本发明专利技术公开了一种高清4D光栅图片的结构和设计方法，结合长方形网格化、激光照排输出、色版显色以及正交光栅技术，可以提供一种全新的图片展示设备。通过水平光栅的移动或相对移动呈现清晰透彻、大幅面、无眼晕的立体幻灯图像、立体视频图像。立体幻灯展示的立体图像或立体广告具有极好的立体感、清晰度和观看舒适度；立体视频可展示数百幅连续活动、有内容情节的立体影像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学显示
，涉及一种4D光栅图片的结构和设计方法。
技术介绍
所谓4D，通常有两种意思，其一是三维空间再加上时间轴，本专利技术所说的4D光栅图片即是如此；其二是3D影视再加上听觉、触觉、嗅觉等全方位的感受，即4D影院。本文描述的4D，是一种光栅图片，其中包含了数百幅立体图像，每幅立体图像由数十幅视差图像组成。立体图像以其观看自由、立体感强及适应性好的优势，在摄影、广告和装饰等行业逐步得到普及。立体图片通常由立体光栅和立体图像复合构成，立体光栅可以是狭缝，也可以是柱镜光栅，立体图是由一系列的视差图像重新抽样排列成的新图像。立体图的特点在于细节十分丰富，图像信息量大，一般用数码激光洗印、彩色写真喷绘、印刷等方式输出。 两个因素影响了立体图片的进一步发展和应用，其一，立体景深不能太大，否则前后景图像裂变产生的重影将无法忍受，影像不够清晰、透彻，不利于表现大纵深的宽阔场景；其二，容易出现莫尔纹，带来眼晕感，引起部分观看者的不适应，阻碍了立体图片在商业上的广泛应用。究其原因，主要在于目前各种彩色数码图片输出方式中，像素点的精细度和分离性都不高，绝大多数像素还是相互渗透的，这与立体图横向像素相互分离的要求是矛盾的，在光栅的作用下必然引起图像的裂变，直观表现为立体图中前后景的高反差细节总是出现明显的重影；另外，输出图片的尺寸精度不高带来的立体图失配常常带来难以忍受的眼晕感。专利99211778. X公开了 4D光栅图片的基本结构，采用喷绘或三色激光洗印的方式可以实现近10幅光栅立体图像显示。专利03100612. 4公开了一种改进的4D光栅图片， 可显示立体图像数量成倍增加，然而对图片输出精度、光栅分光性能、光栅移动精度要求极高，使其成本居高不下。专利02125356.0公开了一种制作4D图片的正交光栅。专利号 200710079378公开的高清晰光栅立体图片，很好地解决了立体图片的立体感、清晰度以及观看舒适度问题。
技术实现思路
本专利技术公开一种高清4D光栅图片的结构和设计方法，结合了长方形网格化、激光照排输出、色版显色以及正交光栅技术，目的在于提供一种全新的图片展示设备，可展示大幅面、高清晰、无眼晕的立体幻灯或立体视频。本专利技术的原理在于，将4D合成图的RGB三色分量重新组合成灰度图像，利用长方形网格对图像挂网，在激光照排机上输出菲林，与后面的RGB色版套准形成彩色图像，与正交光栅组合，在背光源的照射下，通过水平光栅的移动或相对移动呈现清晰透彻的立体幻灯图像、立体视频图像。立体幻灯和立体视频图像统称为4D图片，立体幻灯图像是指数幅静态立体图像之间切换，强调的是图像的立体感、清晰度和观看舒适度；立体视频图像是指数百幅连续立体图像之间循环，强调的是图像的动态感、情节内容。实现过程包括1，正交3光栅、激光菲林、RGB色版和背光源的组合方式；2，4D图片合成和像素优化；3，4D合成图从RGB模式转变成灰度模式；4，灰度图像网格化方法和参数选择；5，激光照排输出菲林，与 RGB色版套准组合，还原彩色4D图像。下面详细说明实现高清4D图像显示的过程。4D光栅图片由立体光栅(1)、变图光栅Q)、4D图像菲林(3)、RGB色版(4)和背光源( 组合而成。立体光栅是竖直光栅，可以是狭缝或柱镜；变图光栅是水平光栅，也可是狭缝或柱镜，立体、变图光栅二者栅线相互垂直，组成正交光栅，变图光栅可以上下移动，或者相对于观众双眼有上下移动，从而实现图像变换。RGB色版是一组红(6)、绿(7)、蓝(8) 线条周期性排列而成的图案，每个线条宽w，一组RGB线条的宽度为3 X w。