專利名稱：面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維可視化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向Microstation的植 入式真三維立體顯示方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，立體顯示已經(jīng)成為環(huán)境仿真、模擬訓(xùn)練以及規(guī)劃 設(shè)計(jì)等領(lǐng)域常用的技術(shù)手段，甚至開始與電影、電腦游戲等結(jié)合產(chǎn)生立體電 影和真三維游戲融入人們的日常生活。三維建模軟件作為一種重要的三維應(yīng) 用系統(tǒng)成為很多行業(yè)的關(guān)鍵軟件，Bentley公司推出的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 Mircrostation就廣泛應(yīng)用于建筑，機(jī)械制造，空間數(shù)據(jù)加工處理等領(lǐng)域。
在三維應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)立體視覺是一種潮流，在單一顯示設(shè)備上觀察到立體景 物，需要將左、右眼所看到的影像各自獨(dú)立分開，然后通過特定的外置設(shè)備 使左右眼看到不同的影像而通過大腦的生理作用形成立體視覺。傳統(tǒng)的立體 顯示需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行立體顯示，包括支持左右緩存的顯卡和支持雙通道 顯示的立體顯示設(shè)備?；谏鲜黾夹g(shù)，產(chǎn)生了廣為流行的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在 機(jī)器仿真、戰(zhàn)場(chǎng)模擬等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于需要專業(yè)設(shè)備， 成本高昂，也限制了立體顯示技術(shù)的應(yīng)用，所以立體顯示的應(yīng)用不能得到推 廣，大量的三維程序還是釆用單通道技術(shù)進(jìn)行顯示，缺乏立體感，失去了三 維程序應(yīng)有的立體顯示特性。同時(shí)，由于立體顯示需要專門硬件，特殊的編 程技巧，也造成了大量的程序在開發(fā)時(shí)沒有考慮立體顯示特性，沒有在程序中實(shí)現(xiàn)支持立體顯示的功能，使得這些程序即使在有立體顯示功能的硬件上 也不能顯示立體。這些程序占據(jù)了現(xiàn)在三維顯示程序的絕大部分，
Microstation也沒有突破上述限制，其在建模過程中，用戶還是只能看到單 通道的透視三維，不能實(shí)現(xiàn)真三維的立體顯示，不能達(dá)到最佳的應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在于克服Microstation (下簡稱Microstation) 軟件在三維顯示中存在的不足，實(shí)現(xiàn)對(duì)原軟件不加修改的真三維立體顯示。 本發(fā)明的核心是利用三維渲染的基本原理，通過攔截顯卡結(jié)果幀圖像中顏色 數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)，解析生成結(jié)果幀圖像的投影變換矩陣，應(yīng)用三維渲染的基 本原理以及重構(gòu)柵格化的三維場(chǎng)景，在此場(chǎng)景基礎(chǔ)上，應(yīng)用立體視覺原理， 生成立體像對(duì)，基于不同的立體顯示模式，驅(qū)動(dòng)顯卡進(jìn)行立體輸出。
本發(fā)明依賴的技術(shù)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中關(guān)于三維渲染的基本模型，即 Microstation系列軟件使用的3D API (當(dāng)前在Windows下Microstation使 用Dii:ect3D)的三維渲染的基本模型，包括三維渲染流水線、頂點(diǎn)的變換流水 線、Z緩沖區(qū)算法等。實(shí)現(xiàn)依據(jù)是Direct3D API和顯卡，兩者均是基于該基 本模型進(jìn)行工作的。本發(fā)明在不更改Microstation源代碼、二進(jìn)制代碼或計(jì) 算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的情況下，使該計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)雙目視覺的立體真三維顯示與
計(jì)算機(jī)三維顯示的基本原理是將三維場(chǎng)景經(jīng)過幾何變換和光照處理以及 柵格化之后，生成一幅二維柵格圖像在輸出設(shè)備上輸出。三維場(chǎng)景中包含一 系列的三維對(duì)象，三維對(duì)象是由一系列頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何圖元(包括點(diǎn)，線和 三角形)組合而成。頂點(diǎn)是一個(gè)包含三維空間位置及其對(duì)應(yīng)的渲染參數(shù)的坐標(biāo)點(diǎn)。首先對(duì)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行透視坐標(biāo)變換和光照處理。在坐標(biāo)變換階段，描 述物體幾何形狀的頂點(diǎn)被變換到視點(diǎn)為中心的坐標(biāo)系下，再進(jìn)行光照計(jì)算確 定每個(gè)頂點(diǎn)應(yīng)該具有的顏色和亮度。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本顯示單元是像素， 這些幾何對(duì)象被柵格化成像素，最后這些像素被送到幀緩存中等待顯示，如 圖2所示。
在三維圖形渲染中存在著一系列的坐標(biāo)變換，最后將物體本身的坐標(biāo)變 換成二維屏幕上的像素坐標(biāo)。這些坐標(biāo)變換都是將上一步變換結(jié)果作為輸出 的，構(gòu)成一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)變換的流水線，如圖3所示。所有三維對(duì)象的坐標(biāo)均被 統(tǒng)一到了同一個(gè)坐標(biāo)系下，經(jīng)過投影和裁剪形成規(guī)格化的坐標(biāo)，通過柵格化 變換形成圖像像素。
Z緩沖區(qū)算法又稱深度緩沖算法。由于二維平面坐標(biāo)在透視投影下可以對(duì) 應(yīng)無限多個(gè)三維坐標(biāo)。所以柵格化的幾何對(duì)象包含了每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的到視點(diǎn) 稱為深度值的參數(shù)，如果柵格化幾何對(duì)象像素的深度值小于原來像素，就用 這個(gè)像素的值代替原來位置的值，這就保證了總是距離視點(diǎn)最近的像素被保 存下來。
針對(duì)以上原理，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是
