專利名稱：一種基于雙目視差原理的3d瀏覽器實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種3D瀏覽器(3D Browser)，它基于雙目視差原理，在各種(快門、偏振、裸眼等)方式的3D電視上所顯示的3D網(wǎng)頁(包含網(wǎng)頁形式的3D圖形用戶界面)，和3D視頻一樣呈現(xiàn)具有景深和層次感的立體世界。其中的3D 網(wǎng)頁可以是放在萬維網(wǎng)(World Wide W^eb)的某個網(wǎng)站上，也可以是常駐本地的文件。
背景技術(shù)：
人類的眼睛在觀察一個三維物體時，由于雙眼水平分開在兩個不同的位置上，所看到的物體圖像是不同的。左右眼看到的圖像分別稱其為左視圖和右視圖，它們之間存在著一個視差。由于視差的存在，通過人類的大腦，可以感受到一個具有景深和層次感的3D 世界，這就是雙目視差原理。根據(jù)這一原理，如果能夠讓人的雙眼分別看到兩幅不同視覺角度的視圖，就可以感受到一個具有景深和層次感的3D視圖。3D電視就是依據(jù)雙目視差原理而設(shè)計的，它給人們的視頻生活帶來了全新的立體感受。相對于傳統(tǒng)的2D顯示器而言，3D顯示器可兼容播放2D、3D視頻內(nèi)容，但尚未有一種供3D顯示器顯示的3D網(wǎng)頁或網(wǎng)頁方式的用戶界面。隨之所產(chǎn)生的問題是U2D網(wǎng)頁與3D 視頻疊加后再切換成3D顯示時，呈現(xiàn)的是紊亂的畫面；2)如果先切換成3D顯示后再與2D 網(wǎng)頁疊加的話，呈現(xiàn)的是2D和3D混合的不和諧的效果。隨著互聯(lián)網(wǎng)訪問和網(wǎng)頁方式用戶界面的迅速增長，在3D電視上顯示3D網(wǎng)頁就成為新的需求。迄今為止，上海創(chuàng)圖網(wǎng)絡(luò)科技公司申請了發(fā)明專利“基于瀏覽器的三維網(wǎng)頁實現(xiàn)方法”，該方法是在2D顯示器上用瀏覽器顯示帶有立體感的三維網(wǎng)頁。此外，美國的Charles S. Palm 申請了專利“3D stereo browser for the internet”，該專利是一種在 2D 顯示器上顯示帶有立體感網(wǎng)頁的3D瀏覽器。這兩個專利的技術(shù)基礎(chǔ)是三維圖形，共同點是在2D 顯不器上顯不。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的技術(shù)基礎(chǔ)是雙目視差原理，不同之處是在3D顯示器上顯示。本發(fā)明所述的3D瀏覽器，包括桌面(Desktop) 3D瀏覽器和嵌入式(Embedded) 3D 瀏覽器，它涵蓋遵循W3C規(guī)范的各種瀏覽器和增加各種私有功能的瀏覽器，還可向后兼容， 即兼容傳統(tǒng)的2D瀏覽器。為了解決在3D顯示器上顯示3D網(wǎng)頁的問題，本發(fā)明提供了一種基于雙目視差原理的3D瀏覽器的實現(xiàn)方法，該方法可對傳統(tǒng)的2D瀏覽器進行擴展，使之成為呈現(xiàn)景深和層次感的3D瀏覽器。它具有如下優(yōu)越性1)網(wǎng)頁或網(wǎng)頁方式的圖形用戶界面制作容易；2)無需編譯就可以用瀏覽器察看網(wǎng)頁或或網(wǎng)頁方式的圖形用戶界面的顯示效果；3)可對已有的 2D網(wǎng)頁進行改造使之成為3D網(wǎng)頁；4)可無縫支持2D網(wǎng)頁和3D網(wǎng)頁；5)同時可用于訪問互聯(lián)網(wǎng)等。本發(fā)明所述的基于雙目視差原理的3D瀏覽器系統(tǒng)架構(gòu)包含以下3個部分1) 3D網(wǎng)頁解析器(3D Webpage Parser),由2個子模塊即HTML解析器(HTML Parser) 和CSS解析器(CSS Parser)構(gòu)成。其中3D網(wǎng)頁可通過HTTP協(xié)議(http://)從網(wǎng)站下載， 也可通過文件訪問方式(file://)從本地讀取。2) 3D渲染弓丨擎(3D Rendering Engine),該引擎對左離頻緩沖區(qū) (OffScreenBuffer-L)和右離頻緩沖區(qū)(OfTScreenBuffer-R)進行操作。3)3D傳輸格式處理器(3D Transmission Format Processor)，將左右離頻緩沖區(qū)的內(nèi)容經(jīng)過3D傳輸格式處理后放入視頻緩沖區(qū)(ScreenBuffer)。視頻緩沖區(qū)的內(nèi)容能有效和高速地反映在顯示屏上。本發(fā)明所述的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，包括繪制3D對象左右視圖，之后有以下五個步驟
a、獲取3D對象定位屬性值，將用于控制網(wǎng)頁外觀的層疊樣式表CSS中的2D定位屬性擴展為3D定位屬性，其中3D定位屬性包含2D/3D定位屬性和增加的3D專用定位屬性；
b、根據(jù)所述的3D定位屬性創(chuàng)建3D網(wǎng)頁；
c、在瀏覽器的3D網(wǎng)頁解析器中對上述的3D定位屬性進行相應(yīng)解析，計算出在渲染時所需的3D定位信息；
