CN105432081B - 三维图像生成设备、三维图像生成方法、程序和信息存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供三维图像生成设备、三维图像生成方法、程序和信息存储介质，其可以将生成的三维图像的视差量设置为根据该三维图像显示在其上的显示器的类型的视差量。设置值识别部分(36)识别三维图像输出到的显示器的类型。图像生成部分(38)以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像。

Description

三维图像生成设备、三维图像生成方法、程序和信息存储介质

技术领域

本发明涉及三维图像生成设备、三维图像生成方法、程序和信息存储介质。

背景技术

存在导致能够显示三维图像(3D图像)的显示器(如3D电视、头戴式显示器和设在3D兼容游戏设备上的液晶显示器)显示三维图像的技术。

发明内容

技术问题

当被显示三维图像的视差量更大时，被显示三维图像对于观察者看起来存在于屏幕的更前侧或更后侧。所以，被显示三维图像的现实感增强。在另一方面，当被显示三维图像的视差量更大时，观察者由于例如强加于眼睛的负担的增加而感觉更不舒服。所以，迄今为止对被显示三维图像的现实感的改善存在限制。

众所周知，观察者感觉不舒服的视差量的值的范围取决于三维图像显示在其上的显示器的类型而不同。例如，当显示在3D电视上的三维图像的视差量超过屏幕的水平宽度的3％时观察者感觉不舒服。在另一方面，在头戴式显示器中，所使用的屏幕在左眼和右眼之间不同。因此，即使当显示在头戴式显示器上的三维图像的视差量超过屏幕的水平宽度的3％时，观察者也不会感觉不舒服。所以，为了尽可能增强被显示三维图像的现实感而不给观察者带来不舒服的感觉，期望的是显示在显示器上的三维图像的视差量变为根据该显示器的类型的视差量。然而，在常规技术中，生成的三维图像的视差量不是根据该三维图像显示在其上的显示器的类型的视差量。

考虑到上述问题做出本发明并且本发明的目的之一是提供可以将生成的三维图像的视差量设置为根据该三维图像显示在其上的显示器的类型的视差量的三维图像生成设备、三维图像生成方法、程序和信息存储介质。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本发明的三维图像生成设备是一种生成三维图像的三维图像生成设备，其包括识别三维图像输出到的显示器的类型的识别部分，以及以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像的三维图像生成部分。

此外，根据本发明的三维图像生成方法是一种用于生成三维图像的三维图像生成方法，其包括识别三维图像输出到的显示器的类型的类型识别步骤，以及以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像的三维图像生成步骤。

而且，根据本发明的程序导致生成三维图像的计算机执行识别三维图像输出到的显示器的类型的过程，以及以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像的过程。

另外，根据本发明的信息存储介质是一种存储程序的计算机可读信息存储介质，所述程序导致生成三维图像的计算机执行识别三维图像输出到的显示器的类型的过程，以及以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像的过程。

根据本发明，生成的三维图像的视差量可以设置为根据该三维图像显示在其上的显示器的类型的视差量。

在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据被识别的显示器的类型的范围内的视差量生成三维图像。

此外，在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据三维图像输出到的显示器是否是头戴式显示器的视差量生成三维图像。

而且，在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据三维图像显示在其上的屏幕的数量的视差量生成三维图像。

另外，在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据当用户看到三维图像时用户的眼睛和三维图像显示在其上的屏幕之间的距离的视差量生成三维图像。

此外，在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据包括在三维图像中的用于左眼的图像和用于右眼的图像是显示在相同屏幕上还是显示在不同屏幕上的视差量生成三维图像。

而且，在本发明的一个方面，所述三维图像生成部分以根据三维图像输出到的显示器的类型和显示器尺寸的组合的视差量生成三维图像。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施例的信息处理***的总体配置的一个例子的图示。

