一種多區(qū)實(shí)現(xiàn)自由視角全息立體顯示的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及全息立體顯示設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多區(qū)實(shí)現(xiàn)自由視角全息 立體顯示的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前立體（3D或三維）顯示技術(shù)主要有穿戴眼鏡式和無需穿戴眼鏡的裸眼式顯示 技術(shù)。雖然穿戴眼鏡式的顯示技術(shù)成熟，但需要佩戴特制的眼鏡觀看3D視頻或圖像，給人 們帶來諸多不便。因此裸眼式顯示技術(shù)以其便捷的觀看方式被廣泛應(yīng)用，其成像方式有平 板顯示、容積立體顯示和全息顯示等方式。傳統(tǒng)的成像方法是將若干子視點(diǎn)圖片合成到一 幀圖像中，同時(shí)顯示在液晶顯示屏，然后通過光柵將其相應(yīng)的左、右眼視圖分別投射到左、 右眼，最終左眼視圖和右眼視圖在人腦中合成為立體3D圖像。
[0003] 然而目前裸眼式顯示技術(shù)對(duì)于用戶而言，使得用戶只能從固定的一個(gè)或多個(gè)方位 和角度觀察立體顯示圖像或視頻才能感受到明顯的3D效果，而從其他方位和角度去觀察 時(shí)則不能感受到明顯的3D效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種多區(qū)實(shí)現(xiàn)自由視角立體顯示的設(shè)備及方 法，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)多個(gè)用戶所在的位置分別觀看3D效果明顯的圖像或視頻，提高用戶體 驗(yàn)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是，提供一種設(shè)備，該設(shè)備包 括：
[0006] 跟蹤定位裝置，用于獲取至少兩個(gè)觀察者的位置信息；
[0007] 角度調(diào)整電路，用于利用每個(gè)觀察者的位置信息，計(jì)算獲得相應(yīng)位置信息的光線 投射角度及左右眼視點(diǎn)立體圖像，且一個(gè)位置信息對(duì)應(yīng)一個(gè)光線投射角度及一種左右眼視 點(diǎn)立體圖像；
[0008] 多區(qū)全息立體顯示屏，具有多個(gè)自定義像素，每個(gè)自定義像素包括至少兩個(gè)子顯 示區(qū)域，用于分別調(diào)整子顯示區(qū)域的光線出射角度，使每個(gè)自定義像素中均有相應(yīng)的子顯 示區(qū)域來對(duì)應(yīng)每個(gè)觀察者，且相應(yīng)的子顯示區(qū)域出射的光線對(duì)應(yīng)相應(yīng)觀察者所在位置信息 的光線投射角度進(jìn)行投射，并且所投射的光線對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)立體圖像。
[0009] 其中，該跟蹤定位裝置，還用于獲取該觀察者中至少一個(gè)觀察者的動(dòng)作信息；
[0010] 該多區(qū)全息立體顯示屏還用于響應(yīng)該動(dòng)作信息通過改變方式而改變?cè)撝辽僖粋€(gè) 觀察者對(duì)應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)立體圖像；
[0011] 其中該動(dòng)作信息與該改變方式具有映射關(guān)系。
[0012] 每個(gè)子顯示區(qū)域包括疊置的顯示面板和動(dòng)態(tài)光柵；
[0013] 該動(dòng)態(tài)光柵是電子控制的透鏡光柵或狹縫光柵，具體用于接收該角度調(diào)整電路計(jì) 算獲得的相應(yīng)位置信息的光線投射角度調(diào)整對(duì)應(yīng)的子顯示區(qū)域的光線出射角度。
[0014] 該跟蹤定位裝置是攝像頭或紅外傳感器，具體用于獲取觀察者的眼睛位置的位置 信息和觀察者的眼珠轉(zhuǎn)動(dòng)或手勢(shì)動(dòng)作作為動(dòng)作信息。
[0015] 進(jìn)一步可選的，該多區(qū)全息立體顯示屏中自定義像素中的至少兩個(gè)子顯示區(qū)域所 顯示的左右眼視點(diǎn)立體圖像相同或不同。
[0016] 進(jìn)一步可選的，使相應(yīng)的子顯示區(qū)域出射的光線對(duì)應(yīng)相應(yīng)觀察者所在位置信息的 光線投射角度進(jìn)行投射，具體是指使子顯示區(qū)域?qū)?yīng)的左右眼視點(diǎn)立體圖像的所有出射光 線均以對(duì)應(yīng)位置信息的光線投射角度進(jìn)行投射，使所有出射光線均投射至對(duì)應(yīng)位置信息的 觀察者，除對(duì)應(yīng)位置信息之外的方向沒有光線投射。
[0017] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，提供一種方法，包括以下 步驟：
[0018] S1獲取至少兩個(gè)觀察者的位置信息；
[0019] S2利用每個(gè)觀察者的位置信息，計(jì)算獲得相應(yīng)位置信息的光線投射角度及左右眼 視點(diǎn)立體圖像，且設(shè)置一個(gè)位置信息對(duì)應(yīng)一個(gè)光線投射角度及一種左右眼視點(diǎn)立體圖像；
