CN1183006A - 一种三维空间图像的产生方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种三维空间图像的产生方法及装置,是利用人的双眼在视觉上因两个眼睛对于景物在视觉角度上的差异,而可视得立体图像景物的原理,用两个保持适当距离的单镜头所组成的双镜头摄录装置,针对景物在两个不同角度摄录其图像,再将此两图像同时显示在两个显示器上,或通过合成方式并列显示在一个显示器上,再由人左、右眼藉由分隔的两个独立视窗或各个图像对应的独立视窗用双眼视之,即可在视觉上看到该景物的三维空间图像。
Description
本发明涉及一种三维空间图像的产生方法及装置。
现在的三维空间图像产生技术是通过采用具有不同滤光效果的镜头摄取图像后，再将所摄的不同颜色的两个图像加以重叠，并籍由观看者配戴特殊的与上述摄影镜头相对应的眼镜来观看此两重叠图像。此时，观看者方可看到三维空间的立体图像。该技术也可将取得的两图像重叠在一个显示器(或荧光屏)上。还有一种现有技术是通过两个不同偏转方向的镜头摄取两图像，再将该所摄得的两图像重叠后，由观看者配戴与该不同偏转方向的两镜头相对应的眼镜，如此，观看者也可看到立体图像。但是，上述技术都是通过不同角度所拍摄的图像重叠，再让观看者的左、右眼只能同时见到两图像中的其中一个图像，方可看到立体图像。然而，这种技术所拍摄的图像颜色、光度都与原先的景物产生差异，所以观看者用特殊眼镜看到的合成图像也是一种不自然不协调的三维空间图像。
本发明的主要目的是提供一种三维空间图像的产生方法及装置，该方法利用人体眼睛构造在视觉图像上的应用原理，转而应用至摄影及放映处理技术上，产生三维空间图像，从而使本发明所产生的立体景物几乎逼近于视觉上的真实立体景物。
本发明的另一目的是提供一种三维空间图像的产生方法及装置，使现在的普通图像传播装置，如电视、电脑显示器或电影等，都可应用本发明的技术，将经由左、右两个不同角度所取得的图像，以合成技术使两图像并列在电视、电脑显示器或液晶显示器上，而观看者只需观看对应的两个独立观景视窗，就可使左、右眼分别从电视、电脑显示器等设备上观看三度空间的动态图像。从而使观看者在图像传播媒体上感受到一种前所末有的三维空间视觉画面。
本发明的三维空间图像产生方法，包含有下列步骤：
(1)首先，用一个摄录装置约略依人的左、右眼间的不同角度位置摄得该景物在不同角度的第一图像及第二图像；
(2)然后，将分别取得的第一图像及第二图像通过图像处理器处理后，并列显像于一个显示器上；
(3)该显示器所显示的第一图像及第二图像之间设有分隔装置，使该显示器可以通过分别对应于第一图像及第二图像的第一视窗及第二视窗，形成两个独立的视觉空间；
(4)观看者用双眼分别观看第一视窗及第二视窗时，就可获得其三维空间图像。
上述方法第一步骤所得到的第一图像及第二图像可以是通过电脑绘图或其他绘图方式针对景物依左、右眼角度绘制而成的虚拟图像。
上述方法的第二及第三步骤也可以分别为：
(2)然后，将分别取得的第一图像及第二图像再分别通过第一图像处理器和第二图像处理器显示于左、右并列的第一显示器及第二显示器上；
(3)该显示器所显示的第一图像及第二图像之间设有分隔装置，使该显示器可以通过分别对应于第一图像及第二图像的第一视窗及第二视窗形成两个独立的视觉空间。
上述摄录装置可以是双镜头的摄录装置，籍此双镜头摄录装置可以同时摄得景物的第一图像及第二图像。
上述摄录装置的第一视窗及第二视窗前可加设透镜，该透镜应使观看者所见景物的图像放大，且放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置重叠。
上述双镜头摄录装置的两目镜(视窗)与显示器之间可加设有一个调整装置。
上述双镜头摄录装置的摄录镜头可为活动调整式。
上述显示器可以是液晶显示器LCD。
上述显示器可以是电视机。
上述显示器可以是电脑显示器。
上述液晶显示器LCD可设有选择三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
上述电视机可设有选择三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
上述电脑显示器可设有选译三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
本发明的三维空间的图像产生装置，包括有以下设备：一种摄录装置，该摄录装置可摄得景物的第一图像及第二图像，其中摄录装置拍摄的第一图像及第二图像所取的角度应与人的双眼之间距离大约相当；一个图像处理器，该图像处理器可将摄录装置所拍摄的第一图像及第二图像显示在一个显示器上；一个分隔装置，该分隔装置装设在显示有第一图像及第二图像的显示器中间，籍此形成两个分别显示第一图像及第二图像的两个视窗空间。
上述拍摄的第一图像和第二图像可以分别通过第一图像处理器和第二图像处理器显示在左、右并列的第一显示器和第二显示器上。
上述摄录装置可以是摄像机。
上述摄录装置可以是数字摄像机。
上述摄录装置可以是双镜头摄录装置，籍此可以同时拍摄景物的第一图像及第二图像。
上述显示器可以是液晶显示器LCD。
上述双镜头摄录装置的摄录镜头可以是活动可调式，使该双镜头摄录装置可依不同人的左、右眼角度拍摄景物的第一图像及第二图像。
上述显示器可以是一个便携式三维空间显像装置，该装置设有一个壳体，壳体上开设有第一视窗和第二视窗，且这两个视窗之间设有一个分隔装置，该分隔装置使第一视窗和第二视窗分别形成独立的视觉空间，该装置对应于视窗并设有一个显示器，显示器接设有一个信号传输线，籍此传输线将从不同角度拍摄或用虚拟或其他方式获得的图像信号传输至该装置，并显示在显示器上，再由使用者通过其两眼分别经由独立的两视窗，在显示器上观看一种近乎实物色泽及亮度的立体图像。
