專利名稱：面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維可視化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，立體顯示已經(jīng)成為環(huán)境仿真、模擬訓(xùn)練以及規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域常用的技術(shù)手段，甚至開始與電影、電腦游戲等結(jié)合產(chǎn)生立體電影和真三維游戲融入人們的日常生活。地質(zhì)三維軟件作為一種專業(yè)的三維應(yīng)用軟件，在城巿工程、地下水開采等方面具有重要的應(yīng)用。CTech軟件是一種在PC環(huán)境下運(yùn)行的三維地質(zhì)可視化軟件，包含了EVS、 EVS-PR0、 MVS等
模塊，可以支持豐富的地質(zhì)專業(yè)數(shù)據(jù)的分析與可視化。
在三維應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)立體視覺是一種潮流，在單一顯示設(shè)備上觀察到立體景物，需要將左、右眼所看到的影像各自獨(dú)立分開，然后通過特定的外置設(shè)備使左右眼看到不同的影像而通過大腦的生理作用形成立體視覺。傳統(tǒng)的立體顯示需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行立體顯示，包括支持左右緩存的顯卡和支持雙通道顯示的立體顯示設(shè)備?；谏鲜黾夹g(shù)，產(chǎn)生了廣為流行的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在機(jī)器仿真、戰(zhàn)場(chǎng)模擬等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于需要專業(yè)設(shè)備，成本高昂，也限制了立體顯示技術(shù)的應(yīng)用，所以立體顯示的應(yīng)用不能得到推廣，大量的三維程序還是采用單通道技術(shù)進(jìn)行顯示，缺乏立體感.，失去了三維程序應(yīng)有的立體顯示特性。同時(shí)，由于立體顯示需要專門硬件，特殊的編程技巧，也造成了大量的程序在開發(fā)時(shí)沒有考慮立體顯示特性，沒有在程序中實(shí)現(xiàn)支持立體顯示的功能，使得這些程序即使在有立體顯示功能的硬件上
也不能顯示立體。這些程序占據(jù)了現(xiàn)在三維顯示程序的絕大部分，CTech也沒有突破上述限制，其在建模過程中，用戶還是只能看到單通道的透視三維，不能實(shí)現(xiàn)真三維的立體顯示，不能達(dá)到最佳的應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在于克服C Tech (下簡(jiǎn)稱C Tech)軟件在三維顯示中存在的不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)原軟件不加修改的真三維立體顯示。本發(fā)明的核心是利用三維渲染的基本原理，通過攔截顯卡結(jié)果幀圖像中顏色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)，解析生成結(jié)果幀圖像的投影變換矩陣，應(yīng)用三維渲染的基本原理以及重構(gòu)柵格化的三維場(chǎng)景，在此場(chǎng)景基礎(chǔ)上，應(yīng)用立體視覺原理，生成立體像對(duì)，基于不同的立體顯示模式，驅(qū)動(dòng)顯卡進(jìn)行立體輸出。
本發(fā)明依賴的技術(shù)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中關(guān)于三維渲染的基本模型，即CTech系列軟件使用的3D API (當(dāng)前在Windows下C Tech系列軟件均使用OpenGL)的三維渲染的基本模型，包括三維渲染流水線、頂點(diǎn)的變換流水線、Z緩沖區(qū)算法等。實(shí)現(xiàn)依據(jù)是OpenGL API和顯卡，兩者均是基于該基本模型進(jìn)行工作的。本發(fā)明在不更改C Tech源代碼、二進(jìn)制代碼或計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的情況下，使該計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)雙目視覺的立體真三維顯示與觀測(cè)。
計(jì)算機(jī)三維顯示的基本原理是將三維場(chǎng)景經(jīng)過幾何變換和光照處理以及柵格化之后，生成一幅二維柵格圖像在輸出設(shè)備上輸出。三維場(chǎng)景中包含一系列的三維對(duì)象，三維對(duì)象是由一系列頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何圖元(包括點(diǎn)，線和三角形)組合而成。頂點(diǎn)是一個(gè)包含三維空間位置及其對(duì)應(yīng)的渲染參數(shù)的坐標(biāo)點(diǎn)。首先對(duì)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行透視坐標(biāo)變換和光照處理。在坐標(biāo)變換階段，描述物體幾何形狀的頂點(diǎn)被變換到視點(diǎn)為中心的坐標(biāo)系下，再進(jìn)行光照計(jì)算確定每個(gè)頂點(diǎn)應(yīng)該具有的顏色和亮度。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本顯示單元是像素，這些幾何對(duì)象被柵格化成像素，最后這些像素被送到幀緩存中等待顯示，如圖2所示。
在三維圖形渲染中存在著一系列的坐標(biāo)變換，最后將物體本身的坐標(biāo)變換成二維屏幕上的像素坐標(biāo)。這些坐標(biāo)變換都是將上一步變換結(jié)果作為輸出的，構(gòu)成一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)變換的流水線，如圖3所示。所有三維對(duì)象的坐標(biāo)均被統(tǒng)一到了同一個(gè)坐標(biāo)系下，經(jīng)過投影和裁剪形成規(guī)格化的坐標(biāo)，通過柵格化變換形成圖像像素。
z緩沖區(qū)算法又稱深度緩沖算法。由于二維平面坐標(biāo)在透視投影下可以對(duì)
應(yīng)無限多個(gè)三維坐標(biāo)。所以柵格化的幾何對(duì)象包含了每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的到視點(diǎn)稱為深度值的參數(shù)，如果柵格化幾何對(duì)象像素的深度值小于原來像素，就用這個(gè)像素的值代替原來位置的值，這就保證了總是距離視點(diǎn)最近的像素被保存下來。
針對(duì)以上原理，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是-.
