一種裸眼3D顯示方法及裝置與流程
本發明涉及裸眼3d技術領域，尤其涉及一種裸眼3d顯示方法及裝置。
背景技術：
裸眼3d顯示器被廣泛應用于廣告、傳媒、示范教學、展覽展示以及影視等各個不同領域。區別于傳統的雙目3d顯示技術，裸眼3d顯示由于擁有其裸眼的獨特特性，即不需要觀眾佩戴眼鏡或頭盔便可觀賞3d效果，且其逼真的景深及立體感，又極大提高了觀眾在觀看體驗時的視覺沖擊力和沉浸感，成為產品推廣、公眾宣傳及影像播放的最佳顯示產品。
裸眼3d顯示的原理一般是通過透鏡將顯示器顯示的圖像進行分光，透鏡通過對光的折射作用，將不同的顯示內容折射到空間中不同的地方，到達人眼時顯示的內容被分開，人眼接收到兩幅含有視差的圖像，這樣便產生了立體效果。如果用戶在可視區域外進行觀看，可能會出現圖像反轉的情況。目前，雖然可以采用多視點方式增加可視區域，但采用多視點在一定的角度分辨率下，會使得清晰度下降，使圖像出現混疊影響了實際觀看效果。
技術實現要素：
本發明實施例提供了一種的目的在于提出一種裸眼3d顯示方法及裝置，以解決現有技術中裸眼3d顯示易出現反轉和圖像混疊的技術問題。
第一方面，本發明實施例提供了一種裸眼3d顯示方法，包括：
設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖；
獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位；
計算右眼與左眼之間的相位差,根據所述相位差調整視點圖。
進一步的，所述根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位，包括：
分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離；
根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。
進一步的，所述根據所述相位差調整視點圖，包括：
根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
進一步的，所述根據所述相位差計算相位變化量，包括：
判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零時，則在所述相位差的絕對值大于右眼相位時，根據所述相位差計算相位變化量；
在所述相位差的絕對值不大于右眼相位時，根據左眼和右眼視點的相位計算相位變化量。
進一步的，所述根據所述相位變化量調整所述視點圖，包括：
根據所述原有相位對應的視點圖和相位變化量調整所述視點圖。
進一步的，所述根據所述原有相位對應的視點圖和相位變化量調整所述視點圖，包括：
根據相位變化量確定調整后的視點圖對應的通道；
根據所述原有相位對應的視點圖對所述通道的子像素進行賦值。
更進一步的，所述根據所述原有相位對應的視點圖對所述視點通道的子像素進行賦值，包括：
如果原有相位無對應的視點圖，則將所述該通道的子像素設置為全黑或者按最近通道內的視圖內容設置子像素；
如果原有相位有對應的視點圖，利用
第二方面，本發明實施例還提供了一種裸眼3d顯示裝置，包括：
確定模塊，用于設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖；
計算模塊，用于獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位；
調整模塊，用于計算右眼與左眼之間的相位差,根據所述相位差調整視點圖。
進一步的，所述計算模塊，包括：
第一計算單元，用于分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離；
第二計算單元，用于根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。
進一步的，所述調整模塊，包括：
調整單元，用于根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
進一步的，所述調整單元，包括：
第一相位計算單元，用于判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零，在所述相位差的絕對值大于右眼相位時，根據所述相位差計算相位變化量；
第二相位計算單元，用于判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零，在所述相位差的絕對值不大于右眼相位時，根據左眼和右眼視點的相位計算相位變化量；
進一步的，所述調整單元，包括：
視點圖調整單元，用于根據所述原有相位對應的視點圖和相位變化量調整所述視點圖。
進一步的，所述視點圖調整單元包括：
通道確定子單元，用于根據相位變化量確定調整后的視點圖對應的通道；
賦值子單元，用于根據所述原有相位對應的視點圖對所述通道的子像素進行賦值。
更進一步的，所述賦值子單元用于：
如果原有相位無對應的視點圖，則將所述該通道的子像素設置為全黑或者按最近通道內的視圖內容設置子像素；
如果原有相位有對應的視點圖，利用
本發明實施例提供的裸眼3d顯示方法及裝置，通過即時獲取人眼觀看位置，并根據人眼位置確定對應的最優觀看距離對應的相位，并根據相位對播放的視點圖內容進行調整，可以使得視點圖內容隨著人眼位置變化，能夠使左眼和右眼都能觀看到正確的視點圖內容，避免出現圖像混疊或者反轉，提高了觀看效果和用戶的觀看體驗。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：
