CN104423054A - 一种可同时显示2d与3d影像的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可同时显示2D与3D影像的方法与装置,主要是利用一第一光源、一第一影像面、一透明基材、一第二影像面与一第二光源,其中,该第一影像面上,主要设有一视差光栅结构、一2D影像、与复数个位置参考结构,该第二影像面上,主要设有一3D多视景合成影像、与复数个位置参考结构,通过精密加工、对位与数字印刷的技术,可将该第一影像面与该第二影像面,分别设在该透明基材的两面上。另外,通过同时以该第一光源与该第二光源,个别照明该第一影像面与该第二影像面的方法,以达到同时显示一2D与一3D影像的目的。通过采用本方法与装置的3D广告灯箱,除了可提供3D灯箱的功效外,亦保留原有2D灯箱的功能。
Description
技术领域
对于习知3D广告灯箱(3D Advertising Lighting Box,以下简称3D灯箱),一般是使用透镜阵列(Lenticular)方式,以显示一裸视的3D静态影像,达到提供3D专用灯箱的目的。对于该3D专用灯箱,本发明提出一种可同时显示2D与3D影像的方法与装置,以增加习知3D灯箱影像显示的功能,达到大幅提升广告的效益。
背景技术
如图1~2所示,为***版印刷的制程,将该3D多视景合成影像(Multi-View Combined3D Image)20,印装于该印刷面12之上。该3D多视景合成影像20,是由n个单一视景(Single View Image)VK所合成的影像所构成,其中,n为总视景数、k为视景编号数,且0≦k≦n-1。
如图2所示,对于该3D多视景合成影像20,借由该背光源30的照明与该透镜阵列(Lenticular)10的视景分离的作用,可于最佳观赏距离Z0(Optimum Viewing Distance,OVD)上的n个最佳视点(Optimum Viewin Point,OVP)Pk处,分别呈现单一视景影像Vk。
对于左眼L、右眼R分别位于该最佳视点Pk、Pk+1上的观赏者而言,该观赏者的左眼L、右眼R,可分别观看到一对具有视差的单一视景影像Vk、Vk+1。因此,该观赏者可观看到一3D影像。此处,为清楚呈现上述各显示结构与观赏相关位置的关系,设定一坐标系XYZ,并令该X轴设定于水平方向、Y轴设定于垂直方向、Z轴则以垂直于该3D结构面11而设定、且令Z=0设定于该3D结构面11上。因此,该上述相关观赏位置,位于Z>0的区域。
然而,现有裸视的技术,即自动立体化(Auto-Stereoscopic)的技术,不论是采用Lentuclar、或是视差光栅(Parallax Barrier)的方法,皆存在观赏自由度(Viewing Freedom)受限的问题,亦即,如图3所示,对于任一最佳视点处Pk,存在一单一可视区13,于该有限区域内(如菱形所示的区域),观赏者可观看到一较佳的3D影像。所谓较佳的3D影像,是指于该单一可视区13内,观赏者所观看到该单一视景影像Vk中,其所具有的鬼影(Cross-talk)程度较低。一般,鬼影比率低于10%时,观赏者不易察觉其存在,可观看到一较佳的3D影像。因此,利用裸视的技术,以作为3D灯箱的应用时,由于存在有限观赏自由度的缺失,会严重降低广告的效益。
发明内容
针对上述的缺失,本发明提出一种可同时显示2D与3D影像的方法与装置,可增加3D灯箱影像显示的功能,大幅提升广告的效益。
一种可同时显示2D与3D影像的方法,主要利用一第一光源、一第一影像面、一第二影像面与一第二光源,通过同时以该第一光源与该第二光源,分别照明该第一影像面与该第二影像面,以同时显示一2D影像与一3D影像。
优选的技术方案是:该第一光源,是由一可见光源所构成,用以投射该可见光源至该第一影像面上。
优选的技术方案是:该第一影像面,是由一视差光栅结构与一2D影像所构成,该2D影像接收该第一光源,由该第一光源对该2D影像的反射与散射的光学作用后显示该2D影像。
优选的技术方案是:该第二影像面,是由一多视景3D合成影像所构成,该多视景3D合成影像接收该第二光源,由第二光源对该多视景3D合成影像的透射与散射的光学作用后,再经由该视差光栅结构的视景分离的作用后显示一3D影像。
优选的技术方案是:该第二光源,是由一白色可见光源所构成,用以投射白色可见光至该第二影像面上。
