一種曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本申請涉及三維立體顯示技術領域，尤其涉及一種曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法和裝置，可應用于云端智能機器人。
【背景技術】
[0002]現有三維立體圖像的顯示只能通過全息投影來實現。影院和電視能夠通過特殊的放映設備配合頭戴設備實現3D(三維)顯示，但影院和電視的所謂3D也不過是正前方的3D，而不是360度的三維立體圖像，圖像并不能因為人所處的位置不同而顯示不同視角，視覺觀感差距比較大。
[0003]現有技術中，3D顯示只有正前方一個方向的3D信息，而轉動角度后顯示的內容沒有視角變化，并非真正的立體圖像;而全息投影雖然為真三維立體顯示，但成本很高，且均為大型設備，另外，投影介質也是比較難處理的一塊兒，目前多采用特殊液體薄霧或者特殊氣體的方法，門檻很高，對使用環境要求過高。
[0004]隨著產業的發展，云端智能機器人已經成為必然趨勢。由云端智能機器人來進行3D圖像處理，是3D圖像處理技術的一個發展方向。
【發明內容】
[0005]本申請實施例提出了一種曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法和裝置，用于在曲面二維屏幕上顯示三維立體圖像。
[0006]在一個方面，本申請實施例提供了一種曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法，包括:
[0007]確定用戶眼睛與攝像頭的角度；
[0008]根據所述攝像頭與曲面二維屏幕正方向的角度以及所述用戶眼睛與攝像頭的角度，確定三維立體圖像內容源的顯示角度；
[0009]根據所述顯示角度在所述曲面二維屏幕上顯示所述圖像內容源相應角度的圖像。
[0010]在另一個方面，本申請實施例提供了一種曲面二維屏幕的三維立體顯示處理裝置，包括:
[0011 ]人眼確定單元，用于確定用戶眼睛與攝像頭的角度；
[0012]角度確定單元，用于根據所述攝像頭與曲面二維屏幕正方向的角度以及所述用戶眼睛與攝像頭的角度，確定三維立體圖像內容源的顯示角度；
[0013]顯示處理單元，用于根據所述顯示角度在所述曲面二維屏幕上顯示所述圖像內容源相應角度的圖像。
[0014]有益效果如下:
[0015]在本發明實施例中，確定用戶眼睛與攝像頭的角度;根據攝像頭與曲面二維屏幕正方向的角度以及用戶眼睛與攝像頭的角度，確定三維立體圖像內容源的顯示角度;根據該顯示角度在該曲面二維屏幕上顯示該圖像內容源相應角度的圖像。通過上述方法，可以在普通的曲面二維屏幕上顯示三維立體圖像，不需要任何大型設備也不需要任何特殊投影介質，成本極低，形態與現有終端設備相符，對用戶來說是一種全新的體驗，也能為應用程序開發開拓新的想象空間。
【附圖說明】
[0016]下面將參照附圖描述本申請的具體實施例，其中:
[0017]圖1示出了本申請實施例中曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法示意圖；
[0018]圖2a示出了本申請實施例一中曲面二維屏幕的俯視圖中用戶與攝像頭的水平面的角度示意圖；
[0019]圖2b示出了本申請實施例一中曲面二維屏幕的側視圖中用戶與攝像頭的垂直面的角度示意圖；
[0020]圖3a示出了實施例一中三維建模圖像的俯視圖；
[0021 ]圖3b示出了實施例一中三維建模圖像的側視圖；
[0022]圖4示出了本申請實施例一中水平面為曲面的二維屏幕的角度示意圖；
[0023]圖5示出了本申請實施例二中二維屏幕為圓柱面的角度示意圖；
[0024]圖6示出了本申請實施例二中的多用戶場景示意圖；
[0025]圖7示出了本申請實施例中的曲面二維屏幕的三維立體顯示處理裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本申請的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本申請的示例性實施例進行進一步詳細的說明，顯然，所描述的實施例僅是本申請的一部分實施例，而不是所有實施例的窮舉。并且在不沖突的情況下，本說明書中的實施例及實施例中的特征可以互相結合。
[0027]圖1示出了本申請實施例中曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法，包括:
[0028]步驟101，確定用戶眼睛與攝像頭的角度；
[0029]步驟102，根據該攝像頭與曲面二維屏幕正方向的角度以及該用戶眼睛與攝像頭的角度，確定三維立體圖像內容源的顯示角度；
[0030]步驟103，根據該顯示角度在該曲面二維屏幕上顯示該圖像內容源相應角度的圖像。
[0031]在實現時，上述曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法可以由該曲面二維屏幕所在設備來實現，也可以由與該曲面二維屏幕分離的設備(例如服務器)來實現。上述曲面二維屏幕可以是柱面，球面，非球面等曲面二維屏幕。曲面二維屏幕的形態可以是較小的柔性可彎曲屏，也可以大型展示用的環形大屏幕。