面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法，該方法包括以下步驟步驟(1)針對(duì)C Tech使用的3D API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截；步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)；步驟(3)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生成立體像對(duì)；
步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。本發(fā)明的方法具體可用下列步驟實(shí)現(xiàn)，下列步驟不分先后
a. 監(jiān)控創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，在該函數(shù)中加入調(diào)用3D API的系統(tǒng)檢 測(cè)函數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立體顯示特性，更改原始 設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示的硬件上開啟真三維立 體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志以便進(jìn)行紅綠立體顯示。
b. 監(jiān)控開始一幀繪制函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖幀的視口 尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)。
c. 監(jiān)控改變當(dāng)前繪制矩陣函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼以獲取三維應(yīng)用軟 件對(duì)當(dāng)前繪制矩陣的更改，通過矩陣參數(shù)識(shí)別場(chǎng)景渲染的投影類型，當(dāng)是透 視投影時(shí)，記錄該矩陣，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；
d. 監(jiān)控將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼以獲取整 個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于步驟c獲取的投影變換矩陣信息，反 算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維場(chǎng) 景；根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成可供立體顯示的立體像對(duì)。
所述步驟(1)中3D API的監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截進(jìn)一步包括利用API攔 截技術(shù)，獲取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)輸出，提取實(shí)現(xiàn)三維透視變 換的投影矩陣、視口寬髙，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3DAPI的特 定函數(shù)，欄截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作為三 維場(chǎng)景重構(gòu)的基礎(chǔ)。
3D API攔截是指利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，對(duì)C Tech使用的3D API函數(shù)調(diào)用進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)3D API產(chǎn)生的渲染數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截在其中插入自定義代碼， 達(dá)到對(duì)原有API進(jìn)行監(jiān)控或重新實(shí)現(xiàn)的目的。API攔截技術(shù)成熟且應(yīng)用廣泛， 如屏幕取詞軟件、反病毒軟件、網(wǎng)絡(luò)防火墻等等。本發(fā)明所指的3D API渲染 攔截是指攔截特定功能的若干關(guān)鍵3D API函數(shù)。
所述步驟(l)中還進(jìn)一步包括針對(duì)其實(shí)現(xiàn)3DAPI函數(shù)的攔截的具體步驟 針對(duì)C Tech使用的3D API (0penGL),通過代碼注入或/和鉤子函數(shù)技術(shù)編寫 特定的攔截程序，在三維可視化程序的數(shù)據(jù)加載階段，將3DAPI攔截程序加 載到三維可視化程序的進(jìn)程中，從而攔截和監(jiān)控3D API調(diào)用。本發(fā)明所指需 要攔截的3D API關(guān)鍵函數(shù)如下
(21) 3D API創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)；
(22) 3D API開始一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；
(23) 3D API改變當(dāng)前渲染矩陣的函數(shù)；
(24) 3D API結(jié)束一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；
(25) 3D API將渲染數(shù)據(jù)輸出到當(dāng)前屏幕上的函數(shù)。
所述步驟(2)進(jìn)一步包括利用3D API輸出到顯卡幀緩存中的顏色和深度 數(shù)據(jù)，結(jié)合攔截3D API調(diào)用而獲得的投影參數(shù)，來解析生成顏色圖像和深度 數(shù)據(jù)的三維空間信息。即，通過生成三維渲染輸出的投影矩陣和視口寬高， 解算出三維渲染關(guān)鍵控制參數(shù)(視點(diǎn)位置、近平面、遠(yuǎn)平面)以及三維渲染 輸出的顏色和深度數(shù)據(jù)，進(jìn)而解算出每個(gè)像素在視空間中的三維坐標(biāo)以及對(duì) 應(yīng)的顏色特性，重構(gòu)視空間下柵格化的三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)。它具體可以包含以下I. 透視投影變換矩陣的識(shí)別。在一幀場(chǎng)景的渲染過程中，三維應(yīng)用軟件 可能會(huì)多次更改投影變換矩陣，只有透視變換矩陣才可以產(chǎn)生透視三維效果。 不失一般性，假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程中保持一致，將透視 投影矩陣攔截下來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否 為透視投影矩陣。
II. 建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系(簡(jiǎn)稱視點(diǎn)坐標(biāo)系)。以步驟 I截獲的透視投影變換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系
