新型立体视觉图象技术及装置制造方法及图纸

本发明专利技术根据左右眼视网膜图象信息传递至大脑的通路完全相同、左右眼共用一个景深坐标系的视觉规律，将用平行成象法模拟左右眼得到的两幅有视差的较象先后在小于视觉暂（残）留效应起作用的时间内显示，并使左、右眼轮流各看一个图象，使大脑获得两幅有视差的图象信息而产生立体感；两眼对两有视差的图象的选择是任意的。本发明专利技术的拍摄装置有同步装置、异步装置，可应用于电影、电视、计算机、录放象系统、照相机等。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术名称为新型立体视觉图象技术及装置。本专利技术提出了一种新的立体图象获取、显示的技术以及实施此技术方案的有关装置，它根据人体左、右眼视网膜上视觉信息传递至大脑的通路完全相同的特点、左右眼共用一个景深坐标系的特点设计将用平行成象法模拟人体左右眼而获得的两幅有视差的图象信息，依次先后输入左眼和右眼，并且在技术上保证此两幅图象具有重合的景深坐标系，图象信息显示的时间间隔在视觉暂(残)留效应起作用的时间内(约0.1秒)，使大脑能根据这两幅有视差的图象信息快速获得立体感。从按本专利技术方案显示的图象中获得立体视觉是将两个有视差的图象分别输入左眼与右眼，使左、右眼轮流看时，左(右)眼对两有视差的图象的选择是任意的。目前的立体显示技术在人佩戴特殊眼镜时，必须保证左眼看左视图，右眼看右视图，因而不易推广；尤其在电视和电影上不能普及。目前尚未有使用一个放映机，或能进行现场直播，左、右眼虽然各看一个视图，但是不一定要求左眼看左视图、右眼看右视图(左、右眼对两有视差的图象没有专门的选择)的技术。本专利技术的目的在于，为了提高人类认识世界的能力、丰富文化娱乐生活，而提出的一种符合人类观看世界的自然习惯、便于推广的立体图象显示技术方案，以及实现此方案的有关现场拍摄装置。根据心理学介绍，人的视觉是这样产生的光线通过角膜进入眼球，经过虹膜，从虹膜的瞳孔通过水晶体而到达视网膜；瞳孔起着光圈的作用。视网膜犹如照相底片，是眼睛的感光系统。视网膜把光能转换成化学能，再由视神经转化成电能后送入大脑皮层的枕叶，产生视觉。如果没有大脑，眼睛只能“视而不见”；“见”的功能由大脑完成。然而，外界景象不能直接进入大脑，大脑只能“见而不视”；“视”的功能由眼睛完成。视觉信息传递的第一个重要特征是不管是左眼还是右眼，每一个眼球中的视网膜的左半边(视网膜分为左、右两半边)的信息只能传递至间脑左侧的外侧膝状体；视网膜的右半边的信息只能传递至间脑右侧的外侧膝状体。大脑两侧各有一个枕叶，同侧枕叶只与同侧膝状体连接；即右侧枕叶与两眼视网膜右半边连接；左侧枕叶与两眼视网膜左半边连接。这说明不管是左眼还是右眼，视网膜上图象信息传递到大脑的通路完全相同。换句话说，左(右)外侧膝状体上的视觉信息既可以来自左眼视网膜的左(右)半边，也可以来自右眼视网膜的左(右)半边；两眼视网膜上同一半边传递来的信息交迭在一起。根据这个特征，本应由右眼看的图象可用左眼看，本应用左眼看的图象可用右眼看，同样能产生立体视觉。参见附图说明图1和图2，图1名称为立体视觉图，图2名称为等效立体视觉图；图1中供右眼看的模拟右眼视图①在图2中供左眼看，图1中供左眼看的模拟左眼视图②在图2中供右眼看。当我们使左、右眼各看同侧图象时，在图1、图2中都能看到立体图象(方法用纸遮住图形以外的线条及文字符号，先让鼻子尖靠近左右视图中间，左、右眼各看各的图象，待两眼中的图象合为一个图象时，便产生立体视觉；如果发现左右图合拢时有高低差，可以转动头调节两眼视点的高低，使左右图完全重合)。根据心理学介绍，视差引起立体感，它是这样产生的人的视网膜是一个有长度和宽度的平坦的二维空间；当看一个平面物体时，由于人天生只能双眼共看一个物体，所以两眼视轴必须在物体上相交，交点叫注视点。无形中，将注视点作为视网膜上二维参考坐标系的原点。平面物体上的同一点在两眼的视象点落在两眼视网膜相应的部位上。如果将两个视网膜完全重迭，相应象点也完全重合，好象它们具有共同的参考坐标系。事实上，这个过程是由大脑完成的；这时，人感知是一个平面物体。图1与图2之所以等效的另一个原因是因为左、右眼看的都是平面景象——图片，任一图片在两眼视网膜上二维坐标中的相应象点完全重合。由于双眼间距约65毫米，看立体物体时，左右眼视网膜上的视象不完全落在相应的部位。