本發(fā)明屬于立體顯示，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種面向立體顯示的空間信道快速構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、中國(guó)發(fā)明專利“一種基于視點(diǎn)形態(tài)記錄的立體顯示裝置”（公布號(hào)：cn116990983a）公開(kāi)了一種由透鏡陣列和視點(diǎn)記錄層記錄視點(diǎn)，并由透明液晶顯示面板提供視差圖像以形成立體顯示的裝置；進(jìn)一步的，為解決其視點(diǎn)位置規(guī)劃問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專利“一種用于立體顯示的視點(diǎn)規(guī)劃組件”（公布號(hào)：cn117939106a）公開(kāi)了基于集成成像拍攝方法的視點(diǎn)獲取方法，其通過(guò)傳統(tǒng)集成成像虛擬拍攝方法，以使得生成的視點(diǎn)能夠滿足任意觀看人數(shù)和任意觀看位置的視點(diǎn)設(shè)置需要。然而，上述已公開(kāi)的技術(shù)均是基于集成成像的虛擬拍攝技術(shù)獲取描述視點(diǎn)位置的圖像元，其計(jì)算過(guò)程需要大量的時(shí)間，難以滿足立體顯示器根據(jù)人眼位置實(shí)時(shí)調(diào)整視點(diǎn)生成位置的需要；此外，傳統(tǒng)集成成像拍攝方式還難以解決透鏡光線覆蓋率的問(wèn)題，即視點(diǎn)位置上經(jīng)任意透鏡傳播來(lái)的光線應(yīng)覆蓋該透鏡的所有幅面。

2、為此，本發(fā)明提出了一種面向立體顯示的空間信道快速構(gòu)建方法，其不再通過(guò)虛擬拍攝視點(diǎn)位置以生成描述視點(diǎn)位置的圖像元，而是通過(guò)視點(diǎn)位置逆向追跡得到可以覆蓋整個(gè)透鏡幅面的視點(diǎn)空間函數(shù)，并以該視點(diǎn)空間函數(shù)描述視點(diǎn)空間位置，空間函數(shù)可利用計(jì)算機(jī)程序直接生成描述視點(diǎn)位置的圖像元，即快速建立透鏡陣列和視點(diǎn)記錄層到人眼位置的信道，從而滿足視點(diǎn)生成的實(shí)時(shí)性需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決傳統(tǒng)集成成像拍攝獲取描述視點(diǎn)位置圖像元的方法中，視點(diǎn)位置上經(jīng)任意透鏡傳播來(lái)的光線難以覆蓋該透鏡的所有幅面，以及傳統(tǒng)集成成像拍攝方法計(jì)算量較大，難以滿足圖像元隨視點(diǎn)位置作實(shí)時(shí)性變化要求這兩大問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種面向立體顯示的空間信道快速構(gòu)建方法。

2、該方法在硬件上配置透鏡陣列和視點(diǎn)記錄層作為空間信道構(gòu)建系統(tǒng)，透鏡陣列放置于視點(diǎn)記錄層之前，并與視點(diǎn)記錄層正對(duì)齊；空間信道構(gòu)建系統(tǒng)可以構(gòu)建視點(diǎn)記錄層經(jīng)由透鏡陣列到達(dá)視點(diǎn)信宿位置的空間信道，空間信道的構(gòu)建具體由視點(diǎn)記錄層上的圖像元經(jīng)由透鏡陣列投射實(shí)現(xiàn)；透明液晶顯示面板放置于空間信道構(gòu)建系統(tǒng)的成像光路中；當(dāng)透鏡陣列及視點(diǎn)記錄層構(gòu)建指向某一視點(diǎn)信宿位置的空間信道時(shí)，透明液晶顯示面板提供與該視點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的視差圖像，從而使得人眼在所再現(xiàn)的視點(diǎn)位置上能夠看到與之對(duì)應(yīng)的視差圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體顯示。

