[实用新型]双视场高真度广角立体显示器

说明书

本实用新型涉及立体观像装置。更具体地说，是一种双视场高真度广角立体显示器。

在现有双视场立体显示技术领域中，我们以基于Leep光学系统的头盔式显示器为代表，在其显示装置上中存在着如下问题：

1、光学系统复杂，价格昂贵。

2、视域仍不够很大，真实度较差。目前商品化的双视场显示器最大双眼重叠(单眼)视域为80o h×76o v，因此真实度仍不够好。

3、观察时双目只有朝正前方看去才会有较好的立体感效果，长时间观察会使眼睛疲劳。

4、其中的一对立体感视图要经过复杂特殊的压缩预处理，而且当一幅图像显示在屏幕上时，图像还要经过解压。但是由于图像外部边缘受到解压算法的影响，使直线变成曲线，反之曲线变成直线，所以我们看到图像的边缘有严重的变形。虽然后来开发者们修改了绘制软件，把原用于摄像中的压缩算法应用到计算机图形学中，这样虽然解决了原来问题，然而，对由计算机输出的每一幅图像进行压缩所付出的代价实在太高了。

5、由于上述原因，因此浸没感也不够强。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种可重现用广角镜头所拍摄图像的广角立体视域效果的双视场高真度广角立体显示器。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

本实用新型的结构特点是按瞳距并列设置一对平凸透镜，在所述一对平凸透镜的正前方，为相应设置的一对广角立体感视图源，视图源与平凸透镜之间的距离小于平凸透镜的焦距。

本实用新型所述的一对广角立体感视图源中的体视图像，是用两只同型号采用包括鱼眼镜头的广角镜头的摄像机，并列平行对准同一景物同时拍摄的一对图像，或是用计算机生成的具有桶状变形的一对图像。

通过大量实验，并经理论证实得出如下两个结论：

1、若用一只眼通过一个合适的平凸透镜去观察采用广角镜头摄像机(包括鱼眼镜头)拍摄的具有桶状变形的图像，可以观察到如同在现场所看到的一个具有广角视域视觉效果的无变形的逼真虚像。

2、若用两只眼分别通过两个合适的平凸透镜，去观察用采用两只同型号广角镜头(包括鱼眼镜头)摄像机并列平行对准同一景物同时拍摄的一对立体感视图(其本身具有桶状变形)，可以观察到如同在现场所看到的一个具有广角视域视觉效果的无变形的逼真立体虚像。

实践是这样进行的，把有桶状变形的图像放在平凸透镜的凸面一侧，将单眼贴近平凸透镜的平面一侧焦距以内，通过平凸透镜去观察具有桶状变形图像，我们可以看到一个非变形的正常虚像，且当眼睛自由转动注视图像不同部分时，都可以通过平凸透镜看到一个具有广阔视域的非变形的虚像，其视域等同于原广角镜头视域，而且我们所看到的虚像和我们在摄影现场用单眼自由转动所看到的景像一致。

例如：我们用视域为120度的广角镜头(或接近180度的鱼眼镜头，注：鱼眼镜头是一种超广角镜头)的摄像机拍摄的一张图像，这种图像本身具有严重的桶状变形，为了观察到它的真实场景，则我们可以用一个合适焦距的平凸透镜，贴近一只眼前方去观察这个图像，图像位于平凸透镜的凸面一侧，这样我们便可通过平凸透镜观察到图像中现场的真实情况的虚像，且眼睛可以随意转动观察虚像不同部分，都可以看到一个逼真的像，其单眼视域可达到120度视域(或接近180度)。

根据上述实验结论，我们又可以导出如下实验，若我们在双眼前各放上一个上述装置，且两图像是一对广角立体感视图，则我们每只眼都可看到一个具有广角视域的虚像，又由于图像是一对立体感视图，所以我们通过双眼可以看到一个具有广角视觉效果的立体虚像，而且我们双目可以如同在现实中一样自由转动观察立体虚像中的不同方位，都会看到一个逼真的立体虚像。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、光学系统简单，成本低廉，而且立体影像的制作也很简单，成本也低廉。

2、视域更大，真实度更好。双眼重叠(单眼)视域可达到150o h×150o v，远远比现有技术好的多，因此真实度更好，也更接近于正常人眼在现场的观察效果。

3、观察时双目可以自由转动观察立体虚像中的上下左右，远近高低的不同部分，且都不会产生边缘图像的几何失真，并可以看到一个更为逼真的立体虚拟场景，因此会感觉到如同在现场所看到的一样。

4、浸没感更好。