本发明的另一目的在于提供一种可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,主要由以下组件所构成:
一透明基材,是由一透明平板组件所构成,具有均匀的厚度、与高平整度的一第一面与一第二面;
一第一影像面,设于该透明基材的第一面上,该第一影像面是由一视差光栅结构、一2D影像与复数个位置参考结构所构成;
一第一光源,是由一自然光源与一人造光源所构成,用以投射一可见光至该第一影像面上;
一第二影像面,设于该透明基材的第二面上,该第二影像面由一多视景3D合成影像与复数个位置参考结构所构成;以及
一第二光源,由一白色可见光源所构成,用以投射白色可见光至该第二影像面上。
优选的技术方案是:该自然光源,指太阳光。
优选的技术方案是:该人造光源,是由一广告牌照明灯具所构成。
优选的技术方案是:该视差光栅结构,是由一垂直条状结构与一倾斜条状结构所构成,其中,该垂直条状结构与该倾斜条状结构,是由复数个遮光组件与复数个透光组件所构成。
优选的技术方案是:该复数个遮光组件的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成该复数个遮光组件的制作,其中,该对位技术提供该复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一白色的印墨,将该复数个遮光组件,印制于该透明基材的第一面上。
优选的技术方案是:该白色印墨,由一不透光的材料所构成。
优选的技术方案是:该2D影像,是对应于该视差光栅结构,由复数个印刷区与复数个非印刷区所构成,其中,印刷区对应于遮光组件,并具有与遮光组件同样的结构、大小、位置与数目;另外,非印刷区对应于透光组件,并与该透光组件具有同样的结构、大小、位置与数目。
优选的技术方案是:印刷区中所具有2D影像的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成印刷区中2D影像的制作,其中,该对位技术,提供复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一彩色印墨,将印刷区中2D影像,印制于其所对应的遮光组件之上;另外,对于非印刷区中2D影像,则不做影像印制的处理。
优选的技术方案是:该多视景3D合成影像的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成该多视景3D合成影像的制作,其中,该对位技术,提供该复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一半透明的彩色印墨,将该多视景3D合成影像,印制于该透明基材的第二面上。
优选的技术方案是:该复数个位置参考结构,设于该第一影像面与该第二影像面上的同样位置处,对于其中单一个该位置参考结构,是由具几何对称形状的对位标靶所构成,另外,通过一对位标靶的制作方法,将复数个对位标靶,设在该透明基材的第一面与第二面之上。
优选的技术方案是:该具几何对称形状的对位标靶,其形状为一圆形、一方形或一十字形。
优选的技术方案是:该对位标靶的制作方法,是在该透明基材的四角落处,先涂布一黑色颜料后以形成一黑色区域,使用一具有精密定位的CNC加工机具或一具有精密定位的镭射雕刻机具,对该黑色区域进行挖空该黑色颜料的作业,以完成该对位标靶的制作。
优选的技术方案是:该白色可见光源,是由复数个白光LED、一导光板、复数个扩散片、与复数个增亮膜等组件所构成以产生的光源。
优选的技术方案是:该透明平板组件的材料,为一玻璃与一压克力。
优选的技术方案是:该第一光源与该第二光源,是以同时间的方式,分别照明该第一影像面与该第二影像面。
优选的技术方案是:该第一光源与该第二光源,是以不同时间的方式,分别且交替照明该第一影像面与该第二影像面。
优选的技术方案是:该2D影像与该视差光栅结构的制作,先通过一般印刷技术与数字印刷技术,并使用不透明的彩色印墨,先将该2D影像印制于该透明基材的第一面上后,再利用一对位技术与一具有精密定位的镭射雕刻机具,对于该2D影像,且对应于第一面的透光组件所存在处,以挖空该处的该2D影像以形成透光组件。
