一种成像方法技术

本发明专利技术公开了一种成像方法，成像方法的模型中包括投影面为球面形结构的被投件和球面形结构的物镜，外部光通过所述物镜投射到球面形投射面，入射角全部垂直于投射面的对应部位；所述成像方法的模型中还包括光学镜片组合和辅助透镜，采用不同属性和布局方式的所述光学镜片组合，使入射光到达投影面的距离、位置对应不同，以使所述被投件的投射面可以设置到所需求的指定位置，所述辅助透镜进一步修正入射光的入射角使所有入射光全部垂直于投影面的对应部位。本成像方法解决了基于平面投影面存在的画面整体清晰度不足、虚化、变形、立体感弱、逼真度低以及VR画面合成存在的错位、色差、画损等缺陷。该成像方法设计巧妙、合理，便于推广使用。广使用。广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种成像方法


[0001]本专利技术涉及成像显像
，具体涉及一种成像方法。

技术介绍

[0002]当前，人们使用的成像方法都是建立在平面投影面上的推演和延申，3D建模是把物体分别投影到X、Y、Z三个方向的平面投影面上进行各种对应数值的计算，投影过程中虽然考虑到了切向和径向变形但并没有深度考虑光量子的损失；采用平面感光面的相机的拍摄是一种实拍行为，光线到达平面感光面上不同部位的光量子出现不同程度的损失就凸显出来。线性成像模型下，距离投影面中心点越远的投影面表面部位，光量子到达后的损失越大直至损失殆尽，画面也就越来越模糊直至完全没有画面；非线性成像模型下，距离投影面中心点越远的投影面表面部位，光线是以坍缩的形式到达投影面，所以导致投影面的受光面积越来越小，直至为零；形成的图像被显示还原成不坍缩的画面时，坍缩越严重的部位，画面越模糊，直至完全看不清楚。这一现象是基于平面形投影面的成像方法永远存在，无法消除致命缺陷。
[0003]基于平面投影面的成像方法，不管是线性成像模型还是非线性成像模型还是线性与非线性结合的成像模型，都存在变形现象。线性成像模型下的成像还伴随着虚化，某些情况或者某些部位变形还非常严重，现有的解决办法多数是通过改变焦距进行缓解，但无法根除。目前的相机标准镜头和长焦镜头多采用的是线性成像模型，长焦镜头主要拍摄远处景物，远处景物在纵向轴上两点的距离变化引起的角变量(画面某一点与中心轴的夹角)变化不大，所以造成的影像变形的程度不大、不明显；标准镜头拍摄中等距离的景物，此情况下景物在纵向轴上两点的距离变化引起的角变量(画面某一点与中心轴的夹角)开始明显，变形也随之明显。不管哪种镜头，近景拍摄，纵向距离差导致的角变量会非常大，所以拍摄的画面就变形非常严重。广角和鱼眼镜头，景物在纵向轴上两点的距离变化引起的角变量(画面某一点与中心轴的夹角)非常大，所以基于平面投影面的成像方法不得不使用非线性模型或者线性和非线性模型结合的方法来缓解这种严重变形的现象，但这样的方法不仅不能从根本上消除变形缺陷，还依然会带来画面清晰度上的缺陷。
[0004]基于平面形投影面的成像方法完全不具备从与成像轴平行和重合的纵向坐标上的空间景物获取影像的功能，直角坐标系的纵向坐标上的空间景物，基于平面形投影面的成像方法无法实现连续点线面的完整投影，只能实现单点和短线段的近似投影，所以无法获取立体空间的完整影像，这也是其无法获取真正有立体感影像的原因。
[0005]在实现VR影像方面，基于平面投影面的成像方法获取的图像，图像本身不仅是近似值形式的碎片式平面图像，而且这种碎片式的图像还需要多次拍摄才能基本达到使用要求，拿这些碎片式的平面图像去缝合球面形特征的VR影像，显然无法避免错位、变形、画损，而且由于多个画面因拍摄时间和角度不同，还会存在色差和形状不一致的现象，致使现有的VR影像获取不仅行为繁琐、工作量很大，而且画面缺陷多而明显。这也是VR拍摄至今市场成熟度很低的原因所在，也是现在的VR设备所播放的VR影像绝大部分来源于动画软件绘制