面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法，該方法包括以下步驟 步驟(1)針對(duì)Microstation使用的3D API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截； 步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)； 步驟(3)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生 成立體像對(duì)；
步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。本發(fā)明的方法具體可用下列步驟實(shí)現(xiàn)，下列步驟不分先后
a. 監(jiān)控創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，在該函數(shù)中加入調(diào)用3D API的系統(tǒng)檢 測(cè)函數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立體顯示特性，更改原始 設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示的硬件上開啟真三維立 體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志以便進(jìn)行紅綠立體顯示。
b. 監(jiān)控開始一幀繪制函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖幀的視口 尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)。
c. 監(jiān)控改變當(dāng)前繪制矩陣函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼以獲取三維應(yīng)用軟 件對(duì)當(dāng)前繪制矩陣的更改，通過矩陣參數(shù)識(shí)別場(chǎng)景渲染的投影類型，當(dāng)是透 視投影時(shí)，記錄該矩陣，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；
d. 監(jiān)控將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼以獲取整 個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于步驟c獲取的投影變換矩陣信息，反 算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維場(chǎng) 景；根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成可供立體顯示的立體像對(duì)。
所述步驟(1)中3D API的監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截進(jìn)一步包括利用API攔 截技術(shù)，獲取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)輸出，提取實(shí)現(xiàn)三維透視變 換的投影矩陣、視口寬高，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3DAPI的特 定函數(shù)，攔截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作為三 維場(chǎng)景重構(gòu)的基礎(chǔ)。
3D API攔截是指利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，對(duì)Microstation使用的3D API函數(shù)調(diào)用進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)3D API產(chǎn)生的渲染數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截在其中插入自定義 代碼，達(dá)到對(duì)原有API進(jìn)行監(jiān)控或重新實(shí)現(xiàn)的目的。API攔截技術(shù)成熟且應(yīng)用 廣泛，如屏幕取詞軟件、反病毒軟件、網(wǎng)絡(luò)防火墻等等。本發(fā)明所指的3D API 渲染攔截是指攔截特定功能的若干關(guān)鍵3D API函數(shù)。
所述步驟(l)中還進(jìn)一步包括針對(duì)其實(shí)現(xiàn)3DAPI函數(shù)的攔截的具體步驟 針對(duì)Microstation使用的3D API (Direct3D)，通過代碼注入或/和鉤子函數(shù) 技術(shù)編寫特定的攔截程序，在三維可視化程序的數(shù)據(jù)加載階段，將3DAPI攔 截程序加載到三維可視化程序的進(jìn)程中，從而攔截和監(jiān)控3D API調(diào)用。本發(fā) 明所指需要攔截的3D API關(guān)鍵函數(shù)如下
(21) 3D API創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù);
(22) 3D API開始一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；
(23) 3D API改變當(dāng)前渲染矩陣的函數(shù)；
(24) 3D API結(jié)東一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；
(25) 3D API將渲染數(shù)據(jù)輸出到當(dāng)前屏幕上的函數(shù)。
所述步驟(2)進(jìn)一步包括利用3D API輸出到顯卡幀緩存中的顏色和深度 數(shù)據(jù)，結(jié)合攔截3D API調(diào)用而獲得的投影參數(shù)，來解析生成顏色圖像和深度 數(shù)據(jù)的三維空間信息。即，通過生成三維渲染輸出的投影矩陣和視口寬高， 解算出三維渲染關(guān)鍵控制參數(shù)(視點(diǎn)位置、近平面、遠(yuǎn)平面)以及三維渲染 輸出的顏色和深度數(shù)據(jù)，進(jìn)而解算出每個(gè)像素在視空間中的三維坐標(biāo)以及對(duì) 應(yīng)的顏色特性，重構(gòu)視空間下柵格化的三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)。它具體可以包含以下I. 透視投影變換矩陣的識(shí)別。在一幀場(chǎng)景的渲染過程中，三維應(yīng)用軟件 可能會(huì)多次更改投影變換矩陣，只有透視變換矩陣才可以產(chǎn)生透視三維效果。 不失一般性，假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程中保持一致，將透視 投影矩陣攔截下來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否 為透視投影矩陣。