上述三维空间显像装置的第一视窗及第二视窗前可加设透镜，通过该透镜使得观看者所看见的景物放大，且放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置有所重叠。
上述三维空间显像装置的两个视窗与显示器之间可加设有一个调整装置。
上述摄录装置可以是一种由可拆卸或可合二为一的显像装置与摄像机两部分所组成，其中显像装置从摄录装置本体取下后，就是一个三维空间的显像装置。
其中第一图像及第二图像可以是通过电脑绘图装置或其他绘图装置针对景物依左、右眼角度所绘制而成的虚拟图像。
本发明是利用人的双眼在观察景物时在视觉角度上存在差异而可视得立体图像景物的原理，用两个保持一定距离的单镜头所组成的双摄像镜头的摄录装置，在两个不同角度摄录图像，再将此两图像同时显示在两个显示器上，或籍由合成方式并列显示在一个显示器上，再由人的左、右眼籍助分隔的两个独立视窗分别观看各个显示器的图像，就可在视觉上看到一个三维空间图像。如该图像以合成方式并列显示在一个显示器时，则籍由各图像所对应的独立视窗用双眼观看，也可在视觉上感受到该景物的三维空间图像。而且，该图像不论在色彩、亮度或对比上都更逼近于真实景物。
图1是本发明的一个实施例图。
图2是人在两眼张开时观看置放在前方物体的视线图。
图3是人以图2所示的角度左眼所见的物体图像图。
图4是人以图2所示的角度右视所见的物体图像图。
图5是人的视觉器官构造图。
图6是人的图像视线图。
图7是双摄像镜头的摄像机基本构造示意图。
图8是双摄像镜头的摄像机的一个实施例图。
图9是本发明的观景器的另一实施例图。
参见图1，本发明是一个三维空间图像装置1，由一个中间设有不透明的分隔板100的中空框体10和一个显示器20所组成，该不透明的分隔板100将中空框体10分隔成两个独立视觉空间的第一视窗101和第二视窗102，以避免该视窗所对应的显示器20上显示的图像在亮度、色彩或对比上对相邻视窗造成干扰。显示器20设置在中空框体10的一端103，且该显示器20分别在第一视窗101及第二视窗102上对应显示有第一图像201和第二图像202。为使本发明装置具有三维空间图像效果，第一图像201和第二图像202是分别由一个摄录装置(图中未示)以对应于人的左、右眼的角度针对景物摄得分别的图像，或籍由电脑绘图绘制对应于人的左、右眼角度的虚拟图像，再将该图像信号转换为第一、第二图像201、202，并传送显示在显示屏20的对应位置上。
参见图2所示的在人的左、右眼401、402前方位置放一物体50的视线图。此时，人的左眼401所见物体50的图像如图3所示，由于左眼401是由脸部中间偏左位置看物体50，故左眼401所见的物体50是处于背景51偏右处。同量，该人右眼402所见物体50的图像，如图4所示，其图像是在背景51偏左位置处。再参见图2，若两眼401、402同时张开合视该物体50时，该物体50的图像对于观看者而言，即为一个立体图像，并位于该观看者所感受的正确位置。
参见图5，人的左、右眼401、402所看的物体图像，经由左、右眼401、402分别将图像出现在左、右眼的视网膜上。又，左眼401所见图像通过视神经和视束到达右枕叶，而右眼所见的视野则传至左枕叶，如此大脑的视神经403再把两部分结合起来，成为一个立体图像。这也是两眼与脑部配合形成立体视觉的过程。
参见图6，人的双眼所见物体所以具有立体感，是因两眼分别将不同角度所见的图像，分别送至大脑加以重叠合成，所以，人所能见到的立体图像范围60不会超过180度。所以，所谓立体图像乃是两眼所见物体的角度不同，使双眼图像重叠产生的效果而已。
参见图7，本发明的立体图像产生方法主要是籍由具有两个摄像镜头的摄录装置6，该摄录装置6中两个摄影像头60、61的距离即为人的双眼距离，且该两个摄像镜头60、61之间的距离是可调的，以符合不同人的两眼的视线宽度。参见图8，由摄录装置6的两个独立镜头60、61从两个不同角度针对景物分别摄得不同图像600、610后可将该图像信号通过图像处理器66分别显示于该摄录装置6中所设的显示器65上，并在该显示器65上呈现该图像600、610。在该显示器65的两图像600、610之间设有一个视觉分隔装置651，故摄像者即可从该摄录装置6的两目镜(或视窗)63、64看到眼前景物或人物62的立体图像。上述显示器与两目镜(或视窗)所组成的图像显示装置与摄录装置本体之间可以设计成可拆卸式，籍助有线或无线方式传输图像信号，籍此使显示器分别显示图像。由于两个图像600、610之间只存在摄取角度上的差异，没有常规方式上因为两者经过不同滤光或偏极化等处理造成的不必要差异，因此所看见的立体图像没有常规方式的不自然、不协调及不舒适等缺陷。
本发明中籍由摄录装置6摄录所得的图像(或由电脑绘图所绘制的虚拟图像)用胶卷储存或用数字讯号储存在存储器或磁带中，故当摄录装置6的两个独立镜头60、61所摄的图像为模拟(胶卷)的图像信号时，可先籍由图像处理器66将分别摄得的两图像同时传送至显示器上并列展示，此时，观看者通过对应于各个图像的视窗(两图像之间至视窗间也设有分隔装置)，就可看到三维空间图像，如在视窗上加上适当的透镜，可让三维空间的视觉过程更加舒适。
如果应用在三维空间图像显示器上，只需加上类似具有分隔两图像成为两个独立空间的视窗观景器，就可使三维空间图像表现出色泽更自然、感觉更舒适的视觉效果。以电视为例，如将上述所得的两图像并列在电视画面，再在电视画面上加设观景器，配合播放上述所摄的两图像时，可使观看者直接看到三维空间图像。如摄录装置6为数字信号的摄录器材，其图像也可由图像信号合成技术处理后，经电脑并列显示在电脑显示器或液晶显示器上，上述观景器均可在视窗前加设透镜，籍由该透镜使观看者所看的景物变大，使放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置有所重叠，两眼可以舒适地看出经过适当放大的图像，利于大脑辩识正确的立体图像。