图2是用于解释本发明的一个实施例的概要的解释图。

图3是显示设置图像的一个例子的图示。

图4是显示设置数据的一个例子的图示。

图5是显示在根据本发明的一个实施例的信息处理设备中实现的功能的一个例子的功能方块图。

图6是显示在根据本发明的一个实施例的信息处理设备中执行的处理的流程的一个例子的流程图。

具体实施方式

下面将基于附图详细地描述本发明的一个实施例。

图1是显示根据本发明的一个实施例的信息处理***10的总体配置的一个例子的图示。如图1中所示，根据本实施例的信息处理***10包括信息处理设备12和显示器14。

根据本实施例的显示器14是能够显示三维图像(3D图像)的显示器14，如3D兼容头戴式显示器或3D电视。

根据本实施例的信息处理设备12例如包括控制单元20，存储单元22，通信单元24，和信息处理单元26。控制单元20例如是根据安装在信息处理设备12中的程序操作的程序控制设备，如CPU。存储单元22例如是存储元件，如ROM和RAM，硬盘驱动器等。在存储单元22中，存储将由控制单元20等执行的程序。通信单元24例如是通信接口，如网络板。图像处理单元26配置成例如包括GPU(图形处理单元)和帧缓冲器。GPU在从CPU提供的图形命令和数据的基础上在帧缓冲器中渲染(render)图像。在帧缓冲器中渲染的图像在预定定时转换成视频信号并且输出到显示器14。在本实施例中，图像处理单元26和显示器14由电缆连接，如HDMI(注册商标)(高清晰度多媒体接口)电缆或USB(通用串行总线)电缆。

图2是用于解释本实施例的概要的解释图。在本实施例中，安装在信息处理设备12中的程序由该信息处理设备12执行。假设例如在本实施例中执行游戏程序。根据本实施例的信息处理设备12执行该游戏程序。因此，根据游戏的进度状态，以预定帧率(例如，每1/60秒)执行作为二维图像(2D图像)的栅格图像的生成和Z缓冲器的值的确定。该栅格图像将在本实施例中称为原始图像OP。此外，在本实施例中，关于包括在该原始图像OP中的每个像素，确定与该像素关联的Z缓冲器的值。

Z缓冲器的值与通过将垂直于形成原始图像OP的平面的方向视为坐标轴限定的坐标值关联。假设在本实施例中，关于该坐标轴，将由原始图像OP形成的平面上的点视为原点并且将后侧限定为正方向侧。也就是说，假设Z缓冲器的值在形成原始图像OP的平面上的点处为0并且Z缓冲器的值在相对于该平面的后侧的位置处为正并且Z缓冲器的值在相对于该平面的前侧的位置处为负。在下文中，Z缓冲器的其关联值为0的像素将称为参考像素。通过将与包括在原始图像OP中的每个像素关联的Z缓冲器的值与该原始图像OP中的像素的位置关联，Z缓冲器的值可以表达为图像。该图像将在本实施例中称为Z缓冲器图像ZP。也就是说，在本实施例中，以预定帧率生成原始图像OP和Z缓冲器图像ZP。

此外，在本实施例中，信息处理设备12根据设置将与以上述方式生成的原始图像OP关联的二维图像或三维图像输出到显示器14。显示器14显示以该方式从信息处理设备12输出的二维图像或三维图像。

在本实施例中，在将二维图像输出到显示器14的情况下，信息处理设备12按照原样输出原始图像OP。

在另一方面，在将三维图像输出到显示器14的情况下，信息处理设备12在原始图像OP和Z缓冲器图像ZP的基础上生成三维图像并且将它输出到显示器14。在本实施例中，由信息处理设备12生成的三维图像包括用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP。在本实施例中，原始图像OP直接用作用于左眼的图像LP并且基于原始图像OP和Z缓冲器图像生成的图像用作用于右眼的图像RP。如上，根据本实施例的信息处理设备12起到生成三维图像的三维图像生成设备的作用。

在本实施例中，当三维图像输出到头戴式显示器时，用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP显示在两个屏幕上并且彼此不同。此外，在本实施例中，当三维图像输出到3D电视时，用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP交替地显示在一个屏幕上。如上，在本实施例中，三维图像显示在其上的屏幕的数量在三维图像输出到头戴式显示器的情况和它输出到3D电视的情况之间不同。当输出到3D电视的三维图像显示在3D电视上时可以使用的***不限于帧序列***，其中用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP交替地显示在一个屏幕上。例如，三维图像的显示可以由显示图像的被动式眼镜***实现，其中在偏振性质上彼此不同的用于左眼的图像LP的部分和用于右眼的图像RP的部分在每个水平扫描线基础上交替地布置。此外，例如，如果显示器14是免眼镜式3D显示器，则三维图像的显示可以由视差屏障***实现。

此外，用3D电视相比于用头戴式显示器，当用户看到显示在显示器14上的三维图像时用户的眼睛和屏幕之间的距离更长。

此外，在本实施例中，以上述方式生成的三维图像取决于该三维图像输出到的显示器14的类型而不同。例如，以上述方式生成的三维图像取决于该三维图像输出到的显示器14是头戴式显示器还是3D电视而不同。在本实施例中，例如，用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP之间的偏差的幅度(即，视差量)在输出到头戴式显示器的三维图像和输出到3D电视的三维图像之间不同。例如，如图2中所示，输出到头戴式显示器的三维图像的视差量d1大于输出到3D电视的三维图像的视差量d2。

