一種立體顯示的方法
【專利摘要】為了能夠克服現(xiàn)有光柵類立體顯示方案在有效觀察角度范圍和立體景物呈現(xiàn)角度范圍不足的缺陷，本發(fā)明提供一種方法，可以讓立體裝置的有效觀察角度范圍和立體景物的呈現(xiàn)角度范圍超過光柵觀察角度范圍，甚至360度。本發(fā)明的方法是將光柵面由宏觀平面變?yōu)楹暧^內(nèi)凹或外凸的非平面。然后計算光柵內(nèi)凹或外凸后形成的非平面的有效觀察角度范圍，并且提供整個可視角度范圍內(nèi)，若立體景物真實存在時，相應(yīng)角度的影像，供光柵面上所有的點模擬發(fā)光。本發(fā)明的有益效果是：在增加立體裝置可視角度范圍的同時，增加了立體景物呈現(xiàn)角度范圍。應(yīng)用了本發(fā)明的立體裝置，可以在超過光柵觀察角度范圍的大角度范圍觀察，乃至360度環(huán)視，該立體裝置也可以在相應(yīng)角度呈現(xiàn)虛擬景物在該角度的影像。
【專利說明】—種立體顯示的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光柵類立體顯示方法。
[0002]立體顯示用光柵分為柱鏡光柵、狹縫光柵、點陣光柵等。
[0003]目前有光柵立體畫，光柵立體燈箱、廣告，光柵立體電視，光柵立體手機等應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0004]在圖1中，光柵(I)的內(nèi)容面銜接影像源(2)，任選的觀察點I (3)與任選的被觀察點(5)的連線(6)，與被觀察點(5)所在切面的法線(8)形成了一個角度α，該角度以下簡稱觀察點I (3)相對于被觀察點(5)的法向角度。我們可以約定如連線在法線一側(cè)為正角度，則另一側(cè)為負角度。法向角度也是觀察點I (3)觀察被觀察點(5)時相對于法線(8)的角度，所以法向角度以下也稱為觀察角度。
[0005]同上，任選的觀察點2 (4)與被觀察點(5)的連線(7)，與被觀察點(5)所在切面的法線(8)形成了一個角度β，即觀察點2 (4)相對于被觀察點(5)的法向角度或觀察角度。
[0006]當觀察點2 (4)不在連線(6)上時，觀察點2 (4)對被觀察點(5)的觀察角度就不同于觀察點I (3)。
[0007]同時，任選的被觀察點(5)在影像源(2)上有一個對應(yīng)的專用區(qū)域(11)，用于為其提供影像。該區(qū)域以下簡稱被觀察點的影像區(qū)域。由于光柵的特性，觀察點I (3)和觀察點2 (4)從分別從觀察角度α及觀察角度β看到了被觀察點(5)的影像區(qū)域中的不同點發(fā)出的光。對于任選的被觀察點(5)，特定角度和其所看到影像區(qū)域中的點是一一對應(yīng)的，以下簡稱特定角度在被觀察點對應(yīng)的影像點。光柵(I)上每一個被觀察點都有自己的影像區(qū)域。每一個點的影像區(qū)域?qū)γ恳粋€觀察角度也都有對應(yīng)的影像點。
[0008]如果觀察角度α在被觀察點(5)對應(yīng)的影像點所發(fā)出的光，和立體景物上的點
(13)若真實存在時所發(fā)的光相同，則觀察點I (3)就無法分辨被觀察點(5)所發(fā)光是來自于真實立體景物上的點(13)還是立體顯示裝置。
[0009]同上，如果觀察角度β在被觀察點(5)對應(yīng)的影像點所發(fā)出的光，和立體景物上的點(12)若真實存在時所發(fā)的光相同，則觀察點2 (4)同樣無法分辨被觀察點(5)所發(fā)光是來自于真實立體景物上的點(12)還是立體顯示裝置。