而非拍摄的原因。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种以球面形结构面作为投影面的投影方法，其解决了现有平面投影面存在获取影像的画面整体清晰度不足、虚化、变形、不立体、逼真度低、VR影像获取的工作繁琐、画面质量差、VR画面缝合错位、色差、画损的等缺陷。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0008]一种成像方法，所述成像方法的模型中包括投影面为球面形结构的被投件和球面形结构的透明物镜，成像时射入光线经透明物镜照射到被投件的投影面，且所述透明物镜对射入的光线进行方向和角度调整，使最终照射到所述投影面的所有光线均垂直于投影面表面的各部位对应位置。
[0009]该成像方法让透明物镜捕获的光线全部完整无损地垂直投射到球面形投影面表面的对应位置，这样以来，射到投影面上的光量子值为最大值，从而使投影面获得的影像清晰度达到最高且画面各个部位的清晰度一致，实现整幅画面的画质达到最佳效果，画面清晰度远高于平面投影面成像方法获得影像画面。该成像模型获得的影像为球面形影像而非平面形影像，所以用同样为球面结构的球面形显示面的显示设备来显示还原，保留原有的高清晰度的同时，又使得整个画面的任何位置无现变形和虚化现象，而且呈现出比平面显示面的显示设备强烈得多的立体感。
[0010]进一步改进在于：所述成像方法的成像模型中还包括：光学镜片组合和辅助透镜，所述光学镜片组合和辅助透镜位于光线的路径上，使用不同的光学镜片组合和不同布局，光线的方向和路径会有所不同，对应光线到达投影面的距离和位置不同，从而可以实现让投影面准确放置在所需要的指定位置；所述辅助透镜的作用为对入射到投影面上的光线作进一步精准调整，以使照射到投影面上所有部位的光线均精准垂直于投影面表面的各部位对应位置。
[0011]进一步改进在于：所述辅助透镜与投影面的对称轴重合，同一成像模型的投影面、透明物镜和辅助透镜的球面结构类型相同或相互匹配。
[0012]进一步改进在于，所述球面形投影面、透明物镜和辅助透镜为一面平面和一面球面的结构或者两面均为球面的结构，所述球面结构为凹球面结构或者凸球面结构。
[0013]通过上述不同方式的改进，基于球面形投射面的成像方法可以制作出多种成像模型，以适应多种场合需求，实现多种目的的成像效果。
[0014]进一步改进在于：所述球面形投影面、透明物镜和辅助透镜的球面结构为常规球面结构和菲涅尔球面结构；其中，常规球面结构结构包括常规正球面结构、常规椭球面结构、常规抛物面结构；菲涅尔球面结构包括菲涅尔正球面结构、菲涅尔椭球面结构、菲涅尔抛物面结构。
[0015]采用不同的球面结构，可以达到不同的需求和目的；比如，投影面或透明物镜采用菲涅尔球面结构，可以制作出轻薄型的基于该成像方法的成像设备，投影面或透明物镜采用椭圆形球面结构，制作出来的基于该成像方法的成像设备，具备获取更深远的景物影像的能力，而且具备获取更宽域的侧向景象的能力；投影面或透明物镜采用抛物面结构的于该成像方法的成像设备，在具备获取更深远的景物影像能力的同时，还具备获取宽域侧向
场景更大光量子值的能力，使获取的影像的侧向画面更清晰。
[0016]进一步改进在于：所述被投件的投影面上的感光单元以纬线方式布局在所述投影面的表面，同一纬线上的所述感光单元的间距相等且等于相邻纬线之间的距离，此处的距离指的是沿投影面表面的距离；并采用如下方法对感光单元进行数据读取：
