在具备立体功能的显示器上呈现三维视频图像制造技术

本发明专利技术涉及在具备立体功能的显示器上呈现三维视频图像。本发明专利技术描述在具备立体功能的显示器(例如，立体显示器(stereoscopic display)或自由立体显示器(autostereoscopic display))上呈现3D视频图像。所述过程包括：剔除背对观察者的面；界定左视图和右视图的前景面和共同背景面；针对这些面确定照明；以及使用一个视图(例如，左视图)的面的计算结果执行另一视图(即，右视图)的屏幕映射和场景呈现。在一个实施例中，在低功率装置(例如，移动电话、计算机、视频游戏平台或个人数字助理(PDA)装置)的所述具备立体功能的显示器上提供图像的视觉化。

【技术实现步骤摘要】
分案申请的相关信息本申请是国际申请号为PCT/US2008/050025，申请日为2008年1月2日，专利技术名称为“在具备立体功能的显示器上呈现三维视频图像”的PCT申请进入中国国家阶段后申请号为200880001656.8的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大体上涉及计算机图形领域，且更具体来说，涉及用于在具备立体功能的显示器上有效地呈现3D图像的技术。
技术介绍
立体视频处理的计算复杂性是呈现3D图形且具体来说在低功率(即，电池供电)装置(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)装置等)中视觉化3D场景和视频游戏的主要因素。一般来说，在具备立体功能的显示器(例如，自由立体显示器或立体显示器)上呈现3D图形的困难来自立体视频处理的效率和真实性方面。低功率装置的有限计算资源可使3D图形的呈现为过度耗时的例程。尽管相当可观的努力致力于增加立体视频处理的性能，但将需要进一步改进。因此，在此项技术中需要用以在具备立体功能的显示器上有效地实施真实性增强的3D视频图像的呈现的技术。
技术实现思路
本文中描述在具备立体功能的显示器上有效呈现3D视频图像的技术。在一实施例中，在视频数据的3D模型视图变换期间，剔除背对观察者的面。对于第一视图(例如，左视图)来说，选择性地界定对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素的第一前景面和对应于超出预定深度阈值而安置的这些元素的第一背景面。对于第二视图来说，界定对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素的第二前景面，而采用第一背景面作为第二背景面。针对第一前景面、第一背景面和第二前景面确定照明。分别基于第一前景面和第一背景面而针对第一视图执行屏幕映射和场景呈现计算，且基于第二前景面和第一背景面而针对第二视图执行屏幕映射和场景呈现计算。在一种设计中，所述方法用于在电池供电型装置(例如，移动电话、移动计算机、视频游戏平台或PDA装置)的立体显示器或自由立体显示器上视觉化视频图像。以下进一步详细描述本专利技术的各种方面和实施例。附图说明图1展示说明用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的方法的流程图。图2展示说明用于在图1的方法中使用的面分类程序期间确定深度阈值的方法的示意图。图3展示适于使用图1的方法的示范性装置的框图。为了促进理解，除了可能添加后缀(在适当时)以区分相同元件外，在任何可能处已使用相同参考数字表示对于各图为共同的这些元件。出于说明性目的，简化图式中的图像且并未按比例描绘图像。预期在无另外叙述的情况下，一个实施例的特征或步骤可被有利地并入到其它实施例中。具体实施方式参看各图，图1描绘说明根据本专利技术的一个实施例用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的方法100的流程图。在示范性应用中，方法100用以减小在电池供电(例如，低功率)装置上显示立体图形的功率消耗和计算复杂性且改进性能，且具体来说改进经视觉化图像的深度感和真实感。电池供电型装置可包括(但非限制)移动电话、移动计算机、视频游戏平台或PDA装置。方法100通过从不同角度和观察点视觉化场景而产生左眼和右眼的单独视图(即，左视图和右视图)，其中通过再现由观察者的眼睛之间的眼距引起的双眼视差而增强深度感。视图经选择性地导向观察者的左眼和右眼，且从观察者的观点，左视图与右视图之间的差异增加深度感和真实感。对应于呈现左视图和右视图的方法步骤的序列分别表示为103和105。下文中，后缀“A”和“B”用以在对用于呈现左视图和右视图的经输入视频数据执行的处理之间进行区分。说明性地，后缀“A”识别经执行以用于呈现左视图的方法步骤。在各种实施例中，方法100的方法步骤以所描绘的次序执行或这些步骤中的至少两者或其若干部分可同时、并行或以不同次序执行。举例来说，步骤140A和140B或步骤160A和170B可同时或并行执行，且可在步骤150A之前执行步骤152A。所属领域的技术人员将容易了解，执行以下论述的其它方法步骤、处理或例程中的至少一部分的次序也可加以修改。在步骤110A处，针对左视图执行经输入视频数据的3D模型视图变换。在3D模型视图变换例程期间，观察者面向3D世界坐标系统的z维度而位于中心处，且场景中的几何物件被映射到左视图面(即，三角形面)中。在步骤120A处，为了节省计算资源且因而增加视频处理的效率，将背对观察者的面(即，观察者不可见的面)从待用于呈现左视图的面的数据库剔除或移除。在步骤130A处，将剩余左视图面(即，对应于场景的几何物件的观察者的左眼可见的元素的面)分类为两种类别。第一类别包括对应于比预定深度阈值Z0近地安置的场景元素的左视图前景面(展示于图2中)。相应地，第二类别包括对应于超出预定深度阈值而安置的场景元素的左视图背景面。面的分类基于以下观察：场景中的几何物件之间的视差(如在左视图和右视图中的图像点之间以像素为单位所测量的)随着从观察者到物件的距离增加而减小且最终在这些物件距离观察者足够远而安置时变为零。可将深度阈值Z0界定为距观察者的最大距离，当通过观察者的眼睛中的任一者观察时，超出所述深度阈值Z0的任何物件对应于相同像素(以下参看图2详细论述)。相应地，如以下参看步骤170A和170B所论述，可仅针对一个视图(本文中为左视图)执行对超出深度阈值Z0而安置的物件的遮影(shading)。在步骤140A处，执行照明处理以确定左视图前景面和左视图背景面的颜色属性。在步骤150A处，执行3D到2D透视变换以将左视图前景面投影于2D图像平面上。在步骤152A处，针对左视图背景面执行3D到2D透视变换。在步骤160A处，在2D图像平面中，针对左视图执行屏幕映射处理。屏幕映射处理缩放左视图前景面和左视图背景面以适配于显示器的可见屏幕的大小，因此移除在屏幕外的几何物件或其部分。在步骤160A期间，将对应于左视图背景面的屏幕映射的数据的至少一部分选择性地保存于相应存储器媒体(例如，随机存取存储器(RAM))中以将来用于计算右视图，如以下参看步骤160B所论述。在步骤170A处，针对左视图执行屏幕呈现处理。屏幕呈现处理包括以下计算例程中的至少一部分：(i)确定呈现左视图前景面和背景面的观察者可见部分的像素的亮度值的遮影例程；(ii)确定并移除左视图前景面和背景面的观察者不可见部分的隐藏表面移除(HiddenSurfaceRemoval；HSR)例程；(iii)将可见左视图前景面和背景面转化为左视图物件面的纹理映射例程；以及(iv)选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的方法，其包含：(a)在视频数据的3D模型视图变换期间：对于第一视图，剔除背对观察者的面；对于所述第一视图，将对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素的剩余面分类为第一前景面并将对应于超出所述阈值而安置的所述场景元素的剩余面分类为第一背景面；以及对于第二视图，选择性地界定对应于比所述阈值近地安置的所述场景元素的第二前景面且采用所述第一背景面作为第二背景面；(b)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的照明；(c)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述第一视图的屏幕映射和场景呈现计算；以及(d)基于所述第二前景面和所述第一背景面执行所述第二视图的屏幕映射和场景呈现计算；其中所述方法由一或多个视频处理装置执行。

