静画面阵列动画成像系统 【技术领域】
本发明公开一种静画面阵列动画成像系统，特别是静画面阵列的双动画成像系统。
背景技术
利用视觉暂留的原理，利用静止画面产生连续动作视觉的活动画面影像，已广泛地应用在电影、电视等的设备中。采用相应的技术原理，观看人本身运动而利用观看人与静止画面阵列的相对运动，同样可在观看人的视觉中将时间定格动作静画面，恢复成为连续动作画面的视觉感观。
DE29608838U1号文献公开了一种动画系列成像设备，该设备包括由连续动作定格静面板所组成的阵列和在阵列方向上运动的观看人，该阵列中的画面内容按动作先后顺序整齐排列，每幅静画面板的宽度与观看人每秒钟行进的距离比为1∶24，静画面板上安装有其叶片两端固定在画板边框上，其底边平行等距地贴近静画而板表而，光栅叶片取向在向着某一瞬时位置的观看人聚集的方向上的光栅。每幅静画面板的中心与安装其上的光栅叶片的取向焦线的水平连线为一组平行线，光栅相邻叶片底边距与光栅叶片的宽度比，小于或等于观看人每秒钟行进的距离与其眼睛至静画面板的垂直距之比。在这样的设备系统中，观看人因为视觉暂留的作用，会在视觉中产生与画面板阵列内容一致的连续动作的动感画面。
上述系统存在如下缺点：即观看的人只能在同一个画板阵列中看到一个内容的动感画面，而不能看到两个内容不同的动感画面。以致于在画板阵列资源有限的情况下，为观看人提供更多的动感画面视觉。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能在同一个画面阵列中产生两个内容的动感画面视觉的静画面阵列动画成像系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：将连续动作时间定格静画面制作在大小尺寸一致的画面板，并将其按动作时间先后顺序，在空间上先后依次并行整齐地排列成静画面板阵列，阵列方向与观看人的运动方向一致；静画面板的宽度与观看人每秒钟行进的距离比为1∶22～24之间；静画面板上安装有在观看人运动方向上排列的光栅，光栅叶片两端固定在画板边框上，使其底边平行等距地贴紧静画面板表面，光栅叶片取向在向着某一瞬时位置的观看人聚焦的方向上，各幅静画面板中心与安装其上的光栅叶片的取向焦线的水平连线平行；光栅相邻叶片底边距与光栅叶片宽度比等于或小于观看人每秒钟行进的距离与其眼睛至静画面板的距离比；将相邻光栅叶片间的画面纵向均分为左右两部分，左边部分的内容为A画面要素，右边部分的内容为B画面要素；A、B画面要素分别组成A画面和B画面，来代替上述方案中只有单一画面要素组成的单一画面；上述光栅叶片除以棱形截面的叶片来代替外，在前面再增加一层叶片截面为三角形的光栅。两层光栅配置后，A画面的各组成要素的可视通道向着一个观看人的瞬间位置聚焦；B画面的各组成要素的可视通道向同一瞬间的另一个位置的观看人聚焦，各幅画面板上的A画面光栅可视通道和B画面光栅可视通道分别处于对应的两个方向上。这样，同一个观看人在两个相应的观察角度(位置)，或同一时刻的两个对应位置的观看人，可观看到两种内容不同的A或B动感画面。
画板的中心与安装其上光栅叶片的取向焦线之水平连线与观看人的运动方向成45度角时，便于观看，且动画视觉的清晰度较为适中。
静画面板采用主动发光的画面时，动感画面的亮度理想。
本发明的静画面阵列动画成像系统，由于采用了两层互为配置的光栅，且其可视通道分别对应静画面板上不同的两幅画面内容，则同一个人从不同的观看角度，或同一时刻的不同观看人，均能产生两幅内容不同的动画视觉。
【附图说明】
图1是现有技术的静画面阵列动画成像系统中，静画面阵列、光栅、观看人及其视线间的空间位置要素关系图；
图2是现有技术的静画面阵列动画成像系统的静画面板以及安装其上光栅的正视图；
图3是图2沿A-A面的剖视图；
