CN101178481A - 可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，包括全息或有指向性的视差阻隔层、可参与的前景图像层、透明介质层和与视差阻隔层同步的合成图像层的制备步骤，视差阻隔层和合成图像层相对应地位于透明介质层的两个表面上，与观察者双眼相对的透明介质层另一侧具有背光源。视差阻隔层和合成图像层可直接印刷、曝光或处理在预制的透明介质层的两个表面上，或者将视差阻隔层、透明介质层和合成图像层处理在预制的透光载体层的正面上。本发明可双向多模式显示全息或有指向性的特种视觉效果图像，观察者从透明介质层两侧可看到互为镜像的特种视效图像，在不同光照条件下可显示多种不同的视觉效果图像，是用于印刷、包装、防伪业的新技术。

Description

可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法

技术领域

本发明涉及一种视觉显示技术，特别是一种可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法。

背景技术

目前的特种视觉效果显示技术大致包括以下的类型：动态翻画、电影片段、立体照片、变色画、立体翻画、渐变翻画、插色过渡翻画、图像渐明渐暗、日夜效果、旋转画、文字特效、分层漂浮立体、透明图像效果、物体的几何遮挡效果、仿真立体合成输出、色彩滚动、水印效果、立体浮雕、无规则色彩变化、视效商标、视效加密、双图像渐变、放大缩小、跳动式动画、循环式动画、无规则动画、混合视觉输出效果等。

以立体显示技术为例，大致可分为三大类：1)双眼体视成像技术，立体图像由两幅具有视差的图像构成，观众需要戴上辅助装置观看，如双眼观片器、红绿(或红蓝)眼镜、偏振片眼镜、液晶光阀眼镜、立体头盔显示器等；2)光栅立体影像技术，立体图像由2幅以上的具有水平视差的图像合成，观众不需配戴眼镜即可观看立体画面，广泛应用在多媒体显示、广告展示、家庭装饰、婚纱摄影、立体印刷等行业；3)激光全息技术，记录图像需要用相干光，在全息防伪商标、卡片、包装材料上具有广泛的应用。此外，还有变焦距反光镜技术、凹面镜(或凸透镜)立体投影技术、发光晶体成像、烟雾和水幕成像等非主流立体显示技术。

光栅立体影像技术的原理：光栅立体图片主要由光栅板与抽样合成图像组合而成，这里所说的合成图像是指全息图像或者有指向性的特种视觉效果合成后的抽样图样。抽样合成图是由两幅以上的视差图象按一定规则抽样合成的特殊图象，光栅板具有分光作用，可使视差图象分离，分别进入人的左右眼，通过大脑的综合作用形成立体影像。用光栅板代替眼镜片，免去了观众配戴眼镜的累赘，是一种裸眼立体技术。

上述的光栅一般可分为柱镜光栅(lenticular)和狭缝光栅(barrier)。狭缝光栅比柱镜光栅具有更好的分光性能，但由于对光能的衰减，限制了其使用范围，仅适合应用在对清晰度、立体感要求极高的精品图像的室内展示上；柱镜光栅的透光性能比较优良，并且价格低廉，已广泛应用于户内、户外广告。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可双向显示、且在不同的光照条件下可显示多种不同视觉效果图像的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，包括全息或有指向性的视差阻隔层的制备步骤、透明介质层的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层的制备步骤，其中，视差阻隔层和合成图像层相对应地位于透明介质层的前后两个表面上，在透明介质层的与观察者双眼相对的另一侧具有背光源。