【技术特征摘要】
2007.01.05 US 11/620,6211.一种用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的方法，其包含：
(a)在视频数据的3D模型视图变换期间：
对于第一视图，剔除背对观察者的面；
对于所述第一视图，将对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素
的剩余面分类为第一前景面并将对应于超出所述阈值而安置的所述
场景元素的剩余面分类为第一背景面；以及
对于第二视图，选择性地界定对应于比所述阈值近地安置的所述场
景元素的第二前景面且采用所述第一背景面作为第二背景面；
(b)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的
照明；
(c)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述第一视图的
屏幕映射和场景呈现计算；以及
(d)基于所述第二前景面和所述第一背景面执行所述第二视图的
屏幕映射和场景呈现计算；
其中所述方法由一或多个视频处理装置执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中并行或同时执行所述步骤(a)到(d)
中的至少两者或其若干部分。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一视图为左视图且所述第二视
图为右视图。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一视图为右视图且所述第二视
图为左视图。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述具备立体功能的显示器为立体显
示器。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
产生互补色立体图像。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述具备立体功能的显示器为自由立
体显示器。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示器为电池供电型装置的一部
分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电池供电型装置包含移动电话、
移动计算机、视频游戏平台或个人数字助理(PDA)装置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(b)进一步包含：
计算所述面的顶点的颜色属性。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(c)进一步包含：
针对所述第一前景面和所述第一背景面执行透视3D到2D变换；
存储针对所述第一背景面的所述变换的结果；
执行遮影例程以计算呈现所述第一视图的所述观察者可见的部分的
像素的亮度值；
执行隐藏表面移除(HSR)例程以移除所述第一视图的所述观察者不
可见的部分；以及
存储针对所述第一视图的所述HSR例程的结果。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述步骤(d)进一步包含：
针对所述第二前景面执行所述透视3D到2D变换；
针对所述第一背景面调适所述变换的结果；
执行遮影例程以计算呈现所述第二视图的所述观察者可见的部分的
像素的亮度值；
使用对于所述第一视图的所述HSR例程的所述结果移除所述第二视
图的所述观察者不可见的部分；以及
计算呈现所述第二视图的所述观察者可见的部分的像素的亮度值。
13.一种包括非瞬时性计算机可读媒体的计算机程序产品，所述计算机可读
媒体具有用于致使计算机通过以下操纵在具备立体功能的显示器上呈
现3D视频图像的指令：
(a)在视频数据的3D模型视图变换期间：
对于第一视图，剔除背对观察者的面；
对于所述第一视图，将对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素
的剩余面分类为第一前景面并将对应于超出所述阈值而安置的所述
场景元素的剩余面分类为第一背景面；以及
对于第二视图，选择性地界定对应于比所述阈值近地安置的所述场
景元素的第二前景面且采用所述第一背景面作为第二背景面；
(b)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的
照明；
(c)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述第一视图的
屏幕映射和场景呈现计算；以及
(d)基于所述第二前景面和所述第一背景面执行所述第二视图的
屏幕映射和场景呈现计算。
14.一种用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的方法，其包含：
(a)针对左视图执行视频数据的3D模型视图变换以产生第一面；
(b)将面向观察者的第一多个所述第一面与背对所述观察者的第
二多个所述第一面分离；
(c)剔除所述第二多个所述第一面；
(d)在所述第一多个所述第一面中，将对应于比预定深度阈值近
地安置的元素的第一前景面与对应于超出所述阈值而安置的元素的第
一背景面分离；
(e)针对右视图执行所述视频数据的3D模型视图变换，以选择性
地产生比所述阈值近地安置的所述元素的第二前景面，且采用所述第一
背景面作为第二背景面；
(f)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的
照明；
(g)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述左视图的屏
幕映射和场景呈现计算；以及
(h)基于所述第二前景面执行所述右视图的屏幕映射和场景呈现
计算；
其中所述方法由一或多个视频处理装置执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中并行或同时执行所述步骤(a)到(h)
中的至少两者或其若干部分。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述具备立体功能的显示器为立体
显示器。
17.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含：
产生互补色立体图像。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述具备立体功能的显示器为自由
立体显示器。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述显示器为移动电话、移动计算
机、视频游戏平台或个人数字助理(PDA)装置的一部分。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述步骤(f)进一步包含：
计算所述面的顶点的颜色属性。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所述步骤(g)进一步包含：
针对所述第一前景面和所述第一背景面执行透视3D到2D变换；
存储针对所述第一背景面的所述变换的结果；
执行遮影例程以计算呈现所述左视图的所述观察者可见的部分的像