Z軸穿過近平面的中心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方 向一致，近平面位于近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上。近平面上X的值域是 [-width/2, width/2] ， Y的值域是[-height/2， height/2]。在該坐標(biāo)系中，任 意坐標(biāo)點(diǎn)P(X，Y,Z)與近平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值F (X、 Y', Z')可以由透視 投影矩陣變換求得，其中Z'對(duì)應(yīng)于幀深度緩存中的深度值?？傻肍等于 width/2*X/Z ; r等于 height/2*Y/Z ; Z'等于(z-zNear)/z * zFar/(zFar-zNear)，其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值。
III.柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)。設(shè)視口的寬度為width'、高度為 height',可由0penGL API相關(guān)函數(shù)獲得。由視口和近平面的比例關(guān)系可知 任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)P〃' (X'〃，Y'〃)對(duì)應(yīng)于近平面上的三維 坐標(biāo) Pn(xn , yn ， zn)， 其中 xn=(X'〃-width,/2) *width/2 , yn- (Y''' -height' /2) *height/2。對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z'，由步驟11可知， 對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo)系下Z值為Z'*(zFar-zNear)/zFar+zNear,可得像素點(diǎn)在視 點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)P(X，Y,Z),其中X等于xNear/zNear*Z ， Y等于 yNear/zNear*Z。通過調(diào)用0penGL API的讀取顯卡中顏色緩沖區(qū)函數(shù)和深度緩沖區(qū)函數(shù)， 利用步驟n中建立的坐標(biāo)系以及上述關(guān)系，可以獲得視點(diǎn)坐標(biāo)系下所有像素 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將所有的三維坐標(biāo)用三角形面片連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)可 進(jìn)行三維渲染的立體表面，該表面通過三維流水線，在任意視角下進(jìn)行渲染。
所述步驟(3)中"設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生成立體像對(duì)"是利用步驟 (2)重構(gòu)的三維場(chǎng)景，生成兩幅影像，形成立體像對(duì)。本發(fā)明提出基于"立體 像素"的三維場(chǎng)景的立體顯示模型，所謂立體像素是指將步驟(2)重構(gòu)的三維 場(chǎng)景的每個(gè)像素與其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)空間的三維坐標(biāo) 一 起組成序列 [(X，Y,Z)， (R，G，B)〗,構(gòu)成的一個(gè)三維像素空間。針對(duì)該空間中的每個(gè)像素， 按照透視變換原理，計(jì)算出其在新視點(diǎn)的像素位置點(diǎn)。
生成立體像對(duì)可釆用下列兩種方法
方法一.調(diào)用3D API，渲染步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)，在原始圖像作 為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況下， 生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn) 立體像對(duì)生成。
方法二.采用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目標(biāo)視空間下像素 的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間下。在原始圖像 作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況 下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而 實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。其中
視點(diǎn)水平偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在X軸方向上的改變量i^ 。視點(diǎn)垂直偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在Z軸方向上的改變量Dz 。
圖像像素偏移，是指生成的圖像像素水平方向的附加偏移Aw。
則在另 一的視點(diǎn)坐標(biāo)系下，對(duì)原始幀圖像中點(diǎn)P(X， Y, Z)的像素標(biāo)在左視點(diǎn)
下的坐標(biāo)X是Width'*(X-Dx)/(Z-Dz)+DpUel, Y是Height'*Y/(Z-Dz)。該像素 在對(duì)于右視點(diǎn)坐標(biāo)系下，坐標(biāo)按照上述方法計(jì)算，但Dx,Dz取負(fù)號(hào)。
將每個(gè)像素的顏色復(fù)制到目標(biāo)位置。對(duì)兩個(gè)視點(diǎn)都應(yīng)用該方法從而獲得 立體像對(duì)。該方法具有不經(jīng)過圖形流水線，程序編制簡(jiǎn)單，優(yōu)化容易等優(yōu)點(diǎn)。
所述步驟(4)中"針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)"是指將步 驟(3)生成的立體像對(duì)，通過顯示設(shè)備輸出并進(jìn)行立體觀察。本發(fā)明生成的立 體像對(duì)通過如下方式進(jìn)行真三維顯示
x.顯卡支持的雙目立體顯示。如在支持立體顯示的0penGL API環(huán)境下， 在創(chuàng)建設(shè)備句柄階段啟動(dòng)OpenGL API的立體顯示模式，將生成的立體像對(duì)分 別輸送到左右兩個(gè)緩沖區(qū)中，實(shí)現(xiàn)立體顯示。
y.在不支持立體顯示的顯卡上，將立體像對(duì)合成為一幅紅綠互補(bǔ)色立體圖 像，從左右立體像對(duì)中的一個(gè)圖像提取紅色通道，另一個(gè)圖像中提取綠色和 藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立體圖像。并送回原始的 圖像緩沖區(qū)進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)。
