[发明专利]具有位置感测和适配数量的视图的多视图三维显示系统和方法

说明书

技术领域

本发明的原理一般地涉及三维多视图显示系统和方法，并且更具体地涉及具有位置感测和适配数量的视图的系统和方法。

背景技术

为了让观察者感知到三维(3D)图像，通过观察者的左眼看到的图像应当与通过观察者的右眼看到的图像不同。通过左眼看到的图像往往被称为左视图或左眼图像，并且通过右眼看到的图像往往被称为右视图或右眼图像。在立体显示系统中，使用特殊的过滤眼镜，使得通过右眼仅看到右眼图像，并且通过左眼仅看到(与右眼图像不同的)左眼图像。自动立体显示器允许在不使用此类过滤眼镜的情况下观察到3D图像。取而代之的是，沿着不同方向提供场景或图像的不同视点(viewpoint)，使得当通过相应左眼和右眼看到某些不同视图时，能够观察到3D效果。

可以使用不同的光学配置来生成自动立体显示器中的不同的图像视图。例如，可以使用双凸透镜，使得仅仅沿着某些方向显示相应像素图像以供观看。在视差屏障中，将多个狭缝或窗口放置在显示器的前表面以允许仅仅沿着某些方向观看每个像素。每个自动立体显示器具有特定区域或“最佳点(sweetspots)”，在该特定区域或“最佳点”中观察者能够看到分别用于左眼和右眼的不同视图或图像，从而导致了观察到立体视觉或3D图像。虽然在最佳点的内部对于观察者的头部存在移动的一些自由(从一侧到另一侧，以及靠近或远离显示器)，但仍然相当具有限制性，这是因为左眼和右眼被约束在某些相应的观看区或地点中。

通过增加显示视点的数量，可以使用多视图显示器来增加其中能够观察到3D效果的区域的限度。可以在各种出版物中找出对多视图显示器的讨论，诸如霍利曼的“3DDisplaySystems(3D显示系统)”(http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary？doi＝10.1.1.149.2099，2005)；道奇森的“AnalysisoftheViewingZoneofMulti-viewAutostereoscopicDisplays(对多视图自动立体显示器的观看区的分析)”(在SPIE4660会刊中出版的；在加利福尼亚、圣何塞、2002年1月21-23日的立体显示和应用XIII中呈现)；道奇森以及其它人的“Multi-ViewAutostereoscopic3DDisplay(多视图自动立体3D显示器)”(http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary？doi＝10.1.1.42.7623,1999)；以及“Broadcast3DandMobileGlasses-freeDisplays(广播3D和移动免戴眼镜显示器)”(选自2011年11月InsightMediaUniversity课程的内容)；通过引用将所有这些出版物整体并入本文。虽然多视图显示器能够为观察者向左或向右移动提供更多自由，但仍然存在对于观察立体视觉的最优观看距离。如果将观察者放置得与最优距离相比离显示器太近或太远，则观察者可能不能够观察到3D图像。与现有的二维(2D)显示器相比，该观看限制可能是显著的缺点。

发明内容

通过本发明的原理来解决现有技术的这些和其它缺点，本发明的原理涉及具有位置感测和适配数量的视图的多视图三维显示系统和方法。

本发明的原理的一个方面提供一种具有适配数量的视图的多视图三维显示系统。该系统包括：位置感测单元，用于检测观察者的位置；视图安置单元，用于基于位置来确定视图的数量和视图布置，使得对于观察者的每只眼睛的观看区仅提供视图中的一个不同视图；以及多视图显示单元，用于根据由视图布置单元确定的视图布置来显示该数量的视图，以使得观察者能够观看三维图像。

本发明的原理的另一个方面提供一种用于显示多视图三维内容的方法。该方法包括：检测观察者的位置；基于位置来确定视图的数量和视图布置，使得对于观察者的每只眼睛的观看区仅提供视图中的一个不同视图；以及根据视图布置显示该数量的视图，使得观察者能够观看三维图像。

本发明的原理的另一个方面提供一种包括在多视图三维显示系统中使用的计算机可读程序的计算机可读存储介质，该计算机可读程序在由计算机运行时使得计算机执行以下步骤：检测观察者的位置；基于所检测的位置来确定视图的数量和视图布置，使得对于观察者的每只眼睛的观看区仅提供视图中的一个不同视图；以及根据视图布置来显示该数量的视图，以使得观察者能够观看三维图像。

根据要结合附图来阅读的示例性实施例的以下详细描述，本发明的原理的这些以及其它方面、特征和优点将变得显而易见。

附图说明