[0010]同上，如果使所有的觀察角度在被觀察點(5)對應(yīng)的影像點所發(fā)出的光，和立體景物若真實存在時，此角度在被觀察點(5)的位置所能見到的光相同或足夠相似，則所有的有效觀察點同樣無法分辨被觀察點(5)所發(fā)光是來自于真實的立體景物還是立體顯示裝置。這個使所有角度對應(yīng)的影像點模仿實際發(fā)光的過程，以下簡稱為使被觀察點模擬發(fā)光。模擬發(fā)光的方法，以及簡化處理的方法，為本領(lǐng)域熟知，本發(fā)明不再贅述。
[0011]由此推理，如果使光柵(I)上所有被觀察點都模擬發(fā)光，則任意的兩個觀察點I
(3)和觀察點2 (4)就無法分辨整個光柵(I)平面所發(fā)的光是來自立體景物還是立體裝置。雙眼在這兩個觀察點時，就可以形成立體感。[0012]在圖2中，由于光柵的局限，在光柵(I)上，相對于任選的被觀察點(5)，觀察角度在一定范圍內(nèi)，光柵才能有效工作。該角度范圍以下簡稱光柵觀察角度范圍，假設(shè)其值為Θ。作其角度范圍的邊界(9)。
[0013]同上,在光柵(I)上，由于各處光柵的材質(zhì)是相同的，相對于任選的被觀察點(6),光柵觀察角度范圍也為Θ。作其角度范圍的邊界(10)。
[0014]對于同時包含被觀察點I (5)和被觀察點2 (6)兩點的立體裝置而言，觀察角度范圍是這兩點單獨的觀察角度范圍合并后的范圍。
[0015]光柵(I)在微觀局部雖然可能不是平面，但是現(xiàn)有技術(shù)方案中，光柵(I)在宏觀整體上是一個平面。因此法線(8)和法線(9)是平行的，兩條法線的角度為O度。又因為觀察角度是以法線作為參考的，所以兩點的觀察角度范圍的值為Θ+0。推廣到光柵(I)上的所有點，則整個光柵(I)的觀察角度范圍，等于光柵(I)上所有點的法線角度范圍，與單個點的法向觀察角度范圍之和。由于現(xiàn)有技術(shù)方案中光柵是一個平面，所以針對整個光柵的觀察角度范圍也為Θ。由于整個光柵的觀察角度范圍就是立體裝置的觀察角度范圍，所以該角度范圍以下簡稱立體裝置觀察角度范圍?？梢?，現(xiàn)有技術(shù)方案中，立體裝置的觀察角度范圍的值等于光柵觀察角度范圍。
[0016]立體裝置呈現(xiàn)出立體景物的角度范圍以下簡稱呈現(xiàn)角度范圍。由于被呈現(xiàn)的立體景物的角度也是以立體裝置為參考，只能從立體裝置的觀察角度范圍觀察。因此在某一具體時刻，立體景物呈現(xiàn)角度范圍只能小于等于立體裝置觀察角度范圍。
[0017]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)方案的一個缺陷是立體裝置的觀察角度范圍有限，等于光柵觀察角度范圍。另一個缺陷立體景物的呈現(xiàn)角度范圍也有限，小于等于光柵觀察角度范圍。例如立體的人像，只能從立體裝置的正面看，也只能看到人像的正面，卻不能通過裝置的側(cè)面和背面看到人像的側(cè)面和背面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]為了能夠克服現(xiàn)有立體顯示方案在有效觀察角度范圍和對呈現(xiàn)角度范圍上的缺陷，本發(fā)明提供一種方法，可以讓立體裝置的有效觀察角度范圍和立體景物的呈現(xiàn)角度范圍擴展到更大，甚至360度。
[0019]本發(fā)明的方法是將光柵面由宏觀平面變?yōu)楹暧^內(nèi)凹或外凸的非平面。計算光柵內(nèi)凹或外凸后非平面的有效觀察角度范圍，提供立體景物若真實存在時相應(yīng)角度范圍的影像，供光柵面上所有的點模擬發(fā)光。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:在增加立體裝置可視角度范圍的同時，增加了立體景物呈現(xiàn)角度范圍。應(yīng)用了本發(fā)明的立體裝置，可以在超過光柵觀察角度范圍的大角度范圍觀察，乃至360度環(huán)視，該立體裝置也可以在相應(yīng)角度呈現(xiàn)虛擬景物在該角度的影像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0022]圖1是現(xiàn)有光柵類立體裝置的微觀局部示意圖，解釋其原理。