在本实施例中，通过图3中所示的设置图像关于表示输出到显示器14的图像是二维图像还是三维图像的3D立体模式、图像输出到的显示器14的类型和3D深度允许设置。在该设置图像中，可以关于其它设置项(如屏幕的亮度和字幕的显示有还是没有)允许设置。

当用户在上述游戏程序的执行中执行预定操作时，玩游戏中断并且图3中所示的设置图像显示在显示器14上。然后，当用户通过该设置图像进行各种类型的设置项的设置并且其后执行预定操作时，继续玩该游戏。在本实施例中，在继续玩该游戏之后输出到显示器14的图像是根据通过设置图像设置的各种类型的设置项的设置值的图像。

图4是显示设置数据块的一个例子的图示，所述设置数据块均与可以由该设置图像设置的多个设置项中的相应的一个关联并且包括设置项的名称和关于这些设置项的设置值。当信息处理设备12的用户执行通过图3中所示的设置图像改变关于某个设置项的设置值的操作时，更新设置数据使得在该操作中的改变之后的值可以变为该设置项的名称包括在其中的设置数据的设置值。在图4中，显示三个设置数据块，其均与可以由图3中所示的设置图像设置的三个设置项中的相应的一个关联。具体地，显示其中设置项“3D立体模式”的设置值为“开”的设置数据，其中设置项“显示器的类型”的设置值为“头戴式显示器”的设置数据，以及其中设置项“3D深度”的设置值为“5”的设置数据。

在本实施例中，如果设置项“3D立体模式”的设置值为“开”，则三维图像输出到显示器14，并且如果该设置值为“关”，则二维图像输出到显示器14。

在本实施例中，对于看到显示在显示器14上的三维图像的用户，包括在该图像中的相应的像素看起来存在于由显示器14的屏幕形成的平面上，相对于该平面的后侧上，或相对于该平面的前侧上。在本实施例中，Z缓冲器的其关联值更大的像素看起来存在于更后侧上。

在本实施例中，用户看到参考像素的位置和由显示器14的屏幕形成的平面之间的长度取决于设置项“显示器的类型”的设置值而不同。在下文中，该长度将称为凸出(bump)。例如如果该设置值为“3D电视”，则参考像素看起来存在于形成显示器14的屏幕的平面上。在另一方面，例如如果该设置为“头戴式显示器”，则参考像素看起来比形成显示器14的屏幕的平面更靠近前侧预定长度存在。

此外，在本实施例中，这样生成三维图像使得关于看起来存在于相对于由显示器14的屏幕形成的平面的后侧的像素，当设置项“3D深度”的设置值更大时该像素看起来存在于更后侧。例如，这样生成三维图像使得该像素看起来比参考像素更靠近后侧一定长度存在，通过将Z缓冲器的关联值乘以设置项“3D深度”的设置值获得所述长度。此外，这样生成三维图像使得甚至当该设置值相同时，当设置项“显示器的类型”的设置值为“头戴式显示器”时相比于当该设置值为“3D电视”时，该像素看起来存在于更后侧。例如，当该设置值为“头戴式显示器”时，这样生成三维图像使得该像素看起来比参考像素更靠近后侧一定长度存在，通过将Z缓冲器的关联值乘以设置项“3D深度”的设置值和等于或大于1的常数(例如1.2)获得所述长度。

以该方式，在本实施例中，生成具有根据设置项“显示器的类型”的设置值的视差量的三维图像。具体地，例如，当该设置值为“头戴式显示器”时而不是当它为“3D电视”时生成具有更大视差量的三维图像。

此外，在本实施例中，关于看起来存在于相对于由显示器14的屏幕形成的平面的前侧的像素，确定看到该像素的位置和该平面之间的长度的上限值。在下文中，该上限值将称为弹出上限值。例如，当设置项“显示器的类型”的设置值为“头戴式显示器”时而不是当它为“3D电视”时弹出上限值更大。此外，在本实施例中，这样生成三维图像使得从由显示器14的屏幕形成的平面到看到相应像素的位置的长度等于或短于弹出上限值。以该方式，在本实施例中，生成具有根据三维图像输出到的显示器14的类型的范围内的视差量的三维图像。