作为其中一种优选方式，所述视差阻隔层和合成图像层是直接印刷、曝光或处理在预制的透明介质层的两个表面上的，该透明介质层优选为透明塑料板或塑料膜。

其中，所述视差阻隔层可以位于靠近观察者双眼一侧，而合成图像层位于靠近背光源一侧。为了获得更多样化的视觉效果，在观察者双眼一侧还具有正光源，视差阻隔层朝向正光源的阻光面上还印制或处理有前景图像层，而背光源则是有选择性地照射；当正光源和背光源同时照射时，观察者双眼可看到前景图像以及透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；仅使用正光源照射时，观察者仅可看到前景图像；仅使用背光源照射时，可看到具有特种视觉效果的合成图像；它还具有可逆组合显示的功能，即，当所述正光源照射时，观察者从合成图像层一侧观看，可以看到与上述看到的特种视觉效果合成图像互为镜像的特种视觉效果合成图像。

此外，所述合成图像层还可位于靠近观察者双眼和正光源一侧，而视差阻隔层位于靠近背光源一侧。

为了获得更多样化的视觉效果，在观察者双眼一侧还具有正光源，而背光源则是有选择性地照射；当仅使用背光源照射时，观察者可透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；当仅使用正光源照射时，观察者仅可看到没有特种视觉效果的合成图像；它还具有可逆组合显示的功能，即，当所述正光源照射时，观察者双眼从视差阻隔层一侧观看，可以看到与上述看到的特种视觉效果合成图像互为镜像的特种视觉效果合成图像。

作为另外一种优选方式，所述视差阻隔层、透明介质层和合成图像层是印制或处理在预制的透光载体层的正面上，而背光源位于透光载体层的后方。其中，所述视差阻隔层、透明介质层和合成图像层是依次分别或者一次性地印刷、曝光或处理在预制透光载体层的正面上。这里所述的透光载体层可以为任意的可透光材料，包括透光纸材、感光胶片或感光相纸等。

其中，所述视差阻隔层可以位于靠近观察者双眼一侧，而合成图像层位于靠近背光源一侧。为了获得更多样化的视觉效果，在观察者双眼一侧还具有正光源，视差阻隔层朝向正光源的阻光面上还可有选择的印刷、曝光或处理有前景图像层，而背光源则是有选择性地照射；当正光源和背光源同时照射时，观察者双眼可看到前景图像以及透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；仅使用正光源照射时，观察者仅可看到前景图像；仅使用背光源照射时，可看到具有特种视觉效果的合成图像。

此外，所述视差阻隔层还可以位于靠近背光源一侧，而合成图像层位于靠近观察者双眼一侧。为了获得更多样化的视觉效果，在观察者双眼一侧还设有正光源，视差阻隔层朝向正光源的阻光面为白色或浅色阻光面，而背光源则是有选择性地照射；当背光源照射时，观察者双眼可透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；当背光源不照射时，观察者双眼在正光源下仅可看到没有特种视觉效果的合成图像；当正光源照射时，观察者双眼从视差阻隔层一侧观看，可以看到与上述看到的特种视觉效果合成图像互为镜像的特种视觉效果合成图像。

在上述的技术方案中，无前景图像层存在时，视差阻隔层朝向正光源的阻光面为黑色或任意暗色阻光面；有前景图像层存在时，视差阻隔层朝向正光源的阻光面为白色或任意浅色阻光面；如果采用阻光油墨来制作视差阻隔层和前景图像层，视差阻隔层和前景图像层合并为同一层，视差阻隔层和前景图像层也可是与背景图像同色的隐蔽层或无色层或任意颜色层。

在上述的技术方案中，所述视差阻隔层既可以为任意针孔形状和排列方式的全息成像针孔阵层，也可以为狭缝光栅层，其中，全息成像针孔阵层与全息合成图像作用后可制作出前景全息特种视觉效果图像，狭缝光栅层与全指向性的合成图像作用后可制作出有指向性的特种视觉效果图像。

本发明的优点和有益效果体现在：可双向显示全息(这里所说的全息是指前景全息图像或称为180度全息图像)或者有指向性的特种视觉效果图像，观察者从透明介质层两侧可以看到互为镜像的特种视效图像，且在不同的光照条件下可显示多种不同的视觉效果图像，包括有无特种视觉效果、隐藏或可视等，用于防伪技术中更隐蔽且更难以复制。

