[发明专利]一种生成二维光场图像的方法、装置和计算机可读介质

权利要求书

1.一种生成二维光场图像的方法，所述二维光场图像用于配合针孔阵列呈现虚拟三维模型的立体光场，所述方法包括以下步骤：

获取所述立体光场的目标物像分辨率D1、所述针孔阵列与待生成的二维光场图像的设计距离S、所述立体光场的目标可视角度θ以及所述二维光场图像的目标图像分辨率D2；

确定所述二维光场图像所在的二维图像面的几何参数；

根据所述目标物像分辨率D1将所述二维图像面划分为物像网格阵列；

标定所述虚拟三维模型与对应所述针孔阵列的虚拟针孔阵列的相对位置；以及

将所述虚拟三维模型在所述目标可视角度θ内经所述虚拟针孔阵列投影到所述二维图像面的物像网格阵列上，获得所述二维光场图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物像网格阵列包括多个物像像素网格，每个物像像素网格包括N*N个像素，其中N＝D1/D2。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述虚拟三维模型在所述目标可视角度θ内经所述虚拟针孔阵列投影到所述二维图像面的物像网格阵列上的方法包括：

选取所述物像网格阵列的各个物像像素网格；

以各个物像像素网格所对应的虚拟针孔区为原点，以所述目标可视角度θ为最大角度发散出的光线为投影线，以所述虚拟针孔阵列正对区域的无限远处为观察点，沿所述投影线对所述虚拟三维模型进行观察，记录所述投影线方向上的图像数据，填充到对应的物像像素网格中；

将各个物像像素网格的图像数据组织为所述二维光场图像。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟针孔阵列包括多个虚拟针孔区，相邻虚拟针孔区的间距随着远离所述立体光场的可视范围在水平或垂直至少一个方向上单调递增，使得所述可视范围通过任意两相邻的虚拟针孔区在所述二维图像面上的投影区域没有重叠。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括按照如下方式确定所述虚拟针孔阵列的虚拟针孔区的间距：在所述虚拟针孔阵列上选取一基点P1，记录所述立体光场的可视范围通过所述基点P1在所述二维图像面上形成投影区域A1的边界点，确定所述边界点与所述可视范围的连接线与虚拟针孔阵列的交点中，与基点P1距离最远的点为第二虚拟针孔区P2，依次迭代计算直至虚拟针孔区的间距达到预设值。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括按照如下方式确定所述虚拟针孔阵列的虚拟针孔区的间距：定义穿过各虚拟针孔区Pi的法线平分对应虚拟针孔区的视野开角θPi，在所述虚拟针孔阵列上选取一基点P1，所述基点P1的视野开角至少覆盖所述立体光场的可视范围，并在所述二维图像面上形成投影区域A1，在所述虚拟针孔阵列上确定视野开角至少覆盖所述可视范围，且在所述二维图像面上形成的投影区域与所述投影区域A1接触的点为第二虚拟针孔区P2，依次迭代计算直至虚拟针孔区的间距达到预设值。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述预设值：

D≤2*L*tan(α/2)

其中，D表示预设值，L表示虚拟针孔阵列与可视范围的最小距离，α表示人眼视觉分辨角。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述基点为所述可视范围的中心线与所述虚拟针孔阵列的交点。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物像网格阵列呈矩形、菱形或六边形排列。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟针孔阵列在相互垂直的第一方向和第二方向上的间距相等。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物像分辨率D1为所述针孔阵列的针孔间距。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维图像面为平面或曲面。