该方法主要是利用一第一光源、一第一影像面、一第二影像面与一第二光源,通过同时以该第一光源与该第二光源,分别照明该第一影像面与该第二影像面,用以同时显示一2D与一3D影像。
该装置则主要是利用一第一光源、一第一影像面、一透明基材、一第二影像面与一第二光源,其中,该第一影像面上,主要设有一视差光栅结构、一2D影像、与复数个位置参考结构,该第二影像面上,主要设有一3D多视景合成影像、与复数个位置参考结构,通过精密加工、对位、与数字印刷的技术,可将该第一影像面与该第二影像面,分别设于该透明基材的两面上。通过上述该方法的操作,即同时以该第一光源与该第二光源,分别照明该第一影像面与该第二影像面的方法,该装置可达到同时显示一2D与一3D影像的目的。
对于位于采用本方法与装置所构成的3D灯箱前的观看者而言,可于任意的位置,观到该2D影像,而于最佳观赏距离上,则可观看到由该3D多视景合成影像所构成的3D影像。因此,当观看者站在最佳观赏距离上时,即可同时观看到2D与3D影像。
综上所述,通过采用本方法与装置所构成的3D广告灯箱,除了可提供3D灯箱的功效外,亦保留原有2D灯箱的功能。因此,除了达到前所未有的视觉效果的外,亦可创造出无限广告的效益。
附图说明
图1~2为习知3D灯箱构成与3D静态影像显示的示意图;
图3为视景分离作用的示意图;
图4~5为本发明实施例构成的示意图;
图6为视差光栅结构构成的示意图;
图7为数位印刷印制视差光栅结构的示意图;
图8~9为数位印刷印制2D影像的示意图;
图10为数位印刷印制多视景3D合成影像的示意图;
图11为对位标靶结构构成的示意图。
附图标记说明:1-3D灯箱;10-透镜阵列(Lenticular);11-3D结构面;12-印刷面;13-单一可视区;20-3D多视景合成影像;30-背光源;100-本发明实施例的构成;110-第一光源;120-第一影像面;121-视差光栅结构;122-垂直条状结构;123-倾斜条状结构;122a、123a-遮光组件;122b、123b-透光组件;126-2D影像;126a-印刷区;126b-非印刷区;130-透明基材;131-透明基材的第一面;132-透明基材的第二面;133-位置参考结构;140-第二影像面;141-多视景3D合成影像;150-第二光源;n-总视景数;V0、Vk、Vk+1、Vn-1-单一视景影像;k-视景编号数;Z0-最佳观赏距离;P0、Pk、Pk+1、Pn-1-最佳视点;L-左眼;R-右眼;X、Y、Z-坐标系。
具体实施方式
需要说明的是,本次申请文件中提到的“复数个”,皆理解为“多个”。
如图4~5所示,为本发明实施例构成的示意图。本发明提供一种可同时显示2D与3D影像的方法与装置。本发明实施例的构成100,主要是利用第一光源110、第一影像面120、一透明基材130、第二影像面140与第二光源150,对于该第一影像面120、与第二影像面140,通过同时以第一光源110照明第一影像面120与以第二光源150照明第二影像140面的方法,以达到同时显示一2D与一3D影像的目的。亦即,通过第一光源110的照明,观赏者可于Z>0的区域,观看到由该第一影像面120所提供的2D影像;而于最佳观赏距离Z=Z0上,则可观看由该第二影像面140所提供的3D影像。
其中,如图5所示,该透明基材130,是由一透明平板组件所构成,该组件则可由玻璃、压克力(PMMA,有机玻璃)等具高透明度的材料所构成,具有均匀的厚度与高平整度的第一面131、第二面132,该第一影像面120与第二影像面140,分别设于该一透明基材130的第一面131、第二面132上。
该第一光源110,可由自然光源(如太阳光,无图示)与人造光源(如广告广告牌照明灯具,无图示)所构成,用以投射一可见光至该第一影像面120上。
如图5所示,该第一影像面120,设有一视差光栅结构121与一2D影像126。
如图6所示,该视差光栅结构121,可由垂直条状结构122与倾斜条状结构123所构成,其中,该垂直条状结构122、倾斜条状结构123中,主要是由复数个遮光组件122a、123a与复数个透光组件122b、123b所构成。对于上述该视差光栅相关光学理论、设计,请参阅中国台湾专利申请案号:98128986、101135830。
以下,借用该垂直条状结构122,以图标说明该第一影像面120实际装置的方法。
