專利名稱：用于立體多用戶顯示的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于觀察三維(3D)圖像的方法和設備。
背景技術：
立體視覺是已知的。在立體視覺中，通過對于每只眼睛提供略微不同的圖像，給予平面的物體以深度的感覺。在一同觀察時，兩個圖像提供深度的錯覺。可以在電視顯示器和計算機監(jiān)視器上觀察立體圖像。為了觀察這些圖像并且實現(xiàn)深度的感覺，使用快門眼鏡。這些快門眼鏡的一個示例是RealD Pro CrystalEyes 5 眼鏡。一般來說，隨著在顯示器上顯示適當?shù)膱D像，快門眼鏡通過以相同速率交替遮蔽每只眼睛來進行工作。換言之，隨著覆蓋左眼的鏡片變得不透明并且覆蓋右眼的鏡片變得透明，顯示右眼圖像。類似地，隨著覆蓋右眼的鏡片變得不透明并且覆蓋左眼的鏡片變得透明，在屏幕上顯示左眼圖像。用于顯示立體圖像的另一種技術是通過使用偏振眼鏡觀察3D顯示器。偏振眼鏡使得覆蓋一只眼睛的鏡片偏振化為僅對于順時針偏振光透明并且覆蓋另一只眼睛的鏡片偏振化為僅對于例如逆時針偏振光透明。通過具有一個逆時針鏡片和一個順時針鏡片的偏振眼鏡，對于一只眼睛的圖像被置于顯示器的逆時針場中并且用于另一只眼睛的圖像被置于顯示器上的順時針場中。因為由順時針鏡片覆蓋的眼睛不能夠看到顯示器上的逆時針場，并且反之亦然，所以這種布置對于每只眼睛提供了合適的遮蔽。已知的偏振的其他形式例如為線偏振或正交偏振。這些技術都進允許在任何時候顯示單個3D圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是全面地改善3D圖像的觀看。本發(fā)明的一個方面提供了一種在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的方法，第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，該方法包括以下步驟使得第一立體圖像的顯示與第一快門眼鏡同步并且使得第二立體圖像的顯示與第二快門眼鏡同步，其中，每個立體圖像能夠與各個快門眼鏡同步地顯示一時間段，該時間段是根據(jù)幀持續(xù)時間和顯示在顯示器上的不同3D圖像的數(shù)目來確定的。這是有利的，因為其允許在相同的顯示器上由大量的不同用戶觀察任何數(shù)目的三維圖像。這是特別有利的，因為用戶的數(shù)目以及因此不同的三維圖像的數(shù)目可以根據(jù)用戶的要求調(diào)整。第一和第二快門眼鏡可以包括偏振鏡片并且顯示器包括用于顯示的偏振線，由此第一 3D圖像和第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振顯示在偏振線上。這是有用的，因為偏振鏡片的使用意味著對于觀看顯示器的給定數(shù)目的用戶來說，每個圖像被顯示給每只眼睛的時間長度增加。這減小了有時與快門眼鏡相關的閃爍。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的方法，第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，該方法包括以下步驟使得第一立體圖像的顯示與第一快門眼鏡同步并且使得第二立體圖像的顯示與第二快門眼鏡同步，其中，第一快門眼鏡和第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且顯示器包括用于顯示的偏振線，由此第一 3D圖像和第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振來顯示在偏振線上。在任何一種以上情況下，當?shù)谝豢扉T眼鏡和第二快門眼鏡首先與顯示器同步時， 都可以從初始水平增加顯示器的亮度，其中，增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。隨著用戶的數(shù)目增加，對于每個用戶可能存在可以感覺到的亮度水平減小。為了解決該問題，可以增加顯示器的亮度。亮度水平可以與被同步的用戶數(shù)目成比例地增加。顯示器與第一快門眼鏡和第二快門眼鏡的同步可以在每個幀時間段開始處進行。 這是有用的，因為其允許用戶在不影響其他用戶的情況下停止觀看顯示器。在同步期間，識別每副眼鏡的信息可以被發(fā)送到眼鏡并且識別信息表示在幀期間各個眼鏡何時不透明或透明。在第二立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被顯示給第二用戶之前，第一立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被順次顯示給第一用戶。這是有利的，因為這減小了顯示圖像所需的處理?