[0023]圖2是現(xiàn)有光柵立體裝置缺陷的示意圖，為其俯視圖。
[0024]圖3是一個實施例的示意圖，本例為外凸圓柱面立體裝置俯視圖。[0025]圖4是一個實施例的示意圖，本例為內(nèi)凹圓柱面立體裝置俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明公開兩種可能的實施方式，一種是光柵面宏觀外凸形成圓柱面，一種使光柵面宏觀內(nèi)凹形成圓柱面。
[0027]實施方式一:
在圖3中，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，光柵(I)在宏觀整體上是一個外凸形成的圓柱面。影像源(2)在柱面內(nèi)側(cè)，觀察面在柱面外側(cè)。
[0028]由于光柵的局限，假設(shè)光柵觀察角度范圍的值為Θ，為法線等分。在光柵(I)上，相對于任選的被觀察點(5)，作其角度范圍的邊界(9)。
[0029]同上，在光柵(I)上，由于各處光柵的材質(zhì)是相同的，相對于任選的被觀察點(6)，光柵觀察角度范圍也為Θ。作其角度范圍的邊界(10)。
[0030]對于被觀察點I (5)和被觀察點2 (6)兩點作為一個整體而言，觀察角度范圍是這兩點單獨的觀察角度范圍合并后的范圍。
[0031]在本實施方案中，光柵(I)在宏觀整體上是一個外凸形成的柱面。因此法線(8)和法線(9)相交于柱面的中心，假設(shè)角度為Φ度。在法線的交叉點作平行于范圍邊界(9)的線條(11)和平行于范圍邊界(10)的線條(12)?？梢娋€條(11)和線條(12)的角度就是被觀察點(3)和被觀察點(4)兩點的觀察角度范圍。顯然線條(11)和法線(7)的角度為Θ/2，線條(12)和法線(8)的角度也為Θ/2。所以線條(11)和線條(12)的角度為θ/2+θ/2+Φ=θ+φ。所以兩點的觀察角度范圍的值為θ+φ。
[0032]推廣到光柵(I)上的所有點，則整個光柵(I)的觀察角度范圍，等于光柵(I)上所有點的法線的角度范圍(注意，不是法向角度范圍)，與單個點的有效觀察角度范圍(即光柵觀察角度范圍)之和。由于本實施方案中，光柵(I)在宏觀整體上是一個外凸形成的柱面，因此光柵(I)上所有點的法線的角度范圍為360度。所以整個光柵的觀察角度范圍或立體裝置觀察角度范圍為Θ +360。對于觀察來說，超過360度的范圍等同于360度范圍，所以本實施方案中立體裝置觀察角度范圍為360度。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，立體裝置觀察角度范圍擴大到360度后，立體景物呈現(xiàn)角度范圍也需要擴大到相應(yīng)的360度。使光柵上的各點模擬發(fā)光時，需要立體景物若真實存在時從360度觀察的影像。而模擬發(fā)光的方法和現(xiàn)有技術(shù)方案相同，不再贅述。
[0034]綜上所述，本實施方案的一個優(yōu)點是可360度觀察立體裝置，另一個優(yōu)點是可360度呈現(xiàn)立體景物。例如立體的人像，可以從立體裝置外的任意角度觀看，也可以在相應(yīng)角度看到立體人像的任意角度。
[0035]實施方式二:
在圖4中，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，光柵(I)在宏觀整體上是一個內(nèi)凹形成的圓柱面。影像源(2)在柱面外側(cè)，觀察面在柱面內(nèi)側(cè)。