如图7所示,可借由一对位的技术与一数字印刷的技术,并通过使用一白色的印墨,将该复数个遮光组件122a,先印制于该透明基材130的第一面131上,其中,该白色印墨可由不透光的材料所构成。所谓数字印刷(DigitalPrinting),是指利用镭射或喷墨印打印机,将数字影像印制与平面的纸张、相纸(Photographic Paper)、玻璃、压克力、金属等材料表面,其相关的定义与技术,请参阅下列***网址:
http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_printing#Digital_laser_exposure_onto_traditional_photographic_paper。
其次,如图8~9所示,再利用同样的对位技术与数字印刷技术,并通过使用一彩色印墨,再将该2D影像126(如图8所示),印制于该复数个遮光组件122a之上(如图9所示)。换言之,该2D影像126装置的方法,是对于该复数个遮光组件122a所存在的位置上,印制对应于该处的该2D影像126;而对于该复数个透光组件122b所存在的位置上,则不做影像的印制。
因此,印制于该视差光栅结构121上的该2D影像126,是由复数个印刷区126a与复数个非印刷区126b所构成,其中,该复数个印刷区126a,对应于该复数个遮光组件122a,并具有与该复数个遮光组件122a同样的结构、大小、位置与数目。另外,该复数个非印刷区126b,对应于该复数个透光组件122b,并与该透光组件122b具有同样的结构、大小、位置与数目。
另外,对于该2D影像126与该复数个遮光组件122a、该复数个透光组件122b的制作,可先通过一般印刷技术与数字印刷技术,并使用不透明的彩色印墨,先将该2D影像126印制于该透明基材130的第一面131上后,再利用对位技术与一具有精密定位的镭射雕刻机具(无图示),对于该2D影像126,且对应于该复数个透光组件所存在处,以挖空该处的该2D影像的作业,以完该复数个透光组件122b的制作,即可达到上述数字印刷技术同样的效果。
另外,该第一光源110照明由复数个印刷区126a所构成的该2D影像126,借由该第一光源110对该2D影像126的反射与散射的光学作用,以显示该2D影像。
以下,说明该第二影像面140实际装置的方法。
如图10所示,该第二影像面140上,设有一多视景3D合成影像141,可借由一对位的技术与数字印刷的技术,并通过使用一半透明彩色印墨,将该多视景3D合成影像141,印刷于该透明基材130的第二面132之上。所谓半透明彩色印墨,是指该彩色印墨所构成的材料,可被部分的入射光穿透。
上述所谓对位的技术,如图11所示,是指对于该第一影像面120与该第二影像面140上,于该两面上的同样位置处,设有复数个位置参考结构133,该单一个位置参考结构133,是由一具对称几何结构的对位标靶所构成,该对称几何结构,可由圆形、方形或十字形等形状所构成。令该对位标靶几何中心的位置,即构成该数字印刷的该参考位置。以下,以饼图示例说明该对位标靶的制作。
该圆形对位标靶的制作,可通过一特定的制作方法,并以预先处理的方式,将该对位标靶,装置于该透明基材130上的第一面132与第二面132之上。例如,该对位标靶制作的方法,是在该透明基材130的四角落处,先涂布一黑色颜料后以形成一黑色区域,再使用一具有精密定位的数控机床(Computer numerical control,CNC)加工机具或具有精密定位的镭射雕刻机具,对该黑色区域中,以挖空该黑色颜料的作业,以完成一圆形对位标靶的制作。
该圆形对位标靶间的相对中心位置与距离,即成为一可提供印刷对位的参考数值。因此,对于上述该视差光栅结构121、该2D影像126、与该多视景3D合成影像141的印刷,其彼此间的对位,即可通过习知光学对位的方法,亦即,使用光学显微取像装置(无图标),以辨识该复数对位标靶的复数个中心位置,并根据此位置,以进行印刷的作业。
如图5所示,该第二光源150,由一白色可见光源所构成,该白色可见光源,可采用由一习用液晶面板的背光技术,即由复数个白光LED、一导光板、复数个扩散片、与复数个增亮膜等组件所构成的光源(无图示),以可投射一白色可见光至该第二影像面140上,以照明点亮该多视景3D合成影像141。借由该白色可见光源150对该多视景3D合成影像141的穿透与散射的光学作用后,再经由该视差光栅结构121的视景分离的作用后,即可于最佳观赏距离上的该最佳视点处,显示一3D影像。
