[发明专利]自动3D照相亭

说明书

本申请要求于2014年3月20日提交的美国临时专利申请号为No.61/968121的名称为“自动3D照相亭”（即Automated3D Photo Booth）的申请的优先权，其被在此引用作为所有目的的参考。

技术领域

这里所公开的设备涉及照相亭所拍图像或视频的3D转换。虽然照相亭的发明几乎可追溯到摄像的开端，但照相亭一直局限于用于普通图像的印刷，而没有用于3D光栅印刷或在移动设备上的3D观影。与该照相亭结合使用的方法使得单镜头相机和立体相机的视频或图像能够进行全自动3D转换。

背景技术：现有技术的局限性

在社交场合、主题公园和公共场所进行摄像时，很难很快地将所拍摄的图像加工成个性化的纪念品。如果可为旅行者进行个性化定制并制作出引人注目的3D纪念品，那将会取得很好的效果；但实时将图像或视频进行3D转换是很困难的。如果图像或视频的实时3D转换需要通过大量的人工处理过程完成，则由于高昂的人工成本，使得增加服务人员的方式也不能解决该问题。并且，即使增加了服务人员，根据二维图像来创建逼真的3D模型也并不容易。

数字视频中的前景物体的自动图像分割过程经常被认为是一个不能解决的科学问题。生物视觉系统使得该图像分割过程看起来很容易。增加像激光测距仪或红外图像的增补数据能提高计算机视觉的深度知觉（depth perception），但这也会增加额外的硬件成本并使该图像分割过程更为复杂。对于具有普通图像或影片剪辑的视频处理过程，将物体进行深度智能的图像分割有时被称为内容转换的圣杯(Holy Grail)。

可以通过将一般影片预渲染成3D影片，避免实时自动图像分割过程的需要。电影工作室一直在制作的3D动画电影都是基于3D建模而完成的，而这种3D动画电影并不逼真。这也是目前现代3D电脑游戏的最先进技术。然而，在大多数情况下，3D图像或视频仍然局限在（locked inside）平面显示屏上。使用基于偏振镜片或快门镜片制成的立体眼镜来播放3D影片的电影院出现增长性复苏。如果顾客能将诸如3D图像或视频的个性化纪念品带回家，那将是很好的。然而，直到现在，仅有影视大片才能制作成3D电影。并且尽管那样，3D电影的制作需要经过几个月或几年的预处理。

另一个问题是要满足裸眼3D技术的需求。3D眼镜以其不好的观看而一直受到人们的批评。红蓝立体电影会导致重影，还会使得观众头痛。偏振眼镜和快门眼镜使用起来并不方便，并且对于电影院来说，大量的偏振眼镜和快门眼镜也可能会非常昂贵。还出现有双目视频面罩（visor），但是这种双目视频面罩并不是透明的，并且还阻断了用户与其他人之间的互动，并使用户无法观察其周围环境。

另一个问题是要解决在某些时候不能进行光栅印刷，来展示3D图像或视频。对于大多数用户来说，将光栅镜片层叠在隔行打印件（interlaced print）上是非常耗费时间，并很难完成的。顾客想要有即印3D图像，但没有显而易见的方法自身去实现。手机可以显示图像，但也可能不具有可利用的光栅覆盖物（lenticular overlay）。在手机上安装光栅覆盖物，并将该光栅覆盖物按照要求精确定位和定向也是难以完成的。另一个制约是，如果光栅镜片保持垂直设置，通常会引起莫阿干涉效应，并对在液晶二极管（LCD）、发光二极管（LED）、阴极射线管（CRT）或其他种类的显示屏上的红色亚像素、绿色亚像素或蓝色亚像素进行放大。但光栅镜片偏离垂直方向越大，立体的凸显效果就越差。另一个问题是，大多数可利用的光栅镜片设计用于打印，但墨水位置具有与显示屏中的像素不同的焦距。

或者，相机可被用来追踪用户的动作，并将用户的动作转化成计算机的鼠标或方向键输入的导航信息。通过这种方式，当一个人运动时，在3D情景、电脑游戏或虚拟旅游的屏幕上视角（perspective）将会发生改变。在普通的平板电脑或智能手机上，你可以像在全息图一样将前景物体向前或向后移动，以及环视该前景物体。然而，很遗憾地，对于不同的用户，室内照明效果有着显著差异，而这种情况导致了性能上有很大的差异。在移动显示屏上的自动立体观影过程中，当没有获得光学覆盖物时，需要采用一种方法；该这种方法比通过内置相机追踪用户动作来观看显示屏的前景物体每个面的“环视观影效果”的方式更为可靠。

因此，一种能解决上述这些问题的设备是非常有用的。

前景：发明内容