[发明专利]一种实现空中显示和虚拟交互的三维数据体绘制的方法

说明书

本发明公开了一种实现空中显示和虚拟交互的三维数据体绘制的方法，属于虚拟显示与医学图像绘制领域。该方法含有以下步骤：将三维图像镜像扩展到显示屏上；将显示屏放置于暗箱中，将空中成像玻璃板放置于暗箱开口处；将显示屏上的图像通过空中成像玻璃板进行反射，在空中聚焦后显像。需要虚拟交互时，利用传感器获取人的手势信息，将该手势信息映射为空间平移量、旋转量或缩放倍数对三维数据进行变换，得到在空中聚焦而成的交互后的图像。本发明能将三维的数据在空中显示，不依赖于任何的显示载体，同时，通过手势的非接触式交互进一步提高了交互的有趣性。该方法成像效果好，交互方式灵活，对观测者限制小。

技术领域

本发明属于虚拟显示与医学图像绘制领域，更具体地，涉及一种基于空中显示和虚拟交互的三维数据体绘制方法。

背景技术

三维医学图像绘制是医学领域的重要内容，它是由一系列规则排列的体素组成，每个体素的值表示该体素的颜色，因此，其数据的基本信息就是长、宽、高方向的体素数及每个体素值。对于医生而言，比较关心三维数据所呈现的物体，于是，对每个体素赋予一定的透明度，使得医生在某个角度观测三维数据时，可以看到一定深度内的物体，而非仅能看到表面一层，从而可以直观地获取更多信息。

随着虚拟现实技术的发展，出现了多种三维显示的设备，这些设备多数需要特定的载体，或者观测者需要带特定的眼镜或头盔，使得观测者受限。另一方面，在医学领域中，医学数据三维可视化中现有的交互方式基本还是通过键盘鼠标或显示屏进行交互，医生在做手术的过程中，需要通过图像实时了解病人的情况时，同时也需要和图像或者程序进行交互，而此时医生带着手套，不方便与键盘鼠标或者显示屏有接触。

发明内容

本发明解决了现有技术中观测者观测图像时需借助观测工具而造成观测受限，以及交互需要接触式进行造成操作不便的技术问题。

按照本发明的目的，提供了一种实现空中显示的三维数据体绘制的方法，含有以下步骤：

(1)将图像的三维数据体素的灰度值加权叠加后的灰度值作为显像时的像素值，显示三维图像；

(2)将步骤(1)所述的三维图像镜像扩展到显示屏上；

(3)将步骤(2)所述的显示屏放置于暗箱中，所述暗箱的其中一侧开口，显示屏上的图像与所述开口相对；将空中成像玻璃板放置于暗箱开口处；所述暗箱除开口一侧以外其它的侧面不反光；

(4)将显示屏上的图像通过所述空中成像玻璃板进行反射，在空中聚焦后显像；该空中显像与空中成像玻璃板之间的夹角与所述显示屏与空中成像玻璃板之间的夹角相同，且该空中显像与空中成像玻璃板之间的距离与所述显示屏与空中成像玻璃板之间的距离相同。

优选地，所述显示屏与空中成像玻璃板之间的夹角为25度-65度；所述空中成像玻璃板为ASKA 3D-Plate。

优选地，步骤(3)所述暗箱内侧由无反光的黑布或黑色漆遮盖，以防止暗箱内光线的反射。

优选地，步骤(2)所述显示屏表面覆盖了防窥膜。

按照本发明的另一方面，提供了一种实现空中显示和虚拟交互的三维数据体绘制的方法，含有以下步骤：

(1)将图像的三维数据体素的灰度值加权叠加后的灰度值作为显像时的像素值，显示三维图像；

(2)将步骤(1)所述的三维图像镜像扩展到显示屏上；

(3)将步骤(2)所述的显示屏放置于暗箱中，所述暗箱的其中一侧开口，显示屏上的图像与所述开口相对；将空中成像玻璃板放置于暗箱开口处；所述暗箱除开口一侧以外其它的侧面不反光；