一种在三维空间产生立体影像的方法 本方法用于实现在三维空间产生真实的立体影像。将普通图像中的像素,按等距分帧存放。投射到有距离变化的屏幕上。与现有技术相比,本方法具有更直观、更真实的优点,无须辅助装置。如配带偏振光眼镜等。该方法可直接用于立体电视、立体电影等。
平面图像上每点(像素)之间,只有水平方向(即X、Y轴)上的差别,立体影像有了纵深(Z轴)方向上的差别。
现以一球体为例,如图1来叙述本方法的原理。首先把球体看成是由许多像素所组成(与照片、屏幕原理相同)。人的双眼所以能够看到立体的球形影像而非平面影像,是因为球体上的像素与观察者双眼的距离不同,即像素有Z轴方向上的差别,如图1。A、B、O三个像素中,A距观察者最近(设为501毫米)B距观察者次之(设为503毫米)O距观察者最远(设为506毫米)
与上述原理相反:当我们能够在三维空间显示出这种像素与观察者双眼之间的距离差别时,即在距观察者501毫米处显示A点,在距观察者503毫米处显示B点,在距观察者506毫米处显示O点等等。当把球体上所有可见像素在三维空间一一显示后,即能够看到一个完整的立体球形影像了。
基于上述原理,本方法用于展示这种像素之间的距离差别。方法如下,如图2。
C为一屏幕,沿直线DE方向做往复直线运动。F为观察者所处位置。屏幕C在从D点到E点的这段运动中,我们可以把它看做是由许多单个屏幕所组成。H1、H2、……Hn,我们称这些单个屏幕为“幅面”,靠近D点的幅面H1距F处最近,靠近E点的幅面Hn距F处最远。现设H1距F点为501毫米、H2距F点为502毫米……。
下面,以一黑色球体为例,具体叙述(注:观察者只能看到球体的一半)。
如图3,平面FM通过观察点F,平行于屏幕C平面。首先制成用于投影的“电影胶片” 。将球体上所有距离FM平面相同的像素放在同一帧上。例如:以1毫米为单位。
G1帧上的图形是球体上所有距FM平面为500-501毫米的像素组成。
G2帧上的图形是球体上所有距FM平面为501-502毫米的像素组成。
……
Gn帧上的图形是球体上所有距FM平面为(n-1)-n毫米的像素组成。
胶片的放映原理同电影一样,只是将“胶片″上地影像按距离远近投射到不同的幅面上。如图3,当屏幕C运动到H1处时,将G1帧上的像素投射其上。当屏幕C运动到H2处时,将G2帧上的像素投射其上。当屏幕C运动到Hn处时,将Gn帧上的像素投射其上。
当屏幕C从H1到Hn的运动速度超过1/24秒时,就完成了相当于普通电影的一帧画面。下断地在空间刷新所有像素,从F点处观察影像是立体的。“每一帧的立体影像”是由若干个幅面和在其上的投影组成。
连续改变图3中每一帧图像在胶片上的相对位置,并配合投射到每一幅面上,即可得到运动的立体影像。屏幕C的运动速度和幅面的多少,决定影像的效果。
连续运动的屏幕C的制做方法多种多样,只要满足在纵深方向(Z轴)与观察者有逐渐的距离变化即可。
胶片G1--Gn的制作方法,即每一像素的距离测定方法。可采用多种方法,如用多镜头同时射像,依据两镜头间的距离和每个镜头对单个像素的夹角,即可测出每一像素的纵深距离。