；蛘?，第一立體3D圖像的第一立體圖像能被顯示給第一用戶，緊接著第二立體3D 圖像的第一立體圖像能夠被顯示給第二用戶。這是有利的，因為這減小了每個用戶沒有得到對其顯示的圖像的時間長度。增加的亮度水平可以經(jīng)過預定時間減小到初始水平。這減小了顯示器的損耗量。第一和第二 3D圖像的透視能夠分別根據(jù)第一用戶和第二用戶的位置調(diào)整。第一用戶和第二用戶的位置可以是通過跟蹤用戶相對于圖像的相對移動來確定的。第一用戶和第二用戶的位置可以是通過用戶在圖像內(nèi)的虛擬位置來確定的，虛擬位置能夠分別由第一用戶和第二用戶確定。在另一個方面，提供了一種用于在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的設備，第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，該設備包括同步器，其用于使得第一立體圖像的顯示與第一快門眼鏡同步并且使得第二立體圖像的顯示與第二快門眼鏡同步；由此每個立體圖像能夠與各個快門眼鏡同步地顯示一時間段，該時間段是根據(jù)幀持續(xù)時間和顯示在顯示器上的不同3D圖像的數(shù)目來確定的。第一和第二快門眼鏡可以包括偏振鏡片并且顯示器包括用于顯示的偏振線，由此第一 3D圖像和第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振顯示在偏振線上。在另一個方面，提供了一種用于在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的設備，第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，該設備包括同步器，其用于使得第一立體圖像的顯示與第一快門眼鏡同步并且使得第二立體圖像的顯示與第二快門眼鏡同步，其中，第一快門眼鏡和第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且顯示器包括用于顯示的偏振線，由此第一 3D圖像和第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振來顯示在偏振線上。該設備還可以包括亮度控制器，該亮度控制器用于當?shù)谝豢扉T眼鏡和第二快門眼鏡第一次與顯示器同步時從初始水平增加顯示器的亮度，其中，增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。亮度水平可以與被同步的用戶的數(shù)目成比例地增加。顯示器與第一快門眼鏡和第二快門眼鏡同步可以在每個幀時間段開始處進行。在同步期間，識別每副眼鏡的信息能夠被發(fā)送到眼鏡并且識別信息表示在幀期間各個眼鏡何時不透明或透明。在第二立體3D圖像的第一立體圖像和第二立體圖像能夠被顯示給第二用戶之前，第一立體3D圖像的第一立體圖像和第二立體圖像能夠被順次顯示給第一用戶。第一立體3D圖像的第一立體圖像能被顯示給第一用戶，緊接著第二立體3D圖像的第一立體圖像能夠被顯示給第二用戶。增加的亮度水平可以經(jīng)過預定時間減小到初始水平。在另一個方面，提供了一副快門眼鏡，其包括可操作來存儲將該副快門眼鏡從其他快門眼鏡區(qū)別開的代碼，并且接收器可操作以將該編碼發(fā)送到根據(jù)任何一個實施例的設備并且從該設備接收表示該眼鏡何時將會透明或不透明的識別信息。在另一個方面，提供了一對用于觀察立體圖像的快門眼鏡，其包括偏振鏡片。雙眼中的鏡片可以具有相同的偏振。或者，雙眼中的鏡片可以具有不同偏振。其他各個特征將會通過描述變得清楚。


僅通過示例的方式并參照附圖描述本發(fā)明的實施例，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的眼鏡；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的眼鏡；圖3示出了解釋本發(fā)明的實施例的時序圖表；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)；圖5示出了用在圖4的系統(tǒng)中的設備；以及圖6示出了用在本發(fā)明的實施例中的頭跟蹤系統(tǒng)。
具體實施方式