综上所述,本发明一种可同时显示2D与3D影像的方法,其主要的物理特征,是利用一第一可见光源、一具有2D影像与视差光栅结构的第一影像面、一具有多视景3D合成影像的第二影像面、与一第二白色光源,通过同时以该第一光源与该第二光源,分别照明该第一影像面与该第二影像面,以同时显示一2D与一3D影像。其中,该第一可见光源照明该2D影像,借由该第一光源对该2D影像的反射与散射的光学作用,以显示该2D影像。另外,该第二白色光源照明该多视景3D合成影像,借由该第二光源对该多视景3D合成影像的穿透与散射的光学作用后,再经由该视差光栅结构的视景分离的作用后,以显示一3D影像。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以之限定本发明所实施的范围,即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。例如,本发明实施例,该第一光源与第二光源,亦可不同的时间,分别且交替照明该第一影像面、一第二影像面,达到分别交替显示2D影像与3D影像的功效;另外,该透明基材的个数,亦可为二件,用以分别装置该第一影像面、与该第二影像面。另外,该第一影像面上的视差光栅结构与2D影像的印制,可通过数字印刷的技术与不透明的彩色印墨,可以一次喷印的制程,达到同样的印制功效。
Claims (22)
1.一种可同时显示2D与3D影像的方法,其特征在于,主要利用一第一光源、一第一影像面、一第二影像面与一第二光源,通过同时以该第一光源与该第二光源,分别照明该第一影像面与该第二影像面,以同时显示一2D影像与一3D影像。
2.如权利要求1所述的可同时显示2D与3D影像的方法,其特征在于,该第一光源,是由一可见光源所构成,用以投射该可见光源至该第一影像面上。
3.如权利要求1所述的可同时显示2D与3D影像的方法,其特征在于,该第一影像面,是由一视差光栅结构与一2D影像所构成,该2D影像接收该第一光源,由该第一光源对该2D影像的反射与散射的光学作用后显示该2D影像。
4.如权利要求1所述的可同时显示2D与3D影像的方法,其特征在于,该第二影像面,是由一多视景3D合成影像所构成,该多视景3D合成影像接收该第二光源,由第二光源对该多视景3D合成影像的透射与散射的光学作用后,再经由该视差光栅结构的视景分离的作用后显示一3D影像。
5.如权利要求1所述的可同时显示2D与3D影像的方法,其特征在于,该第二光源,是由一白色可见光源所构成,用以投射白色可见光至该第二影像面上。
6.一种可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,主要由以下组件所构成:
一透明基材,是由一透明平板组件所构成,具有均匀的厚度、与高平整度的一第一面与一第二面;
一第一影像面,设于该透明基材的第一面上,该第一影像面是由一视差光栅结构、一2D影像与复数个位置参考结构所构成;
一第一光源,是由一自然光源与一人造光源所构成,用以投射一可见光至该第一影像面上;
一第二影像面,设于该透明基材的第二面上,该第二影像面由一多视景3D合成影像与复数个位置参考结构所构成;以及
一第二光源,由一白色可见光源所构成,用以投射白色可见光至该第二影像面上。
7.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该自然光源,指太阳光。
8.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该人造光源,是由一广告牌照明灯具所构成。
9.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该视差光栅结构,是由一垂直条状结构与一倾斜条状结构所构成,其中,该垂直条状结构与该倾斜条状结构,是由复数个遮光组件与复数个透光组件所构成。
10.如权利要求9所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该复数个遮光组件的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成该复数个遮光组件的制作,其中,该对位技术提供该复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一白色的印墨,将该复数个遮光组件,印制于该透明基材的第一面上。
