[实用新型]无眼晕活动立体画

说明书

本实用新型属于光学显示技术领域，涉及一种数码合成活动立体画。

光栅立体画合成技术已经发展得比较成熟，这种技术产生的相关产品有立体画、变异画、变形画、动画等。将几幅视差图像抽样后沿水平方向交错排列，合成一幅新的图像，与垂直光栅粘合形成立体画；将两、三幅变异图像，或者序列变形图像，或者序列动画图像抽样后沿垂直方向交错排列，合成新图像，与水平光栅粘合形成变异、变形或动画。在立体合成技术的应用中，光栅板可分为狭缝光栅板和柱镜光栅板，光栅的粘合方向是非常重要的，垂直光栅的作用是让人的左右眼分别看到不同的图像，适合制作立体画；水平光栅的作用是让人的左右眼看到相同的图像，当画面相对于人眼翻转时，双眼同时看到变化了的图像，适合制作变异、变形及动画。如果用垂直光栅设计变异、变形、动画，由于双眼同时看到的是不同且无视差关系的图像，将产生重影及眼晕感。

在立体画领域出现的所谓“4D”技术，就是将动画序列图像融合在立体视差图像之中，抽样合成为立体画，当观察者头部左右移动时，可以看到活动的立体画面，但由于使用的是垂直光栅，动画画面会产生较强烈的重影及眼晕。

中国专利98100939.5描述了一种动态立体画装置，该装置是在立体画的动态区域布置水平光栅，与在其后运动的光栅片一起产生莫尔条纹，通过莫尔条纹的光影变化产生动感。这种装置适合表现瀑布飞泻、流水、云彩等自然景物的运动，就其实质来说，画面中不包含动画，动感是由于静止画面与光影变幻相互叠加模拟出来的。中国专利99211778.X描述了一种立体动画装置，是由数十幅已经合成的立体画，经过再次抽样合成动画，其中包含了几百甚至几千幅单幅图像。这是一种真正的立体动画，其中涉及到双层正交光栅，结构较复杂、设计制作难度大。

本实用新型的目的在于，通过改进“4D”技术，提供一种结构较简单、观看时无眼晕感的活动立体画。

活动立体画主要由狭缝图(1)和它后面的抽样图(2)组成，中间用透明平板(3)隔开，背后用光源(4)照明。根据画面的展示内容将抽样图(2)划分为立体区(5)和动画区(6)，各区域并不要求连成一片。在立体区(5)，多幅视差图象沿水平方向交替抽样排列合成立体图象；在动画区(6)，序列活动图象沿垂直方向交替抽样排列合成动画图象。与抽样图(2)相对应，狭缝图也划分为立体光栅区(7)和动画光栅区(8)，立体光栅区(7)狭缝光栅的栅线方向为垂直方向，动画光栅区(8)狭缝光栅的栅线方向为水平方向。狭缝光栅的作用在于遮挡或透射抽样细条，立体区(5)的视差图像分别进入人的左右眼，形成立体图像，当人的视线与垂直光栅线的夹角发生变化时，动画区(6)的序列图像依次出现，形成活动画面。

下面结合图示说明活动立体画的结构和制作方法。

图1是活动立体画结构示意图，包括狭缝图(1)、透明平板(3)、抽样图(2)以及照明光源(4)，还可以附加运动机构(9)，透明平板(3)可以采用有机玻璃板，光源(4)可以是壁灯、灯箱等。

图2是狭缝图(1)示意图，包括立体光栅区(7)和动画光栅区(8)，光栅的周期与光栅的缝宽(透光部分的宽度)比例称为节距缝宽比，其数值与合成图象的数量大致相同。立体光栅区(7)和动画光栅区(8)的划分与抽样图(2)中立体区(5)和动画区(6)的划分一一对应。

图3是抽样图(2)示意图，包括立体区(5)和动画区(6)，二者主要根据画面要表现的主题来划分。抽样图(2)的设计方法在后面的段落里有详细的叙述。

图4是活动立体画的几种安装方法或展示形式。图4a为垂直安装法，主要安装在自动扶梯的周边，当观察者上下移动时看到活动立体画；也可以安装在高于或低于人眼的位置，观察者前后移动时可看到活动立体画。图4b为水平安装法，主要安装在通道或展厅的地板上，观察者前后移动时可看到活动立体画。图4c为倾斜安装法，主要安装在与人眼高度大致相等的位置，观察者前后移动时可看到活动立体画。图4d是灯箱微转法示意图，灯箱可为单画面或双画面，在垂直位置附近沿水平轴线小角度来回旋转，观察者不需移动即可看到活动立体画。图4e是灯箱旋转法示意图，灯箱可为三画面、四画面，甚至更多画面，沿水平轴线旋转，观察者不需移动即可看到活动立体画。图4f是光栅移动法示意图，在这种结构中，狭缝图(1)用正交的柱镜光栅(10)和狭缝光栅(11)叠合替代，狭缝光栅栅线水平放置，当狭缝光栅上下运动时，观察者不需移动即可看到活动立体画。

下面的段落重点说明抽样图和狭缝图的数码设计与合成方法。