上述由摄录装置6摄得的两个图像在输出时可分别由两个图像处理器分别进行处理，并在处理后分别输出至两个并列的显示器，让观看者籍由一个观景器即可观得一个三维空间图像。
参见图9所示的由讯号方式显像的可携带式三维空间显像装置7，该装置7设有第一视窗701及第二视窗702，(本实施例中上述第一视窗701与第二视角702均开设在一个环形壳体70上，实施时可不局限于此)，该环形壳体70的第一视窗701及第二视窗702之间设有一个分隔板71，使上述两个视窗701、702分别形成两个独立的视觉空间。该装置7对应上述视窗701、702设有一个显示器72，该显示器72通过所连接的讯号线73将从不同角度摄得的图像信号传送至该装置，并显示在显示器72上。又显示器72装设在一个冂形框体720内，且显示器72对应视窗701、702的位置上可分别显示两个可形成立体图像的第一图像721及第二图像722。使用者可轻易地由两眼分别经由独立的两视窗701、702在显示器上观看一种逼近实物色彩及亮度的立体图像。
为了让观看者更清楚容易地看到立体图像，上述两视窗701、702可同时附加适当的透镜，其焦距大小应让图像721、722在观看者的明视距离附近形成正立而放大的虚像。并使放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置有所重叠，使眼睛可以舒适地看出经适当放大的图像，有利于大脑辩识正确的立体图像，使观看者可毫不费力轻松地看出逼真的三维空间立体图像。
此外，为使近视或远视的观看者可以不配戴镜片就可清楚地看到立体图像，该三维空间显像装置7可以设有一个调整装置，该调整装置使显示两图像721、722的显示器与视窗701、702间的距离成为可调整的，让使用者可以各不相同的明视距离，清楚地看见显示器72上的立体图像。
Claims (25)
1、一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：该方法包含有下列步骤：
(1)首先，用一个摄录装置约略依人的左、右眼间的不同角度位置摄得该景物在不同角度的第一图像及第二图像；
(2)然后，将分别取得的第一图像及第二图像通过图像处理器处理后，并列显像于一个显示器上；
(3)该显示器所显示的第一图像及第二图像之间设有分隔装置，使该显示器可以通过分别对应于第一图像及第二图像的第一视窗及第二视窗，形成两个独立的视觉空间；
(4)观看者用双眼分别观看第一视窗及第二视窗时，就可获得其三维空间图像。
2、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述方法第一步骤所得到的第一图像及第二图像可以是通过电脑绘图或其他绘图方式针对景物依左、右眼角度绘制而成的虚拟图像。
3、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述方法的第二及第三步骤也可以分别为：
(2)然后，将分别取得的第一图像及第二图像再分别通过第一图像处理器和第二图像处理器显示于左、右并列的第一显示器及第二显示器上；
(3)该显示器所显示的第一图像及第二图像之间设有分隔装置，使该显示器可以通过分别对应于第一图像及第二图像的第一视窗及第二视窗形成两个独立的视觉空间。
4、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置可以是双镜头的摄录装置，籍此双镜头摄录装置可以同时摄得景物的第一图像及第二图像。
5、如权利要求1或2或3或4所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置的第一视窗及第二视窗前可加设透镜，该透镜应使观看者所见景物的图像放大，且放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置重叠。
6、如权利要求4所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述双镜头摄录装置的两目镜(视窗)与显示器之间可加设有一个调整装置。
7、如权利要求4或6所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述双镜头摄录装置的摄录镜头可为活动调整式。
8、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述显示器可以是液晶显示器LCD。
9、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述显示器可以是电视机。
10、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述显示器可以是电脑显示器。
11、如权利要求8所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述液晶显示器LCD可设有选择三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
12、如权利要求9所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述电视机可设有选择三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