利用本发明制作出的特种视觉效果包括但不限于：动态翻画、电影片段、立体照片、变色画、立体翻画、渐变翻画、插色过渡翻画、图像渐明渐暗、日夜效果、旋转画、文字特效、分层漂浮立体、透明图像效果、物体的几何遮挡效果、仿真立体合成输出、色彩滚动、水印效果、立体浮雕、无规则色彩变化、视效商标、视效加密、双图像渐变、放大缩小、跳动式动画、循环式动画、无规则动画、混合视觉输出效果等。

附图说明

图1为本发明中所采用的全息成像针孔阵层的结构示意图；

图2为本发明中所采用的狭缝光栅层的结构示意图；

图3为本发明的第一种实施方式的原理示意图；

图4为本发明的第二种实施方式的原理示意图；

图5为本发明的第三种实施方式的原理示意图；

图6为本发明的第四种实施方式的原理示意图；

图7为本发明的第五种实施方式的原理示意图；

图8为本发明的第六种实施方式的原理示意图；

图9为本发明的第七种实施方式的原理示意图；

图10为本发明的第八种实施方式的原理示意图；

图11表示观察者分别从图像两侧观看的原理示意图；

图12～17是本发明应用在透明盒体上的具体实施例示意图。

具体实施方式

本发明采用了视差阻隔成像原理和光学显像的原理，其中所采用的视差阻隔层既可以为图1所示的全息成像针孔阵层001，全息成像针孔可以是任意针孔形状和全息成像针孔阵可以是任意排列方式的。同时视差阻隔层也可以为图2所示的狭缝光栅层002，其中，全息成像针孔阵层001可用于制作出前景全息特种视觉效果图像，狭缝光栅层002可用于制作出有指向性的特种视觉效果图像。利用本发明制作出的特种视觉效果包括但不限于：动态翻画、电影片段、立体照片、变色画、立体翻画、渐变翻画、插色过渡翻画、图像渐明渐暗、日夜效果、旋转画、文字特效、分层漂浮立体、透明图像效果、物体的几何遮挡效果、仿真立体合成输出、色彩滚动、水印效果、立体浮雕、无规则色彩变化、视效商标、视效加密、双图像渐变、放大缩小、跳动式动画、循环式动画、无规则动画、混合视觉输出效果等。

图3为本发明的第一种实施方式，首先准备预制好的透明介质层107，优选为透明塑料板，当然也可以采用有机玻璃板或其它的透明介质；然后分别在透明塑料板的两个表面上直接印刷、曝光或处理上视差阻隔层106和与视差阻隔层106同步的合成图像层108，视差阻隔层106可以为图1所示的全息成像针孔阵层001或者图2所示的狭缝光栅层002，视差阻隔层106与合成图像层108相对应。视差阻隔层106位于靠近观察者左眼101和右眼102的一侧，其朝向观察者双眼的阻光面为黑色阻光面；而合成图像层108位于靠近背光源110一侧，这里所说的背光源可以是灯光、阳光、自然光或其它的光源。左眼的可视图像区域为103，右眼的可视图像区域为104。本实施方式的视觉效果体现为：当背光源110照射时，观察者双眼透过视差阻隔106和透明介质层可107观看到具有特种视觉效果(例如立体效果)的合成图像，因为左眼和右眼具有不同的可视图像区域，双眼从相邻的任何一对针孔或栅条105看下去的全息或有指向的合成图像单元组均存在视差间隔109，通过双眼视差效应可产生出立体或其它的特种视觉效果；而当背光源110消失后，由于视差阻隔层106的阻光面为黑色阻光面，此时观察者双眼看到的只是一片黑色的色块，看不到合成图像。