圖1是本發明實施例一提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖；
圖2是本發明實施例一提供的裸眼3d顯示方法中多視點光學設計示意圖；
圖3是本發明實施例二提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖；
圖4是本發明實施例二提供的裸眼3d顯示方法中相位計算位置關系示意圖；
圖5是本發明實施例三提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖；
圖6是本發明實施例四提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖；
圖7是本發明實施例四提供的裸眼3d顯示方法中是多視點通道和視點圖分配示意圖；
圖8是本發明實施例四提供的裸眼3d顯示方法中是多視點通道相位調節示示意圖；
圖9是本發明實施例五提供的裸眼3d顯示裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。
實施例一
圖1為本發明實施例一提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖，本實施例可適用于顯示裸眼3d圖像的情況，該方法可以由裸眼3d顯示裝置來執行，該裝置可由軟件/硬件方式實現，并可集成于用于播放裸眼3d視頻或者圖像的顯示裝置中。
參見圖1，所述裸眼3d顯示方法，包括：
s110，設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖。
對于裸眼3d，通常存在一個最佳觀看距離，所述最佳觀看距離是指在距離屏幕的垂直距離為最佳觀看距離時，通過柱狀透鏡分離出來的子像素投影位置與人眼位置相適應，可以使得觀看者左眼和右眼分別看到合適的對應圖像，形成雙目視差，產生縱深感和空間感。
圖2是圖2是本發明實施例一提供的裸眼3d顯示方法中多視點光學設計示意圖，參見圖2，圖中ovd表示最佳觀看距離，dovd表示最佳觀看距離的中心位置的線段長度。在本實施例中，可以將設計觀看距離上中心可視區域觀看線段設定為對應相位[0，1]，并根據設定的視點數量確定視點對應的相位圖。通常來說，視點都是均勻分布的，據此可以確定各視點對應的相位范圍。視點范圍連續相等，覆蓋整個相位范圍[0，1]。以視點圖數量為5為例，視點圖1,2,3,4,5對應相位范圍：{[0,0.2)、[0.2,0.4)、[0.4,0.6)、[0.6,0.8)、[0.8,1)}。
相應的，渲染產生k視點圖，其中k大于等于2，小于光學設計中視點個數。確定各視點對應相位范圍。一般的，視點范圍連續相等，覆蓋整個相位范圍[0，1]，即
s120，獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位。
示例性的，可以通過配置于顯示裝置，并面向屏幕觀看區域的拍攝裝置得到帶有人臉的圖像。識別圖像中人臉。并根據人臉確定觀看者左右眼的空間位置，例如與屏幕垂直距離，與垂直于屏幕中心的中心線的距離。此外，也可采用紅外裝置輔助測距，以獲取更加精確的人眼空間位置。
較佳地，周期性獲取相機拍攝到的帶有人臉的圖像，根據多張人臉圖像確定人眼的空間位置，以避免觀看者偶然擺動造成的空間位置偏差。
在獲取到人眼空間位置之后,根據幾何關系，建立人眼空間位置與計觀看距離上中心可視區域觀看線段的映射關系。并根據映射關系，確定人眼相位。
s130，計算兩眼之間的相位差,根據所述相位差調整視點圖相位分布。
根據步驟s120計算得到的右眼和左眼的相位，計算兩眼之間的相位差。示例性的，可采用如下方式計算：
δp＝pr-pl，其中pr為右眼相位，pl為左眼相位，之所以采用右眼相位減去左眼相位，是因為在右眼和左眼處于同一可視區域時,通常右眼相位會大于左眼相位，方便后面運算處理。此外，也可采用左眼相位減去右眼相位得到相位差，相應的，后續處理也需要進行調整。
由于左右視圖格式采用左視圖和右視圖并排傳輸的方式，裸眼3d顯示器是在液晶顯示屏的前面加上一層微柱透鏡，每個柱透鏡下面的圖像像素被分成r、g、b子像素，每個子像素通過透鏡以不同的方向投影，觀眾便可從不同的方向觀看到不同的視圖。由于左右視圖格式采用左視圖和右視圖并排傳輸的方式，左眼所觀看的左視圖和右眼所觀看的主視圖隨著觀看者的位置變化，也需要進行調整，以避免出現圖像反轉的現象和圖像混疊。示例性的，可以隨著觀看者左眼和右眼的空間位置變化，對當前觀看者左眼和右眼分別對應的視點圖進行調整，以使得觀看者左眼和右眼分別對應的視點圖仍然為設計的左眼視點圖和右眼視點圖。在計算得到右眼與左眼之間的相位差后，可以根據相位差對視點圖進行調整。示例性的，根據所述原有相位對應的視點圖和相位差調整所述視點圖。以使得左眼和右眼對應的相位圖與設定的在最佳觀看距離上相應位置對應的相位圖相一致。示例性的，相位差計算存在兩種情況，第一種是δp>0，如果δp>0，則說明左眼和右眼的相位處于同一個(0,1)的相位范圍內，因此，無需對相位圖進行調整，用戶的左眼和右眼可以分別觀看到對應的視點圖。對于δp<0，則說明左眼和右眼的相位處于不同的(0,1)的相位范圍內，可以利用兩個相位范圍之間的差值，即1，重新確定左右眼對應的相位范圍。并根據所述原有相位對應的視點圖和相位差調整所述視點圖。