以上述方式，在本实施例中，三维图像的属性值(如三维图像的视差量的值和凸出值)可以设置为根据该三维图像输出到的显示器的类型的属性值。

下面将主要关于生成将从信息处理设备12输出到显示器14的图像的处理进行进一步描述。

图5是显示在根据本实施例的信息处理设备12中实现的功能的一个例子的功能方块图。在根据本实施例的信息处理设备12中，不需要实现图5中所示的所有功能并且可以实现除了图5中所示的功能以外的功能。

此外，如图5中所示，从功能透视图，根据本实施例的信息处理设备12例如包括程序执行部分30，设置数据存储部分32，设置数据管理部分34，设置值识别部分36，图像生成部分38，以及图像输出部分40。程序执行部分30和设置数据管理部分34主要基于控制单元20实现。设置值识别部分36、图像生成部分38和图像输出部分40主要基于图像处理单元26实现。设置数据存储部分32主要基于存储单元22实现。

此外，通过执行程序实现以上功能，所述程序安装在作为计算机的信息处理设备12中并且包括由信息处理设备12的控制单元产生的对应于以上功能的命令。该程序例如经由计算机可读信息存储介质(如光盘、磁盘、磁带、磁光盘或闪速存储器)或经由计算机网络(如互联网)提供给信息处理设备12。

程序执行部分30执行安装在信息处理设备12中的程序。程序执行部分30在本实施例中例如执行游戏程序。此外，程序执行部分30将图形命令和数据提供给图像生成部分38。

设置数据存储部分32存储在图4中举例说明的设置数据。

设置数据管理部分34根据对图3中举例说明的设置图像的用户操作设置设置数据的设置值。例如，根据改变设置值的操作，设置数据管理部分34将设置数据的该设置值改变为变化之后的值。

设置值识别部分36识别存储在设置数据存储部分32中的设置数据的设置值。

图像生成部分38根据从程序执行部分30提供的图形命令和数据和由设置值识别部分36识别的设置值生成二维图像或三维图像。此外，当生成三维图像时，如果设置数据中的设置项“3D立体模式”的设置值为“开”则图像生成部分38生成三维图像，并且如果该值为“关”则生成二维图像。另外，在生成三维图像中，图像生成部分38根据原始图像OP、Z缓冲器图像ZP、设置数据中的设置项“显示器的类型”和“3D深度”的值以上述方式生成三维图像。

图像输出部分40将由图像生成部分38生成的图像输出到显示器14。该图像显示在显示器14上。

在这里，将参考图6中所示的流程图描述在根据本实施例的信息处理设备12中关于每个帧执行的处理的流程的一个例子。

首先，图像生成部分38在从程序执行部分30提供的图形命令和数据的基础上生成原始图像OP和Z缓冲器图像ZP(S101)。然后，设置值识别部分36检查存储在设置数据存储部分32中并且以“3D立体模式”作为设置项的名称的设置数据的设置值(S102)。如果该设置值为“关”，则图像输出部分40将由S101中所示的处理生成的原始图像OP输出到显示器14(S103)，并且结束本处理例子中所示的处理。

如果该设置值为“开”，则设置值识别部分36识别存储在设置数据存储部分32中并且以“显示器的类型”作为设置项的名称的设置数据的设置值，和存储在设置数据存储部分32中并且以“3D深度”作为设置项的名称的设置数据的设置值(S104)。然后，图像生成部分38在由S104中所示的处理检查的设置值的基础上确定三维图像的属性值，如视差量和凸出(S105)。然后，图像生成部分38在由S101中所示的处理生成的原始图像OP、由S101中所示的处理生成的Z缓冲器图像ZP和由S105中所示的处理确定的属性值的基础上生成用于右眼的图像RP(S106)。然后，图像输出部分40将包括作为由S101中所示的处理生成的原始图像OP的用于左眼的图像LP和由S106中所示的处理生成的用于右眼的图像RP的三维图像输出到显示器14(S107)，并且结束本处理例子中所示的处理。

本发明不限于上述实施例。

例如，可以生成具有根据三维图像输出到的显示器14的类型和显示器尺寸的组合的视差量的三维图像。例如，甚至当显示器14的类型相同时，当显示器尺寸更大时，其中生成视差量的三维图像的视差量可以更小。

此外，例如，信息处理设备12可以检测连接的显示器14的类型并且在该检测的结果的基础上识别三维图像输出到的显示器14的类型。然后，可以生成根据以该方式识别的显示器14的类型的属性值的三维图像。