[0020] S3設(shè)置具有多個(gè)自定義像素的多區(qū)全息立體顯示屏，設(shè)置每個(gè)自定義像素包括至 少兩個(gè)子顯示區(qū)域，分別調(diào)整子顯示區(qū)域的光線出射角度，使每個(gè)自定義像素中均有相應(yīng) 的子顯示區(qū)域來對(duì)應(yīng)每個(gè)觀察者，且相應(yīng)的子顯示區(qū)域出射的光線對(duì)應(yīng)相應(yīng)觀察者所在位 置信息的光線投射角度進(jìn)行投射，并且所投射的光線對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)立體 圖像。
[0021] 該步驟S1還包括步驟：獲取觀察者中至少一個(gè)觀察者的動(dòng)作信息；
[0022] 在步驟S2之后，步驟S3之前還包括步驟S31 :設(shè)置該動(dòng)作信息與改變方式的映 射關(guān)系，響應(yīng)該動(dòng)作信息而改變?cè)撝辽僖粋€(gè)觀察者對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)立體圖 像。
[0023] 其中進(jìn)一步可選的，步驟S3在設(shè)置每個(gè)所述自定義像素包括至少兩個(gè)子顯示區(qū) 域的步驟之后，還包括步驟S32 :
[0024] 設(shè)置自定義像素中至少兩個(gè)子顯示區(qū)域顯示不同的左右眼視點(diǎn)立體圖像；在步驟 S32之后，進(jìn)入步驟S3的分別調(diào)整子顯示區(qū)域的光線出射角度的步驟。
[0025] 其中，進(jìn)一步可選的，步驟S3的具體步驟：
[0026] 設(shè)置具有多個(gè)自定義像素的多區(qū)全息立體顯示屏，設(shè)置每個(gè)自定義像素包括至少 兩個(gè)子顯示區(qū)域，接收位置信息相應(yīng)的光線投射角度分別調(diào)整子顯示區(qū)域的光線出射角 度，使每個(gè)自定義像素中均有相應(yīng)的子顯示區(qū)域來對(duì)應(yīng)每個(gè)觀察者，設(shè)置每個(gè)子顯示區(qū)域 對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)圖像，使子顯示區(qū)域?qū)?yīng)的左右眼視點(diǎn)立體圖像的所有出 射光線均以對(duì)應(yīng)位置信息的光線投射角度進(jìn)行投射，使所有出射光線均投射至對(duì)應(yīng)位置信 息的觀察者，除對(duì)應(yīng)位置信息之外的方向沒有光線投射。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的設(shè)備首先通過跟蹤定位裝置獲取至少兩個(gè)觀 察者的位置信息，其次利用每個(gè)觀察者的位置信息通過角度調(diào)整電路計(jì)算獲得相應(yīng)的光線 投射角度及左右眼視點(diǎn)立體圖像，最后通過具有多個(gè)自定義像素且自定義像素包括至少兩 個(gè)子顯示區(qū)域的多區(qū)全息立體顯示屏調(diào)整每個(gè)子顯示區(qū)域的光線投射角度，使每個(gè)自定義 像素中均有相應(yīng)的子顯示區(qū)域來對(duì)應(yīng)每個(gè)觀察者，且相應(yīng)的子顯示區(qū)域出射的光線對(duì)應(yīng)相 應(yīng)觀察者所在位置信息的光線投射角度進(jìn)行投射對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置信息的左右眼視點(diǎn)立體圖 像，與現(xiàn)有跟蹤式光柵立體顯示技術(shù)使得多個(gè)用戶在觀察同一個(gè)全息立體顯示器時(shí)，當(dāng)其 中一個(gè)觀察者移動(dòng)且跟蹤顯示時(shí)，會(huì)影響其他固定或移動(dòng)觀察者觀看到的立體效果的技術(shù) 相比，本發(fā)明使得多個(gè)觀察者同時(shí)觀看同一個(gè)全息立體顯示屏?xí)r，即使其中一個(gè)觀察者移 動(dòng)且跟蹤顯示良好的立體效果圖像，也不影響其他觀察者觀看到明顯立體效果的圖像，更 方便人們進(jìn)行多人自由視角立體觀看，提高了用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0028] 圖la是本發(fā)明設(shè)備第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖lb是現(xiàn)有裸眼式立體顯示技術(shù)的原理示意圖；
[0030] 圖lc是圖la中多區(qū)全息立體顯示器多視點(diǎn)顯示示意圖；
[0031] 圖Id是圖la中多區(qū)全息立體顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖le是圖Id中自定義像素的子顯示區(qū)域一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖If是圖Id中自定義像素的子顯示區(qū)域另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明移動(dòng)終端第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3a是本發(fā)明移動(dòng)終端第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3b是圖3a中不同子顯示區(qū)域?qū)?yīng)不同物體的視點(diǎn)圖像示意圖；
[0037] 圖3c是圖3b中透鏡光柵投射所有出射光線至一