[发明专利]应用于真实感近眼显示的图像生成方法和装置

权利要求书

1.一种应用于真实感近眼显示的图像生成方法，其特征在于，包括：

根据预设世界坐标系与目镜坐标系的映射关系，将待显示三维物体的空间成像信息从所述世界坐标系变换至所述目镜坐标系，以获得转换后的成像信息；

在出瞳位置处触发多条光线，以通过获取所述多条光线在所述转换后的成像信息中分别对应的像素的实际灰度值，获得第一光场图像；

通过获取所述多条光线在多层显示屏上分别对应的像素的初始灰度值，获得第二光场图像；

根据所述第一光场图像对所述第二光场图像中像素的灰度值进行修正，以获得第三光场图像；

在所述多层显示屏上显示所述第三光场图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目镜坐标系包括左眼目镜坐标系和右眼目镜坐标系，所述方法还包括：

根据如下规则建立所述世界坐标系、所述左眼目镜坐标系和所述右眼目镜坐标系：

以左眼目镜的光心位置为坐标原点，建立所述左眼目镜坐标系；以右眼目镜的光心位置为坐标原点，建立所述右眼目镜坐标系；以所述左眼目镜的光心位置和所述右眼目镜的光心位置之间连线的垂直平分线上一点为坐标原点，建立所述世界坐标系；所述世界坐标系的坐标轴与所述左眼目镜坐标系和所述右眼目镜坐标系中的相应坐标轴平行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将待显示三维物体的空间成像信息从所述世界坐标系变换至所述目镜坐标系，包括：

根据如下公式(1)将所述待显示三维物体的空间成像信息变换至所述左眼目镜坐标系：

根据如下公式(2)将所述待显示三维物体的空间成像信息变换至所述右眼目镜坐标系：

其中，(x_w,y_w,z_w)为所述世界坐标系中的任一点成像位置信息，(x_left,y_left,z_left)为所述左眼目镜坐标系中对应的成像位置信息，(x_right,y_right,z_right)为所述右眼目镜坐标系中对应的成像位置信息，f为目镜焦距，D为瞳距，L为所述世界坐标系的坐标原点到所述连线的距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光场图像对所述第二光场图像中像素的灰度值进行修正，以获得第三光场图像，包括：

根据所述第一光场图像和所述第二光场图像中对应像素的实际灰度值和初始灰度值构建误差函数；

求解所述误差函数，确定所述多条光线在所述多层显示屏上分别对应的像素的最终灰度值，以获得第三光场图像，所述最终灰度值使所述误差函数最小。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光场图像和所述第二光场图像中对应像素的实际灰度值和初始灰度值构建误差函数，包括：

以所述第一光场图像和所述第二光场图像中对应像素的实际灰度值和初始灰度值的加权差值的平方和，构建所述误差函数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得第三光场图像之后，还包括：

以预设目镜畸变系数，对所述第三光场图像进行校正。

7.一种图像生成装置，其特征在于，包括：

转换模块，用于根据预设世界坐标系与目镜坐标系的映射关系，将待显示三维物体的空间成像信息从所述世界坐标系变换至所述目镜坐标系，以获得转换后的成像信息；

第一获取模块，用于在出瞳位置处触发多条光线，以通过获取所述多条光线在所述转换后的成像信息中分别对应的像素的实际灰度值，获得第一光场图像；

第二获取模块，用于通过获取所述多条光线在多层显示屏上分别对应的像素的初始灰度值，获得第二光场图像；

修正处理模块，用于根据所述第一光场图像对所述第二光场图像中像素的灰度值进行修正，以获得第三光场图像；

显示模块，用于在所述多层显示屏上显示所述第三光场图像。