图4是本发明的静画面阵列动画成像系统中，静画面阵列、光栅、观看人及其视线间的空间位置要素关系图；
图5是本发明的静画面阵列动画成像系统的静画面板以及安装其上光栅的正视图；
图6是图5沿B-B面的剖视图；
图7是图6中光栅结构的局部放大图；
具体实施例
下面结合附图，对本发明作进一步的描述。如图1、图2所示，假设高速运动的观看人为乘座在平稳运行中的地铁列车、列车或高速公路上行驶的汽车，其平稳运行速度分别为80km/h、100km/h或120km/h，静画面板1的宽、高分别约为(1m、0.75m)、(1.2m、0.9m)或(1.4m、1.05m)，以模仿电影、电视屏幕的宽高比。静画面阵列整齐排列并沿车辆行进方向延伸，此时观看人会与所乘座的车辆每秒钟分别向前行进约22.2m、27.gm或33.3m，即分别掠过约22、23或24幅静画面板1。而掠过每幅静画面板1的时间约为1/24～1/22秒。这与人的正常视觉暂留的时间是很接近的。根据车辆的平稳行进速度的具体情况，选择静画面板1的宽度，运行中车辆上的观看人掠过每幅静画面的时间可限定在约1/23秒的范围内，以充分接近正常人的视觉暂留时间。同时，因为光栅2的设置，其叶片3的一侧边等距平行地紧靠画面板1，叶片3平面的取向均向某一特定时间和位置的观看人的方向聚焦，则某观看人只能在其运动到某幅画面板1的光栅叶片3的取向位置上时，才能观看到该幅画面板1上的完整的画面内容，并且在同一1/23秒时间内只能见到与装在其上面的光栅叶片3取向位置重合的那一幅画面板1之画面内容，而不能见到其它任何一幅画面。在约1/23秒后，该观看人的眼睛与顺序其后的下一幅画面板1的光栅叶片3取向位置重合，该下一幅画面板1之完整画面内容变为可视，且在见到该下一幅画面的同时，就该特定观看人所处的空间位置而言，其它画面必然为光栅2所掩盖而成为不可视及。从而对同一观看人而言，保证了前一完整画面信息的摄取---视觉保留---视觉消失---后一画面信息出现所需的时间，均落在约1/23秒时间间隔内的条件，将连续动作定格成的空间顺序排列的静止画面，在观看人的视觉中再现动感。而实际上这一“某”观看人的身份，对在运动着的同一车辆上的任何一个观看人而言均是等同的，只是观看到的时间随着其在车辆中的空间位置不同而有所先后之别。
各幅画板1的中心与安装其上的光栅叶片3的取向焦线之水平连线与观看人运动方向的夹角选择在45度时，观看人以45度的视出角侧视各幅画面形成动画面视觉，感觉较为舒适。
光栅的叶片宽度厚度只要能保证观看人在同一个约1/23秒的时间内只能见到一幅画面即可，它与光栅相邻叶片3底边距离以及静画面至观看人的直线距离、观看人所乘车辆速度有关。如若车辆行进速度这80～120km/h，观看人至静画面板1的平均距离为3.5m，静画面板1的宽度为1～1.4m，则光栅叶片3的底边距与其宽度的比例等于或小于4∶1即可。若光栅叶片3的宽度取10mm，则底边距取40mm以下，可在约1/23的时间内既保证每幅画面视觉摄取的完整性，又能保证被视觉摄取的画面的唯一性。为了保证静画面信息内容最大限度地不被丢失，光栅叶片3的厚度越薄越好，但考虑到其机械强度需要，应在0.3mm左右为好。
另外，由于光栅2的存在或出现使用环境的光线不良的情况下，为了使产生的动感画面的明亮程度得以保障，最好静画面板1做成可主动发光的，如灯箱画板等。
以地铁为例，列车上的旅客的视出点至灯箱画板面的垂直距离约为3.5m；火车的平均时速为80km/h，列车上的旅客随着列车每秒钟走过22.2m，即每钟会有约22幅1m宽的灯箱画面从其眼前掠过，经过每幅画面的时间约为1/22s；而且由于光栅2的作用，对同一个旅客来说，每一幅画的影像进入同一观看人眼睛的时间也只有1/22s，这与正常人的视觉暂留时间是一致的。待该视觉消失后的下一个1/22s时间内，他(她)刚好来到下一幅画面前，接受下一幅画的视觉信息。如此一幅一幅的掠过，顺序排列的连续动作的定格静画面，通过该系统在旅客的视觉中恢复了连续动作之动感，产生了地铁隧道两侧活动视感觉的画面。