d、在內(nèi)存中分配相應(yīng)的左右離頻緩沖區(qū)，將解析后的3D定位信息在左右離頻緩沖區(qū)渲染出左視幀和右視幀；
e、根據(jù)不同的3D傳輸格式，將左右離頻緩沖區(qū)的信息映射到視頻緩沖區(qū)并在3D顯示器上顯示出來。所述步驟e的3D傳輸格式按照分辨率可分為全高清(Full HD) 3D和半高清 (Half HD)3D。全高清3D要傳輸完整的左、右兩路視幀，其幀率增加一倍，有幀序列(Frame sequential)和幀封裝(Frame packing)兩種方式。而半高清3D又稱其為幀兼容(Frame compatible)方式，即將左、右視幀各壓縮一半后再打包進同一幀，其幀率不變(與現(xiàn)有的高清電視的幀率兼容)，有左右拼(Side by side)、上下拼(Top and bottom)、列交錯(Column hterleaving)和行交錯(Row Interleaving)四種格式。其中，左右拼是左右半部對應(yīng)于左右視幀；上下拼是上下半部對應(yīng)于左右視幀；列交錯是奇偶列對應(yīng)于左右視幀；行交錯是奇偶行對應(yīng)于左右視幀。所述步驟e的傳輸格式為全高清3D幀序列時，則無需變換，左右離頻緩沖區(qū)直接作為左右兩路的視頻緩沖區(qū)。所述步驟e的傳輸格式為全高清3D幀封裝時，則無需變換， 左右離頻緩沖區(qū)直接對應(yīng)視頻緩沖區(qū)中封裝幀的左右或上下部分。所述步驟e的傳輸格式為半高清3D幀兼容時，要分別進行如下變換
1)左右拼則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)列映射到離頻緩沖區(qū)的左右半部；
2)上下拼則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)行映射到視頻緩沖區(qū)的上下半部；
3)列交錯則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)列映射到視頻緩沖區(qū)中；
4)行交錯則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)行映射到視頻緩沖區(qū)中。本發(fā)明采用這種實現(xiàn)方法具有如下優(yōu)點1)網(wǎng)頁方式的圖形用戶界面制作容易； 2)無需編譯就可以看到網(wǎng)頁的顯示效果；3)對已有的2D網(wǎng)頁進行修改即可成為3D網(wǎng)頁， 在3D電視上顯示3D圖形用戶界面；4)可無縫支持傳統(tǒng)的2D網(wǎng)頁和具有景深和層次感的 3D網(wǎng)頁；5)同時可用于訪問互聯(lián)網(wǎng)等。



圖1是由于雙目視差而產(chǎn)生左右眼不同視圖的示意圖。圖2是本發(fā)明的3D瀏覽器的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的基本流程。圖4是本發(fā)明如何將左右視幀形成一個左右拼視幀的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了由于雙目視差而產(chǎn)生左右眼不同視圖，左右眼視圖分別稱其為左右視幀(view frame)。左右視幀中的對象物體與景深有關(guān)，稱其為深度(D印th)。圖2示出了本發(fā)明的3D瀏覽器的系統(tǒng)架構(gòu)圖，由3D網(wǎng)頁解析器200、3D渲染引擎 210和3D傳輸格式處理器220這3個模塊組成。3D網(wǎng)頁解析器200包括HTML解析器201 和CSS解析器202構(gòu)成。圖3是本發(fā)明的流程圖，其中圖的左半部是創(chuàng)建3D網(wǎng)頁的流程，右半部是3D瀏覽器解析、渲染和處理3D傳輸格式的流程。圖4示出了存儲在操作系統(tǒng)內(nèi)存中的左視幀和右視禎形成左右拼視禎的過程。下面以3D菜單圖標為例，結(jié)合圖2、圖3和圖4對本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式及其基本步驟做如下詳細敘述。其中設(shè)3D電視的分辨率是1080P，因此左右視幀、左右離頻緩沖區(qū)400和410 (Off ScreenBuf fer-L/R)以及視頻緩沖區(qū)(ScreenBuffer)的大小均為 1920X1080。左右離頻緩沖區(qū)400和410可通過調(diào)用操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配功能來生成。而視頻緩沖區(qū)可對應(yīng)于操作系統(tǒng)的相應(yīng)部分，如Linux操作系統(tǒng)的幀緩沖區(qū)(FrameBuffer)。1.制作3D對象左右視圖300