參照圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一副快門眼鏡100?？扉T眼鏡100具有眼鏡框架和鏡片區(qū)域105。與傳統(tǒng)眼鏡不同，鏡片區(qū)域105包括液晶單元。液晶單元由電壓驅動為透明或不透明。換言之，通過施加經(jīng)過液晶單元的電壓，鏡片可以是不透明的或透明的。在本發(fā)明的實施例中，覆蓋左眼和右眼的鏡片被驅動為異相，使得當在左眼上的鏡片透明時，在右眼上的鏡片不透明，并且反之亦然。為了快門眼鏡100的佩戴者正確地觀看3D圖像，與液晶單元的操作同步地顯示合適的圖像(對于左眼或右眼)。之后將會參照圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的快門眼鏡的操作的同步和適當時序。兩個紅外發(fā)光二極管(LED) IlOA和IlOB被附加安裝到快門眼鏡100。它們發(fā)射紅外光并且在快門眼鏡100上分隔預定量。紅外LED面向與用戶的頭相同的方向并且將會用于下文中解釋的運動跟蹤。此外，控制電路115設置在快門眼鏡100上?？刂齐娐?15包括從顯示器周期性地接收同步脈沖以確保眼鏡與顯示器同步。與同步脈沖一同，每副眼鏡接收對在幀期間何時需要使得每只眼睛不透明和透明進行識別的信息。這允許用戶在觀察時間段期間打開和關閉眼鏡，使得不是全部的用戶都需要同時切換眼鏡的打開和關閉并且給予用戶控制它們自己的觀察感受的自由。此外，控制電路115包括存儲唯一地識別眼鏡的編碼的存儲器。此外，控制電路115控制鏡片的切換以及控制紅外LED。為了眼鏡工作， 電池(未示出)位于眼鏡100中。參照圖2，示出了根據(jù)另一個實施例的一副快門眼鏡200。在該實施例中，快門眼鏡200可以是傳統(tǒng)的快門眼鏡或者可以是圖1中討論的第一實施例的快門眼鏡。在任何一種情況下，快門眼鏡200能夠具有安裝到其上的偏振鏡片205。偏振鏡片205使用夾具215 連接到快門眼鏡200。偏振鏡片205具有順時針方向偏振化的一個鏡片(覆蓋一只眼睛) 以及沿逆時針方向偏振化的另一個鏡片(覆蓋另一只眼睛)。同樣，將會參照圖3描述根據(jù)本實施例的眼鏡200的操作。如本領域技術人員理解的，雖然快門眼鏡200被描述為具有夾到其上的偏振鏡片205，但是可以設想到向(覆蓋眼睛的)鏡片施加偏振的方法。一個這種替換方法是鏡片上的偏振化涂層。參照圖3，示出了時序圖，該時序圖示出了圖1和圖2中的快門眼鏡的操作。具體地，圖表⑵和圖表(3)示出了圖1的快門眼鏡的操作并且圖表(5)、圖表(6)和圖表(7) 示出了圖2的快門眼鏡的操作。在圖3中，對于視頻的一個幀的持續(xù)時間示出了時序。通常，該幀的持續(xù)時間對于PAL和NTSC電視標準是1/50秒或者1/60秒。然而，可以設想任何周期。具體地，可以將幀的持續(xù)時間與其上顯示圖像的顯示器的刷新率匹配。例如，對于典型的計算機監(jiān)視器，幀可以具有1/75秒的持續(xù)時間。圖表⑴示出了對于一副快門眼鏡的時序圖。在使用之前，同步脈沖被從顯示器發(fā)送到快門眼鏡。這允許快門眼鏡與顯示器同步，使得在合適的時刻顯示合適的圖像并且在合適的時刻使得合適的鏡片在適當?shù)臅r刻透明和不透明。已知眼鏡對于顯示器的同步并且將會進一步對其進行解釋。在同步之后，在一個幀的起點處，左眼是透明的(意味著使得右眼是不透明的)并且左眼圖像顯示在屏幕上。在預定時間段之后(其對于一個用戶是幀的一半——即，根據(jù)幀的持續(xù)時間而在1/100秒或1/120秒之后)，使得右眼透明并且使得左眼不透明，并且右眼圖像顯示在屏幕上。
圖表⑵示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的一副快門眼鏡100的時序圖。如將會理解的，利用本發(fā)明的實施例的快門眼鏡100，多個用戶可以以3D的方式觀看完全不同的視頻流。圖表(2)示出了用于兩個用戶在相同顯示器上觀察不同的3D圖像的時序圖。圖1的快門眼鏡100對于每個用戶與顯示器同步。為了同步，每副快門眼鏡在每個幀的起點處接收同步信號。該同步信號包括識別每副眼鏡的信息(這在之后解釋的設置階段期間建立)，以及通知每副眼鏡在幀期間何時使得每個鏡片不透明。通過在每一幀提供該信息，每副快門眼鏡內(nèi)的同步電路的穩(wěn)定性可以被降低。這減小了電路的復雜性以及電路的尺寸。在同步之后，在一個幀的起點處，覆蓋第一用戶的左眼的鏡片保持透明意味著覆蓋使得第一用戶的右眼的鏡片不透明。顯示用于第一用戶的左眼的圖像。這里應當注意在該時間段期間，使得第二用戶的左眼和右眼都不透明。這使得第二用戶不能看到用于第一用戶的任何顯示。在預定時間之后(對于兩個用戶是四分之一幀——即，根據(jù)幀的長度而在1/200 秒或1/240秒之后)，使得覆蓋第一用戶的右眼的鏡片透明并且使得覆蓋第一用戶的左眼的鏡片不透明。顯示了用于第一用戶的右眼的圖像。應當注意在該時間段期間，使得第二用戶的左眼和右眼保持不透明。在預定時間的另一個時間段之后，使得第二用戶的左眼透明并且將第二用戶的右眼保持不透明。顯示了用戶第二用戶的左眼的圖像。在該時間段期間，使得第一用戶的左眼和右眼不透明。在預定時間的另一個時間段之后，使得第二用戶的右眼透明并且使得第二用戶的左眼不透明。