3、視點(diǎn)記錄層快速構(gòu)建其經(jīng)由透鏡陣列到達(dá)視點(diǎn)信宿的空間信道方法如下：

4、?（1）設(shè)透鏡陣列的節(jié)距為 p，透鏡陣列到視點(diǎn)記錄層的距離為 l，某一視點(diǎn)信宿元的尺寸為 q，該視點(diǎn)信宿元到透鏡陣列的距離為 d，該視點(diǎn)信宿元中心到透鏡陣列中軸線的距離為 u( x, y)，其中 x為視點(diǎn)信宿元中心在水平方向上到透鏡陣列中軸線的距離， y為視點(diǎn)信宿元中心在垂直方向上到透鏡陣列中軸線的距離；則可以生成視點(diǎn)空間函數(shù)，具體包含視點(diǎn)空間周期函數(shù) t,?視點(diǎn)空間位移函數(shù) s,?及視點(diǎn)空間半徑函數(shù) r, t、 s及 r用于描述透鏡陣列及視點(diǎn)記錄層指向該視點(diǎn)信宿元位置的空間信道的圖像元；

5、?（2）視點(diǎn)周期空間函數(shù) t= p×( d+ l)/ d；

6、?（3）視點(diǎn)空間位移函數(shù) s包含水平位移分量 s( x)及垂直位移分量 s( y)；

7、?（4）若透鏡陣列的列數(shù)為偶數(shù)，則 s( x)?=?( x+ p/2)?× l/ d+ p/2;

8、?（5）若透鏡陣列的列數(shù)為奇數(shù)，則 s( x)?= x× l/ d;

9、?（6）若透鏡陣列的行數(shù)為偶數(shù)，則 s( y)?=?( y+ p/2)?× l/ d+ p/2;

10、?（7）若透鏡陣列的行數(shù)為奇數(shù)，則 s( y)?=? y× l/ d;

11、?（8）視點(diǎn)空間半徑函數(shù) r= q× l/ d+ φ， φ為到透鏡陣列的距離為 d位置處任意點(diǎn)光源經(jīng)任意透鏡在視點(diǎn)記錄層上的成像光斑直徑；

12、優(yōu)選地， φ通過(guò)在光學(xué)軟件中設(shè)置光學(xué)模型，并代入結(jié)構(gòu)參數(shù)透鏡陣列到視點(diǎn)記錄層的距離 l、視點(diǎn)信宿元到透鏡陣列的距離 d及透鏡焦距 f后仿真得出，并歸納為經(jīng)驗(yàn)函數(shù)；

13、?（9）透鏡陣列及視點(diǎn)記錄層指向該視點(diǎn)信宿元位置的空間信道的圖像元根據(jù) t、 s及 r函數(shù)進(jìn)行生成 ，該圖像元以 t為周期構(gòu)建亮點(diǎn)陣列圖像， s為亮點(diǎn)陣列相對(duì)于透鏡陣列中軸線的偏移量， r為光源陣列中各個(gè)亮點(diǎn)的直徑；

14、可選地，由視點(diǎn)空間函數(shù)生成圖像元的過(guò)程以matlab程序代碼實(shí)現(xiàn)。

15、可選地，透鏡陣列替換為柱透鏡光柵，并以相同視點(diǎn)空間函數(shù)生成圖像元，但該圖像元以 t為周期構(gòu)建一維亮條紋陣列圖像， s為一維亮條紋陣列相對(duì)于柱透鏡光柵中軸線的一維偏移量， r為一維亮條紋陣列中各亮條紋的寬度。

16、當(dāng)不同信宿元之間相對(duì)于透鏡陣列存在遮擋關(guān)系時(shí)，則距離透鏡陣列較遠(yuǎn)的信宿元不必生成空間信道。

17、上述過(guò)程中，在已知視點(diǎn)信宿的空間位置 d、 u及 q的情況下，根據(jù)透鏡陣列及視點(diǎn)記錄層的幾何參數(shù) p、 l及 f可以通過(guò)公式快速獲得視點(diǎn)空間函數(shù)，并通過(guò)代碼快速生成圖像元，從而避免傳統(tǒng)方法需要采用相機(jī)陣列進(jìn)行建模渲染從而獲得圖像元的漫長(zhǎng)復(fù)雜過(guò)程。此外，因 φ參數(shù)由光學(xué)仿真軟件代入 l、 d及透鏡焦距 f參數(shù)后逆向追跡光線得出，可以保證光線覆蓋整個(gè)透鏡幅面，從而解決傳統(tǒng)集成成像方法中透鏡的光線覆蓋率問(wèn)題。