[发明专利]3D图像显示方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及3D图像显示方法与设备。

本发明也涉及图像显示数据转换方法，其中，3D图像数据被转换 成新的3D图像数据。

本发明进一步涉及3D图像信号。

本发明进一步涉及由计算机电路加载的计算机程序产品，包括在 3D图像数据输入的基础上产生输出3D图像数据的指令，该计算机电路 包括处理部件。

背景技术

图形和视频的三维表示是显示领域的圣杯之一。已经发明了几个 方法，其给予观看者正在观看三维图像的印象。可以以几种方式来创 建3D感受。可以利用立体像对(两个不同的图像指向观看者的两个眼 睛)来创建三维印象。产生立体图像的方式有几种。该图像可以在2D 显示上进行时间复用，但这要求观看者戴上具有诸如LCD光阀的眼镜。 当同时显示立体的图像时，该图像可以通过头戴式显示器或偏振眼镜 (然后，用正交偏振光产生图像)而被导向适当的眼睛。观测者所佩戴 的眼镜有效地将视图路由(route)到各个眼睛。眼镜中的光阀与帧频 同步以控制该路由。这种系统的一个缺点是两个图像并不产生″环顾″ 的能力，除非跟踪头部的位置并相应地修改视图。此外，必须得佩戴 眼镜以产生所有的效果。对那些不熟悉眼镜佩戴的观测者来说，这是 令人不悦的，而对那些已经佩戴眼镜的人来说，这也是一个隐患，因 为这个额外的眼镜并不总是合适的。

除了在观看者的眼睛附近，也可以借助于分割屏幕例如微透镜屏 或视差栅栏，在显示屏上将两个立体的图像分开。例如，在图3与图4 中示出了美国专利US6,275,254的原理。

虽然观看3D图像显著地改善了对所显示图像的真实性的感受，但 已有报道说一段时间之后观看者感到了视觉疲劳甚至是头疼。总的来 说，这大大降低了3D图像设备和3D成像的吸引力。

发明内容

本发明的目的是通过减少所述问题来改善3D成像方法和3D游戏显 示设备。

为此，根据本发明的方法的特征在于所显示图像的内容深度被暂 时设定为第一深度内容水平，随后，该内容深度被设定为低于第一深 度内容水平的第二深度内容水平。

为显示图像，像素数据具备与x和y位置相关的数据以及与z位置相 关的深度数据(即深度)，其中，x和y位置就是在与显示屏平行的平 面上的位置，z位置就是与显示平面垂直的像素或对象的位置。

深度数据被转换为右眼和左眼所见的图像差异，即给予图像的内 容深度的视差角，即观看者所感受的3D效果到底是多″深″。可以这样 显示图像：左眼和右眼图像之间只有细微差异，在这种情况下，所显 示图像的内容深度只有很小，即只有很小的3D光学效果，或者左眼和 右眼图像之间有较大差异，在这种情况下内容深度大，即有大的3D效 果。图像的内容深度或者图像的任何部分的内容深度是由深度数据(即 图像的像素或对象的z值)与左眼和右眼所见的图像之间的差异(即视 差角)之间的关系而给出的。在传统的设备中，这个关系是不变的， 即内容深度是固定式的，它是固定的和持久的。

目前的3D显示设备的内在特性是只为观看者聚焦一个平面。这意 味着观看者接收矛盾的深度提示：使得图像的视差(图像对左眼和右 眼的差异)与人眼调节提示实际上从不匹配。当深度再现相对较小时 (即只有很小的3D效果)，这并未带来什么问题，但是，对较大的深 度效果，则会带来视觉疲劳甚至是头疼的结果。不在焦点处的图像是 模糊的，且导致眼睛疲劳。这似乎是不能超越的两难问题。一方面， 相对于传统2D显示器，3D效果越强，3D显示设备就越有吸引力，但另 一方面，强的3D效果导致视觉疲劳和可能的头疼，这些影响可以通过 降低3D效果(即图像中所感受的深度)而减少，但这会减少3D显示设 备相对于传统的2D显示设备的优势。

本发明减弱了这个两难问题。所显示图像或部分图像的内容深度 被暂时设定为第一深度内容水平，随后，该内容深度被设定为低于第 一深度内容水平的第二深度内容水平。