4D图像菲林、RGB 色版套准后紧贴在一起，组成4D彩色合成图片，RGB色版线条可以是水平也可以是垂直的， 视需要而定，RGB线条的宽度与同方向光栅的栅距是相匹配的，即每个栅距恰好对应一个色^^ ο4D图片合成和像素优化。设一幅4D图片由m幅立体图像组成，每幅立体图像由η 幅视差图像组成，则4D图片共包含m*n幅2D图像，每个4D像素包含m*n个2D RGB彩色像素，包含m*n*3个2D单色像素。如果m < < η,适合展示立体幻灯，称为I型4D，典型数据如m = 3，n = 120 ；如果m>> n，适合展示立体视频，称为II型4D，典型数据如m = 120， η = 10。I型4D的大致思路是，激光菲林片和横向线条的RGB色版实现彩色4D灯片输出， 每个单色像素点用网格x*y表示，每个4D点用上中下排列的个点表示，两块狭缝光栅正交放置形成针孔，3个针孔对应每组上、中、下色条中相应位置的红色网格(13)、绿色网格(14)和蓝色网格(15)，组成一个rgb彩色像素。针孔密度范围10 50dpi。I型4D的色版线条是水平方向的，宽度为W，变图光栅的栅距与之对应，略小于W， 立体光栅栅距为P，4D图片幅面尺寸为W*H。在4D合成之前，我们需要将所有m*n幅2D图像的像素尺寸均调整为(W/p)*(H/w)，4D合成分两步完成，①视差图像立体合成，即按顺序将 η幅视差图像的列交错排列成一幅立体图像，像素尺寸变为(W/p*n)*(H/W)；②立体图像动画合成，即按顺序将m幅立体图像的行交错排列成一幅4D图像，像素尺寸变为(W/p*n)*(H/ w*m)。立体合成与动画合成的详细方法可参照专利99211778. X、专利03100612. 4等文献资料。一种推荐的光栅组合是，立体、变图光栅均采用狭缝光栅，变图光栅的缝宽不大于w/m。II型4D的大致思路是，激光菲林片和纵向线条的RGB色版实现彩色4D灯片输出， 每个单色像素点用网格x*y表示，每个4D点用左中右排列的3n*m个点表示，柱镜光栅显示立体，用狭缝光栅的相对移动实现变画，左、中、右3个网格显示一个rgb像素点，网格密度范围10 50dpi。试验表明，每个柱镜光栅条对应彩色图像中的一个颜色样条，按RGB顺序交替排列，在最佳距离之外的范围移动观看，因光栅与色版样条失配引起的颜色失真可以忽略。II型4D的色版线条是竖直方向的，宽度为w，立体光栅的栅距与之对应，略小于w， 变图光栅栅距为P，4D图片幅面尺寸为W*H。在4D合成之前，我们需要将所有m*n幅2D图像的像素尺寸均调整为(W/w)*(H/p)，4D合成分两步完成，①视差图像立体合成，即按顺序将 η幅视差图像的列交错排列成一幅立体图像，像素尺寸变为(W/W*n)*(H/p)；②立体图像动画合成，即按顺序将m幅立体图像的行交错排列成一幅4D图像，像素尺寸变为(W/w*n)*(H/p*m)。一种推荐的光栅组合是，立体光栅采用柱镜，变图光栅采用狭缝，变图光栅的缝宽约为 0. 08mm。4D合成图从RGB模式转换成灰度模式。I型4D和II型4D的转换方式是不同的， 下面分别加以说明。将I型4D合成图的R、G、B通道分别作为单色图层拷贝到灰度图像中，三个图层分别命名为R、G、B，保留图层R的第;3m*k到3m*k+m_l行，保留图层G的第3m*k+m到3m*k+2m_l 行，保留图层B的第3m*k+an到3m*k+3m-l行，k = 0,1,2,3,……，删除3个图层的其它区域，然后合并到一起，即可保证灰度立体图像中每m行像素对应一个色条。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高清４Ｄ光栅图片，由立体光栅、变图光栅、合成图片和背光源组合而成，光栅可以是狭缝或柱镜，其特征在于，立体光栅、变图光栅二者栅线相互垂直，组成正交光栅，变图光栅可以上下移动，或者相对于观众双眼有上下移动，合成图片由４Ｄ图像菲林片和ＲＧＢ色版组合形成彩色图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薄淑英，
申请(专利权)人：薄淑英，
类型：发明
国别省市：11
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