顯示了用戶第二用戶的右眼的圖像。在該時間段期間，使得第一用戶的左眼和右眼保持不透明。對于第二幀以及隨后的幀重復該處理。這里應當注意，第一用戶的兩只眼睛順次顯示并且之后第二個用戶的兩只眼睛順次顯示的這種具體順序非常有用。因為兩個用戶觀看不同的圖像，并且因為用戶以3D方式觀看各個圖像，所以通過對于用戶順次顯示圖像意味著在顯示時所需的處理功率被減小了。這是因為用于左眼和右眼的圖像非常相似并且因此只需要少量的轉變來從一個圖像得到另一個圖像。然而，如果用于第一個用戶的一只眼睛的圖像之后跟隨著第二個用戶的一只眼睛的圖像，因為這些圖像不同，所以在顯示時將會需要更多的處理功率(用于瞬時編碼)。雖然未示出，可以設想快門的其他順序。例如，可以在第一時間段中使得覆蓋第一用戶的左眼的鏡片透明(同時使得覆蓋第一用戶的另一只眼睛的鏡片以及覆蓋第二用戶的雙眼的鏡片都不透明)。那么顯示了用于第一用戶的左眼的圖像。之后，在第二時間段中使得覆蓋第二用戶的左眼的鏡片透明(同時使得覆蓋第二用戶的另一只眼睛的鏡片以及覆蓋第一用戶的雙眼的鏡片都不透明)。在該第二時間段期間顯示用于第二用戶的左眼的圖像。類似地，在第三時間段中使得覆蓋第一用戶的右眼的鏡片透明(同時使得覆蓋第一用戶的另一只眼睛的鏡片以及覆蓋第二用戶的雙眼的鏡片都不透明)。那么顯示了用于第一用戶的右眼的圖像。之后，在第四時間段中使得覆蓋第二用戶的右眼的鏡片透明(同時使得覆蓋第二用戶的另一只眼睛的鏡片以及覆蓋第一用戶的雙眼的鏡片都不透明)。顯示用于第二用戶的右眼的圖像。這種在每個幀內(nèi)的快門順序是有利的，因為減小了用戶的兩個鏡片都不透明的時間段。這減小了與快門眼鏡相關的閃爍效果。圖表(3)示出了三個用戶以3D方式在一個顯示器上觀看三個不同圖像。如可以理解的，在圖表C3)中，每個用戶的每只眼睛將會在1/6幀中透明，S卩，1/300秒或1/360秒。 如圖表(2)所示，使得對于合適用戶的合適眼睛與合適圖像的顯示同步地透明。同時，在該時間段期間使得該用戶的另一只眼睛以及其他用戶的雙眼都不透明。圖表(4)示出了用于使用傳統(tǒng)偏振眼鏡觀看3D圖像的時序圖。與時序圖表(1) 相反，當圖像在合適時刻被饋送到合適眼鏡的情況下，時序圖表(4)示出了傳統(tǒng)使用的逆時針和順時針偏振眼鏡。在圖表中，唯一用戶的左眼通過逆時針偏振鏡片觀看顯示器并且唯一用戶的右眼通過順時針偏振鏡片觀看顯示器。用于左眼的圖像被饋送到偏振3D 顯示器上的逆時針偏振線并且用于右眼的圖像被饋送到3D偏振顯示器上的順時針偏振線。因此，用戶的左眼不能看到預定給右眼的圖像并且用戶的右眼不能看到預定給左眼的圖像。圖表(5)示出了本發(fā)明的第二實施例的時序圖。具體地，圖表(5)示出了用于結合了具有偏振鏡片的快門眼鏡的眼鏡200的時序圖。在同步之后(在本實施例中與上文中參照時序圖表(2)所討論的同步方法相同)， 在幀的第一時間段的起點處，用戶1的左眼和右眼透明并且在顯示器上同時顯示用于用戶 1的左圖像和右圖像。然而，對于用戶1的左眼的圖像被顯示在顯示器的逆時針場(其對應于施加到鏡片的逆時針偏振)中，并且用于用戶1的右眼的圖像被顯示在顯示器的順時針場(其對應于施加到鏡片的順時針偏振)中。使得覆蓋用戶2的左眼和右眼的鏡片不透明。在預定時間段之后(其為二分之一巾貞——即，在1/100秒或1/120秒之后)，對于用戶2使得左眼和右眼都透明，并且對于用戶1使得左眼和右眼都不透明。再次，對于用戶 2的左眼的圖像被顯示在顯示器的逆時針場(其對應于施加到鏡片的逆時針偏振)中，并且用于用戶2的右眼的圖像被顯示在顯示器的順時針場(其對應于施加到鏡片的順時針偏振)中。如可以通過時序圖表理解的，通過使用快門眼鏡和偏振鏡片的結合，對于相同數(shù)目的用戶來說，顯示圖像的速率是使用不具有偏振鏡片的快門眼鏡時的一半。這是非常有用的，因為可以理解當眼睛暴露到顯示器的時間段減小時，顯示器的亮度增加(下文中進行解釋)。因此，通過減小顯示圖像的速率(或者增加每個圖像暴露給眼睛的時間)，可以降低顯示器的亮度。這增加了顯示器的有效壽命。圖表(6)示出了本發(fā)明的其他實施例。在圖表(6)中，快門眼鏡200與參照圖2 討論的相同，并且鏡片和顯示器的偏振的相互作用如參照圖表(5)所解釋的。具體地，如果存在三個希望觀看3D圖像的用戶，在全部的眼鏡與顯示器同步之后，使得覆蓋第一用戶的雙眼的鏡片都在預定時間段透明，并且對于該時間段，使得覆蓋第二和第三用戶的雙眼的鏡片不透明。在三個用戶的情況下，預定時間段是1/150或1/180 秒。在經(jīng)過該時間段之后，第一用戶的眼鏡中的鏡片變?yōu)椴煌该鞑⑶业诙脩舻难坨R中的鏡片變得透明。第三用戶的眼鏡中的鏡片保持不透明。眼鏡中的鏡片保持這種狀態(tài)直到經(jīng)過該時間段。在經(jīng)過該時間段之后，第三用戶的眼鏡中的鏡片變得透明并且第一和第二用戶的眼鏡中的鏡片都不透明。
