制作场景的图像的方法以及显示表面技术

一种制作场景(包括由所述方法制作的场景)的图像的方法，所述场景的图像总体上对应于由人类大脑经由人眼感知的图像，所述方法包括以任意合适顺序排列的以下步骤：捕获、记录、生成或表示包括整个视场或其中一部分的场景，其中当人类观看者从给定“视点”(VP)注视场景中的给定区域时，整个视场或其中一部分对于所述人类观看者是可见的；逐渐地向着场景的所述区域放大图像；以及逐渐地压缩场景的对应于外围视场的区域，从而产生总体上与呈现给人类感知者的场景相对应的场景的修改图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制作与人类视觉系统感知场景的方式相对应的场景图像。
技术介绍
传统图像创作技术(比如使用静止或运动相机或计算机动画的技术)一般不足以捕获和表示人类视觉体验的完整范围和性质。理由有很多，其中包括图像通常基于线性透视的几何结构，其将三维空间以对于人类观看者来讲不自然的方式投影到二维平面上。自达芬奇以来，艺术家们就已经知道当视场的外围区域被投影到二维表面上时，线性透视会产生过度的失真。结果，传统的线性透视图像趋于呈现出世界的被剪切的受限视图，所述视图通常采用矩形的形式，并由此排除了完整视场的许多内容，其中包括外围视场。这些被排除的内容包括观看者的身体的部分或与观看者接近的对象，这些内容在自然视觉中是可见的。所得到的图像通常被呈现为平的对象，即，如打印在纸上或显示在平的屏幕上一样，这与图像中的空间标记不相符并且由此减少对深度的感知。与真实生活相比，感兴趣的对象在所创建的图像中通常会看起来更小一些，这是因为线性透视中所使用的投影方法以及缺乏对感知对象尺寸的关注心理效果(其趋于放大感兴趣的对象)的考虑所导致的。此外，这种创建的图像一般不记录或表示人类视觉的增强空间视觉体验的其他特性，比如双重视觉导致的双目深度信息或“生理复视”。此外，传统成像系统不能记录人类视觉的其它特性，比如增强的边缘对比度、视场的外围和非注视部分中的对象的相对模糊性、感知空间的主观曲率、在极度外围处的视觉逐渐衰减和变暗、对象的明显尺寸与注视点相比的改变、从第一视角看到的观看者身体的图像等。本专利技术将这些效果组合在一起，以产生对人类视觉的综合仿真。该概念作为表示整个人类视场的工具的一个好处是:由于场景的外围区域与实际人类视觉相比在尺寸和强调方面变小，避免了过宽的图像格式，比如由全景摄影所产生的格式。还避免了过度失真的图像，比如由鱼眼镜头(其经常会减小感兴趣的对象的尺寸)或由广角镜头(其扩展了外围区域)产生的图像。相反地，更加注意对应于中心视觉的并且最容易受到观看者关注的图像部分，使其看起来更大，从而模仿人类视觉系统感知场景的方式。该概念的另一好处在于，其使得对应于注视点的图像区域以及关注区域与传统线性透视图像相比更具有显著性。对于诸如广告的应用来讲，这还能够使得观看者关注图像中的广告商所希望强调的区域或对象。另一好处在于，通过应用这里所述的方法，得到的图像可以与通过传统线性透视或其他方法产生的图像相比具有更加实质的增强深度错觉，并且可在图像帧中包括更加宽的视场，而不会减少场景中感兴趣、或关注的图像的相对尺寸。与其它“凹型”成像系统一样，由于对应于视场外围的图像区域中的信息具有更高的压缩和更低的分辨率，还有可能实现对数据存储和传输的节约。本专利技术的中的方法的另一好处在于，将以可感知的准确度从第一视角呈现观看者身体的视图，从而加强使用该方法来传递第一视角的图像的有效性。已经存在了解决以上一些问题的多种已知方案。其中包括使用广角镜头，比如鱼眼镜头，其捕获非常大的视角，但在图像的边缘处产生过度的光学失真。虽然可以通过合适的软件处理来修正这种失真，但这并不是完美的解决方案，这是因为得到的图像仍然根据线性透视来进行投影并且缺乏如上所述与真实人类视觉相关联的多种特性。另一技术将多个图像拼接在一起，以捕获非常宽的全景视场，但其缺点在于，使用这种非常宽的图片格式会受到实际限制。此外，这种全景摄影还缺少如上所述与真实人类视觉相关联的几何结构和其它特性。其它成像技术(比如Quicktime VR 和 Condit1n One(http://www.condit1none.com))使得观看者能够通过在虚拟空间滚动、按照观看者的指引从多个角度观看场景来查看更宽的视场，但这些方法仍然受到上文所提及的不足的限制。