13、如权利要求10所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述电脑显示器可设有选译三维空间或二维空间的不同显像功能的装置。
14、如权利要求1所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：该装置包括有以下设备：一种摄录装置，该摄录装置可摄得景物的第一图像及第二图像，其中摄录装置拍摄的第一图像及第二图像所取的角度应与人的双眼之间距离大约相当；一个图像处理器，该图像处理器可将摄录装置所拍摄的第一图像及第二图像显示在一个显示器上；一个分隔装置，该分隔装置装设在显示有第一图像及第二图像的显示器中间，籍此形成两个分别显示第一图像及第二图像的两个视窗空间。
15、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述拍摄的第一图像和第二图像可以分别通过第一图像处理器和第二图像处理器显示在左、右并列的第一显示器和第二显示器上。
16、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置可以是摄像机。
17、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置可以是数字摄像机。
18、如权利要求14或16或17所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置可以是双镜头摄录装置，籍此可以同时拍摄景物的第一图像及第二图像。
19、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述显示器可以是液晶显示器LCD。
20、如权利要求18所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述双镜头摄录装置的摄录镜头可以是活动可调式，使该双镜头摄录装置可依不同人的左、右眼角度拍摄景物的第一图像及第二图像。
21、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述显示器可以是一个便携式三维空间显像装置，该装置设有一个壳体，壳体上开设有第一视窗和第二视窗，且这两个视窗之间设有一个分隔装置，该分隔装置使第一视窗和第二视窗分别形成独立的视觉空间，该装置对应于视窗并设有一个显示器，显示器接设有一个信号传输线，籍此传输线将从不同角度拍摄或用虚拟或其他方式获得的图像信号传输至该装置，并显示在显示器上，再由使用者通过其两眼分别经由独立的两视窗，在显示器上观看一种近乎实物色泽及亮度的立体图像。
22、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述三维空间显像装置的第一视窗及第二视窗前可加设透镜，通过该透镜使得观看者所看见的景物放大，且放大后的左、右两图像在视网膜上对应的投影位置有所重叠。
23、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述三维空间显像装置的两个视窗与显示器之间可加设有一个调整装置。
24、如权利要求21所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：上述摄录装置可以是一种由可拆卸或可合二为一的显像装置与摄像机两部分所组成，其中显像装置从摄录装置本体取下后，就是一个三维空间的显像装置。
25、如权利要求14所述的一种三维空间图像的产生方法，其特征在于：其中第一图像及第二图像可以是通过电脑绘图装置或其他绘图装置针对景物依左、右眼角度所绘制而成的虚拟图像。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96120530 CN1183006A (zh) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 一种三维空间图像的产生方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96120530 CN1183006A (zh) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 一种三维空间图像的产生方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1183006A true CN1183006A (zh) | 1998-05-27 |
Family
ID=5126394
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 96120530 Pending CN1183006A (zh) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 一种三维空间图像的产生方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1183006A (zh) |
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1996
- 1996-11-18 CN CN 96120530 patent/CN1183006A/zh active Pending
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