[发明专利]同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及视觉显示技术领域，特别是涉及一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统。

背景技术

现在出现的全息(Holography)显示技术，全息可以理解为三维显示物体和画面，即展示一个物体全部视角的全部画面的图像。全息图像技术包括利用特殊的技术手段记录并再现一个物体全部视角的全部画面的图像，从而使人眼产生和实际环境完全感觉一样的视觉效果。

现有技术中，三维(3D)显示技术能够提供全息图像，且该显示技术正在日益普及和应用，其不仅在计算机图形学领域中，而且在其他不同的环境和技术中同样得以实施。在3D显示技术方面，用户通常要佩戴头盔、特殊眼镜等，将平面图像转换成虚拟立体的图像。但是，这种应用方式是独自进行并且是具有妨碍性的：用户佩戴头盔、特殊眼镜或是其他只会将3D图像单独显示给每个用户的设备。

虽然这些方法通常是成功的，但是它们并未被广泛接受，这是因为观察者通常不喜欢在眼睛上戴东西。此外，这些方法在要将3D图像投影给一个或多个偶然经过的过路人、一群合作者或全体观众是无法实现的。如果要满足这种同时观看的需要，使得可以为处于相同观看环境并可以完全自由移动的每一个观看者呈现唯一定制的自动立体3D图像，而且该图像完全不同于那些正被任何其他观看者所观看的图像，那么将会是特别有利的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法、装置及系统，允许观察者完全且无阻碍地自由移动且能够观看到唯一定制的(全息的)三维立体图像。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种同时为多个观察者提供全息图像的显示方法，所述方法包括：追踪M个观察者及其眼睛位置的移动，M为大于0的自然数；根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度，以使得投影屏每个像素内的两个所述可编程反射镜分别将对应左眼和右眼的投影光线反射至对应的所述观察者的左眼和右眼；其中，多个所述可编程反射镜分布在所述投影屏表面形成可编程反射镜阵列，预先定义所述投影屏每个像素位置对应N个相邻的可编程反射镜，并且预先将投影屏每个像素位置对应的N个相邻的可编程反射镜对应地分配给所述M个观察者，且每个所述观察者的每只眼睛只分配所述N个可编程反射镜中的其中一个，N为大于0的自然数；以及根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影，从而控制射入不同的所述观察者左眼和右眼的光学投影。

其中，当M＝N时，所述追踪M个观察者及其眼睛位置的移动的步骤之前，还包括：追踪观察者以确定观察者的数量M；根据追踪到的观察者的数量M为所述投影屏的每个像素分配位置对应的N个相邻的可编程反射镜。

其中，当M<N时，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤之后，还包括：保持所述投影屏每个像素对应的N个可编程反射镜中未分配观察者的可编程反射镜为初始状态，使其不反射任何三维图像到任何一个所述观察者。

其中，所述根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度的步骤具体为：根据追踪到的每个观察者的眼睛位置的移动相应地调整分配给所述观察者的可编程反射镜相对于所述投影屏表面的角度，以改变所述可编程反射镜的法线方向。

其中，所述根据追踪到的每个所述观察者的眼睛位置的移动及分配给所述观察者的可编程反射镜的转动角度调制相应的左眼和右眼三维图像，并将所述左眼和右眼的三维图像向所述投影屏投影的步骤包括：与分配给所述观察者的可编程反射镜的法线进行关联；分别将左眼三维图像和右眼三维图像的入射光投影到所述投影屏对应像素上分配给所述观察者的可编程反射镜的法线位置，并经过所述可编程反射镜的反射从所述法线位置相应地射入所述观察者的左眼和右眼，从而分别将左眼和右眼的三维图像投影到相应的左眼和右眼的位置。

其中，所述方法还包括：响应所述追踪M个观察者的眼睛位置的移动，相应地调整左眼和右眼三维图像以产生全息图像。