在一些形式的计算机动画(比如用于视频游戏引擎)中，已经尝试通过将来自观看者的视点的人身体的一部分包括在内，来仿真观看者的视点，但这些视图一般是根据传统线性透视呈现的，并且受限于处于所示视场中心的有限矩形观看区域。结果，它们排除了在自然视觉中常见的身体(比如鼻子或肩膀)部分。在商业成像中也已经进行了一些尝试，其中通过选择性地对图像的外部边缘进行模糊处理来对外围视场的相对模糊性进行仿真，但这些技术仍然不能弥补以上所述的所有其它不足。一些基于镜头和基于计算机的系统在捕获宽视场的同时还以更大的尺寸或分辨率示出了感兴趣的区域，从而对人类视觉的外围和凹型区域的特定属性进行仿真。例如，凹型和广角凹型镜头系统被设计为在捕获宽视场的同时改善数据压缩以及增强图像的中心区域(例如W02008/077132)。然而，这种系统一般依靠捕获(经由相机和镜头)场景的单视二维线性透视视图，而不产生如本专利技术所指出的对应于人类所看见的完整视场的几何结构的三维世界的投影。它们也不会弥补图像内的移动注视点的效果或图像内的关注地点或范围的改变。广角凹型图像通常是圆形的，而不是椭圆形的，它们不包括自然视觉的其它特性，比如复视(有意模糊化在焦点对象之前和之后的图像)、由不同深度平面的注视改变所导致的对象的明显尺寸改变、注视对象的增强边缘对比度、以及本专利技术中所指出的其它方法。其他方法使用多相机布置来在聚焦于所表示的视场内的区域上的更多细节的同时捕获宽视场(例如US 2004/0061787)。来自相机的图像被拼接在一起，并被卷曲以形成广角凹型输出图像以供观看。这种系统还声称避免了由相机的弯曲阵列导致的与传统线性透视投影相关联的过度失真。它们还意欲在对应于人类中央凹的图像区域处提供更高级别的敏锐度。然而，它们不能记录或表示人类视觉的几何结构或特性，比如由于三维深度的改变、关注(而不只是注视)区域的增加的显著性、双视差异和外围模糊性等导致的图像修改。用于增强对应于眼的中央凹区域的图像区域的其它方法包括“数字缩放”，其中被注视的图像区域相对于对应于图像的外围的区域被放大或增强(例如US 2009/0245600)。然而，这种方法依靠捕获(经由相机和镜头)二维线性透视图像，而不表示根据自然人类视觉所感知的几何结构的整个三维视场。通过这些方法得到的图像通常是矩形的，而不是椭圆，并且不表示人类视觉的附加特性，比如复视、视场中的主观曲率、局部关注的效果等。生成凹型图像的其它方法(例如EP2362641、US7965314和GB2400259)同样基于线性透视的几何结构，并且缺乏捕获和表示人类视觉的关键特性的能力。多个世纪以来，已知通过窥视孔或孔径观看平的图片会增强深度错觉。已经设计了屏幕观看设备，以通过使用将基本屏幕的一部分模糊化的帧覆盖平的屏幕来增强三维深度体验(参见WO 2010094269、US 6144417)。然而，帧中孔径的形状一般是矩形而不是椭圆。此外，本专利技术中所教导的对椭圆帧的使用是作为呈现系统的集成组件实现的，其将结合本专利技术中规定的图像和显示支撑使用，而不是作为将与任意其它图像一起使用的单机设备。对三维空间进行成像的当前形式趋于依赖于线性透视的规则，这些规则基于光的行为以及用来捕获它的设备(比如镜头和感光板)的光学属性。然而，设备的这种规则不能考虑已知影响我们如何感知世界的人类视觉系统的多个特性，比如人眼的结构、使用双眼观看的后果、关注和记忆的生理效果等。本专利技术是根据以下认本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作场景的图像的方法，所述场景的图像总体上对应于由人类大脑经由人眼感知的图像，所述方法包括以任意合适顺序排列的以下步骤：捕获、记录、生成或表示包括整个视场或其中一部分的场景，其中当人类观看者从给定视点VP注视场景中的给定区域时，所述整个视场或其中一部分对于所述人类观看者是可见的；逐渐地向着场景的所述区域放大图像；以及逐渐地压缩场景的对应于外围视场的区域，从而产生总体上与呈现给人类感知者的场景相对应的场景的修改图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·克里斯蒂安·帕瑞尔，阿里斯蒂尔·亨利·祖·伯勒斯，
申请(专利权)人：卡迪夫城市大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB