本實(shí)用新型涉及一種反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)，尤其是涉及一種使用經(jīng)過(guò)鏡面反轉(zhuǎn)處理的魚(yú)眼圖像作為源圖像，并利用所述源圖像與環(huán)繞反射面之間的特定布置通過(guò)光學(xué)反射而形成環(huán)繞虛像，從而使觀察者獲得虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)可以理想地用于各種各樣的應(yīng)用場(chǎng)合，例如可以被用來(lái)擴(kuò)展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屏幕，提供遠(yuǎn)距離通信，播放寬屏幕全景電影，以及創(chuàng)建用于模擬、訓(xùn)練、虛擬旅游或視頻游戲的虛擬現(xiàn)實(shí)等等。目前現(xiàn)有技術(shù)中可供利用的相關(guān)解決方案包括有：1)借助于VR HMD(頭戴式可視設(shè)備)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；2)具有多個(gè)平面顯示器的環(huán)繞顯示系統(tǒng)；3)使用多臺(tái)投影儀在房屋內(nèi)墻或其他表面上投影的全景投影系統(tǒng)；4)屏幕彎曲式電視。對(duì)于方案1)來(lái)說(shuō)，觀察者必須穿戴眼罩之類(lèi)的頭戴式可視設(shè)備，無(wú)法用裸眼直接體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)，因此用戶體驗(yàn)不佳。對(duì)于方案2)來(lái)說(shuō)，則需要借助于特定供應(yīng)商的軟件或硬件對(duì)全景圖像進(jìn)行分割，并進(jìn)一步分別顯示在多個(gè)平面LED顯示器上。因此方案2)往往需要許多平面顯示器方才可以產(chǎn)生360度環(huán)繞體驗(yàn)效果，實(shí)際上在利用方案2)的許多具體應(yīng)用中視場(chǎng)角都小于180度。方案3)依賴于將環(huán)繞圖像投射在投影屏或墻面上，因而要求特定現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境(例如房間內(nèi)部)，并且還要求在特定現(xiàn)場(chǎng)安裝或設(shè)置投影儀。除此之外，方案3)往往還要求使用軟件和預(yù)處理工具進(jìn)行分割處理，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)維度來(lái)組合所投影的圖像等，因此其應(yīng)用范圍具有很大局限性而且成本較高。對(duì)于方案4)來(lái)說(shuō)，水平方向的視場(chǎng)角遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于180度，同時(shí)還有應(yīng)用范圍受限和成本較高的問(wèn)題。

另外，魚(yú)眼鏡頭具有短焦距(f＝6～16mm)、超大視場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)(視場(chǎng)角約為180度至270度)，在虛擬實(shí)景、球幕電影、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、管道檢測(cè)、醫(yī)療內(nèi)窺檢查、機(jī)器人導(dǎo)航等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在全景監(jiān)控方面，魚(yú)眼鏡頭相較于多鏡頭式系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、不易損壞、技術(shù)要求低等特點(diǎn)，所以以魚(yú)眼鏡頭為核心的全景監(jiān)控系統(tǒng)也成為了近年來(lái)全景監(jiān)控研究的熱點(diǎn)之一。然而，魚(yú)眼鏡頭所拍攝的圖片存在畸變，不僅人眼觀察的效果差，而且圖像識(shí)別效果也很差，使魚(yú)眼鏡頭的實(shí)用性降低。因此，除了在攝影藝術(shù)領(lǐng)域外，魚(yú)眼圖像都必須經(jīng)過(guò)校正才能適合人眼觀察或者采用圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)擴(kuò)大魚(yú)眼鏡頭的實(shí)用性。魚(yú)眼圖像校正分為2D和3D校正，2D魚(yú)眼圖像校正直接把魚(yú)眼圖像中的像素點(diǎn)映射到校正圖像中；3D魚(yú)眼圖像校正是魚(yú)眼圖像中的像素點(diǎn)投影到空間中再根據(jù)校正模型將其映射到校正圖像中。

雖然目前市場(chǎng)上不乏優(yōu)良的魚(yú)眼鏡頭，但對(duì)于魚(yú)眼圖像的校正卻存在著諸多缺陷。由于魚(yú)眼校正的運(yùn)算量較大，很多軟件方案雖然能夠?qū)崿F(xiàn)精確的校正，但是一般的處理器校正速度較慢，而較優(yōu)良的處理器的成本較高，功耗較大，硬件方案能夠快速校正，但是校正缺乏靈活性或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理。因此，人們需要一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易升級(jí)并且能夠低成本地校正魚(yú)眼圖像，以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議和全景監(jiān)控等各種用途的全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問(wèn)題，提供一種具有成本效益、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)。下文的目的是用于簡(jiǎn)要概括本實(shí)用新型的技術(shù)方案而并非用于限制本實(shí)用新型的范圍。

根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提供一種反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)，包括：用于顯示源圖像的平面顯示面板；以及與所述平面顯示面板相對(duì)設(shè)置，用于反射所述源圖像的環(huán)繞反射面，其中，通過(guò)所述環(huán)繞反射面對(duì)所述源圖像進(jìn)行反射，使得觀察者能夠觀看到與所述源圖像相對(duì)應(yīng)的環(huán)繞圖像。優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述環(huán)繞圖像為相對(duì)于所述觀察者形成在所述環(huán)繞反射面之后方的虛像，所述環(huán)繞圖像不形成在任何屏幕上。優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述觀察者被所述環(huán)繞反射面包圍且位于所述環(huán)繞反射面的內(nèi)周，所述觀察者可以是照相機(jī)或人裸眼。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述源圖像是經(jīng)過(guò)鏡面反轉(zhuǎn)處理的魚(yú)眼圖像，所述魚(yú)眼圖像可以為運(yùn)動(dòng)視頻或靜止照片，所述環(huán)繞圖像為全景環(huán)繞圖像。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述環(huán)繞反射面為母線圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)而成的軸對(duì)稱(chēng)形狀，所述環(huán)繞反射面的中心軸線垂直于所述平面顯示面板并穿過(guò)所述魚(yú)眼圖像的中心。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述環(huán)繞反射面的母線為直線或曲線。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述曲為拋物線或弧線。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述環(huán)繞反射面的環(huán)繞角度等于或小于360度，所述源圖像的有效圖像區(qū)域與所述環(huán)繞反射面的環(huán)繞角度相對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述環(huán)繞角度為360度、270度、180度或90度。

優(yōu)選地，在上述根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，以同軸方式布置一層或多層所述環(huán)繞反射面，若所述環(huán)繞反射面多于一層，則所述環(huán)繞反射面應(yīng)以透明材料制成，所述源圖像的有效圖像區(qū)域與兩層或更多層所述環(huán)繞反射面一一對(duì)應(yīng)。

本實(shí)用新型所提供的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有成本效益，能夠顯示360度范圍內(nèi)(例如180度、270度等)的全景式環(huán)繞圖像(動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)照片)并且給觀察者提供身臨其境的虛擬體驗(yàn)。

本實(shí)用新型的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)可以使用魚(yú)眼圖像作為源圖像，尤其是可以使用由市場(chǎng)上常見(jiàn)的360度相機(jī)或魚(yú)眼相機(jī)所拍攝的照片或視頻。

本實(shí)用新型的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)可以反射源圖像并且實(shí)時(shí)地形成全景式環(huán)繞圖像而無(wú)需軟件處理。無(wú)論源圖像的分辨率如何都可以實(shí)時(shí)地形成全景式環(huán)繞圖像。

本實(shí)用新型的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)可以提供舒適的裸眼虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，觀察者不需要像傳統(tǒng)的用于虛擬現(xiàn)實(shí)的頭戴式設(shè)備那樣穿戴特定的眼睛，極大地提高了體驗(yàn)舒適度。

本實(shí)用新型的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)能夠廣泛地應(yīng)用于要求環(huán)繞顯示系統(tǒng)的各種用途，包括遠(yuǎn)程視頻會(huì)議和虛擬現(xiàn)實(shí)等。

本實(shí)用新型的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)能夠以各種各樣的產(chǎn)品和尺寸來(lái)使用，例如包括全景環(huán)繞顯示器作為臺(tái)式計(jì)算機(jī)的第二顯示器，作為遠(yuǎn)程呈現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的全景環(huán)繞顯示裝置，以及使用這種全景環(huán)繞顯示裝置的小型影院等。

本實(shí)用新型的特征、技術(shù)效果和其他優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖的進(jìn)一步說(shuō)明而變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型的實(shí)施例將結(jié)合附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，以使其更好地得以理解，附圖中的構(gòu)成部件并非按比例來(lái)繪制?，F(xiàn)在將參考附圖通過(guò)示例的方式來(lái)描述本實(shí)用新型，其中：

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)布置，圖中示出了圓柱狀全景環(huán)繞圖。

圖2為圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的環(huán)繞反射面的幾何構(gòu)造示意圖，圖中環(huán)繞反射面的母線為直線。

圖3為圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的俯視圖。

圖4為顯示在圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的平面顯示面板上的魚(yú)眼圖像的一個(gè)例子(源圖像來(lái)自于https://theta360.com/en/gallery/videos.html)。

圖5示出了在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中，觀察者所看到的對(duì)應(yīng)于圖4所示的魚(yú)眼圖像的環(huán)繞圖像的部分圖像。

圖6為顯示在圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的平面顯示面板上的魚(yú)眼圖像的另一個(gè)例子(源圖像來(lái)自于https://www.youtube.com/watch？v＝H6SsB3JYqQg)。

圖7示出了在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中，觀察者所看到的對(duì)應(yīng)于圖6所示的魚(yú)眼圖像的環(huán)繞圖像的部分圖像。

圖8為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的環(huán)繞反射面的幾何構(gòu)造示意圖，圖中環(huán)繞反射面的母線為曲線。

圖9為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了球狀環(huán)繞效果。

圖10為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了具有更大垂直視場(chǎng)角的球狀環(huán)繞效果。

圖11為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了錐狀環(huán)繞效果。

圖12為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了倒錐狀環(huán)繞效果。

圖13為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了環(huán)繞反射面的中心旋轉(zhuǎn)軸不垂直于平面顯示面板的布置情形。

圖14為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的非360度環(huán)繞反射面的示意圖，圖中示出了180度環(huán)繞的例子。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征以及所達(dá)到的技術(shù)目的和技術(shù)效果。在下文本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明中，提及“一個(gè)實(shí)施例/變形例”，“某一實(shí)施例/變形例”等等，均表示所說(shuō)明的實(shí)施例/變形例可能包括某一特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，然而未必每個(gè)實(shí)施例/變形例都需要包括這一特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，這種用語(yǔ)未必就是指相同實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合某一實(shí)施例/變形例來(lái)說(shuō)明特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi)應(yīng)該意識(shí)到無(wú)論是否明確地加以說(shuō)明，都會(huì)結(jié)合/變形例影響到該特征、結(jié)構(gòu)或特性。

根據(jù)本實(shí)用新型的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)，在物理結(jié)構(gòu)上必須具備如下兩個(gè)部件：

(i)平面顯示面板，其顯示圖像源的一側(cè)面對(duì)著(ii)中的環(huán)繞反射面進(jìn)行安裝(例如放置在某些固件結(jié)構(gòu)上)；

(ii)環(huán)繞反射面，其內(nèi)反射面對(duì)著(i)中的平面顯示面板進(jìn)行安裝(例如放置在某些固件結(jié)構(gòu)上)。

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的剖面結(jié)構(gòu)布置，圖中示出了圓柱狀全景環(huán)繞圖3。圖2為圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的環(huán)繞反射面的幾何構(gòu)造示意圖，圖中環(huán)繞反射面的母線為直線。圖3為圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的俯視圖。

圖1至圖3示出了本實(shí)用新型的基本優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和布置，其中，平面顯示面板1在面對(duì)著環(huán)繞反射面2的一側(cè)顯示有作為源圖像的魚(yú)眼圖像12，該環(huán)繞反射面2的形狀為顛倒的截頭圓錐面，其母線22相對(duì)于中心旋轉(zhuǎn)軸21具有恰當(dāng)?shù)膬A斜角度(優(yōu)選為45度)，以便如圖中箭頭所示那樣反射源圖像并且在環(huán)繞反射面2的外周形成一層圓柱形的全景環(huán)繞圖像3。根據(jù)光學(xué)反射原理，可知觀察者O所看到的該全景環(huán)繞圖像3為虛像，并不形成在任何屏幕上。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，如圖2所示那樣以直線為母線所形成的截頭圓錐面作為環(huán)繞反射面，比起下文圖8、圖9和圖10中的其他變形例，成本更加便宜且容易進(jìn)行制造。

優(yōu)選地，如圖3所示，環(huán)繞反射面2的中心旋轉(zhuǎn)軸21與平面顯示面板1的法線11重合，并且通過(guò)作為源圖像的魚(yú)眼圖像12的中心。參照?qǐng)D3，在平面顯示面板1上顯示著魚(yú)眼圖像12(例如運(yùn)動(dòng)視頻或靜態(tài)照片)，魚(yú)眼圖像12的中心和環(huán)繞反射面2的中心旋轉(zhuǎn)軸重合于X處。

圖4為顯示在圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的平面顯示面板1上的魚(yú)眼圖像12的一個(gè)例子。圖5示出了在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中，觀察者所看到的對(duì)應(yīng)于圖4所示的魚(yú)眼圖像的環(huán)繞圖像的部分圖像。圖4所示的魚(yú)眼圖像是從現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的俯視角的位置所拍攝的，圖中的圓形虛線對(duì)應(yīng)于環(huán)繞反射面的外周。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)，其環(huán)繞反射面反射該魚(yú)眼圖像以形成360度全景(水平方向的視野保持連續(xù))環(huán)繞圖像，在此情況下，該環(huán)繞圖像就再現(xiàn)了原始現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的環(huán)繞全景視場(chǎng)。如觀察者所看到那樣該環(huán)繞圖像位于環(huán)繞反射面的后面，如同人們觀看平面鏡的情形，換言之，該環(huán)繞圖像是虛像，并不形成在任何屏幕上。觀察者(例如為裸眼或者照相機(jī))位于環(huán)繞反射面的內(nèi)周，為了獲得好的觀賞效果，觀察者的位置應(yīng)當(dāng)在環(huán)繞反射面的中心軸附近。圖6為顯示在圖1所示的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的平面顯示面板1上的魚(yú)眼圖像12的另一個(gè)例子，圖中的圓形虛線對(duì)應(yīng)于環(huán)繞反射面的外周。圖7示出了在根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中，觀察者所看到的對(duì)應(yīng)于圖6所示的魚(yú)眼圖像的環(huán)繞圖像的部分圖像。

下面，結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明構(gòu)成本實(shí)用新型的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的各部件或要素。

平面顯示面板(Flat Display Plane)

適用于本實(shí)用新型的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的平面顯示面板包括但不限于：

-LED顯示器；

-從視頻或圖像投影儀投影圖像的背投屏幕；

-通過(guò)在一平面上組合兩個(gè)或多個(gè)平面面板LED顯示器而形成的裝置；以及

-能夠產(chǎn)生光線充足的圖像(例如公告燈箱)的任何其他平面顯示機(jī)構(gòu)。

環(huán)繞反射面(Surrounding Reflective Surface)

該環(huán)繞反射面的幾何形狀可以被描述或構(gòu)造為使一條母線圍繞一中心旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而形成，在圖2中，該母線優(yōu)選地為直線22，并且可以特意設(shè)置母線與中心旋轉(zhuǎn)軸之間的傾斜角為45度，即如圖1所示形成環(huán)繞著觀察者的圓柱形全景環(huán)繞圖像。在圖8中，采用曲線22取代圖2中的直線作為母線，并圍繞中心旋轉(zhuǎn)軸21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而形成作為變形例的環(huán)繞反射面2。如圖9至圖12中所示的變形例，不同形狀的母線將產(chǎn)生不同形狀的環(huán)繞反射面2，不同形狀的環(huán)繞反射面2以及環(huán)繞反射面2與平面顯示面板1之間的不同布置，會(huì)產(chǎn)生不同幾何形狀的環(huán)繞視場(chǎng)效果。

圖9為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了球狀環(huán)繞效果。圖10為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了具有更大垂直視場(chǎng)角的球狀環(huán)繞效果。圖11為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了錐狀環(huán)繞效果。圖12為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了倒錐狀環(huán)繞效果。換言之，在圖9中生成球形視場(chǎng)的虛像。在圖10中同樣地生成球形視場(chǎng)的虛像，但是在垂直方向上具有更大的視場(chǎng)角，因此可以理想地用于劇院之類(lèi)的應(yīng)用場(chǎng)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，圖9至圖12所示的用于產(chǎn)生不同環(huán)繞效果的布置方式，可以選擇生成魚(yú)眼圖像的魚(yú)眼鏡頭或軟件的具體參數(shù)，以使得觀察者在觀看虛像時(shí)可以獲得最佳的視覺(jué)體驗(yàn)。

圖13為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)的局部剖面結(jié)構(gòu)布置示意圖，圖中示出了環(huán)繞反射面的中心軸不垂直于平面顯示面板的布置情形。雖然在圖13的變形例中采用了圖1中的環(huán)繞反射面2的幾何形狀，但是其中心旋轉(zhuǎn)軸(以及觀察者的位置)卻與平面顯示面板1有一傾斜角度θ，這可能是觀察者躺在傾斜床上的場(chǎng)景，該傾斜床配備有根據(jù)本實(shí)用新型的環(huán)繞顯示系統(tǒng)。在此情況下，觀察者仍然會(huì)體驗(yàn)到全景環(huán)繞效果，但是在環(huán)繞反射面2的外周所形成的全景環(huán)繞圖像3的幾何形狀既不是對(duì)稱(chēng)圓柱形也不是圓錐形。進(jìn)而，在此特定情況下，源圖像也可以不再是常規(guī)的魚(yú)眼圖像，而是需要根據(jù)該傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，例如通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)后的源圖像格式，以便通過(guò)反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)在環(huán)繞視場(chǎng)上恰當(dāng)?shù)赜成涑鰜?lái)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，對(duì)于特定視覺(jué)效果(非通常使用場(chǎng)合)而言，環(huán)繞反射面并不限于具有固定母線(定線)的對(duì)稱(chēng)形狀。然而，在通常使用場(chǎng)合下，為了使跨越水平視場(chǎng)具有一致的360度全景環(huán)繞視覺(jué)效果，應(yīng)當(dāng)采用具有固定母線(曲線或直線)的對(duì)稱(chēng)形狀。

源圖像(Source Image)

根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，在對(duì)稱(chēng)幾何構(gòu)造的環(huán)繞反射面的中心旋轉(zhuǎn)軸垂直于平面顯示面板時(shí)，作為源圖像使用的魚(yú)眼圖像例如可以是：

-使用360度相機(jī)(例如Ricoh Theta)拍攝的視頻或圖片；

-使用帶有魚(yú)眼鏡頭的攝像機(jī)或照相機(jī)所記錄的視頻或圖片；

-使用將平面全景圖像轉(zhuǎn)換為魚(yú)眼圖像的計(jì)算機(jī)軟件所生成的魚(yú)眼圖像。

需要特別說(shuō)明的是，在根據(jù)本實(shí)用新型的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中，為了抵消鏡面反射效應(yīng)，顯示在平面顯示面板上的魚(yú)眼圖像應(yīng)該是經(jīng)過(guò)鏡面反轉(zhuǎn)(Mirror-reversal)的圖像。這可以通過(guò)圖像播放硬件或軟件的圖像翻轉(zhuǎn)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如LED TV，臺(tái)式計(jì)算機(jī)或者媒體投影器，它們顯示、播放或投影圖像到平面顯示面板，以便抵消環(huán)繞反射面的鏡面反射效應(yīng)。

此外，生成魚(yú)眼圖像的360相機(jī)或軟件可以使用不同種類(lèi)的魚(yú)眼鏡頭或魚(yú)眼函數(shù)(Function)。然而，為了提供較好的實(shí)際視覺(jué)效果，可以選擇適合于反射面的特定的魚(yú)眼鏡頭或魚(yú)眼函數(shù)。

環(huán)繞角度小于360度(Less-than-360-degree)