z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
本發(fā)明旨在解決C Tech程序不能支持立體顯示的問題，依靠成熟的代碼 攔截技術(shù)攔截在C Tech對(duì)于3D API的調(diào)用進(jìn)行重新編排。通過監(jiān)控投影矩 陣，獲取反算三維場(chǎng)景的關(guān)鍵參數(shù)，通過繪制的顏色圖像和深度圖像，逐象素的反求其三維坐標(biāo)，并將像素值映射到對(duì)應(yīng)的位置上，形成立體像對(duì)。通 過各種顯示模式進(jìn)行立體顯示，本發(fā)明也為現(xiàn)有的大量三維程序的直接立體
化提供了一條可行的途徑。本發(fā)明具有如下特色
U)解決了在C Tech不能進(jìn)行立體顯示的問題，提力了在C Tech的交 互和用戶體驗(yàn)。
(2) 實(shí)現(xiàn)的算法新穎，通過幀緩沖區(qū)中的顏色圖像數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)經(jīng)過 重新分配形成立體像對(duì)，算法原理簡(jiǎn)單，編程實(shí)現(xiàn)方便。
(3) 充分利用了現(xiàn)有的技術(shù)資源，由于基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的OpenGLAPI開發(fā), 具有良好的適應(yīng)性，對(duì)于顯卡沒有特殊要求。支持多種顯示模式，可以在任 意顯示環(huán)境下實(shí)現(xiàn)立體顯示。


圖1本發(fā)明實(shí)施例1的方法流程圖
圖2本發(fā)明采用的三維渲染的基本模式
圖3本發(fā)明釆用的三維圖形的坐標(biāo)變換流水線
圖4本發(fā)明實(shí)施例1的透視投影與透視變換矩陣
圖5本發(fā)明實(shí)施例1的以視點(diǎn)為中心的坐標(biāo)系
圖6本發(fā)明實(shí)施例1的立體像對(duì)的快速生成方法圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2和圖3所示，由于在建模階段C Tech均使用OpenGL API作為三維 渲染API,故本實(shí)施例基于OpenGL API作為實(shí)施對(duì)象，操作系統(tǒng)平臺(tái)為 Windows XP進(jìn)行實(shí)施。
OpenGL API的攔截與監(jiān)控基于Micorsof t Detours SDK開發(fā)。Detours是 Microsoft提供的一套Windows平臺(tái)下進(jìn)行API調(diào)用攔截的開發(fā)包，支持Win32
所有平臺(tái)。
如圖1所示，面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法，該方法包 括以下步驟
步驟(1)針對(duì)C Tech使用的OpenGL API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截； 步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)； 步驟(3)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生 成立體像對(duì)；
步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。 步驟(1)中OpenGL API的攔截與獲取場(chǎng)景渲染數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括利用 3D API攔截技術(shù)，獲取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)，提取實(shí)現(xiàn)三維透 視變換的投影矩陣、視口寬高，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3D API 的特定函數(shù)，攔截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作 為三維場(chǎng)景重構(gòu)的基礎(chǔ)。
步驟(2)進(jìn)一步包括利用OpenGL API輸出到顯卡幀緩存中的顏色和深度 數(shù)據(jù)，結(jié)合攔截OpenGL API調(diào)用而荻得的投影參數(shù)，來解析生成顏色圖像和 深度數(shù)據(jù)的三維空間信息。它進(jìn)一步包含以下步驟
I.透視投影變換矩陣的識(shí)別。在一幀場(chǎng)景的渲染過程中，三維應(yīng)用軟件可能會(huì)多次更改投影變換矩陣，只有透視變換矩陣才可以產(chǎn)生透視三維效果。 不失一般性，假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程中保持一致。透視投 影的各項(xiàng)控制參數(shù)與對(duì)應(yīng)的矩陣關(guān)系見附圖4所示。將透視投影矩陣攔截下 來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否為透視投影矩陣。
n.建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系(簡(jiǎn)稱視點(diǎn)坐標(biāo)系)。以a截獲
的透視投影變換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系Z軸穿 過近平面的中心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方向一致， 近平面位于近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上。近平面上X的值域是 [-width/2， width/2] ， Y的值域是[-height/2， height/2]。在該坐標(biāo)系中，任 意坐標(biāo)點(diǎn)P(X，Y，Z)與近平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值P' (X', Y'， Z')可以由透視 投影矩陣變換求得，其中Z'對(duì)應(yīng)于幀深度緩存中的深度值，如附圖5所示。可 得X'等于width/2*X/Z ; Y'等于height/2*Y/Z; Z'等于(z-zNear)/z * zFar/(zFar-zNear)，其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值。
