三維顯示計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于視頻全息顯示的系統(tǒng)和方法接收關(guān)于一個(gè)2D全息元陣列的信息，該全息元陣列包括多個(gè)全息元孔徑，該信息限定這些全息元孔徑的數(shù)量、尺寸、和/或間隔。接收關(guān)于一個(gè)3D場(chǎng)景的信息，該信息包括將這個(gè)3D場(chǎng)景映射到一個(gè)3D顯示體積上的一個(gè)比例因數(shù)。由于逐全息元輻射圖的逐漸變化，可以從這些全息元的一個(gè)稀疏子集對(duì)顏色輻射強(qiáng)度圖進(jìn)行插值，從而生成整個(gè)全息元數(shù)列的一個(gè)完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合，而不必計(jì)算所有的圖。于是即可使用該完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合來全息顯示這個(gè)3D場(chǎng)景。
【專利說明】三維顯示計(jì)算系統(tǒng)
[0001]優(yōu)先權(quán)信息
[0002]本申請(qǐng)要求2011年8月19日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/525，579，題為“三維顯不計(jì)算系統(tǒng)(Three Dimensional Display Compute System)”的優(yōu)先權(quán)，發(fā)明人是MichaelB.Doerr, Jan D.Garmany, Michael B.Solka,和 Martin A.Hunt,該申請(qǐng)通過引用以其全文結(jié)合于此，就如同在此做了充分和完整的闡述一樣。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及三維(3D)圖像顯示，并更具體地涉及動(dòng)態(tài)3D場(chǎng)景的視頻全息顯不O
[0004]相關(guān)技術(shù)說明
[0005]在視頻全息系統(tǒng)中，已渲染的圖形物體的視圖呈現(xiàn)的方式為使得:觀察者通過一個(gè)完全三維(3D)的物體的全視差視角感知到該物體，例如當(dāng)該觀察者移動(dòng)其頭部時(shí)，呈現(xiàn)到他眼中的圖像隨之變化，即使該已渲染的物體并沒有發(fā)生變化。實(shí)現(xiàn)此目的一種方法是通過一個(gè)全息元素網(wǎng)格或者陣列，簡稱為“全息元”，這些全息元作為已渲染物體的與視角相關(guān)的針孔視圖。從屏幕中投射出來的全部光稱為4D波場(chǎng)，也稱為光場(chǎng)。這個(gè)“4D”方面是由該2D全息元陣列、以及來自每個(gè)全息元的光的2D角色散或相關(guān)性產(chǎn)生的結(jié)果。每個(gè)全息元以一個(gè)立體角一也稱為視角一發(fā)射光，而從全息元發(fā)射出來的輻射被描述為通過立體角均勻分布的離散光束。每個(gè)組成光束所對(duì)著的小立體角被稱為“光束角(anglet)”，并可通過將整個(gè)立體角與這個(gè)輻射圖中的光束角的數(shù)量相除計(jì)算而得。在一種非正式的使用中，光束角也可以被用于指光束方向。
[0006]為從每一個(gè)全息元得到規(guī)范整個(gè)4D波場(chǎng)所必需的輻射圖，從已渲染的場(chǎng)景獲得輻射圖或者從場(chǎng)景中的這些單獨(dú)切面的貢獻(xiàn)值直接計(jì)算波場(chǎng)是必要的。在一種4D渲染的蠻力方法中，透視圖的2D渲染是每一個(gè)全息元所需要的，其界定了渲染的P0V。
[0007]表1:采用蠻力方法以30幀每秒進(jìn)行全息元渲染——硬件架構(gòu)按顯示尺寸進(jìn)行比較[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可存取存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)可由至少一個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令，用于實(shí)現(xiàn): 接收關(guān)于一個(gè)(2D)全息元陣列的信息，該全息元陣列包括多個(gè)全息元孔徑，其中關(guān)于該2D全息元數(shù)組的該信息限定這些全息元孔徑的數(shù)量、尺寸、以及間隔； 接收關(guān)于一個(gè)有待渲染的3D場(chǎng)景的信息，包括將該3D場(chǎng)景映射到一個(gè)3D顯示體積的一個(gè)比例因數(shù)； 針對(duì)該2D全息元陣列中這些全息元的一個(gè)稀疏子集中的每一個(gè)全息元: 從該稀疏子集中的全息元的視點(diǎn)(POV)，生成該3D場(chǎng)景的一個(gè)2D透視渲染； 以及基于該2D透視渲染，生成一個(gè)顏色輻射強(qiáng)度圖； 針對(duì)關(guān)于該稀疏子集的這些全息元的一個(gè)補(bǔ)子集中的每一個(gè)全息元: 對(duì)該稀疏子集的三個(gè)或更多個(gè)全息元在該全息元的一個(gè)鄰域中的顏色輻射強(qiáng)度圖進(jìn)行插值，從而生成該補(bǔ)子集中的全息元的一個(gè)插值顏色輻射強(qiáng)度圖； 基于該全息元稀疏子集的該顏色輻射強(qiáng)度圖與這些全息元補(bǔ)子集的該插值顏色輻射強(qiáng)度圖，生成該2D全息元陣列的一個(gè)完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合；以及 存儲(chǔ)該2D全息元陣列的該完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合，其中該2D全息元陣列的該完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合可用于渲染該3D場(chǎng)景的一個(gè)全息視圖。
2.如權(quán)利要求1所述的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可存取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該2D全息元陣列定義在一個(gè)表面上，并且其中關(guān)于該2D全息元陣列的該信息進(jìn)一步限定該表面。
3.一種用于視頻全息顯示的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 至少一個(gè)處理器； 一個(gè)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器耦合到該至少一個(gè)處理器，其中該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)可由該至少一個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令，用于: 接收關(guān)于一個(gè)二維(2D)全息元陣列的信息，該全息元陣列包括多個(gè)全息元孔徑，其中關(guān)于該2D全息元陣列的該信息指定該全息元孔徑的數(shù)量、尺寸、以及間隔； 接收關(guān)于一個(gè)有待渲染的3D場(chǎng)景的信息，包括將該3D場(chǎng)景映射到一個(gè)3D顯示體積的一個(gè)比例因數(shù)； 針對(duì)該2D全息元陣列中這些全息元的一個(gè)稀疏子集中的每一個(gè)全息元: 從該稀疏子集中的全息元的視點(diǎn)(POV)，生成該3D場(chǎng)景的一個(gè)2D透視渲染； 基于該2D透視渲染，生成一個(gè)顏色輻射強(qiáng)度圖； 針對(duì)關(guān)于該稀疏子集的這些全息元的一個(gè)補(bǔ)子集中的每一個(gè)全息元: 對(duì)該稀疏子集的三個(gè)或更多全息元在該全息元的一個(gè)鄰域中的顏色輻射強(qiáng)度圖進(jìn)行插值，從而生成該補(bǔ)子集中的全息元的一個(gè)插值顏色輻射強(qiáng)度圖； 基于該全息元稀疏子集的顏色輻射強(qiáng)度圖與這些全息元的補(bǔ)子集的插值顏色輻射強(qiáng)度圖，生成該2D全息元陣列的一個(gè)完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合；以及 存儲(chǔ)該2D全息元陣列的該完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合，其中該2D全息元陣列的該完整的顏色輻射強(qiáng)度圖集合可用于渲染該3D場(chǎng)景的一個(gè)全息視圖。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該2D全息兀陣列定義在一個(gè)表面上,并且其中關(guān)于該2D全息元陣列的該信息進(jìn)一步限定該表面。
【文檔編號(hào)】G03H1/08GK103718116SQ201280038749
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日
【發(fā)明者】M·B·多爾, J·D·加馬尼, M·B·索爾卡, M·A·亨特 申請(qǐng)人:相干邏輯公司