雖然時序圖表(5)和圖表(6)使得覆蓋第一和第二用戶的一只眼睛的鏡片被順時針偏振化并且覆蓋用戶的另一只眼睛的另一個鏡片被逆時針偏振化，本發(fā)明不局限于此。 實際上，用戶1可以使得兩個鏡片都順時針偏振化并且用戶2可以使得兩個鏡片都逆時針偏振化。這種布置在時序圖表7中示出。參照圖4，示出了具有顯示器415、控制器405、運動傳感器420和第一用戶410A和第二用戶410B的系統(tǒng)400。如可以從圖4看到的，兩個用戶都在相同屏幕415上觀看不同圖像。具體地，用戶1正在觀看足球賽的圖像(實線示出)，而用戶2正在觀看包括飛機的圖像(虛線示出)。雖然圖4示出了一個用戶正在觀看足球賽的圖像并且第二用戶正在觀看包括飛機的圖像，注意本發(fā)明不局限于此。例如，用戶可以在相同的電視上觀看不同的電視頻道， 或者玩不同的電腦游戲，甚至在相同的電腦游戲中扮演不同的角色。此外，本發(fā)明的實施例可以被用于用戶組，其中多個用戶組可以觀看顯示器。在這種情況下，一個用戶組具有一個圖像畫面并且另一組具有與第一組不同的圖像畫面。這些實施例可以被用于一般的TV觀看，或者一組球迷從一端觀看比賽而相反方的球迷從另一端觀看比賽的運動比賽。此外，這種布置當兩組以上用戶玩組隊的計算機游戲時，每一隊看到不同的圖像的情況下是非常有用的。參照圖5，示出了控制器405的示意圖，其中使出了用于兩個不同用戶的兩個不同輸入。清楚地，本發(fā)明不局限于任何具體數(shù)目的用戶，或者任何數(shù)目的用戶組，并且可以接收任何數(shù)目的輸入。此外，雖然對于每個用戶(為了簡便)僅示出了一根線，但是容易理解如果輸入圖像是3D的，可能對于每個用戶需要兩個分離的圖像/視頻，使得可以在屏幕上實現(xiàn)3D效果。每個輸入線被分別饋送到控制器515A和515B。進入控制器515A和515B的額外饋送是來自運動跟蹤器的位置數(shù)據(jù)。在實施例中，對于每個用戶具有一個運動跟蹤器。如之后將會解釋的，運動跟蹤器跟蹤用戶相對于顯示器的運動和位置。位置數(shù)據(jù)被用于相對于用戶的位置操縱圖像的前景。這種已知的技術(有時候被稱作為視差映射)給予用戶前景具有深度的感受?？刂破?15A和515B使用從運動跟蹤器接收的信息并且對于每個輸入施加視差映射。如可以理解的，利用3D圖像，已經(jīng)提供了深度的感覺。因此，由運動跟蹤器提供的位置數(shù)據(jù)被用來將3D圖像的透視調(diào)整到對于用戶正確的透視視圖。換言之，3D的透視被調(diào)整為對于每個用戶的位置是正確的，并且使用視差映射對于3D圖像中的每個前景物體額外地形成正確的視差。已知允許調(diào)整3D圖像的透視的技術。通過調(diào)整透視并且形成視差映射，每個用戶在觀察屏幕時獲得相對于屏幕/圖像為他們顯示為正確的3D圖像。如果用戶都在屏幕上觀看相同的足球比賽，可以允許用戶中的每一者都感受到從球場中的不同位置觀看足球賽的效果。換言之，每個用戶將會能夠在場景中選擇位置(虛擬位置)并且將它們自己放在該位置。因為每個用戶的圖像不同，所以他們可以從不同的透視觀看足球賽。雖然用戶在虛擬圖像中的位置由用戶確定，但是之后可以允許用戶在室內(nèi)的移動(即，由運動跟蹤所確定的移動)來移動用戶在虛擬圖像中的位置。例如，如果用戶在坐下的同時在室內(nèi)向左移動兩步，用戶在虛擬圖像中具有的圖像將會向左移動兩步。 允許不同用戶感受相同比賽的不同畫面的優(yōu)點意味著用戶將會可以移動而不影響其他一
11個或多個用戶的畫面。此外，因為每個用戶具有足球賽的不同畫面(每個畫面對于其他用戶獨立)，可以使得每個用戶在比賽時放大并且在更加具體的比賽角度更加近距離觀看。此外，每個用戶可以將它們定位在體育場的完全不同的部分中(例如，在對手球門的后方)并且從那里觀看比賽。這允許每個用戶從體育場內(nèi)的任何位置靈活地觀看比賽。該虛擬定位可以使用手動控制器或者結合頭跟蹤裝置實現(xiàn)。視差映射圖像之后被饋送到切換裝置510。切換裝置510也被連接到同步裝置 505。同步裝置505被用來將顯示器與用戶如上所述地用來觀看顯示器的快門眼鏡同步。換言之，同步裝置505可控制切換裝置510以將用于第一用戶或第二用戶的左圖像或右圖像中的任一者輸出到顯示器控制器500。顯示器控制器500以適合于顯示器的方式對圖像進行編碼并且也提供用于顯示器的照明和亮度信息。顯示器控制器500的輸出被饋送到顯示在一些情況下，用于每個用戶的每只眼睛的圖像被現(xiàn)實非常短的時間段(例如， 如在圖3的時序圖表C3)中所注的，每只眼睛將會具有被顯示1/360秒的圖像)。這意味著如果顯示器僅使用傳統(tǒng)的亮度參數(shù)進行顯示，整體畫面將會看起來比普通情況下更暗。