参见图3图3的名称为视差产生示意图，图中A、B、C三点，A点为左、右眼③的注视点，在视网膜④上，它们的象点为 A‘1、A“1，B‘1、B“1，C‘1，、C“1。当将A‘1与A“1重合时，B‘1与B“1、C‘1与C“1不重合，于是产生视差。这是由于A点与B、C点存在深度差别。图中BC连线与双眼③的焦点连线平行；如果选择图中D点为参考坐标系的原点的话(D点作为注视点)，由于改变了参考坐标系，使得两视网膜④上的对应点完全重合，从而判断B、C点没有深度差。这说明深度具有相对性，相对注视点而言；进一步说明，视差也有相对性，相对某一坐标系而言。视觉信息传递的第二个重要特征是当人眼看实际景象时，由于两眼只能同时共看一个目标，所以两眼视网膜上的图象享有共同的二维坐标系，我们称它为景深坐标系，坐标原点就是注视点。图3中，通过A点作与纸面垂直的平面得景深面⑨，两个眼睛③的视轴构成的平面就是纸面，两眼睛③位于对称面⑧两侧，对称面②垂直于纸面。虽然景深面⑨在实际空间中看不见，但是它们确实可成为两眼③的共享的景深坐标系的平面；此时A点是坐标系的原点。在景深面⑨上，B“3、C“3对应左眼视网膜④上的B“1、C“1，B‘3、C‘3对应右眼视网膜④上B‘1、C‘1，A点对应A‘1、A“1。在景深面⑨上，A‘1与A“1共同对应一个点景深坐标系的原点A，说明双眼③共享一个景深坐标系。平行面⑤与景深面⑨平行。对于实际景象，由于大脑的功能，人天生有这个本领——共享景深坐标系。但是，当我们两眼各看一个图片时(例如图1中的两幅有视差的图片)，此时左右眼视网膜上的二维坐标系原点不能马上重合，因为这不是看一个实物，而是看图片——两个实物，这两个实物又代表一个实景；需要眼与大脑协调整顿。经验表明，此时两眼中感到左、右图象在相互靠拢，最后重合，产生立体视觉。这种视觉调整大约需要几秒钟的时间。视觉信息传递的第三个重要特征是视觉暂(残)留效应当被视的对象消失以后，原先它在视网膜上的图象不会马上消失，还可以保留一段时间，大约为0.1秒。利用视觉暂(残)留效应可以使左、右眼轮流睁开、闭合，同样可以获得立体视觉。国外有的立体电视技术就是采用这种方法使人戴上特制眼镜，保证左眼看左视图，右眼看右视图，屏幕上左视图与右视图轮流出现，也能产生立体视觉。至今的立体显示技术都要求人在佩戴特制眼镜时，保证左眼看左视图、右眼看右视图。本专利技术提出了佩戴特制眼镜时，左、右眼对两个有视差的图象无特殊选择要求的立体视觉图象技术方案与有关装置。既然左右眼传递视觉信息的通路完全相同，既然有视觉暂(残)留效应；只要图象轮流显示速度足够快，那么我们不妨采用在同一时刻使一个眼睛只看一个图象，在不同时刻先后显示两幅有视差的图象，使左、右眼轮流看，也能产生立体视觉因为，只要在大脑中存在两幅有视差的图象信息，大脑就能产生立体视觉——大脑只能“见而不视”，不能判断两幅图象来自何方，也无需判断来源。左、右两眼轮流各看一个视图时，因为每个视图都是平面图，所以两眼对左、右视图的选择可任意。本专利技术提出的新式立体图象获取及显示的技术方案，是根据以上提及的视觉信息传递的三个特征而设计的，它通过以下方法实施首先用平行成象法模拟人的左、右眼而获得两幅有视差的图象，然后将此两幅图象分别先后向每一只眼提供，两图象具有重合的景深坐标系(显示屏上，两图象的景深坐标系原点在同一个位置)；图象信息通过每一只眼睛的视网膜传递至左本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术名称为新型立体视觉图象技术及装置，由成象器⑥、开关器⑩组成拍摄装置；其特征是：采用平行成象法由成象器⑥模拟人的左、右眼③获得两幅有视差的图象，经开关器⑩控制后向外先后输出（存储或传播），当此两幅图象在同一个显示屏幕上显示时，它们先后显显示的时间间隔小于人眼③视觉暂（残）留效应起作用的时间（约为０．１秒），而且在技术上保证，此两图象相应于景深面⑨上景深坐标系原点的象点在屏幕上重合（具有重合的景深坐标系），当人眼③观察屏幕时可以把屏幕所在平面作为景深面⑨，左、右眼③位于对称面⑧两侧、与对称面⑧等距离，将双眼③注视点与景深坐标系原点重合，对先后显示的有视差的图象连续观察（双眼③轮流看），产生立体视觉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯有纲，
申请(专利权)人：冯有纲，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]