本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，可以容易地應(yīng)用上述反射式全景環(huán)繞顯示來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)繞角度小于360度的全景環(huán)繞顯示，從而制作出更加具有成本效益的產(chǎn)品。圖14為根據(jù)本實(shí)用新型變形例的反射式全景環(huán)繞顯示系統(tǒng)中的非360度環(huán)繞反射面的示意圖，圖中示出了180度環(huán)繞的例子。在此情況下，使用一個(gè)180度環(huán)繞反射面2，并且使用較小的平面顯示面板1來(lái)顯示一半魚(yú)眼圖像即可。圖14的實(shí)施例適合于使用16:9的LED顯示器作為平面顯示面板1，這將是一種非常具有成本效益的方式來(lái)提供180度全景環(huán)繞圖像系統(tǒng)以供個(gè)人使用。

多層環(huán)繞反射面(Multiple-layer reflective surface)

根據(jù)本實(shí)用新型的變形例，還可以使用圍繞同一中心旋轉(zhuǎn)軸所安裝的兩層或多層環(huán)繞反射面(環(huán)繞角度小于或等于360度)，以生成多于一層的全景環(huán)繞圖像，只要環(huán)繞反射面的材料是透明即可，例如PVC。在此情況下，作為源圖像的魚(yú)眼圖像將相應(yīng)地由具有同一圓心的多個(gè)同心圓環(huán)所構(gòu)成，其中各個(gè)圓環(huán)狀的魚(yú)眼圖像被相應(yīng)層的環(huán)繞反射面進(jìn)行反射，從而形成在自觀察者不同距離處的兩層或多層虛像，以便構(gòu)筑特殊的3D視覺(jué)效果。在進(jìn)一步的變形例中，基于圖2和圖8，這里的多層環(huán)繞反射面還可以通過(guò)多次旋轉(zhuǎn)并且從中心軸向外螺旋而形成。不言而喻，在此情況下，需要定制源圖像的格式以便匹配這種特殊構(gòu)造的反射面。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及廣泛應(yīng)用

根據(jù)本實(shí)用新型的反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)并不依賴于平面顯示面板或源圖像的分辨率。例如，如果產(chǎn)品使用LED面板顯示器作為平面顯示面板，那么就可以通過(guò)僅僅替換LED面板顯示器來(lái)完成分辨率升級(jí)，而無(wú)需改變環(huán)繞反射面，甚至無(wú)需改變產(chǎn)品的機(jī)殼或夾具，只要使用相同尺寸的LED面板顯示器即可。

本反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)通過(guò)借助于利用物理反射面的純光學(xué)反射來(lái)形成全景環(huán)繞圖像，無(wú)需任何軟件分割和混合處理。

使用者或觀察者不會(huì)被可穿戴的設(shè)備罩著，視覺(jué)體驗(yàn)更加舒適。

本反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)可以抗眩光(因反射面造成的眩光)，在大多數(shù)情況下對(duì)于觀察者而言幾乎是無(wú)眩光，這允許獲得全景圖像的清晰視頻或照片。

本反射式環(huán)繞顯示系統(tǒng)形成在反射面后面的圖像(虛像)給與觀察者一種空間/深度效應(yīng)的感覺(jué)

因反射造成的部分極化(Partial Polarization)效應(yīng)—使觀察者的眼睛感到舒適

本實(shí)用新型可以被用于各種各樣的產(chǎn)品和尺寸，包括全景環(huán)繞顯示器作為臺(tái)式計(jì)算機(jī)的第二顯示器，作為遠(yuǎn)程通訊設(shè)施內(nèi)部的全景視頻會(huì)議顯示器，以及使用這種環(huán)繞顯示系統(tǒng)的小型影院。本實(shí)用新型甚至還可以作為手機(jī)屏幕上方的全景對(duì)接適配器，以創(chuàng)建可以經(jīng)由一些小型攝像機(jī)(例如腹腔鏡攝像機(jī))觀察的微型全景圖像。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，以上的描述意圖在于說(shuō)明而非限制。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可以彼此組合使用。此外，根據(jù)本實(shí)用新型的啟示可以做出很多改型以適于具體的情形或材料而沒(méi)有偏離本實(shí)用新型的范圍。通過(guò)閱讀上述描述，權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)的很多其它的實(shí)施例和改型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。