11.如权利要求10所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该白色印墨,由一不透光的材料所构成。
12.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该2D影像,是对应于该视差光栅结构,由复数个印刷区与复数个非印刷区所构成,其中,印刷区对应于遮光组件,并具有与遮光组件同样的结构、大小、位置与数目;另外,非印刷区对应于透光组件,并与该透光组件具有同样的结构、大小、位置与数目。
13.如权利要求12所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,印刷区中所具有2D影像的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成印刷区中2D影像的制作,其中,该对位技术,提供复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一彩色印墨,将印刷区中2D影像,印制于其所对应的遮光组件之上;另外,对于非印刷区中2D影像,则不做影像印制的处理。
14.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该多视景3D合成影像的装置方法,是利用一对位技术与一数字印刷技术,以完成该多视景3D合成影像的制作,其中,该对位技术,提供该复数个位置参考结构的复数个中心位置,该数字印刷技术则根据中心位置,并使用一半透明的彩色印墨,将该多视景3D合成影像,印制于该透明基材的第二面上。
15.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该复数个位置参考结构,设于该第一影像面与该第二影像面上的同样位置处,对于其中单一个该位置参考结构,是由具几何对称形状的对位标靶所构成,另外,通过一对位标靶的制作方法,将复数个对位标靶,设在该透明基材的第一面与第二面之上。
16.如权利要求15所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该具几何对称形状的对位标靶,其形状为一圆形、一方形或一十字形。
17.如权利要求15所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该对位标靶的制作方法,是在该透明基材的四角落处,先涂布一黑色颜料后以形成一黑色区域,使用一具有精密定位的CNC加工机具或一具有精密定位的镭射雕刻机具,对该黑色区域进行挖空该黑色颜料的作业,以完成该对位标靶的制作。
18.如权利要求15所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该白色可见光源,是由复数个白光LED、一导光板、复数个扩散片、与复数个增亮膜等组件所构成以产生的光源。
19.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该透明平板组件的材料,为一玻璃与一压克力。
20.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该第一光源与该第二光源,是以同时间的方式,分别照明该第一影像面与该第二影像面。
21.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该第一光源与该第二光源,是以不同时间的方式,分别且交替照明该第一影像面与该第二影像面。
22.如权利要求6所述的可同时显示2D与3D影像的装置,其特征在于,该2D影像与该视差光栅结构的制作,先通过一般印刷技术与数字印刷技术,并使用不透明的彩色印墨,先将该2D影像印制于该透明基材的第一面上后,再利用一对位技术与一具有精密定位的镭射雕刻机具,对于该2D影像,且对应于第一面的透光组件所存在处,以挖空该处的该2D影像以形成透光组件。
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