图4为本发明的第二种实施方式，其视差阻隔层208的制备步骤、透明介质层207的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层206的制备步骤与第一种实施方式相同，其与第一种实施方式的区别在于：视差阻隔层208和合成图像层206的位置正好相反，视差阻隔层208位于靠近背光源210一侧，而合成图像层206位于靠近观察者左眼201和右眼202一侧。左眼的可视图像区域为203，右眼的可视图像区域为204。本实施方式的视觉效果体现为：当背光源210照射时，在视差阻隔层208的作用下，观察者双眼可观看到具有特种视觉效果(例如立体效果)的合成图像，因为左眼和右眼具有不同的可视图像区域，双眼通过相邻的任何一对针孔或栅条205所能看到的全息或有指向的合成图像单元组均存在视差间隔209，通过双眼视差效应可产生出立体或其它的特种视觉效果；而当背光源消失后，观察者双眼仅可隐约地看到原始印制或处理在透明介质层207上的合成图像206。在这里图3和图4还用以叙述特种视觉的基本原理。

图5为本发明的第三种实施方式，其视差阻隔层304的制备步骤、透明介质层305的制备步骤以及与视差阻隔层304同步的合成图像层306的制备步骤与第一种实施方式相同，视差阻隔层304也是位于靠近观察者双眼302的一侧，而合成图像层306也是位于靠近背光源307一侧，这里所说的背光源307可以是灯光、阳光、自然光或其它的光源。其与第一种实施方式的区别在于：在观察者双眼302一侧还具有正光源301，视差阻隔层304朝向观察者双眼302的阻光面为白色或其它浅色阻光面，该阻光面上还印制或处理有前景图像层303，而背光源307则是有选择性地照射。如果采用阻光油墨，视差阻隔层304和前景图像层303还可以合并为一层，即，采用阻光油墨制作的前景图像层上具有针孔阵或者狭缝光栅。当正光源301和背光源307同时照射时，观察者双眼302可同时看到前景图像303以及透过视差阻隔层304和透明介质层305看到具有特种视觉效果的合成图像306，当背光源307不照射时，观察者双眼302在正光源301照射下仅可看到前景图像303。当仅用背光源307照射时，观察者双眼302可看到透过视差阻隔层304和透明介质层305看到具有特种视觉效果的合成图像306。

图6为本发明的第四种实施方式，其视差阻隔层405的制备步骤、透明介质层404的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层403的制备步骤与第二种实施方式相同，视差阻隔层405也是位于靠近背光源406一侧，而合成图像层403位于靠近观察者双眼402一侧。其与第二种实施方式的区别在于：在观察者双眼402一侧还设有正光源401，视差阻隔层405朝向正光源401的阻光面为白色阻光面，而背光源406则是有选择性地照射；当背光源406照射时，在视差阻隔层403的作用下，观察者双眼402可看到具有特种视觉效果的合成图像，当背光源406不照射时，观察者双眼402在正光源401下仅可看到没有特种视觉效果的合成图像。而当观察者双眼从视差阻隔层405一侧观看时，在图中的正光源401照射时也可以看到与上述看到的特种视觉效果图像互为镜像的具有特种视觉效果的合成图像。

图7为本发明的第五种实施方式，其视差阻隔层503、透明介质层504以及与视差阻隔层同步的合成图像层505是依次分别或者一次性地印制或处理在预制的透光载体层506的正面上，这里所说的透光载体层可以是任意的可透光材料，并包括了透光纸材、感光胶片或感光相纸等材料；而背光源507位于透光载体层506的后方。视差阻隔层503可以为图1所示的全息成像针孔阵层001或者图2所示的狭缝光栅层002，视差阻隔层503与合成图像层505相对应。视差阻隔层503位于靠近观察者双眼502的一侧，其朝向观察者双眼502的阻光面；而合成图像层505位于靠近背光源507一侧，这里所说的背光源可以是灯光、阳光、自然光或其它的光源。本实施方式的视觉效果体现为：当背光源507照射时，观察者双眼502透过视差阻隔层503和透明介质层504可观看到透光载体层506上的具有特种视觉效果(例如立体效果)的合成图像505；而当背光源507消失后，由于视差阻隔层503的阻光面可以是黑色阻光面，此时观察者双眼看到的只是一片黑色的色块，看不到合成图像。视差阻隔层也可是与背景图像同色的隐蔽层或无色层或任意颜色层，这可在设计中获得不同的视觉效果。