II. 建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系(簡稱視點(diǎn)坐標(biāo)系)。以步驟 I截獲的透視投影變換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系
Z軸穿過近平面的中心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方 向一致，近平面位于近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上。近平面上X的值域是 [-width/2， width/2] ， Y的值域是[-height/2， height/2]。在該坐標(biāo)系中，任 意坐標(biāo)點(diǎn)P(X，Y，Z)與近平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值P' (X'， Y', Z')可以由透視 投影矩陣變換求得，其中Z'對(duì)應(yīng)于幀深度緩存中的深度值?？傻肵'等于 width/2*X/Z ; Y'等于 height/2*Y/Z ; Z'等于(z-zNear)/z * zFar/(zFar-zNear),其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值。
III.柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)。設(shè)視口的寬度為width'、高度為 height',可由Direct3D API相關(guān)函數(shù)獲得。由視口和近平面的比例關(guān)系可 知任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)P〃' (X〃'，Y〃0對(duì)應(yīng)于近平面上的三 維坐標(biāo) Pn(xn ， yn ， zn), 其中 xn= (X〃 '-width'/2) *width/2 ， yn-(Y' height' /2) *height/2。對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z'，由步驟II可知， 對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo)系下Z值為Z'*(zFar-zNear)/zFar+zNear,可得像素點(diǎn)在視 點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)P(X,Y,Z)，其中X等于xNear/zNear*Z ， Y等于 yNear/zNear承Z。通過調(diào)用Direct3D API的讀取顯卡中顏色緩沖區(qū)函數(shù)和深度緩沖區(qū)函 數(shù)，利用步驟II中建立的坐標(biāo)系以及上述關(guān)系，可以獲得視點(diǎn)坐標(biāo)系下所有 像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將所有的三維坐標(biāo)用三角形面片連接起來，就構(gòu)成了一 個(gè)可進(jìn)行三維渲染的立體表面，該表面通過三維流水線，在任意視角下進(jìn)行 渲染。
所述步驟(3)中"設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生成立體像對(duì)"是利用步驟 (2)重構(gòu)的三維場(chǎng)景，生成兩幅影像，形成立體像對(duì)。本發(fā)明提出基于"立體 像素"的三維場(chǎng)景的立體顯示模型,所謂立體像素是指將步驟(2)重構(gòu)的三維
場(chǎng)景的每個(gè)像素與其對(duì)應(yīng)視點(diǎn)空間的三維坐標(biāo) 一 起組成序列 [(X，Y，Z)， (R，G,B)],構(gòu)成的一個(gè)三維像素空間。針對(duì)該空間中的每個(gè)像素， 按照透視變換原理，計(jì)算出其在新視點(diǎn)的像素位置點(diǎn)。 生成立體像對(duì)可采用下列兩種方法
方法一.調(diào)用3D API，渲染步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)，在原始圖像作 為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況下， 生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn) 立體像對(duì)生成。
方法二.釆用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目標(biāo)視空間下像素 的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間下。在原始圖像 作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況 下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而 實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。其中視點(diǎn)水平偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在X軸方向上的改變量Z^ 。
視點(diǎn)垂直偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在z軸方向上的改變量z^。
圖像像素偏移，是指生成的圖像像素水平方向的附加偏移
則在另 一的視點(diǎn)坐標(biāo)系下，對(duì)原始幀圖像中點(diǎn)P(X， Y, Z)的像素標(biāo)在左視點(diǎn)
下的坐標(biāo)X是Width'*(X-Dx)/(Z-Dz)+Dpixel, Y是Height'*Y/(Z-Dz)。該像素 在對(duì)于右視點(diǎn)坐標(biāo)系下，坐標(biāo)按照上述方法計(jì)算，但Dx，Dz取負(fù)號(hào)。
將每個(gè)像素的顏色復(fù)制到目標(biāo)位置。對(duì)兩個(gè)視點(diǎn)都應(yīng)用該方法從而獲得 立體像對(duì)。該方法具有不經(jīng)過圖形流水線，程序編制簡單，優(yōu)化容易等優(yōu)點(diǎn)。
所述步驟(4)中"針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)"是指將步 驟(3)生成的立體像對(duì)，通過顯示設(shè)備輸出并進(jìn)行立體觀察。本發(fā)明生成的立 體像對(duì)通過如下方式進(jìn)行真三維顯示
x.顯卡支持的雙目立體顯示。如在支持立體顯示的Direct3D API環(huán)境下， 在創(chuàng)建設(shè)備句柄階段啟動(dòng)Direct3D API的立體顯示模式，將生成的立體像對(duì) 分別輸送到左右兩個(gè)緩沖區(qū)中，實(shí)現(xiàn)立體顯示。
