[发明专利]集成成像显示系统中的三维显示方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及三维显示领域。更具体地讲，涉及集成成像显示系统中的三维显示方法和设备。

背景技术

随着科技的进步，显示技术也由黑白发展到彩色，由二维平面显示发展到三维（3D）立体显示，为用户提供越来越趋于真实化的体验。三维立体显示技术可分为基于视差的三维显示、体显示和全息显示等。基于视差的三维显示可分为视差屏障式和集成成像式。在这些三维显示方式中，集成成像显示（Integral Imaging Display，IID）被认为是最有潜力的一种三维显示方式，因为这种方式的亮度高，可以让用户裸眼观看到三维影像，并且这种三维影像具有在水平和垂直方向上的连续视差变化，为用户提供了一种真正的不变形的三维效果体验。

集成成像显示系统一般包括液晶显示（LCD）面板和微透镜阵列（MLA）。集成成像显示系统通过在微透镜阵列之后的LCD面板上显示作为二维图像的单元图像阵列（Elemental image array:EIA）图像而进行工作，从而用户可以观看到三维效果。通过微透镜阵列的折射，EIA图像中的不同部分被折射到三维空间中的不同方向从而形成三维图像。

集成成像显示系统的主要性能指标包括空间分辨率、角分辨率、可视角度和可显示的三维深度范围等。其中，空间分辨率和角分辨率是一对相互矛盾的指标。通常来说，给定一块LCD面板，空间分辨率和角分辨率的乘积等于面板的总分辨率，因此，如果空间分辨率高了，角分辨率就会降低，反之亦然。

理想的集成成像显示系统应该具有较高的空间分辨率和角分辨率。较高的空间分辨率可为用户提供三维场景的细节，较高的角分辨率则为用户提供连续的视差变化和三维体验。由于空间分辨率和角分辨率的乘积等于面板的总分辨率，因此，要想同时提高这两项指标，或者提高某一项指标而由不想降低另一项指标，最直观的方法就是提高LCD面板的总分辨率。

因此，需要一种在不改变LCD面板的总分辨率的基础上，可以提高集成成像显示系统的空间分辨率同时不会降低集成成像显示系统的角分辨率的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成成像显示系统中的三维显示方法和设备。

本发明的一方面提供一种集成成像显示系统中的三维显示方法，包括：A）产生N个第一视角图像，其中，N为大于1的自然数，每个第一视角图像对应于一个视角；B）从每个第一视角图像分解出M个第二视角图像，从而得到N组第二视角图像，其中，M为大于1的自然数；C）基于生成的第二视角图像产生M个单元图像阵列（EIA）图像；D）分时显示所述M个单元图像阵列图像。

可选地，从同一个第一视角图像提取的M个第二视角图像在预定方向具有不同的偏移，并且能够叠加形成所述同一个第一视角图像。

可选地，不同组的第二视角图像具有相同的偏移方式。

可选地，在形成每个单元图像阵列图像时，从N个第一视角图像分解出的N组第二视角图像之中分别选择偏移相同的N个第二视角图像来形成一个单元图像阵列图像。

可选地，从同一个第一视角图像提取的M个第二视角图像在预定方向的偏移为(k-1)/M个像素，k为第二视角图像的编号，k的范围为[1,M]。

可选地，所述方法还包括：E）将分时显示所述M个单元图像阵列图像的位置沿预定方向移动预定距离，并在移动后的位置再次分时显示所述M个单元图像阵列图像。

可选地，所述方法还包括重复步骤E）。

可选地，第一视角图像的分辨率大于第二视角图像的分辨率。

可选地，第一视角图像在预定方向上的分辨率是第二视角图像在预定方向上的分辨率的M倍。

可选地，第一视角图像与从该第一视角图像分解出的M个第二视角图像的关系被表示为下面的等式：

AB=I_H

其中，I_H为由第一视角图像的沿预定方向的任意行的像素值形成的一维矩阵，A为(M×N)×(M×N)的矩阵，B为由从第一视角图像分解出的M个第二视角图像的沿预定方向的对应于所述任意行的行的像素值形成的一维矩阵，

矩阵A的第i行j列元素A(i,j)的值通过如下方式确定：

当d≥M–a且c=b+1时；或者当d<M–a且c=b时，A(i,j)=1/M；在其他条件下，A(i,j)=0，

其中，i和j为自然数，i∈[1,M×N]，j∈[1,M×N]，a=i%M，b=floor(i/M)，c=j%N，d=floor(j/N)，%表示i除以M之后的余数，floor()表示向下取整函数。