图8为本发明的第六种实施方式，其视差阻隔层605的制备步骤、透明介质层604的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层603的制备步骤与第五种实施方式相同，其与第五种实施方式的区别在于：视差阻隔层605和合成图像层603的位置正好相反，视差阻隔层605位于靠近背光源607一侧，而合成图像层603位于靠近观察者双眼602一侧。本实施方式的视觉效果体现为：当背光源607照射时，在视差阻隔层605的作用下，观察者双眼602可观看到具有特种视觉效果(例如立体效果)的合成图像603；而当背光源607消失后，观察者双眼仅可隐约地看到原始印制或处理在透明介质层上的合成图像603。

图9为本发明的第七种实施方式，其视差阻隔层704的制备步骤、透明介质层705的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层706的制备步骤与第五种实施方式相同，视差阻隔层704也是位于靠近观察者双眼702的一侧，其朝向观察者双眼702的阻光面，而合成图像层706也是位于靠近背光源708一侧，这里所说的背光源可以是灯光、阳光、自然光或其它的光源。其与第五种实施方式的区别在于：在观察者双眼702一侧还具有正光源701，视差阻隔层704朝向观察者双眼702的阻光面为白色或其它浅色阻光面，该阻光面上还印制或处理有前景图像层703，而背光源708则是有选择性地照射。如果采用阻光油墨，视差阻隔层704和前景图像层703还可以合并为一层，即，采用阻光油墨制作的前景图像层上具有针孔阵或者狭缝光栅。当正光源701和背光源708同时照射时，观察者双眼702可同时看到前景图像703以及透过视差阻隔层704和透明介质层705看到具有特种视觉效果的合成图像，当背光源708不照射时，观察者双眼702在正光源照射下仅可看到前景图像703。

图10为本发明的第八种实施方式，其视差阻隔层805的制备步骤、透明介质层804的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层803的制备步骤与第六种实施方式相同，视差阻隔层805也是位于靠近背光源807一侧，而合成图像层803位于靠近观察者双眼802一侧。其与第六种实施方式的区别在于：在观察者双眼802一侧还设有正光源801，视差阻隔层805朝向正光源801的阻光面为白色阻光面，而背光源807则是有选择性地照射；当背光源807照射时，在视差阻隔层805的作用下，观察者双眼802可看到具有特种视觉效果的合成图像，当背光源807不照射时，观察者双眼802在正光源801下仅可看到没有特种视觉效果的合成图像。

图11表示观察者分别从图像两侧观看的原理示意图，在背光源907照射下，观察者双眼902从正面侧观看，可透过视差阻隔层903和透明介质层904看到具有特种视觉效果的合成图像905；而在正光源901照射下，观察者双眼906从背面侧观看时，在视差阻隔层903的作用下，也同样能够看到与上述看到的特种视觉效果图像互为镜像的具有特种视觉效果的合成图像905。

为了方便理解本发明，以下再通过几种实施例进行说明：

如图12所示，本发明制作在塑料制成的透明盒体113的某个盒面125上，本实施例中，视差阻隔层位于盒面125的外表面，合成图像层位于盒面125的内表面，视差阻隔层上还具有前景图像114。如果仅有正光源111照射而没有背光源，双眼112在正光源111一侧仅可看到前景图像114。

如图13所示，将透明盒体123的盒面125掀开，双眼122从其外表面侧观看，而同时在其内表面侧施加背光源121，双眼122的一侧没有正光源的情况下，双眼122仅可看到具有特种视觉效果的合成图像124，看不到前景图像114。

如图14所示，将透明盒体133的盒面135掀开，双眼132从其内表面侧观看，而同时在盒面135的正表面侧施加背光源131，双眼132的一侧没有正光源的情况下，可看到与图13中的特种视觉效果合成图像124互为镜像的特种视觉效果合成图像134。