y.在不支持立體顯示的顯卡上，將立體像對(duì)合成為一幅紅綠互補(bǔ)色立體圖 像，從左右立體像對(duì)中的一個(gè)圖像提取紅色通道，另一個(gè)圖像中提取綠色和 藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立體圖像。并送回原始的 圖像緩沖區(qū)進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)。
z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
本發(fā)明旨在解決Microstation程序不能支持立體顯示的問題，依靠成熟 的代碼攔截技術(shù)攔截在Microstation對(duì)于3D API的調(diào)用進(jìn)行重新編排。通過藍(lán)控投影矩陣，獲取反算三維場(chǎng)景的關(guān)鍵參數(shù)，通過繪制的顏色圖像和深 度圖像，逐象素的反求其三維坐標(biāo)，并將像素值映射到對(duì)應(yīng)的位置上，形成 立體像對(duì)。通過各種顯示模式進(jìn)行立體顯示，本發(fā)明也為現(xiàn)有的大量三維程 序的直接立體化提供了一條可行的途徑。本發(fā)明具有如下特色
(1) 解決了在Microstation不能進(jìn)行立體顯示的問題，提升了在 Microstation的交互和用戶體驗(yàn)。
(2) 實(shí)現(xiàn)的算法新穎，通過幀緩沖區(qū)中的顏色圖像數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)經(jīng)過 重新分配形成立體像對(duì)，算法原理簡單，編程實(shí)現(xiàn)方便。
(3) 充分利用了現(xiàn)有的技術(shù)資源，由于基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Direct3D API開 發(fā)，具有良好的適應(yīng)性，對(duì)于顯卡沒有特殊要求。支持多種顯示模式，可以 在任意顯示環(huán)境下實(shí)現(xiàn)立體顯示。


圖1本發(fā)明實(shí)施例1的方法流程圖
圖2本發(fā)明采用的三維渲染的基本模式
圖3本發(fā)明釆用的三維圖形的坐標(biāo)變換流水線
圖4本發(fā)明實(shí)施例1的透視投影與透視變換矩陣
圖5本發(fā)明實(shí)施例1的以視點(diǎn)為中心的坐標(biāo)系
圖6本發(fā)明實(shí)施例1的立體像對(duì)的快速生成方法圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
如圖2和圖3所示，由于在Windows平臺(tái)上，從V8 XM版本開始， MicrosUtion已經(jīng)開始支持Direct3D API作為三維渲染API,因此下列實(shí)施 例以Windows XP下，Microstation V8 XM版本為基礎(chǔ)。
Direct3D 9的攔截與監(jiān)控基于Micorsof t Detours SDK開發(fā)。Detours是 Microsoft提供的一套Windows平臺(tái)下進(jìn)行API調(diào)用攔截的開發(fā)包，支持Win32
所有平臺(tái)。
如圖1所示，面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法，該方法 包括以下步驟
步驟(1)針對(duì)Microstation使用的DirecUD API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù) 攔截；
步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)； 步驟O)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生 成立體像對(duì)；
步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。 步驟(1)中DkecUD API的攔截與獲取場(chǎng)景渲染數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括利 用3DAPI攔截技術(shù)，獲取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)，提取實(shí)現(xiàn)三維 透視變換的投影矩陣、視口寬高，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3D API 的特定函數(shù)，攔截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作 為三維場(chǎng)景重構(gòu)的基礎(chǔ)。
步驟(2)進(jìn)一步包括利用Direct3D API輸出到顯卡幀緩存中的顏色和深 度數(shù)據(jù)，結(jié)合攔截Direct3D API調(diào)用而獲得的投影參數(shù)，來解析生成顏色圖
15像和深度數(shù)據(jù)的三維空間信息。它進(jìn)一步包含以下步驟
I.透視投影變換矩陣的識(shí)別。在一幀場(chǎng)景的渲染過程中，三維應(yīng)用軟件可能會(huì)多次更改投影變換矩陣，只有透視變換矩陣才可以產(chǎn)生透視三維效果。不失一般性，假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程中保持一致。透視投
影的各項(xiàng)控制參數(shù)與對(duì)應(yīng)的矩陣關(guān)系見附圖4所示。將透視投影矩陣攔截下
來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否為透視投影矩陣。
II. 建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系(簡稱視點(diǎn)坐標(biāo)系)。以a截獲的透視投影變換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系Z軸穿過近平面的中心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方向一致，近平面位于近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上。近平面上X的值域是[-width/2, width/2] ， Y的值域是[-height/2， height/2]。在該坐標(biāo)系中，任意坐標(biāo)點(diǎn)P(X，Y,Z)與近平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值P' (X', Y'， Z')可以由透視投影矩陣變換求得，其中Z'對(duì)應(yīng)于幀深度緩存中的深度值，如附圖5所示。可得X'等于width/2*X/Z ; Y'等于height/2*Y/Z; Z'等于(z-zNear)/z *zFar/(zFar-zNear)，其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值。