這是因為在使得每只眼睛上的鏡片透明的時間段內(nèi)到達眼睛的光子減少。為了減輕這種情況，顯示器控制器500將顯示器的亮度增加由在開始對圖像進行多重顯示時的用戶個數(shù)所確定的水平。因此，隨著用戶數(shù)目增加，亮度的水平也成比例地增加。因此，在具體實施例中，如果用戶數(shù)目是兩個，那么亮度的水平將會加倍，并且如果用戶數(shù)目是三個，亮度水平將會變?yōu)槿丁Ｈ欢?，可以設想在用戶數(shù)目增加時，亮度的水平可以按照任何比例增加。長時間段具有非常高水平的亮度將會使得顯示器劣化。因此，顯示器控制器500 在長時間段(例如10分鐘)之后將亮度水平從峰值水平逐漸地減小。這種亮度水平的降低將會逐漸地進行并且允許用戶的眼睛變得習慣于已經(jīng)減小的亮度水平。因此，可以在不經(jīng)過長時間段損壞顯示器的情況下增加用戶數(shù)目。如前所述，因為鏡片透明的時間段根據(jù)眼鏡是否具有偏振鏡片而改變，但是亮度水平也根據(jù)是否使用具有偏振鏡片的快門眼鏡來改變。參照圖6，運動跟蹤器600連接到紅外攝像機605。紅外攝像機605僅檢測紅外光。 具體地，紅外攝像機605被構造為僅檢測來自快門眼鏡100、200之一的紅外光。如將會理解的，如果有兩個以上都佩戴不同對的快門眼鏡的用戶，運動跟蹤器600必須將每個用戶彼此區(qū)分開來。為了這樣做，利用相應的運動跟蹤器600來鑒別每副快門眼鏡100、200。這種鑒別在顯示器被打開時進行。每副快門眼鏡具有安裝到其上的紅外LED。這些紅外LED 被構造為唯一地識別該快門眼鏡的具體編碼。在鑒別期間，該唯一編碼被存儲在運動跟蹤器600內(nèi)的存儲器610中。該唯一編碼也被饋送到同步裝置505以在同步期間識別各個眼
^Ml O在常規(guī)操作期間，所接收的紅外光由紅外攝像機605接收并饋送到紅外控制器 615。紅外控制器615判斷所接收的紅外光是否來自其將監(jiān)視的快門眼鏡。如果所接收的光不來自其將監(jiān)視的快門眼鏡，將會忽略該數(shù)據(jù)。然而，如果所接收的光是來自其將監(jiān)視的快門眼鏡，將會判斷光源(或者在這種情況下，佩戴他或她的快門眼鏡的用戶)的位置。這可以確定是因為紅外控制器知道眼鏡上的紅外LED之間的距離并且也知道所接收的光點之間的距離。通過該信息，使用三角測量技術，可以計算眼鏡與顯示器之間的距離。此外， 知道接收紅外光的攝像鏡頭的位置，可以使用已知的技術計算用戶在室內(nèi)的位置。在確定用戶位置的細節(jié)之后，該信息被饋送到控制器405使得可以進行合適的視差映射。雖然運動跟蹤已經(jīng)被描述為使得對于一個用戶需要一個運動跟蹤裝置，但是本領域技術人員將會明白可以用單個運動跟蹤裝置鑒別一個以上的用戶。這是因為每個用戶在鑒別階段對于運動跟蹤裝置唯一地識別。因此，存儲器610可以存儲每個鑒別代碼并且運動跟蹤控制器615可以區(qū)別每個用戶并且將合適的信息提供給控制器405。同時，雖然上文中使用紅外運動跟蹤進行了描述，但是可以使用任何類型的其他運動跟蹤。其示例可以包括面部跟蹤和檢測，由此可以容易確定用戶的面部的朝向。這使得能夠確定用戶眼睛的方向，由此改善每個用戶的個人3D圖像?？梢栽O想將會通過微處理器或計算機執(zhí)行本發(fā)明的實施例。在這種情況下，本發(fā)明可以實施為存儲在諸如光盤的存儲介質(zhì)上或者可以通過互聯(lián)網(wǎng)或任何類型的網(wǎng)絡傳送的計算機程序。
權利要求
1.一種在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的方法，所述第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且所述第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，所述方法包括以下步驟使得所述第一立體圖像的顯示與所述第一快門眼鏡同步并且使得所述第二立體圖像的顯示與所述第二快門眼鏡同步，其中，每個立體圖像能夠與各個快門眼鏡同步地顯示一時間段，所述時間段是根據(jù)所述幀持續(xù)時間和顯示在所述顯示器上的不同3D圖像的數(shù)目來確定的，其中，當所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡第一次與所述顯示器同步時，所述顯示器的亮度能夠從初始水平增加，其中，所述增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且所述顯示器包括用于顯示的偏振線，由此所述第一 3D圖像和所述第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振顯示在偏振線上。
3.一種在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的方法，第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，所述方法包括以下步驟使得所述第一立體圖像的顯示與所述第一快門眼鏡同步并且使得所述第二立體圖像的顯示與所述第二快門眼鏡同步，其中，所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且所述顯示器包括用于顯示的偏振線，由此所述第一 3D圖像和所述第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振來顯示在偏振線上。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，當所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡第一次與所述顯示器同步時，所述顯示器的亮度能夠從初始水平增加，其中，所述增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。
5.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，亮度水平與被同步的用戶的數(shù)目成比例地增加。
6.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，所述顯示器在每個幀時間段開始處與所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡同步。
7.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，在同步期間，識別每副眼鏡的信息能夠被發(fā)送到眼鏡并且所述識別信息表示在所述幀期間各個眼鏡何時不透明或透明。
8.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，在第二立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被顯示給所述第二用戶之前，第一立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被順次顯示給第一用戶。
9.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，第一立體3D圖像的第一圖像能夠顯示給第一用戶，緊接著第二立體3D圖像的第一圖像能夠被顯示給第二用戶。
10.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，所述增加的亮度水平經(jīng)過預定時間減小到初始水平。
11.根據(jù)任一在先權利要求所述的方法，其中，第一立體3D圖像和第二立體3D圖像的透視能夠分別根據(jù)所述第一用戶和所述第二用戶的位置調(diào)整。
12.根據(jù)先權利要求11所述的方法，其中，所述第一用戶和所述第二用戶的位置是通過跟蹤所述用戶相對于所述圖像的相對移動來確定的。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述第一用戶和所述第二用戶的位置是通過用戶在圖像內(nèi)的虛擬位置來確定的，所述虛擬位置能夠分別由所述第一用戶和所述第二用戶確定。
14.一種用于在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的設備， 所述第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且所述第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，所述設備包括同步器，其用于使得所述第一立體圖像的顯示與所述第一快門眼鏡同步并且使得所述第二立體圖像的顯示與所述第二快門眼鏡同步；由此每個立體圖像能夠與各個快門眼鏡同步地顯示一時間段，所述時間段是根據(jù)所述幀持續(xù)時間和顯示在所述顯示器上的不同3D 圖像的數(shù)目來確定的，以及亮度控制器，所述亮度控制器用于當所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡第一次與所述顯示器同步時從初始水平增加所述顯示器的亮度，其中，所述增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其中，所述第一和第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且所述顯示器包括用于顯示的偏振線，由此所述第一 3D圖像和所述第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振顯示在偏振線上。