以上是现有技术情况。为了能在较少的资源条件下显示更多的内容，也就是本发明对现有技术作以下重大改进。如图4～图7所示，将画板1的相邻光栅叶片3限定的画面板区间比纵向均分为左右两部分，其中左边部分内容为A画的组成单元，右边部分为B画面的组成单元，从而取代原来的单一画面的组成单元。如此间隔布置后，每张画面板1均分别由同一系列动作中相应的两幅画面组成。光栅叶片3的截面由接近线形的偏长方形改换成菱形而成为叶片4，由叶片4组成主光栅；主光栅的前面再设置有由截面形状为三角形的叶片5组成的辅光栅，主、辅光栅配合设置，使A画面的各组成单元的光栅可视通道向某一个方向的观看人聚焦，B画面的各组成单元的光栅可视通道向着同一时刻另一个方向上的观看人聚焦。每幅画板1的中心与同一画面上的A画面组成单元之光栅可视通道的聚焦线的水平连线为一组平行线；每幅画板1的中心与同一画面上的B画面组成单元之光栅可视通道的聚焦线的水平连线为另一组平行线。如图7所不，叶片4①与4②间、4③与4④间、4⑤与4⑥间的A、B画面单元的分界线分别于界点①、界点②、界点③、界点④、界点⑤处。叶片4①ab边与叶片5①ef边、叶片4②ab边与叶片5②ef边、叶片4③ab边与叶片5③ef边、叶片4④ab边与叶片5④ef边、叶片4⑤ab边与叶片5⑤ef边、叶片4⑥ab边与叶片5⑥ef边，分别位于一束发自F2的射线上；界点①和叶片4②dc边以及叶片5②顶点g、界点②和叶片4③dc边以及叶片5③顶点g、界点③和叶片4④dc边以及叶片5④顶点g、界点④和叶片4⑤dc边以及叶片5⑤顶点g、界点⑤和叶片4⑥dc边以及叶片5⑥顶点g，分别位于另一束发自F2点的射线上。叶片4②ad边与叶片5①eg边、叶片4③ad边与叶片5②eg边、叶片4④ad边与叶片5③eg边、叶片4⑤ad边与叶片5④eg边、叶片4⑥ad边与叶片5⑤eg边，位于发自F1点的射线上；界点②和叶片4②bc边以及叶片5①顶点f、界点③和叶片4③bc边以及叶片5②顶点f、界点④和叶片4④bc边以及叶片5③顶点f、界点⑤和叶片4⑤bc边以及叶片5④顶点f、界点⑥和叶片4⑥bc边以及叶片5⑤顶点f，分别位于发自F1点的另一束射线上。每幅画板1的中心与F1点的连线为一组平行线；每幅板1的中心与F2点的连线为另一组平行线。那么在同一个约1/23秒的时间内，只有运动到F1点的观看人才能观看到完整的B画面；也只有运动到F2点的观看人才能观看到完整的A画面。显然，对于同一个运动载体上的不同观看人以及同一个运动着的观看人的不同时刻来说，F1、F2两点都是同等可及的。也就是说，该系统对运动着的观看人来说，从两个不同的观看角度观看时，可观看到两种不同的动感画面。为了保证同一个观看人在约1/23的时间内，只观看观看到一幅画面内容，相邻光栅叶片4所限定的A、B画面单元宽度之和与辅光栅叶片5的底边gf至画面的距离比，小于或等于观看人每秒钟行进的距离与其眼睛至静画面板1的距离比。上述画面由于经过信息取样会有部分失真的存在，但仍不失为一种较好的双画面动感再现的系统。
同样，各幅画板1的中心与安装其上的主、辅光栅叶片的取向焦线之水平连线与观看人运动方向的夹角选择在45度时，观看人以45度的视出角侧视各幅画面形成动画面视觉，感觉较为舒适，人但为了保证所摄取的画面的清晰度，观看角度亦不能太小。另外，由于光栅2的存在或出现使用环境的光线不良的情况下，为了使产生的动感画面的明亮程度得以保障，最好静画面板1做成可主动发光的，如灯箱画板等。
需要说明的是，凡不脱离本发明的技术构想、技术方案的任何改进或等效替换，均属本发明的保护范围。