[发明专利]一种可实现单眼3D效果的成像显示方法、装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种可实现单眼3D效果的成像显示方法、装置及其在双眼3D眼镜中的应用参数。

背景技术

近年来随着虚拟现实(VR)被媒体和市场热捧，3D眼镜显示技术也受到越来越多的关注和研究。

现有的3D眼镜技术是在VR眼镜左右镜框位各安装了一枚平板显示屏，利用左右两枚显示屏播放场景的角度差产生一定的3D效果，场景深度体验感差，且无法实现单眼体验3D成像。

其劣势还在于，3D眼镜安装的两枚显示屏均位于眼球正前方，观察物体过程中两眼视线轴被强制处于平行状态无法汇聚于同一点，无法做到现实生活中用眼习惯的因景深变化进行同点聚焦，其视觉体验违背了人类日常的用眼习惯，易引起用户眼部不适，眩晕甚至呕吐。

近年来国际艺术绘画领域出现了平面3D绘画作品，赏画人在观察位置正确的情况下，无论使用单眼观赏或双眼观赏均能看到绘画作品为3D效果，实际上平面3D绘画作品仅仅是将2D绘画图在平面上进行了扭曲拉伸而获得的3D效果，其拉伸规则是将绘画目标实体或假想实体在观赏角度上先获得2D图样，再在同样角度设置点光源对绘画目标在平面上进行光学投影获得投影图样，而后在平面上将2D图样扭曲拉伸至与投影图样重合，最终在平面上绘制或打印出2D图样扭曲拉伸后的图像，即可获得3D绘画作品，此类作品虽仍在2D平面完成，但人眼在平面上观赏被扭曲拉伸后的图像所占据的视野与观察实体所占据视野范围相当，使人产生观察到实体的错觉，达到3D观赏效果。

内弧形的显示面可以还原人眼观看真实视景的视觉习惯，通过内弧面的深度使画面形成有前后距离感和仿真的画面，可将场景图、照片、视频等等的2D影像等比还原为更大视野范围的可视影像，如风景照片中的草地显示更低，蓝天显示更高，视觉效果更接近现实场景，可以使人获得更真实的观看体验。

发明内容

本发明的目的在于，一种可实现单眼3D效果的成像显示方法、装置及其在双眼3D眼镜中的应用参数，旨在解决现有技术无法实现单眼3D成像的问题，同时解决现有双眼3D眼镜存在焦距不协调的问题。

一方面，提供了一种单眼3D效果的成像显示方法。

所采用的技术方案如下：单眼3D效果的成像显示方法的基础原理是：将摄像机、照相机等弧面镜头所采集真实场景的影像使用内弧型显示面（以下简称：弧显面）进行展示可以得到现场还原的效果，其主要成因是：使用弧显面可以覆盖人眼视野范围的极限角度达180°，完全能够将观赏某真实场景应占据视野范围，在弧显面上以播放此场景影像的方式占据的体验者同样的视野范围，等比例的视野占据可以给人以场景带入感，获得身临其境的3D场景体验。

单眼3D成像显示的成像方式为：由传统平板显示屏（以下简称：板屏）进行影像演示，并将演示影像遵循平行投影法向弧显面进行投影，投影方式可通过透镜折射或光纤导像等方式完成，所投影的影像被内弧形曲面进行自然拉伸，人眼对弧显面的影像进行观赏可获得与真实场景等比例的视野占据，影像的视觉效果更接近真实场景，以达到3D成像的目的。

其成像方式也可以为：制作内弧形的曲面显示屏直接进行影像演示。

进一步地，其内弧形的曲面显示屏（以下简称：弧显屏）是将板屏的像素按照弧显屏圆球曲率进行定位堆砌制作，其详细堆砌方式为：以板屏中心点与弧显屏顶点相重合，以板屏中心点为圆心，以此圆心至一条半径线穿过的的每个像素点分别半径，取得多条像素圆环，按照平行投影法或利用板屏像素圆环与弧显屏横截面圆环重合的方法确定位置，再将每一组圆环上的像素点分布在内弧面上即可，其像素圆环在内弧面上的具体位置计算公式为：板屏上的像素环的半径为r，弧显面的球半径为R，则像素点的与内弧面顶点的在内弧面上距离为：2πR*{arc sin（r/R）}/360°，此弧显屏可直接使用板屏图像控制传输系统进行成像展示，无需对图像控制系统进行调整。

进一步地，其弧显屏可由现有曲面屏生产工艺技术直接生产，忽略弧显面的圆球曲率与板屏的对应堆砌规则，只需在图像传输播放系统中将图像的像素显示规则按照平行投影法进行调整，其像素显示的调整规则为：在板屏上确定大量的像素环，其半径为r，弧显面的半径为R，则显示像素点在内弧面上与内弧面顶点的距离为：2πR*{arcsin（r/R）}/360°。

另一方面，提供了一种单眼3D效果的显示装置。