本實施例通過即時獲取人眼觀看位置，并根據人眼位置確定對應的最優觀看距離對應的相位，并根據相位對播放的視點圖內容進行調整，可以使得視點圖內容隨著人眼位置變化，能夠使左眼和右眼都能觀看到正確的視點圖內容，避免出現圖像混疊或者反轉，提高了觀看效果和用戶的觀看體驗。
實施例二
圖3是本發明實施例二提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎進行優化，在本實施例中，將所述根據所述空間位置計算左眼和右眼包括的視點相位，具體優化為：分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離；根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。
參見圖3，所述裸眼3d顯示方法，包括：
s210，設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖。
s220，獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離。
圖4是本發明實施例四二提供的裸眼3d顯示方法中相位計算位置關系示意圖，參見圖4，以單獨一只眼舉例，根據測量得到的人眼的空間位置中距離屏幕的距離。設定屏幕中某一像素點在屏幕中的橫向坐標。根據直角三角形計算得到人眼相對于屏幕垂直中心線的距離。示例性的，根據直角三角形兩邊距離成比例的特點可以計算該人眼在最佳觀看距離與垂直中心線的相應距離。
設定人眼位置與屏幕距離為vd，最佳觀看距離與屏幕之間的距離為ovd，人眼位置與屏幕垂直中心線距離為f，則人眼在最佳觀看距離與垂直中心線的相應距離為
s230，根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。
人眼所能觀看的到圖像是屏幕中多個像素的集合，在本實施例中，通過一個像素來進行說明。通常像素都與屏幕中心位置存在著一定的距離。設定屏幕上點與屏幕中心位置距離為x。則將人眼位置在最佳觀看距離與垂直中心線的相應距離修改為：
在本實施例中，根據最佳觀看距離上的相位長度計算人眼的相應相位，示例性的，可以將人眼在最佳觀看距離上與垂直中心線的距離和最佳觀看距離上的相位長度相除，獲取相應的相位。在本實施例中，人眼在最佳觀看距離上與垂直中心線的距離以及像素與屏幕中心位置可以為正數，也可以為負數，以屏幕中心垂直線與最佳觀看距離線段的焦點為原點，右側為正，左側為負。因相位設定為正數，因此，將計算相位的公式相應調整為：
s240，計算兩眼之間的相位差,根據所述相位差調整視點圖相位分布。
本實施例通過將所述根據所述空間位置計算左眼和右眼包括的視點相位，具體優化為：分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離；根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。可以根據所獲取的人眼位置在最佳觀看距離上對應的位置計算對應的相位，并可在人眼位置位于在垂直中心線任意一側時，通過換算得到正確的相位。
實施例三
圖5是本發明實施例三提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎進行優化，在本實施例中，將所述根據所述相位差調整視點圖，具體優化為：根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
s310，設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖。
s320，獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位。
s330，計算右眼與左眼之間的相位差,根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
在計算得到右眼與左眼之間的相位差后，可以根據相位差對視點圖進行調整，以使得左眼和右眼對應的相位圖與設定的在最佳觀看距離上相應位置對應的相位圖相一致。在本實施例中，引入相位變化量。示例性的，首先判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零，則說明左眼和右眼的相位不處于同一個(0,1)的相位范圍內。進而，在所述相位差的絕對值大于右眼相位時，根據所述相位差計算相位變化量；在所述相位差的絕對值不大于右眼相位時，根據左眼和右眼視點的相位計算相位變化量。或者,可以不考慮相位差的絕對值與右眼相位之間的關系,直接采用根據左眼和右眼視點的相位計算相位變化量。具體的，可以采用如下方式進行計算相位變化量：
可取，
，其中φ為相位變化量。根據計算得到的相位變化量，可以根據相位變化量調整視點相位，示例性的，可采用如下方式：
φ∈[pr,pl]
本實施例通過將所述根據所述相位差調整視點圖，具體優化為：根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。通過引入相位變化量調整視點圖，可以針對各種不同情況，計算出相應的相位變化量，并根據相位變化量對視點圖進行相應的調整。
實施例四
圖6是本發明實施例四提供的裸眼3d顯示方法的流程示意圖。本實施例以上述實施例為基礎進行優化，在本實施例中，將所述根據所述相位差調整視點圖，具體優化為：根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