III.柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)。設(shè)視口的寬度為width'、高度為 height,可由0penGL API相關(guān)函數(shù)獲得。由視口和近平面的比例關(guān)系可知 任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)(X'〃，Y〃')對(duì)應(yīng)于近平面上的三維 坐標(biāo) Pn(xn , yn , zn)， 其中 xn= (X'''-width'/2) *width/2 ， yn-(Y'"-height'/2)化eight/2。對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z'，由b可知，對(duì)應(yīng) 的視點(diǎn)坐標(biāo)系下Z值為Z"(zFar-zNear)/zFar+zNear，可得像素點(diǎn)在視點(diǎn)坐 標(biāo)系下的坐標(biāo)P(X, Y， Z)，其中X等于xNear/zNear*Z, Y等于yNear/zNear*Z。 通過調(diào)用0penGL API的讀取顯卡中顏色緩沖區(qū)函數(shù)和深度緩沖區(qū)函數(shù)， 利用步驟II中建立的坐標(biāo)系以及上述關(guān)系，可以獲得視點(diǎn)坐標(biāo)系下所有像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將所有的三維坐標(biāo)用三角形面片連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)可 進(jìn)行三維渲染的立體表面，該表面通過三維流水線，在任意視角下進(jìn)行渲染。 步驟(3)利用步驟(2)重構(gòu)的三維場(chǎng)景，生成兩幅影像，形成立體像對(duì)。
生成立體像對(duì)可釆用下列兩種方法
方法一.調(diào)用3D API,渲染步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)，在原始圖像作 為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況下， 生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn) 立體像對(duì)生成。
方法二.采用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目標(biāo)視空間下像素 的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間下。在原始圖像 作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況 下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而 實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。其中
視點(diǎn)水平偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在X軸方向上的改變量z^ 。 視點(diǎn)垂直偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在Z軸方向上的改變量Dz。
圖像像素偏移，是指生成的圖象像素水平方向的附加偏移Aw。
則在另 一的視點(diǎn)坐標(biāo)系下，對(duì)原始幀圖像中點(diǎn)P (X， Y, Z)的像素標(biāo)在左視點(diǎn) 下的坐標(biāo)X是Width'*(X-Dx)/(Z-Dz)+Dpixel， Y是Height'*Y/(Z-Dz)。該像素 在對(duì)于右視點(diǎn)坐標(biāo)系下，坐標(biāo)按照上述方法計(jì)算，但Dx，Dz取負(fù)號(hào)。
將每個(gè)像素的顏色復(fù)制到目標(biāo)位置。對(duì)兩個(gè)視點(diǎn)都應(yīng)用該方法從而獲得 立體像對(duì)。該方法具有不經(jīng)過圖形流水線，程序編制簡(jiǎn)單，優(yōu)化容易等優(yōu)點(diǎn)。步驟(4 )將步驟(3)生成的立體像對(duì)，通過顯示設(shè)備輸出并進(jìn)行立體觀察。
本發(fā)明生成的立體像對(duì)通過如下方式進(jìn)行真三維顯示
x.顯卡支持的雙目立體顯示。如在支持立體顯示的OpenGL環(huán)境下，在創(chuàng) 建設(shè)備句柄階段啟動(dòng)0penGL的立體顯示模式，將生成的立體像對(duì)分別輸送到 左右兩個(gè)緩沖區(qū)中，實(shí)現(xiàn)立體顯示?；?br> y.在不支持立體顯示的顯卡上，將立體像對(duì)合成為一幅紅綠互補(bǔ)色立體圖 像，從左右立體像對(duì)中的一個(gè)圖像提取紅色通道，另一個(gè)圖像中提取綠色和 藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立體圖像。并送回原始的 圖像緩沖區(qū)進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)。或
z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
一種面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法，包括對(duì)以下函數(shù)的 攔截
a. 創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)中加入調(diào)用3D API 的系統(tǒng)檢測(cè)逸數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立體顯示特性， 更改原始設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示的硬件上開啟 真三維立體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志以便進(jìn)行紅綠 立體顯示。
b. 開始一幀繪制函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖 幀的視口尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)。
d.將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼以獲取整個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于C獲取的投影變換矩陣信息， 反算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維
場(chǎng)景；
e.基于c獲取的投影矩陣信息，反算三維繪制中透視投影的各項(xiàng)參數(shù)，
根據(jù)這些參數(shù)、重建柵格化的三維場(chǎng)景，根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成 可供立體顯示的立體像對(duì)。
下面的實(shí)施過程是上述方法的具體軟件編碼過程。
1. 基于Detours API,在Windows XP平臺(tái)下基于Visual Studio 2005建立基 于基于C+十語(yǔ)言的Win32 DLL工程StereoDriver—CTech—OpenGL作為攔截代碼 框架。
2. 在StereoDriver-CTech—0penGL中定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)0penGL—Stereo，該數(shù)
據(jù)結(jié)構(gòu)包含如下內(nèi)容
(1) Windows繪圖上下文變量hDC，類型HDC;
(2) 0penGL 渲染上下文變量hGLRC,類型HGLRC; (3》記錄當(dāng)前f件是否支持立體顯示的變量IsStereoSupport，類型
bool;
(4) 記錄視口寬高的變量width, height,類型int;
(5) 緩存顏色數(shù)據(jù)的變量ColorBuffer,類型GLbyte*;