图15所示为另一种实施例，在本实施例中透明盒体143的合成图像144位于盒面145的外表面，视差阻隔层位于盒面145的内表面。如果仅有正光源141照射而没有背光源，双眼142在正光源141一侧仅可看到没有特种视觉效果的合成图像144。

如图16所示，正对透明盒体153的盒面155，双眼152从盒面155的外表面侧观看，而同时在其内表面侧施加背光源151，双眼152的一侧没有正光源的情况下，双眼152仅可看到具有特种视觉效果的合成图像154。

如图17所示，双眼162从盒体163的盒面165的内表面侧观看，而同时在其外表面侧施加背光源161，双眼162的一侧没有正光源的情况下，双眼162可看到与图16中的特种视觉效果合成图像154互为镜像的特种视觉.效果合成图像164。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，包括全息或有指向性的视差阻隔层的制备步骤、透明介质层的制备步骤以及与视差阻隔层同步的合成图像层的制备步骤，其中，视差阻隔层和合成图像层相对应地位于透明介质层的前后两个表面上，在透明介质层的与观察者双眼相对的另一侧具有背光源。

2.根据权利要求1所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述视差阻隔层和合成图像层是直接印刷、曝光或处理在预制的透明介质层的两个表面上。

3.根据权利要求1所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述视差阻隔层、透明介质层和合成图像层是印刷、曝光或处理在预制的透光载体层的正面上，背光源位于透光载体层的后方。

4.根据权利要求1至3任一所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述视差阻隔层位于靠近观察者双眼一侧，而合成图像层位于靠近背光源一侧，并具有可逆组合功能。

5.根据权利要求4所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述观察者双眼一侧还具有正光源，在视差阻隔层朝向正光源的阻光面上直接印刷、曝光或处理有前景图像层，而背光源则是有选择性地照射；当正光源和背光源同时照射时，观察者双眼可看到前景图像以及透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；仅使用正光源照射时，观察者仅可看到前景图像；仅使用背光源照射时，可看到具有特种视觉效果的合成图像；当所述正光源照射时，观察者从合成图像层一侧观看可以看到与上述看到的特种视觉效果合成图像互为镜像的特种视觉效果合成图像。

6.根据权利要求1至3任一所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述合成图像层位于靠近观察者双眼一侧，而视差阻隔层位于靠近背光源一侧，并具有可逆组合功能。

7.根据权利要求6所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述观察者双眼一侧还具有正光源，而背光源则是有选择性地照射；当仅使用背光源照射时，观察者可透过视差阻隔层和透明介质层看到具有特种视觉效果的合成图像；当仅使用正光源照射时，观察者仅可看到没有特种视觉效果的合成图像；当所述正光源照射时，观察者双眼从视差阻隔层一侧观看可以看到与上述看到的特种视觉效果合成图像互为镜像的特种视觉效果合成图像。

8.根据权利要求1、2、3和5任一所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：无前景图像层存在时，视差阻隔层朝向正光源的阻光面为黑色或任意暗色阻光面；有前景图像层和需显示没有特种视觉效果的合成图像层时，视差阻隔层朝向正光源的阻光面为白色或任意浅色阻光面；如果采用阻光油墨来制作视差阻隔层和前景图像层，视差阻隔层和前景图像层合并为同一层，视差阻隔层和前景图像层也可是与背景图像同色的隐蔽层或无色层或任意颜色层。

9.根据权利要求1、2、3、5和7任一所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述视差阻隔层为任意针孔形状和排列方式的全息成像针孔阵层或者狭缝光栅层，与全息或有指向性的合成图像作用后可分别制作出全息或有指向性的特种视觉效果图像。

10.根据权利要求3所述的可双向多模式显示特种视觉效果图像的方法，其特征在于：所述透光载体层为任意的可透光材料，包括透光纸材、感光胶片或感光相纸。

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