參見圖6，所述裸眼3d顯示方法，包括：
s410，設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖。
s420，獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位。
s430，計算右眼與左眼之間的相位差,根據所述相位差計算相位變化量。
s440，根據所述原有相位對應的視點圖對所述通道的子像素進行賦值。
示例性的，可以采用如下方式調整所述視點圖：根據相位變化量確定調整后的視點圖對應的通道；根據所述調整后的視點圖對所述通道的子像素進行賦值。透鏡通過對光的折射作用，將不同的顯示內容折射到空間中不同的地方,形成多個光學通道,由于視點圖的數量通常少于光學通道的數量，因此,可采用線性插值方法確定每個通道對應的視點圖,圖7是本發明實施例四提供的裸眼3d顯示方法中是多視點通道和視點圖分配示意圖，圖7顯示了通道和視點圖的分配關系。
圖8是多視點通道相位調節示意圖，由圖8可以看出，根據計算得到的相位變化量φ，將視點圖按照相位變化量φ進行變換調整，以使得人眼對應的通道的相位圖發生變化。由圖6可以看出，相位圖進行了相位變化量φ的右移調整。通過對通道進行對于已知像素點和已知的通道，可以通過重新對像素點的子像素進行賦值的方式，實現視點圖的變化。
示例性的，所述根據所述調整后的視點圖對所述通道的子像素進行賦值，可以包括：如果原有相位無對應的視點圖，則將所述該通道的子像素設置為全黑或者按最近通道內的視圖內容設置子像素；如果原有相位有對應的視點圖，利用
本實施例通過將所述根據所述相位差調整視點圖，具體優化為：根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。通過相位變化量確定人眼對應的通道，并對該通道的子像素重新進行賦值，可以對人眼對應的通道的視點圖進行調整，能夠使左眼和右眼都能觀看到正確的視點圖內容，避免出現圖像混疊或者反轉，提高了觀看效果和用戶的觀看體驗。
實施例五
圖9是本發明實施例五提供的裸眼3d顯示裝置的結構示意圖。如圖4所示，所述裸眼3d顯示裝置包括：
確定模塊510，用于設定最佳觀看距離觀看范圍內的視點數量,根據所述視點數量確定每個視點的相位和所述相位對應的視點圖；
計算模塊520，用于獲取屏幕觀看區域內人眼的空間位置，根據所述空間位置計算左眼和右眼視點的相位；
調整模塊530，用于計算右眼與左眼之間的相位差,根據所述相位差調整視點圖。
本實施例提供的裸眼3d顯示裝置，通過即時獲取人眼觀看位置，并根據人眼位置確定對應的最優觀看距離對應的相位，并根據相位對播放的視點圖內容進行調整，可以使得視點圖內容隨著人眼位置變化，能夠使左眼和右眼都能觀看到正確的視點圖內容，避免出現圖像混疊或者反轉，提高了觀看效果和用戶的觀看體驗。
在上述各實施例的基礎上，所述計算模塊，包括：
第一計算單元，用于分別計算左眼和右眼與屏幕垂直中心線的距離；
第二計算單元，用于根據所述距離、最佳觀看距離、像素點與屏幕中心位置距離分別計算左眼和右眼包括的視點相位。
在上述各實施例的基礎上，所述調整模塊，包括：
調整單元，用于根據所述相位差計算相位變化量，根據所述相位變化量調整視點圖。
在上述各實施例的基礎上，所所述調整單元，包括：
第一相位計算單元，用于判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零，在所述相位差的絕對值大于右眼相位時，根據所述相位差計算相位變化量；
第二相位計算單元，用于判斷所述相位差是否小于零，若所述相位差小于零，在所述相位差的絕對值不大于右眼相位時，根據左眼和右眼視點的相位計算相位變化量。
在上述各實施例的基礎上，所述調整單元，包括：
視點圖調整單元，用于根據所述原有相位對應的視點圖和相位變化量調整所述視點圖。
在上述各實施例的基礎上，所述視點圖調整單元
包括：
通道確定子單元，用于根據相位變化量確定調整后的視點圖對應的通道；
賦值子單元，用于根據所述原有相位對應的視點圖對所述通道的子像素進行賦值。在上述各實施例的基礎上，所述賦值子單元用于：
如果原有相位無對應的視點圖，則將所述該通道的子像素設置為全黑或者按最近通道內的視圖內容設置子像素；
如果原有相位有對應的視點圖，利用
上述裸眼3d顯示裝置可執行本發明任意實施例所提供的裸眼3d顯示方法，具備執行方法相應的功能模塊和有益效果。
顯然，本領域技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各操作可以通過如上所述的終端設備實施。可選地，本發明實施例可以用計算機裝置可執行的程序來實現，從而可以將它們存儲在存儲裝置中由處理器來執行，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等；或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或操作制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件的結合。
注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
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