III. 柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)。設(shè)視口的寬度為width'、高度為height',可由Direct3D API相關(guān)函數(shù)獲得。由視口和近平面的比例關(guān)系可知任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)P'" (X'〃，Y〃')對(duì)應(yīng)于近平面上的三維坐標(biāo) Pn(xn , yn ， zn), 其中 xn= (X'〃 一width'/2) *width/2 ,yn=W-heightV2)*height/2。對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z'，由b可知，對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo)系下Z值為Z'*(zFar-zNear)/zFar+zNear,可得像素點(diǎn)在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)P(X, Y， Z),其中X等于xNear/zNear*Z, Y等于yNear/zNear*Z。通過調(diào)用Direct3D API的讀取顯卡中顏色緩沖區(qū)函數(shù)和深度緩沖區(qū)函 數(shù)，利用步驟n中建立的坐標(biāo)系以及上述關(guān)系，可以獲得視點(diǎn)坐標(biāo)系下所有 像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將所有的三維坐標(biāo)用三角形面片連接起來，就構(gòu)成了一 個(gè)可進(jìn)行三維渲染的立體表面，該表面通過三維流水線，在任意視角下進(jìn)行 渲染。
步驟(3)利用步驟(2)重構(gòu)的三維場(chǎng)景，生成兩幅影像，形成立體像對(duì)。 生成立體像對(duì)可采用下列兩種方法
方法一.調(diào)用3D API,渲染步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)，在原始圖像作 為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況下， 生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn) 立體像對(duì)生成。
方法二.采用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目標(biāo)視空間下像素 的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間下。在原始圖像 作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視點(diǎn)圖像情況 下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn)圖像，從而 實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。其中
視點(diǎn)水平偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在X軸方向上的改變量i^ 。
視點(diǎn)垂直偏移，是指新視點(diǎn)距離原始視點(diǎn)在Z軸方向上的改變量A。 圖像像素偏移，是指生成的圖象像素水平方向的附加偏移 則在另 一的視點(diǎn)坐標(biāo)系下，對(duì)原始幀圖像中點(diǎn)P(X， Y, Z)的像素標(biāo)在左視點(diǎn) 下的坐標(biāo)X是Width"(X-Dx)/(Z-Dz)+Dpixel, Y是Heigh t"Y/(Z-Dz)。該像素 在對(duì)于右視點(diǎn)坐標(biāo)系下，坐標(biāo)按照上述方法計(jì)算，但Dx，Dz取負(fù)號(hào)。將每個(gè)像素的顏色復(fù)制到目標(biāo)位置。對(duì)兩個(gè)視點(diǎn)都應(yīng)用該方法從而獲得 立體像對(duì)。該方法具有不經(jīng)過圖形流水線，程序編制簡單，優(yōu)化容易等優(yōu)點(diǎn)。
步驟(4 )將步驟(3)生成的立體像對(duì)，通過顯示設(shè)備輸出并進(jìn)行立體觀察。
本發(fā)明生成的立體像對(duì)通過如下方式進(jìn)行真三維顯示
x.顯卡支持的雙目立體顯示。如在支持立體顯示的Direct3D環(huán)境下，在 創(chuàng)建設(shè)備句柄階段啟動(dòng)Direct3D的立體顯示模式，將生成的立體像對(duì)分別輸 送到左右兩個(gè)緩沖區(qū)中，實(shí)現(xiàn)立體顯示。或
y.在不支持立體顯示的顯卡上，將立體像對(duì)合成為一幅紅綠互補(bǔ)色立體圖 像，從左右立體像對(duì)中的一個(gè)圖像提取紅色通道，另一個(gè)圖像中提取綠色和 藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立體圖像。并送回原始的 圖像緩沖區(qū)進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)?；?br> z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
實(shí)施例2
一種面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法，包括對(duì)以下函數(shù) 的攔截
a.創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)中加入調(diào)用 Direct3D API的系統(tǒng)檢測(cè)函數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立 體顯示特性，更改原始設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示 的硬件上開啟真三維立體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志 以便進(jìn)行紅綠立體顯示。b.開始一幀繪制函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖 幀的視口尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)。
d.將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，監(jiān)控該函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼 以獲取整個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于c獲取的投影變換矩陣信息， 反算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維 場(chǎng)景；
