的处理器(809);以及用于响应于观看者特性调适方向映射函数的适配器(811),其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性,调适方向映射函数以减小场景视点方向偏差和针对至少一些视锥投射方向的方向映射函数的导数的大小中至少一个,场景视点方向偏差反映相对于对应于中心视锥投射方向的场景视点方向的偏差。2.权利要求1的装置,其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性调适方向映射函数以减小针对至少一些视锥投射方向的场景视点方向偏差。3.权利要求1的装置,其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性调适方向映射函数以针对至少一些视锥投射方向减小针对至少一些视锥投射方向的方向映射函数的导数。4.权利要求1的装置,其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性调适方向映射函数以提供视锥投射方向的减小的间隔,针对该减小的间隔,方向映射函数的导数具有与针对中心视锥投射方向的方向映射函数的导数相同的符号。5.权利要求1的装置,其中适配器(811)被布置成响应于指示当前观看者的增加的数量的观看者特性调适方向映射函数以减小视锥边缘投射方向处方向映射函数的导数的大小。6.权利要求1的装置,其中观看者特性指示至少一个观看者的位置。7.权利要求6的装置,其中适配器(811)被布置成响应于由观看者特性指示的观看者位置与中心视锥投射方向之间的增加的距离,调适方向映射函数以减小针对至少一些视锥投射方向的场景视点方向偏差。8.权利要求6的装置,其中适配器(811)被布置成响应于指示增加的观看者移动的观看者特性调适方向映射函数以减小针对至少一些视锥投射方向的场景视点方向偏差。9.权利要求1的装置,其中适配器(811)被布置成在观看者特性指示观看者数量小于阈值的情...

【专利技术属性】
技术研发人员:B克鲁恩
申请(专利权)人:皇家飞利浦有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

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