[0036]由于光柵的局限，假設(shè)光柵觀察角度范圍的值為Θ，，為法線等分。在光柵(I)上，相對于任選的被觀察點(5)，作其角度范圍的邊界(9)。
[0037]同上,在光柵(I)上，由于各處光柵的材質(zhì)是相同的，相對于任選的被觀察點(6),光柵觀察角度范圍也為Θ。作其角度范圍的邊界(10)。[0038]對于被觀察點I (5)和被觀察點2 (6)兩點而言，觀察角度范圍是這兩點單獨的觀察角度范圍合并后的范圍。
[0039]在本實施方案中，光柵(I)在宏觀整體上是一個內(nèi)凹形成的柱面。因此法線(8)和法線(9)相交于柱面的中心，假設(shè)角度為Φ度。在法線的交叉點作平行于范圍邊界
(9)的線條(11)和平行于范圍邊界(10)的線條(12)?？梢娋€條(11)和線條(12)的角度就是被觀察點(3)和被觀察點(4)兩點的觀察角度范圍。顯然線條(11)和法線(7)的角度為Θ/2，線條(12)和法線(8)的角度也為Θ/2。所以線條(11)和線條(12)的角度為θ/2+θ/2+Φ=θ+φ。所以兩點的觀察角度范圍的值為θ+φ。
[0040]推廣到光柵(I)上的所有點，則整個光柵(I)的觀察角度范圍，等于光柵(I)上所有點的法線的角度范圍(注意，不是法向角度范圍)，與單個點的有效法向觀察角度范圍(即光柵觀察角度范圍)之和。由于本實施方案中，光柵(I)在宏觀整體上是一個內(nèi)凹形成的柱面，因此光柵(I)上所有點的法線角度范圍為360度。所以整個光柵的觀察角度范圍或立體裝置觀察角度的范圍為Θ+360。對于觀察來說，超過360度的范圍等同于360度范圍，所以本實施方案中立體裝置觀察角度范圍為360度。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，立體裝置觀察角度范圍擴大到360度后，立體景物呈現(xiàn)角度范圍也需要擴大到相應(yīng)的360度。使光柵上的各點模擬發(fā)光時，需要立體景物若真實存在時從360度觀察的影像。而模擬發(fā)光的方法和現(xiàn)有技術(shù)方案相同，不再贅述。
[0042]綜上所述，本實施方案的一個優(yōu)點是可360度觀察立體裝置，另一個優(yōu)點是可360度呈現(xiàn)立體景物。例如立體的場景，可以從立體裝置內(nèi)的任意角度觀看，也可以在相應(yīng)角度看到立體場景的任意角度。
【權(quán)利要求】
1.一種光柵類裝置進行立體顯示的方法，其特征在于使光柵面內(nèi)凹或外凸為非平面的方式，使有效觀察角度范圍超過光柵觀察角度范圍，甚至達到360度，且影像源上存在超過光柵觀察角度范圍的影像。
2.如權(quán)利I所述的方法，其特征在于提供整個可視角度范圍內(nèi)，若立體景物真實存在時，相應(yīng)角度的影像。
3.如權(quán)利I所述的改善方法，其特征在于光柵(I)的內(nèi)容面銜接的顯示內(nèi)容(2)是圖像可以變化的顯示器。
4.如權(quán)利I所述的方法，其特征在于光柵(I)的宏觀形狀外凸，為多邊形柱面或圓柱面或球面或拋物面或上述幾何面的部分或結(jié)合。
5.如權(quán)利I所述的方法，其特征在于光柵(I)的宏觀形狀內(nèi)凹，為多邊形柱面或圓柱面或球面或拋物面或上述幾何面的部分或結(jié)合。
6.如權(quán)利I所述的方法，其特征在于光柵(I)為可以變化形狀、大小的表面。
【文檔編號】G02B5/18GK103869480SQ201210524457
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】田園 申請人:田裕光