e.基于c獲取的投影矩陣信息，反算三維繪制中透視投影的各項(xiàng)參數(shù)， 根據(jù)這些參數(shù)、重建柵格化的三維場(chǎng)景，根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成 可供立體顯示的立體像對(duì)。
下面的實(shí)施過程是上述方法的具體軟件編碼過程。
1. 基于Detours API,在Windows XP平臺(tái)下基于Visual Studio 2005建立基 于基于C+十語言的Win32 DLL工程StereoDriver_BentleyV8_D3D作為攔截代 碼框架。
2. 在StereoDriver_BentleyV8—D3D中定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D3D一Stereo，該數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)包含如下內(nèi)容
1) Windows的窗口變量hWnd,類型HWND;
2) Direct3D的設(shè)備接口指針，pDevice,類型IDirect3DDevice9;
3) 記錄視口寬高的變量width,height,類型int;
4) 緩存顏色數(shù)據(jù)的變量ColorBuffer，類型BYTE*;
5) 緩存深度數(shù)據(jù)的變量DepthBuffer，類型float;6) 記錄當(dāng)前矩陣模式的變量MatrixMode，類型D3DTRANSF0RMSTATETYPE;
7) 記錄當(dāng)前透視投影矩陣的變量Matrix,類型D3DMATRIX;
8) 創(chuàng)建一個(gè)全局的鏈表gD3D—Stereos保存D3D-Stereo結(jié)構(gòu)的指針。
9) 創(chuàng)建一個(gè)全局的D3D—Stereo指針，ActiveD3D—Stereo，初始化為亂L。 3.基于Detours API實(shí)現(xiàn)對(duì)如下函數(shù)的監(jiān)控
1)Direct3DCreate9
Direct3DCreate9是Direct3D 9的主入口 ，創(chuàng)建一個(gè)IDirect3D 9的指針。 創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)My_Direct3DCreate9，實(shí)現(xiàn)如下功能
當(dāng)用戶第一次調(diào)用該函數(shù)時(shí)，利用Detours監(jiān)控IDirecUD 9的 CreateDevice函數(shù)。
調(diào)用原始的Direct3DCreate9函數(shù)。
2) Direct3DDevice9的CreateDevice函數(shù)
CreateDevice用以創(chuàng)建 一 個(gè)Direct3D設(shè)備。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù) My_IDirect3DDevice9-CreateDevice,實(shí)現(xiàn)如下功能
詢問用戶是否啟用立體支持，如果選擇是，判斷用戶使用的深度格式，確 保其為可鎖定讀取的模式；
執(zhí)行原始的CreateDevice,得到一個(gè)IDirect3DDevice9指針。
如果用戶選擇啟動(dòng)立體，創(chuàng)建一個(gè)D3D-Stereo，將參數(shù)中的pDevice用 IDirect3DDevice9指針賦值，將D3D—Stereo加入gD3D—Stereos。
監(jiān)控IDirect3DDevice9如下函數(shù)。
3) IDirect3DDevice9的BeginScene函數(shù)
BeginScene開始 一 幀的繪制。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)My—IDirect3DDevice9—BeginScene在其中實(shí)現(xiàn)如下功能
根據(jù)傳入的IDirect3DDevice9指針，在g詣一Stereos中找到與當(dāng)前設(shè)備 相同的，將其賦值給ActiveD3D—Stereo。如果沒有相同的則設(shè)置為NULL。
調(diào)用原始的BeginScene。
4) IDirect3DDevice9的SetViewport
SetViewport將當(dāng)前活動(dòng)的IDirect3DDevice9渲染上下文的視口設(shè)置到指 定位置和尺寸。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)My—IDirect3DDevice9—SetViewport,在 My-glViewport中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveD犯L—Stereo不為空，則判斷新的視口寬高是否和 ActiveD3D—Stereo 中的 width, height 相等。如果不相等釋放 ActiveD3D—Stereo中原有的ColorBuffer和DepthBuffer內(nèi)存。根據(jù)視口的 寬高創(chuàng)建顏色緩沖區(qū)ColorBuffer和深度緩存數(shù)據(jù)DepthBuffer。
調(diào)用原始的SetViewport。
5) IDirect3DDevice9的SetTransform
SetTransform 設(shè)置指定的矩陣。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù) My—IDirect3DDevice9—SetTransform,實(shí)現(xiàn)如下功能
如果ActiveD3D-Stereo不為空，判斷矩陣類型參數(shù)是否是D3DTS-PROJECTION， 如果是根據(jù)本發(fā)明所指判定條件，如果為透視投影矩陣，則記錄到 ActiveD3D-Stereo的變量中。 調(diào)用原始的SetTransform。
6) IDirect3DDevice9的Present函數(shù)
該函數(shù)將Direct3D渲染的 一幀圖像輸出到屏幕上。創(chuàng)建監(jiān)控函數(shù)
21My-IDirect3DDevice9—Present，在該函數(shù)中實(shí)現(xiàn)如下功能
如果 ActiveD3D—Stereo 不為空，調(diào)用 IDirect3DDevice9 的 GetBackSurfaceData 函數(shù)，從顏色緩沖區(qū)中讀取顏色圖像到 ActiveD3D一Stereo的ColorBuffer變量；調(diào)用GetDepthData函數(shù)以讀取深度 值到ActiveD3D—Stereo的DepthBuffer中。
從ActiveD3D—Stereo的Matrix變量中獲得透視投影的近平面的寬度 width,高度height,以及近平面的zNear和遠(yuǎn)平面zFar。
根據(jù)ActiveD3D—Stereo視口的寬度ViewPortWidth和ViewPortHeight， 創(chuàng)建臨時(shí)的顏色緩沖區(qū)，ColorBufferLeft和ColorBufferRight。
從用戶設(shè)置中獲得視點(diǎn)偏移Dx，深度偏移"和像素偏移DpiX6l.