(6) 緩存深度數(shù)據(jù)的變量DepthBuffer，類型GLfloat;
(7) 記錄當(dāng)前變換矩陣模式的變量MatrixMode，類型GLMatrixMode
(8) 記錄當(dāng)前透視投影矩陣的變量Matrix，類型GLfloat[4] [4]
19(9) 創(chuàng)建一個(gè)全局的鏈表gOpenGL—Stereos保存OpenGL—Stereo結(jié)構(gòu)的 指針。
(10) 創(chuàng)建一個(gè)全局的OpenGL-Stereo指針ActiveOpenGL—Stereo，初始 化為NULL。
3.基于Detours API實(shí)現(xiàn)對(duì)如下函數(shù)的監(jiān)控
1) wglCreateCcmtext
wglCreateContext根據(jù)應(yīng)用程序的設(shè)置，創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的0penGL的渲染 上下文。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)My—wglCreateContext，在wglCreateContext中實(shí)現(xiàn)如 下功能
解析wglCreateContext的參數(shù)，判斷用戶程序是否使用PFD—STEREO標(biāo) 記啟動(dòng)雙通道立體渲染支持，如果用戶程序啟動(dòng)立體渲染支持，則說明用戶 程序本身支持立體渲染。
如果用戶程序沒有啟動(dòng)立體渲染支持，則表明用戶程序不支持立體渲染， 詢問用戶是否啟動(dòng)植入式立體支持。
如果用戶選擇啟用植入是立體支持，創(chuàng)建OpenGL-Stereo結(jié)構(gòu)，并保存在 一個(gè)包含OpenGLStereo結(jié)構(gòu)指針的全局列表中，并初始化。使用 wglChoosePixelFormat函數(shù)和PF-STERE0標(biāo)記查詢當(dāng)前顯卡是否支持立體顯 示。如果支持立體顯示則將OpenGLStereo的IsStereoSupport設(shè)置為true, 否則設(shè)置為false。
使用原始的wglCreateContext創(chuàng)建HGLRC,并在OpenGLStereo中記錄對(duì) 應(yīng)的HDC和HGLRC，將OpenGLStereo結(jié)構(gòu)加入到gOpenGL—Stereos中。
2) wglMakeCurrent
20wglMakeCurrent在若干0penGL渲染上下文中選擇一個(gè)做為當(dāng)前活動(dòng)的， 一般在wglMakeCurrent之后開始和結(jié)束 一 幀的繪制。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù) My_wglMakeCurrent，在My_wglMakeCurrent中實(shí)現(xiàn)如下功能當(dāng)HDC參數(shù)和 HGLRC參數(shù)不為NULL時(shí)，從gOpenGL—Stereos中用這兩個(gè)參數(shù)查找對(duì)應(yīng)hDC 和hGLRC的OpenGL-Stereo結(jié)構(gòu)，并賦值給Act iveOpenGL—Stereo變量。如果 兩個(gè)參數(shù)均為NULL,則將ActiveOpenGL—Stereo賦值為亂L。
調(diào)用原始的wglMakeCurrent。
3) glViewport
glViewport將當(dāng)前活動(dòng)的OpenGL渲染上下文的視口設(shè)置到指定位置和尺 寸。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)My—glViewport，在My-glViewport中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveOpenGL-Stere不為空，則判斷新的視口寬高是否和 ActiveOpenGL—Stereo 中的 width, height相等。如果不相等釋放 OpenGL-Stereo中原有的ColorBuffer和DepthBuffer內(nèi)存；根據(jù)視口的寬高 創(chuàng)建顏色緩存區(qū)ColorBuffer和深度緩存區(qū)D印thBuffer;記錄新的width和 height。
調(diào)用原始的glViewport。
4 ) glMatrixMode
glMatrixMode設(shè)置當(dāng)前活動(dòng)OpenGL渲染上下文的活動(dòng)矩陣模型。創(chuàng)建監(jiān) 控函數(shù)My-glMatrixMode，在My-glMatrixMode中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveOpenGL—Stereo不為空，則將ActiveOpenGL—Stere的 MatrixMode設(shè)置為glMatrixMode的參數(shù)。 調(diào)用原始的glMatrixMode。5)glLoadMatrixd， glLoadMatrixf
glLoadMatrix為活動(dòng)的0penGL渲染上下的當(dāng)前矩陣模式設(shè)置矩陣。創(chuàng)建 監(jiān)控函數(shù)My-glMLoadMatrix，在My-glLoadMatrix中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveOpenGL-Stereo不為空，且其變量MatrixMode等于 gl—projection,貝!)記錄該函數(shù)的m變量至l] ActiveOpenGL—Stere的Matrix中。
調(diào)用原始的glLoadMatrix函數(shù)。 a. SwapBuffers
該函數(shù)將0penGL渲染的 一幀從顯存輸出到顯示設(shè)備上。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù) My-SwapBuffers,在該函數(shù)中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveOpenGL-Stereo不為空，調(diào)用glReadPixels函數(shù)，以GL—RGB 從顏色緩沖區(qū)中讀取顏色到ActiveOpenGL-Stereo的ColorBuffer變量；調(diào) 用glReadPixels函數(shù)以GL_DEPTH-COMPONENT參數(shù)，讀取深度值到 ActiveOpenGL-Stereo的DepthBuffer中。
從ActiveOpenGL-Stereo的Matrix變量中獲得透視投影的近平面的寬度 width,高度height,以及近平面的zNear和遠(yuǎn)平面zFar。
根據(jù)ActiveOpenGL-Stereo中記錄的視口的寬度ViewPortWidth和 ViewPortHeight，創(chuàng)建臨時(shí)的顏色緩沖區(qū)，ColorBufferLeft 和 ColorBufferRight。