而且，例如，尽管头戴式显示器和3D电视中的一个在上述实施例中设置为设置项“显示器的类型”的设置值，但是可以允许显示器14的另一类型设置为该设置值。另外，例如，可以允许三维图像显示在其上的屏幕的数量(例如1或2)设置为该设置值。此外，例如，可以允许当用户看到三维图像时用户的眼睛和屏幕之间的距离设置为该设置值。具体地，例如，可以允许设置当用户看到三维图像时用户的眼睛和头戴式显示器的屏幕之间的距离或用户的眼睛和3D电视的屏幕之间的距离。而且，例如，可以允许包括在三维图像中的用于左眼的图像LP和用于右眼的图像RP是显示在相同屏幕上还是显示在不同屏幕上设置为该设置值。另外，可以允许上述的因素的组合设置为该设置值。具体地，例如，可以允许设置三维图像显示在其上的屏幕的数量和当用户看到三维图像时用户的眼睛和屏幕之间的距离的组合。此外，例如可以允许生成具有根据以上显示的设置值的视差量的三维图像。

而且，例如，不需要使用这样的配置，其中设置项“3D深度”的设置值仅仅对设置为看起来存在于相对于由显示器14的屏幕形成的平面的后侧的像素产生影响。例如，可以这样生成三维图像使得关于设置为看起来存在于相对于由显示器14的屏幕形成的平面的前侧的像素，当设置数据中的设置项“3D深度”的设置值更大时对于用户而言像素看起来存在于更前侧。此外，可以这样生成三维图像使得甚至当该设置值相同时，当设置数据中的设置项“显示器的类型”的设置值为“头戴式显示器”时相比于当该设置值为“3D电视”时，该像素看起来存在于更前侧。

另外，本实施例可以不仅应用于基于二维图像生成三维图像的情况，而且应用于生成表示从两个照相机看到布置在虚拟空间中的物体时的状态的三维图像的情况。

而且，信息处理设备12可以包括作为内嵌部件的显示器14。此外，信息处理设备12可以包括多个壳体。另外，上述特定字符串和图中的特定字符串是举例说明并且本发明不限于这些字符串。

Claims (8)

1.一种生成三维图像的三维图像生成设备，其包括：

识别部分，其识别三维图像输出到的显示器的类型；以及

三维图像生成部分，其以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像，

其中，所述三维图像生成部分以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像，

其中，所述三维图像生成部分以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像包括：当显示器是头戴式显示器时生成的弹出上限值大于当显示器是三维电视时生成的弹出上限值，其中，弹出上限值是关于看起来存在于相对于由显示器的屏幕形成的平面的前侧的像素而确定的看到该像素的位置和该平面之间的长度的上限值。

2.根据权利要求1所述的三维图像生成设备，其中：

所述三维图像生成部分以根据被识别的显示器的类型的范围内的视差量生成三维图像。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的三维图像生成设备，其中：

所述三维图像生成部分以根据三维图像显示在其上的屏幕的数量的视差量生成三维图像。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的三维图像生成设备，其中：

所述三维图像生成部分以根据当用户看到三维图像时用户的眼睛和三维图像显示在其上的屏幕之间的距离的视差量生成三维图像。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的三维图像生成设备，其中：

所述三维图像生成部分以根据包括在三维图像中的用于左眼的图像和用于右眼的图像是显示在相同屏幕上还是显示在不同屏幕上的视差量生成三维图像。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的三维图像生成设备，其中：

所述三维图像生成部分以根据三维图像输出到的显示器的类型和显示器尺寸的组合的视差量生成三维图像。

7.一种用于生成三维图像的三维图像生成方法，其包括：

类型识别步骤，识别三维图像输出到的显示器的类型；以及

三维图像生成步骤，以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像，

其中，以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像，

其中，以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像包括：当显示器是头戴式显示器时生成的弹出上限值大于当显示器是三维电视时生成的弹出上限值，其中，弹出上限值是关于看起来存在于相对于由显示器的屏幕形成的平面的前侧的像素而确定的看到该像素的位置和该平面之间的长度的上限值。

8.一种存储程序的计算机可读信息存储介质，所述程序导致生成三维图像的计算机执行：

识别三维图像输出到的显示器的类型的过程；以及

以根据被识别的显示器的类型的视差量生成三维图像的过程,

其中，以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像，

其中，以根据三维图像输出到的显示器是头戴式显示器还是三维电视的视差量生成三维图像包括：当显示器是头戴式显示器时生成的弹出上限值大于当显示器是三维电视时生成的弹出上限值，其中，弹出上限值是关于看起来存在于相对于由显示器的屏幕形成的平面的前侧的像素而确定的看到该像素的位置和该平面之间的长度的上限值。