建立一個(gè)循環(huán)，對(duì)每個(gè)ColorBuffer像素，取出對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)iX， iY以 及顏色RGB以及對(duì)應(yīng)的DepthBuffer中的深度值。利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法， 像素對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)P (X,Y,Z)。對(duì)左眼使用Dx,Dz，Dp^為參數(shù)。 使用本發(fā)明設(shè)計(jì)的快速立體像對(duì)生成算法，計(jì)算P對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)Pwt。對(duì) 右眼使用-Dx, -Dz, —Dpw為參數(shù),使用本發(fā)明設(shè)計(jì)的快速立體像對(duì)生成算法，計(jì)算 P對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)P一t。 將當(dāng)前像素的顏色分別賦值給ColorBufferLeft的 Pwt位置，和ColorBufferRight的P,t位置。
由于Direct3D 9默認(rèn)不支持立體顯示模式，從ColorBufferLeft中抽取 紅色通道，ColorBufferRight中抽取藍(lán)色和綠色通道，組成紅綠立體圖片， 輸出到屏幕。
4. 編 譯 StereoDriver-BentleyV8—D3D 工 程， 生 成 StereoDriver—BentleyV8-D3D. DLL文件。
5.將StereoDriver-BentleyV8—D3D. DLL文件通過detours SDK的 withdll. Exe命令行啟動(dòng)Microstation需要程序。
權(quán)利要求
1、面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法，其特征是，該方法包括以下步驟步驟(1)針對(duì)Microstation使用的3D API進(jìn)行監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截；步驟(2)利用場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)；步驟(3)自適應(yīng)屏幕分辨率和人的眼基距設(shè)定兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置并生成立體像對(duì)；步驟(4)針對(duì)不同的立體觀察設(shè)備進(jìn)行真三維觀測(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述真三維 立體顯示方法進(jìn)一步包括下列步驟，下列步驟不分先后a. 監(jiān)控創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù)，在該函數(shù)中加入調(diào)用3D API的系統(tǒng)檢 測(cè)函數(shù)功能，獲取系統(tǒng)立體顯示特性，根據(jù)相應(yīng)的立體顯示特性，更改原始 設(shè)定的顯示環(huán)境中的立體顯示模式，在支持立體顯示的硬件上開啟真三維立 體顯示支持，在不支持立體顯示的硬件上，設(shè)置標(biāo)志以便進(jìn)行紅綠立體顯示；b. 監(jiān)控開始一幀繪制的函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼獲取當(dāng)前繪圖幀的視 口尺寸，根據(jù)渲染的像素格式為立體像對(duì)創(chuàng)建臨時(shí)的緩沖區(qū)；c. 監(jiān)控改變當(dāng)前繪制矩陣的函數(shù)，在該函數(shù)中加入代碼以獲取三維應(yīng)用 軟件對(duì)當(dāng)前繪制矩陣的更改，通過矩陣參數(shù)識(shí)別場(chǎng)景渲染的投影類型，當(dāng)是 透視投影時(shí)，記錄該矩陣，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；d. 監(jiān)控將幀緩存輸出到顯示設(shè)備的函數(shù)，在監(jiān)控函數(shù)加入代碼以獲取整 個(gè)幀中各像素的顏色和深度數(shù)據(jù)，基于步驟c獲取的投影變換矩陣信息，反算每個(gè)像素在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，重建出基于像素的柵格化的三維場(chǎng)景；根據(jù)人眼睛的立體視覺模型，生成可供立體顯示的立體像對(duì)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟 (1)中3D API的監(jiān)控與渲染數(shù)據(jù)攔截進(jìn)一步包括利用API攔截技術(shù)，獲 取三維繪制相關(guān)矩陣和三維渲染數(shù)據(jù)輸出，提取實(shí)現(xiàn)三維透視變換的投影矩 陣、視口寬高，作為三維場(chǎng)景重構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)；利用3DAPI的特定函數(shù)，攔 截三維渲染輸出，提取顯卡幀緩存中的顏色和深度數(shù)據(jù)，作為三維場(chǎng)景重構(gòu) 的基礎(chǔ)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(1) 中還進(jìn)一步包括針對(duì)其實(shí)現(xiàn)3D API函數(shù)的攔截的具體步驟通過代碼注入或 /和鉤子函數(shù)技術(shù)編寫特定的攔截程序，在三維可視化程序的數(shù)據(jù)加載階段， 將3D API攔截程序加載到三維可視化程序的進(jìn)程中，從而攔截和監(jiān)控3D API 調(diào)用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(2) 進(jìn)一步包括下列步驟通過生成三維渲染輸出的投影矩陣和視口寬高，解算 出三維渲染關(guān)鍵控制參數(shù)以及三維渲染輸出的顏色和深度數(shù)據(jù)，進(jìn)而解算出 每個(gè)像素在視空間中的三維坐標(biāo)以及對(duì)應(yīng)的顏色特性，重構(gòu)視空間下柵格化的三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)。