[0032]上述曲面二維屏幕的三維立體顯示處理方法中的角度包括水平角度和/或垂直角度。在具體實現時，可以根據實際情況確定具體的角度。例如，在曲面二維屏幕為水平方向曲面垂直方向平面，即垂直方向的圓柱面二維屏幕時，可以僅處理水平角度。在曲面二維屏幕為垂直方向曲面水平方向平面，即水平方向的圓柱面二維屏幕時，可以僅處理垂直角度。在曲面二維屏幕為球面或者不規則曲面時，可以同時處理水平角度和垂直角度。
[0033]為了便于本申請的實施，下面以實施例進行說明。
[0034]實施例一:
[0035]實施例一以由同一個便攜設備來進行用戶信息采集、三維立體顯示處理為例進行說明。
[0036]考慮到實際用戶體驗，曲面二維屏的攝像頭可視角度需要能夠覆蓋用戶的所有觀看位置，因此有可能需要多顆攝像頭同時進行捕獲，尤其是大型展示用的環形柱狀屏幕，需要360度覆蓋，也就需要用到可能6顆甚至更多顆廣角鏡頭(在一定范圍內，越多則覆蓋范圍越廣，但超過這個范圍則基本不再有提升)，這樣可以給用戶一個更連貫的視覺效果。在只有一個攝像頭時，也能夠實現本發明實施例的方案，只是在對用戶的覆蓋范圍上相對有所欠缺，一旦用戶離開該攝像頭能夠捕捉的區域，則無法繼續為該用戶服務。
[0037]本發明實施例一中的圖像內容源和全息投影相同，為一個三維立體數據建模。內容是三維立體360度的，但依然會設定一個正方向。屏幕也如此，不管是柱狀屏幕還是環形屏幕，都會有一個設定好的正方向，此正方向與立體圖像的正方向保持一致。顯示的同時一個或多個攝像頭開始偵測人眼到攝像頭的直線與攝像頭中心軸線(該線垂直于攝像頭位置的屏幕)的雙向角度，一個是與攝像頭中心軸線在水平面的角度，一個是與攝像頭中心軸線在垂直面的角度，以及人眼與攝像頭的直線距離。因為攝像頭在設備安裝時即為固定的，因此每個攝像頭與曲面二維屏幕正方向的角度都是固定的且已知的(0-360度范圍內)。
[0038]在實施例一中，假設人眼到攝像頭的直線與此攝像頭中心軸線在水平面的角度為a，在垂直面角度為b。如圖2a所示，曲面二維屏幕的俯視圖中，用戶與攝像頭的水平面的角度為a。如圖2b所示，曲面二維屏幕的側視圖中，用戶與攝像頭的垂直面角度為b。假設三維建模在此情況下應取水平角a’，垂直角b’，進行三維立體模型到曲面屏表面的投影，以使用戶能夠在屏幕上看到此角度的圖像，以圖像正面為汽車的正前方視圖為例。如圖3a所示，該三維建模圖像的俯視圖中，應取水平角a’。如圖3b所示，該三維建模圖像的側視圖中，應取水平角b’。
[0039]以水平面的角度，即橫向夾角a和a’為例，取該攝像頭中心軸為X軸，攝像頭位置曲面屏的切線方向為Y軸，屏幕在制造過程中可知其每一點的曲率半徑，假設此曲面二維屏幕(0，0)坐標點橫向的曲率半徑為r，其中，曲面二維屏幕(0，0)坐標點是一個預設的坐標點，具體來說，三維內容會存在一個(O，0)方向，來決定內容顯示的時候此方向為正方向，而曲面二維屏幕也會有一個(O，0)方向，來將三維內容的(0，0)方向對應到曲面二維屏幕的(O，O)方向顯示。攝像頭檢測到人眼與攝像頭的距離為1，攝像頭到人眼的連線與水平面夾角為α，則可知人眼與(0，0)點的直線距離為l*C0Sa，此刻人眼與曲面屏的垂線與攝像頭中心軸的夾角為a’，如圖4所示。
[0040]假設人眼與直視點曲率圓心的直線距離為I’，則根據余弦定理可知:
[0041 ] cos (180° -a) = (r2+(l*cosa)2_l，2)/2*r*l*cosa
[0042]進而可推導出:
[0043]I' =/" (r2+(l*cosa)2+2*r*l*cosa*cosa)
[0044]再根據正弦定理可知:
[0045]I’/sin(180°-a)=l*cosa/sina’
[0046]推導并代入Γ，可得到:
[0047]a，=arcsin( (l*cosa*cosa) AT (r2+(l*cosa)2+2*r*l*cosa*cosa)) 公式(I)
[0048]由前面的描述可知，在公式(I)中，用戶眼睛與攝像頭的距離為I;攝像頭到用戶眼睛的連線與水平面夾角為α;用戶眼睛到所述攝像頭的直線與所述攝像頭中心軸線在水平面的角度為a；曲面二維屏幕(0,0)坐標點的橫向曲率半徑為r。
[0049]在設備制造時已經有了每個攝像頭對于曲面屏正方向(三維立體內容正方向)的夾角，因此，此夾角與如上a’的和即為人眼在此位置應該看到的三維立體內容的角度。
[0050]當垂直方向也為曲面時(即屏幕整體為球面或者近似于球面的形態時)，垂直角b和b’也可同理得到。
[0051]垂直面的角度，即縱向夾角b和b’，用戶眼睛到所述攝像頭的直線與所述攝像頭中心軸線在垂直面的角度為b，人眼與曲面屏的垂線與攝像頭中心軸的夾角為b’，攝像頭到人眼的連線與垂直面夾角為β，同理可得:
[0052]b，=arcsin((l*cos0*cosb)AT (r|i/+(l*cos0)2+2*in*l*cos0*cosb))公式(2)
[0053]曲面二維屏幕(0，0)坐標點的縱向曲率半徑為r縱。
[0054]將三維立體模型按照此角度取為二維圖像，并以此角度為中心顯示到曲面屏幕，以使用戶能夠在屏幕上看到此角度的圖像。隨著用戶的走動，實時計算并實時顯示對應投射圖像，讓用戶能夠有一個全新的觀賞體驗。
[0055]實施例二
[0056]實施例二中的曲面二維屏幕為圓柱面，假設攝像頭與屏幕標準正方向軸(此軸縱向高度取決于設備的大小以及內容種類，如果為便攜設備，則取設備垂直方向中心點的垂直軸線比較合適。如果為大型設備，則更取決于顯示的內容，如果