16.一種用于在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二 3D圖像的設備， 所述第一 3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且所述第二 3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，所述設備包括同步器，其用于使得所述第一立體圖像的顯示與所述第一快門眼鏡同步并且使得所述第二立體圖像的顯示與所述第二快門眼鏡同步，其中，第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡包括偏振鏡片并且所述顯示器包括用于顯示的偏振線，由此所述第一 3D圖像和所述第二 3D圖像能夠根據(jù)各個用戶的鏡片的偏振來顯示在偏振線上。
17.根據(jù)權利要求16所述的設備，包括亮度控制器，所述亮度控制器用于當所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡第一次與所述顯示器同步時從初始水平增加所述顯示器的亮度，其中，所述增加的亮度水平是根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目確定的。
18.根據(jù)權利要求14到17中任何一項所述的設備，其中，亮度水平與被同步的用戶的數(shù)目成比例地增加。
19.根據(jù)權利要求14到18中任何一項所述的設備，其中，所述顯示器在每個幀時間段開始處與所述第一快門眼鏡和所述第二快門眼鏡同步。
20.根據(jù)權利要求14到19中任何一項所述的設備，其中，在同步期間，識別每副眼鏡的信息能夠被發(fā)送到眼鏡并且所述識別信息表示在所述幀期間各個眼鏡何時不透明或透明。
21.根據(jù)權利要求14到20中任何一項所述的設備，其中，在第二立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被顯示給所述第二用戶之前，第一立體3D圖像的第一圖像和第二圖像能夠被順次顯示給第一用戶。
22.根據(jù)權利要求14到21中任何一項所述的設備，其中，第一立體3D圖像的第一圖像能夠顯示給第一用戶，緊接著第二立體3D圖像的第一圖像能夠被顯示給第二用戶。
23.根據(jù)權利要求14到22中任何一項所述的設備，其中，所述增加的亮度水平經(jīng)過預定時間減小到初始水平。
24.一副快門眼鏡，其包括存儲器和接收器，所述存儲器可操作來存儲將該副快門眼鏡從其他快門眼鏡區(qū)別開的代碼，所述接收器可操作以將該編碼發(fā)送到根據(jù)權利要求14到 23中任何一項所述的設備并且從根據(jù)權利要求20所述的設備接收表示該眼鏡何時將會透明或不透明的識別信息。
25.一副用于觀察立體圖像的快門眼鏡，其包括偏振鏡片。
26.根據(jù)權利要求25所述的這副眼鏡，其中，雙眼中的鏡片具有相同的偏振。
27.根據(jù)權利要求25所述的這副眼鏡，其中，雙眼中的鏡片具有不同偏振。
28.—種包括計算機可讀指令的計算機程序，當裝載在計算機上時，該可讀指令將所述計算機構造執(zhí)行根據(jù)權利要求1到14中任何一者所述的方法。
29.一種存儲介質(zhì)，其被構造為在其中或其上存儲權利要求觀的計算機程序。
全文摘要
描述了一種在幀時間段期間在顯示器上顯示多個不同的第一和第二3D圖像的方法。所述第一3D圖像能夠通過能夠由第一用戶通過第一快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，并且所述第二3D圖像能夠通過能夠由第二用戶通過第二快門眼鏡立體地觀看的兩個圖像形成，該方法包括以下步驟使得所述第一立體圖像的顯示與所述第一快門眼鏡同步并且使得所述第二立體圖像的顯示與所述第二快門眼鏡同步，其中，每個立體圖像能夠與各個快門眼鏡同步地顯示一時間段，所述時間段是根據(jù)所述幀持續(xù)時間和顯示在所述顯示器上的不同3D圖像的數(shù)目來確定的，其中，顯示器的亮度根據(jù)被同步的用戶的數(shù)目而增加。
文檔編號H04N13/00GK102577401SQ201080045348
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權日2009年8月6日
發(fā)明者羅伯特·馬克·斯蒂芬·波特, 馬爾科·弗利諾 申請人:索尼公司