\t素的亮度值；
执行隐藏表面移除(HSR)例程以移除所述左视图的所述观察者不可
见的部分；以及
存储针对所述左视图的所述HSR例程的结果。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述步骤(h)进一步包含：
针对所述第二前景面执行所述透视3D到2D变换；
针对所述第一背景面调适所述变换的结果；
执行遮影例程以计算呈现所述右视图的所述观察者可见的部分的像
素的亮度值；
使用对于所述左视图的所述HSR例程的所述结果移除所述右视图的
所述观察者不可见的部分；以及
计算呈现所述右视图的所述观察者可见的部分的像素的亮度值。
23.一种包括非瞬时性计算机可读媒体的计算机程序产品，所述计算机可读
媒体具有致使计算机通过以下操纵在具备立体功能的显示器上呈现3D
视频图像的指令：
(a)针对左视图执行视频数据的3D模型视图变换以产生第一面；
(b)将面向观察者的第一多个所述第一面与背对所述观察者的第
二多个所述第一面分离；
(c)剔除所述第二多个所述第一面；
(d)在所述第一多个所述第一面中，将对应于比预定深度阈值近
地安置的元素的第一前景面与对应于超出所述阈值而安置的元素的第
一背景面分离；
(e)针对右视图执行所述视频数据的3D模型视图变换，以选择性
地产生比所述阈值近地安置的所述元素的第二前景面，且采用所述第一
背景面作为第二背景面；
(f)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的
照明；
(g)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述左视图的屏

\t幕映射和场景呈现计算；以及
(h)基于所述第二前景面执行所述右视图的屏幕映射和场景程现
计算。
24.一种用于在具备立体功能的显示器上呈现3D视频图像的设备，其包含：
具备立体功能的显示器；
处理器；以及
存储程序码的存储器，所述程序码具有致使所述处理器执行以下操作
的指令：
(a)在视频数据的3D模型视图变换期间：
对于第一视图，剔除背对观察者的面；
对于所述第一视图，将对应于比预定深度阈值近地安置的场景元素
的剩余面分类为第一前景面并将对应于超出所述阈值而安置的所述
场景元素的剩余面分类为第一背景面；以及
对于第二视图，选择性地界定对应于比所述阈值近地安置的所述场
景元素的第二前景面且采用所述第一背景面作为第二背景面；
(b)确定所述第一前景面、所述第一背景面和所述第二前景面的
照明；
(c)基于所述第一前景面和所述第一背景面执行所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩宏，李向川，沙拉什·曼朱纳什，齐英勇，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US