[发明专利]裸眼3D显示方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种裸眼3D显示方法及系统，涉及显示技术领域，该方法包括：通过RGBD相机实时检测观看者视点的3D坐标，其中，RGBD相机固定于显示器；基于RGBD相机的相机坐标系相对于显示器的屏幕坐标系的外参数据，将视点3D坐标从相机坐标系转换至屏幕坐标系；将立体视频的场景模型转换至屏幕坐标系后，基于视点3D坐标，在显示器的屏幕中绘制场景模型的平面投影。本发明实施例通过RGBD相机进行视点检测，从而依靠RGBD相机来进行视点追踪，在观看者无需佩戴任何辅助设备的同时实现了对视点的3D坐标进行精确定位的目的，解决了现有技术中通过佩戴辅助设备进行定位存在的观看体验差的问题，极大的提升了观看体验。

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，具体涉及一种裸眼3D显示方法及系统。

背景技术

人眼视觉的立体感知线索主要有心理和生理线索，3D显示技术主要应用生理线索来提供立体视觉。具体地，生理线索包括运动视差、双目视差、辐辏和调节等，其中，运动视差提供最大动态范围的立体感知。运动视差通过给人提供连续的不同视角的立体场景的平面视图，由人的大脑对不同视角的信息生成立体知觉判断。

基于上述原理，无需更换传统2D显示器，通过利用运动视差就能够产生立体知觉，即通过在传统2D显示器上实时显示经过视点绑定的视图，可以达到裸眼3D显示效果。而视点的检测和追踪在显示过程中至关重要，然而现有技术中的视点检测需要依靠观看者佩戴辅助标志物来识别和定位，但这种方式造成了观看者观看体验差的缺陷；若不佩戴辅助标志物而利用单纯的二维图像识别和处理则难以精确定位视点3D坐标。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种裸眼3D显示方法及系统，以解决现有技术中由于需要依靠观看者佩戴辅助标志物来识别和定位而导致的观看者观看体验差的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种裸眼3D显示方法，包括：通过RGBD相机实时检测观看者视点的3D坐标，其中，RGBD相机固定于显示器；基于RGBD相机的相机坐标系相对于显示器的屏幕坐标系的外参数据，将3D坐标从相机坐标系转换至屏幕坐标系；将立体视频的场景模型转换至屏幕坐标系后，基于3D坐标，在显示器的屏幕中绘制场景模型的平面投影。

进一步地，通过RGBD相机实时检测观看者视点的3D坐标，包括：通过RGBD相机的彩色图和深度图进行特征点检测，获得特征点的2D坐标；基于RGBD相机的内参数据，对2D坐标进行三维转换，获得观看者视点的3D坐标。

进一步地，外参数据包括旋转矩阵和平移向量；相应地，将3D坐标从相机坐标系转换至屏幕坐标系的方式具体为：

P_screen＝R_cam→scr*P_canera+T_cam→scr

式中，P_screen(X_s,Y_s,Z_s)为屏幕坐标系中的3D坐标，R_cam→scr为旋转矩阵，P_camera为相机坐标系中的3D坐标，T_cam→scr为平移向量。

进一步地，外参数据通过如下方式获取：通过RGBD相机捕捉相对于显示器的多点坐标；对多点坐标进行解算，获得相机坐标系相对于屏幕坐标系的外参数据。

进一步地，在显示器的屏幕中绘制场景模型的平面投影之后，还包括：对平面投影进行渲染。

进一步地，RGBD相机固定于显示器的上方或下方；RGBD相机包括TOF相机、结构光相机或双目相机。

进一步地，视点位于观看者的两眼中间的眉心处。