從用戶設(shè)置中獲得視點(diǎn)偏移D"深度偏移D,和像素偏移D一,。 建立一 個(gè)循環(huán)，對(duì)每個(gè)ColorBuffer像素，取出對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)iX， iY以及顏色RGB 以及對(duì)應(yīng)的DepthBuffer中的深度值。利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法，像素對(duì)應(yīng)的 視點(diǎn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)P (X,Y，Z)。對(duì)左眼以Dx,^,Dp^為參數(shù)。使用本發(fā)明設(shè)
22計(jì)的快速立體像對(duì)生成算法，計(jì)算P對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)Pwt。對(duì)右眼以-Dx,-Dz,-DpiMl 為參數(shù),使用本發(fā)明設(shè)計(jì)的快速立體像對(duì)生成算法，計(jì)算P對(duì)應(yīng)的右像素坐標(biāo) Pright。將當(dāng)前像素的顏色分別賦值給ColorBufferLeft的P^位置，和 ColorBufferRight的P一t位置。
判斷ActiveOpenGL—Stere的IsStereoSupport是否為真。如果為真，調(diào) 用glDrawPixels分別將ColorBufferLeft和ColorBufferRight中的內(nèi)容拷 貝到GL—BACK—LEFT和GL—BACK—RIGT中。否則，將ColorBuf f erRight中的G, B通道賦值到ColorBufferLeft對(duì)應(yīng)像素的G， B通道上去，形成一幅紅綠立體， 將ColorBufferLeft的內(nèi)容拷貝到GL—BACK中。
調(diào)用原始的SwapBuffer。
4. 編 譯 StereoDriver-CTech—OpenGL 工 程 ， 生 成 StereoDriver-CTech—OpenGL. DLL文件
5. 將StereoDriver—CTech—0pe氛DIX文件通過detours SDK的withdll. Exe 命令行啟動(dòng)相應(yīng)程序。
權(quán)利要求
1、面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法，其特征是，該方法包括以下步驟步驟(1)針對(duì)C Tech使用的3D API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截；步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)；步驟(3)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生成立體像對(duì)；步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述真三維 立體顯示方法進(jìn)一步包括下列步驟，下列步驟不分先后a. 監(jiān)控創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，在該函數(shù)中加入調(diào)用3D API的系統(tǒng)檢 測(cè)函數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立體顯示特性，更改原始 設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示的硬件上開啟真三維立 體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志以便進(jìn)行紅綠立體顯示；b. 監(jiān)控開始一幀繪制的函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖幀的視 口尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)；c. 監(jiān)控改變當(dāng)前繪制矩陣的函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼以獲取三維應(yīng)用 軟件對(duì)當(dāng)前繪制矩陣的更改，通過矩陣參數(shù)識(shí)別場(chǎng)景渲染的投影類型，當(dāng)是 透視投影時(shí)，記錄該矩陣，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；d. 監(jiān)控將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼以獲取整 個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于所述步驟c獲取的投影變換矩陣信息，反算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維場(chǎng)景；根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成可供立體顯示的立體像對(duì)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟 (1)中3D API的監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截進(jìn)一步包括利用API攔截技術(shù)，獲 取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)輸出，提取實(shí)現(xiàn)三維透視變換的投影矩 陣、視口寬高，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3D API的特定函數(shù)，攔 截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作為三維場(chǎng)景重構(gòu) 的基礎(chǔ)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(1) 中還進(jìn)一步包括針對(duì)其實(shí)現(xiàn)3D API函數(shù)的攔截的具體步驟通過代碼注入或 /和鉤子函數(shù)技術(shù)編寫特定的攔截程序，在三維可視化程序的數(shù)據(jù)加載階段， 將3D API攔截程序加載到三維可視化程序的進(jìn)程中，從而攔截和監(jiān)控3D API 調(diào)用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(2 ) 進(jìn)一步包括下列步驟通過生成三維渲染輸出的投影矩陣和視口寬高，解算 出三維渲染關(guān)鍵控制參數(shù)以及三維渲染輸出的顏色和深度數(shù)據(jù)，進(jìn)而解算出 每個(gè)像素在視空間中的三維坐標(biāo)以及對(duì)應(yīng)的顏色特性，重構(gòu)視空間下柵格化 的三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)。
