[发明专利]用于产生虚拟三维图像的系统和方法

说明书

一种用于产生将在电子显示器(12)上观看的虚拟场景(10)的系统、方法和软件。定义了虚拟参考平面(24)。参考平面(24)具有多个外围边界(27、28、29、30)。虚拟对象(20)位于所述虚拟场景(10)中的参考平面(24)上方。计算多个立体摄像机视点(25、26)，以使得所述虚拟对象(20)能够在所述参考平面(24)的所述多个外围边界(27、28、29、30)内用所述参考平面(24)成像。所述虚拟对象(20)在被立体成像之前和/或之后被数字地改变。所述改变包括弯曲、锥化或倾斜虚拟对象(20)的一部分和/或倾斜参考平面(24)的一部分。为叠加图像设置共同的边界集以创建最终图像(48)。

技术领域

大致上，本发明涉及用于创建在电子显示器上观看的虚拟立体和/或自动立体图像的系统、方法和软件。更具体地，本发明涉及创建看起来垂直投影在电子显示器上方或前方的虚拟图像的系统、方法和软件。以这种方式，虚拟图像可以看起来像立在电子显示器的顶上或浮在电子显示器的上方，和/或漂浮在电子显示器的前面。

背景技术

存在许多用于创建立体图像和自动立体图像的系统。这些图像是二维的，但是当使用3D眼镜在标准显示器上观看时或不使用3D眼镜在自动立体显示器上观看时，这些图像却显示为三维。然而，尽管由现有技术系统创建的图像是三维图像，但是它们通常看起来存在于电子屏幕的平面之后或下方。因此，电子显示器具有作为窗口的效果，在该窗口之后可以观看三维场景。

要创建看起来像立于屏幕(在该屏幕上观看虚拟图像)上方或前面的虚拟图像要困难得多。为了创建看起来在显示器上方或前面的虚拟图像，必须在图像的创建中进行复杂的调整。这种调整通常包括对虚拟图像中设计的视差和视角的复杂调整。Freeman的美国专利(专利号US7,589,759)举例说明了修改了立体图像的视差和视角的现有技术系统。

在Freeman的美国专利US7,589,759中，公开了一种系统，该系统创建虚拟3D对象，该3D对象看起来似乎在显示屏的前面或上方。这主要是通过在对象被成像时创造性地更改成像立体摄像机的视差和视角来实现的。

已经发现，通过以新的方式改变正被成像的对象的图像，可以更逼真和更清晰地创建3D对象的虚拟图像。在本发明中，申请人已经开发了一种系统和方法，该系统和方法结合了对现有技术的若干改进，并且创建了更好的立体/自动立体图像，该立体/自动立体图像以向前投影或垂直投影产生对象的外观，其中空间效果被显著改善。图像质量高，且具有技术上的进步。下面描述并要求保护改进的系统和方法。

发明内容

本发明是一种用于产生虚拟3D场景的系统、方法和软件，该虚拟3D场景看起来是从电子显示器垂直投影或向前投影的。虚拟场景可以是固定图像或动态视频。虚拟场景包含虚拟对象，当在电子显示器上观看时，该虚拟对象看起来是三维的。

为了创建虚拟场景，定义了虚拟零视差参考平面。参考平面具有包括前边界、后边界和侧边界的多个外围边界。至少一个虚拟对象被添加到虚拟场景。从参考平面上方的视点在参考平面的边界内观看虚拟对象。为了改善虚拟对象在电子显示器上方或前面的外观，对虚拟对象和/或虚拟场景的元素进行数字更改。

计算多个立体摄像机视点，以使虚拟对象能够在参考平面的多个外围边界内成像。在成像之前和/或之后对虚拟对象进行数字改变。所述虚拟对象的改变包括弯曲所述虚拟对象的一部分、锥化所述虚拟对象的一部分、使所述虚拟对象倾斜和/或使所述参考平面的全部或一部分倾斜。

虚拟场景是从多个立体视点成像的。成像创建第一图像和第二图像。改变后的虚拟对象的两个图像被叠加以创建叠加图像。为叠加的图像设置一组共同的边界，以创建最终图像。最终图像可显示在电子显示器上，其中在所述虚拟场景中使用的参考平面与所述电子显示器的屏幕平面对齐。结果是，取决于显示器的定向，虚拟场景中的虚拟对象将看起来是在电子显示器上方或前方。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考下面结合附图考虑的对本发明的示例性实施例的描述，其中：