[发明专利]一种固态体积式真三维深度抗锯齿算法

说明书

本发明公开了一种固态体积式真三维深度抗锯齿算法，对于深度位于两层相邻的显示体之间的待显示体素，按照算法将其分解为3个或4个分量体素，分别分布在3个或4个相邻的显示体上，增加了分量体素的数量，每一待显示体素的RGB亮度在更多相关显示体上得到分解，各个分量体素的RGB亮度值与显示体的距离成线性反比关系，且RGB亮度值之和等于待显示体素RGB亮度值的2倍。增大了三维图像在深度连续条件下的偏轴观察角。每一待显示体素分解的分量体素的RGB亮度值之和现有技术相比提高了一倍，有效提升了显示亮度。

技术领域

本发明涉及固态体积式真三维立体显示技术，尤其涉及一种固态体积式真三维深度抗锯齿算法。

背景技术

固态体积式真三维显示是将一组三维物体的切片图像序列通过高速投影装置依次顺序投影到对应深度的一组层叠显示体上，通过层叠显示体在透明和散射两种状态下的高速切换从而在三维空间产生具有真实物理深度的立体图像。

三维物体的切片图像序列如果不经过处理，直接显示在对应深度的显示体上，虽然可以生成立体图像，但是只要偏轴观察角稍大，立体图像观看起来就像一组二维图像的堆叠，而不是一个连续的三维物体。因此，三维物体的切片图像序列在深度方向上必须经过一定的算法处理，消除或减弱这种视觉缺陷。目前固态体积式真三维中所采用的深度抗锯齿算法仅有美国Lightspace公司开发的DepthCube真三维显示系统中所采用了一种叫做多层抗锯齿(multiplanaranti-aliasing)的技术。对于具有N层(编号为第0层至第N-1层)显示体、显示空间的三维分辨率为X×Y×(D×(N-1))(D为任意两层显示体之间的深度分辨率)的固态体积式真三维显示系统，多层抗锯齿技术是将深度位于第L(0≦L≦N-2)层与第L+1层显示体之间的、三维坐标为(x,y,D×L+d)(0≦x﹤X,0≦y﹤Y,0≦d﹤D)、RGB亮度值为B的待显示体素P，在显示时用位于第L层,第L+1层这连续2层显示体上三维坐标分别为(x,y，D×L)、(x,y，D×(L+1))的2个分量体素P1，P2等效替代，且P1、P2的RGB亮度值B_P1、B_P2分别为:

B_P1=B×(1-d/D)

B_P2=B×(d/D)

多层抗锯齿技术是利用人眼的立体视觉特性：观察者接收到某物体发射或反射的光线数量与观察者与物体的距离成反比，即人们常认为较亮的物体距离更近。在多层抗锯齿技术的处理中，深度位于2层显示体之间的待显示体素的RGB亮度值被分解为2个分量体素，在实际显示时用位于此两层显示体上的分量体素取代。通过分量体素显示时的合成效果，观察者可以感受到待显示体素原有的深度和亮度信息。

通过采用多层抗锯齿技术，在较大的偏轴观察角下，成像的三维物体在深度方向的过度比较平滑而连续。但是，这仅限于三维物体在平面方向有较大的连续形状的情况。如果三维物体在平面方向的连续形状的较小，偏轴观察角稍大时深度方向又会产生不连续感，多层抗锯齿技术不再起作用。

此外，多层抗锯齿技术中分量体素的RGB亮度值之和为待显示体素的RGB亮度值B。而固态体积式真三维显示的一个难题是显示图像的亮度在深度方面被分散，相比平面显示三维图像亮度要低很多。如何提高显示亮度一直是一个技术瓶颈。

发明内容

本发明目的是提供一种固态体积式真三维深度抗锯齿算法，以解决现有深度抗锯齿算法在显示平面方向连续形状较小的三维物体时，偏轴观察角稍大就会在深度方向又会产生不连续感的问题，同时可以有效提高真三维成像亮度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：