為了避免復(fù)雜的3D視圖建模，采用3D計算機圖形軟件Autodesk Maya (或其它3D 圖形軟件)來制作3D左右視圖。其中，雙目視距設(shè)定為國際平均值6. 35厘米(根據(jù)需要可進行微調(diào))。針對3D菜單圖標在3D網(wǎng)頁中布局的需求，用Maya建立其3D模型圖，調(diào)整深度并生成帶層次和深度感的左右視圖。如果要使3D菜單圖標呈現(xiàn)凸出或凹進顯示器平面的特殊效果，凸出的3D菜單圖標要在0. 5到1倍深度之間；凹進的3D菜單圖標在1到1. 5 倍深度之間。其它詳細操作請參考Maya用戶手冊。左右視圖制作完畢后，保存為相應(yīng)的左右視圖文件。在以下的步驟中，雙目視距以及深度信息不再需要。2.獲取3D對象定位屬性值310
網(wǎng)頁描述語言是W3C制定的超文本置標語言HTML和層疊樣式表CSS、以及ECMA制定的JavaScript，其中的CSS用于控制網(wǎng)頁的外觀。本發(fā)明的要點是將CSS的2D定位屬性擴展為2D/3D定位屬性并增加3D專有屬性，用于呈現(xiàn)景深和層次感的3D網(wǎng)頁的外觀。3D定位屬性由如下集合構(gòu)成
3D定位屬性={2D/3D定位屬性，3D專用定位屬性}，其中 2D/3D定位屬性=傳統(tǒng)的CSS定位屬性； 3D專用定位屬性={view-frame}。
3D專用定位屬性view-frame (視幀)用于表示該對象與左視幀或右視幀相關(guān)的信息。3D專用定位屬性可缺省，缺省意味著3D瀏覽器與傳統(tǒng)的2D瀏覽器兼容。3D定位屬性及相關(guān)說明見下表1
權(quán)利要求
1.一種基于雙目視差原理的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，包括制作3D對象左右視圖，其特征在于之后有以下五個步驟A、獲取3D對象定位屬性值，將用于控制網(wǎng)頁外觀的層疊樣式表CSS中的2D定位屬性擴展為3D定位屬性，其中3D定位屬性包含2D/3D定位屬性和增加的3D專用定位屬性；B、根據(jù)所述的3D定位屬性創(chuàng)建3D網(wǎng)頁；C、在瀏覽器的3D網(wǎng)頁解析器中對上述的3D定位屬性進行相應(yīng)解析，計算出在渲染時所需的3D定位信息；D、在內(nèi)存中分配相應(yīng)的左右離頻緩沖區(qū)，將解析后的3D定位信息在左右離頻緩沖區(qū)渲染出左視幀和右視幀；E、根據(jù)不同的3D傳輸格式，將左右離頻緩沖區(qū)的信息映射到視頻緩沖區(qū)并在3D顯示器上顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟e的傳輸格式為半高清3D幀兼容時，要分別進行如下變換1)左右拼則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)列映射到離頻緩沖區(qū)的左右半部； 2)上下拼則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)行映射到視頻緩沖區(qū)的上下半部；3)列交錯則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)列映射到視頻緩沖區(qū)中；4)行交錯則分別將左右離頻緩沖區(qū)的奇數(shù)和偶數(shù)行映射到視頻緩沖區(qū)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟e的傳輸格式為全高清3D幀序列時，則無需變換，左右離頻緩沖區(qū)直接作為左右兩路的視頻緩沖區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟e的傳輸格式為全高清3D幀封裝時，則無需變換，左右離頻緩沖區(qū)直接對應(yīng)視頻緩沖區(qū)中封裝幀的左右或上下部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于雙目視差原理的3D瀏覽器實現(xiàn)方法，它使3D電視上所顯示的3D網(wǎng)頁和3D視頻一樣呈現(xiàn)立體感和深度感。本發(fā)明的要點是將用于控制瀏覽器外觀的層疊樣式表CSS中的2D定位屬性擴展為3D定位屬性，用于控制呈現(xiàn)縱深感的3D網(wǎng)頁的外觀。3D定位屬性由2D定位屬性和3D專用定位屬性構(gòu)成，3D專用定位屬性可缺省。本發(fā)明總體可概括為以下步驟1)繪制3D左右視幀；2)獲取3D定位信息；3)創(chuàng)建3D網(wǎng)頁；4)解析3D網(wǎng)頁；5)渲染3D網(wǎng)頁的左右視幀；6)處理3D傳輸格式。本發(fā)明具有對現(xiàn)存的2D網(wǎng)頁進行修改即可成為3D網(wǎng)頁，兼容傳統(tǒng)的2D瀏覽器，具有無縫支持2D網(wǎng)頁和3D網(wǎng)頁等優(yōu)點。
文檔編號G06F3/14GK102184082SQ20111013155
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者梁凡, 王文敏, 王曉振, 高文 申請人:廣州市數(shù)字視頻編解碼技術(shù)國家工程實驗室研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化中心, 廣州高清視信數(shù)碼科技股份有限公司