[0017]虚拟感光单元补充实际感光单元法：将所述投影面上的感光单元作为实际感光单元，以最长纬线上的实际感光单元的数量为基准数，对其它纬线上不足基准数用虚拟感光单元进行补充，以使其它纬线上的实际感光单元与补充的虚拟感光单元之和达到基准数；将达到基准数的相等数量感光单元的纬线作为一行，所有行组成虚拟行列矩阵，然后通过列开关对该矩阵进行逐行读取。
[0018]相邻纬线上的感光单元互相补充法：将所述投影面纬线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像方法，其特征在于：所述成像方法的模型中包括投影面(2)为球面形结构的被投件(1)和球面形结构的透明物镜(3)，成像时射入光线经透明物镜(3)照射到被投件(1)的投影面(2)，且所述透明物镜(3)对射入的光线进行方向和角度调整，使最终照射到所述投影面(2)的所有光线均垂直于投影面(2)表面的各部位对应位置。2.根据权利要求1所述的一种成像方法，其特征在于：所述成像方法的模型中还包括光学镜片组合(4)和辅助透镜(5)，所述光学镜片组合(4)和辅助透镜(5)位于光线的路径上，通过改变所述光学镜片组合(4)的属性和布局，光线的方向和路径发生变化，到达投影面(2)的距离和位置对应发生改变，使得投影面(2)可以按照需求放置在指定位置；所述辅助透镜(5)对投影面(2)的入射光线作进一步精准调整，以使得照射到所述投影面(2)上所有部位的入射光线均精准垂直于投影面(2)表面的各部位对应位置。3.根据权利要求2所述的一种成像方法，其特征在于：所述辅助透镜(5)与所述投影面(2)的对称轴重合，同一成像模型的投影面(2)、透明物镜(3)和辅助透镜(5)的球面形结构类型相同或相互匹配。4.根据权利要求3所述的一种成像方法，其特征在于：所述投影面(2)、透明物镜(3)和辅助透镜(5)为一面平面、一面球面的结构或者两面均为球面的结构，该球面指凹球面结构或者凸球面结构。5.根据权利要求4所述的一种成像方法，其特征在于：所述投影面(2)、透明物镜(3)和辅助透镜(5)的球面结构为常规球面结构和菲涅尔球面结构；其中，常规球面结构结构包括常规正球面结构、常规椭球面结构、常规抛物面结构；菲涅尔球面结构包括菲涅尔正球面结构、菲涅尔椭球面结构、菲涅尔抛物面结构。6.根据权利要求1所述的一种成像方法，其特征在于：所述被投件(1)的投影面(2)上的感光单元以纬线方式布局在所述投影面(2)的表面，同一纬线上的所述感光单元的间距相等且等于相邻纬线之间的距离，此处的距离指的是沿投影面(2)表面的距离；并采用如下方法对感光单元进行数据读取：(1)虚拟感光单元补充实际感光单元法：将所述投影面(2)上的感光单元作为实际感光单元，以最长纬线上的实际感光单元的数量为基准数，对其它纬线上不足基准数用虚拟感光单元进行补充，以使其它纬线上的实际感光单元与补充的虚拟感光单元之和达到基准数；将达到基准数的相等数量感光单元的纬线作为一行，所有行组成虚拟行列矩阵，然后通过列开关对该矩阵进行逐行读取；(2)相邻纬线上的感光单元互相补充法：将所述投影面(2)纬线上的感光单元作为实际感光单元，以给定数量的实际感光单元数量为参照值，将其中一条纬线作为起始线，逐线逐点进行虚拟摘取实际感光单元，若起始纬线上虚拟摘取的实际感光单元数量达到参照值，则作为一条虚拟行记入第一行，若未达到参照值，则从相邻的下一条纬线上继续虚拟摘取感光单元，直到达到参照值时作为一条虚拟行记入第一行，而纬线上虚拟摘取剩余的实际感光单元则计入下一个虚拟行的虚拟摘取工作中去，以此类推，直至投影面(2)上最后一条纬线的实际感光单元全部...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴本华，吴剑飞，
申请(专利权)人：淮北康惠电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：