6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(2) 進(jìn)一步包含以下步驟I.透視投影變換矩陣的識(shí)別假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程 中保持一致，將透視投影矩陣攔截下來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否為透視投影矩陣；n.建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系以步驟i截獲的透視投影變換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系Z軸穿過近平面的中 心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方向一致，近平面位于 近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上；近平面上X的值域是[-width/2， width/2], Y 的值域是[-height/2， height/2];在該坐標(biāo)系中，任意坐標(biāo)點(diǎn)P(X,Y，Z)與近 平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值P' (X、 Y'， ZM由透視投影矩陣變換求得，其中Z'對(duì) 應(yīng)于幀深度緩存中的深度值，X'=width/2*X/Z ; Y'=height/2*Y/Z ; Z、(z-zNear)/z * zFar/(zFar-zNear),其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值；HI.柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)設(shè)視口的寬度為width'、高度為 height',任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)P'〃 (X'"，Y"O對(duì)應(yīng)于近平面 上的三維坐標(biāo)Pn(xn， yn， zn),其中xn-(X'〃-width'/2)承width/2 , yn-(Y'〃-height'/2)*height/2;對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z'，對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo) 系下Z-Z'*(zFar-zNear)/zFar+zNear，像素點(diǎn)在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為 P(X， Y，Z),其中X-xNear/zNear*Z, Y-yNear/zNear*Z;將所有的三維坐標(biāo)用三 角形面片連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)可進(jìn)行三維渲染的立體表面。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(3) 中生成立體像的方法是調(diào)用3D API,渲染所述步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)， 在原始圖像作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視 點(diǎn)圖像情況下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn) 圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)生成。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(3)中生成立體像的方法是釆用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目 標(biāo)視空間下像素的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間 下；在原始圖像作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為 右視點(diǎn)圖像情況下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右 視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(4) 中針對(duì)不同的顯示與觀測(cè)設(shè)備，進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)，包括x.在支持立體顯示的設(shè)備上，將立體像對(duì)分別輸出到顯卡左右兩個(gè)通道， 進(jìn)行立體顯示；或y.在不支持立體顯示的設(shè)備上，將立體像對(duì)中， 一個(gè)圖像提取紅色通道， 另一個(gè)圖像提取綠色和藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立 體圖像，并支持紅綠眼鏡觀察;或z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述攔截 的3D API函數(shù)包括(21) 3D API創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)；(22) 3D API開始一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù);(23) 3D API改變當(dāng)前渲染矩陣的函數(shù)；(24) 3D API結(jié)束一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；(25) 3D API將渲染數(shù)據(jù)輸出到當(dāng)前屏幕上的函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向C Tech軟件的植入式真三維立體顯示方法在所述C Tech軟件采用的3D API調(diào)用和顯卡顯示之間采用植入式的渲染數(shù)據(jù)攔截技術(shù)，對(duì)原始的單通道顏色信號(hào)和深度信號(hào)、三維場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣進(jìn)行捕獲；對(duì)這些信息進(jìn)行解析，重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)；基于立體視覺原理，自適應(yīng)地將該場(chǎng)景重新變換到兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置，形成可供立體顯示的雙目視覺立體像對(duì)，驅(qū)動(dòng)顯卡對(duì)雙目立體像對(duì)進(jìn)行立體輸出；利用偏振、紅綠和閃閉式眼鏡等進(jìn)行真三維立體顯示與觀測(cè)。本發(fā)明可以對(duì)現(xiàn)有C Tech軟件在不改變其程序和操作模式的情況下實(shí)現(xiàn)真三維立體化的場(chǎng)景展示。
文檔編號(hào)G06T15/00GK101488232SQ200910028998
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者吳明光, 溫永寧, 盛業(yè)華, 閭國(guó)年 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)