6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(2) 進(jìn)一步包含以下步驟I.透視投影變換矩陣的識(shí)別假設(shè)透視投影變換矩陣在一幀的渲染過程 中保持一致，將透視投影矩陣攔截下來，將矩陣中的特征值作為判據(jù)，判斷當(dāng)前攔截的矩陣是否為透視投影矩陣；II. 建立視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)系以步驟I截獲的透視投影變 換矩陣為參數(shù)，建立以透視點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的視圖坐標(biāo)系Z軸穿過近平面的中 心，近平面的Y軸和X軸方向和該坐標(biāo)系的X軸，Y軸方向一致，近平面位于 近平面值對(duì)應(yīng)的Z軸的刻度上；近平面上X的值域是[-width/2， width/2], Y 的值域是[-height/2， height/2];在該坐標(biāo)系中，任意坐標(biāo)點(diǎn)P (X， Y， Z)與近 平面的交點(diǎn)的坐標(biāo)值P' (X'， Y'， Z')由透視投影矩陣變換求得,其中Z'對(duì) 應(yīng)于幀深度緩存中的深度值，X、width/2*X/Z ; Y'=height/2*Y/Z ; Z' = (z-zNear)/z * zFar/(zFar-zNear)，其中Z'對(duì)應(yīng)于深度緩存中的值；III. 柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的重構(gòu)設(shè)視口的寬度為width'、高度為 height',任意三維渲染幀圖像像素點(diǎn)的坐標(biāo)"''',丫''0對(duì)應(yīng)于近平面 上的三維坐標(biāo)Pn(xn， yn, zn)，其中xn= (X'〃-width'/2) *width/2 , yn=W-height'/2)*height/2;對(duì)應(yīng)的深度緩存中的值Z、對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)坐標(biāo) 系下Z=Z'*(zFar-zNear)/zFar+zNear，像素點(diǎn)在視點(diǎn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為 P(X，Y，Z),其中X=xNear/zNear*Z, Y=yNear/zNear*Z;將所有的三維坐標(biāo)用三角形面片連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)可進(jìn)行三維渲染的立體表面。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(3) 中生成立體像的方法是調(diào)用3D API,渲染所述步驟(2)中獲得的場(chǎng)景數(shù)據(jù)， 在原始圖像作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為右視 點(diǎn)圖像情況下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右視點(diǎn) 圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)生成。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(3)中生成立'體像的方法是采用柵格化三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)，構(gòu)建原始視空間與目 標(biāo)枧空間下像素的映射關(guān)系，將原始視空間下的像素直接變換到目標(biāo)視空間 下；在原始圖像作為左視點(diǎn)圖像情況下，生成右視點(diǎn)圖像；在原始圖像作為 右視點(diǎn)圖像情況下，生成左視點(diǎn)圖像；在不保存原始圖像情況下，生成左右 視點(diǎn)圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體像對(duì)快速生成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述步驟(4) 中針對(duì)不同的顯示與觀測(cè)設(shè)備，進(jìn)行立體顯示與觀測(cè)，包括x.在支持立體顯示的設(shè)備上，將立體像對(duì)分別輸出到顯卡左右兩個(gè)通道, 進(jìn)行立體顯示；或y.在不支持立體顯示的設(shè)備上，將立體像對(duì)中， 一個(gè)圖像提取紅色通道, 另一個(gè)圖像提取綠色和藍(lán)色通道，將提取的通道融合，形成一個(gè)互補(bǔ)色的立 體圖像，并支持紅綠眼鏡觀察;或z.將立體圖像或像對(duì)輸送到其他支持立體顯示設(shè)備上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的真三維立體顯示方法，其特征是，所述攔截 的3D API函數(shù)包括(21) 3D API創(chuàng)建三維顯示環(huán)境的函數(shù);(22) 3D API開始一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；(23) 3D API改變當(dāng)前渲染矩陣的函數(shù)；(24) 3D API結(jié)束一幀場(chǎng)景渲染的函數(shù)；(25) 3D API將渲染數(shù)據(jù)輸出到當(dāng)前屏幕上的函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向Microstation的植入式真三維立體顯示方法在所述Microstation采用的3D API調(diào)用和顯卡顯示之間采用植入式的渲染數(shù)據(jù)攔截技術(shù)，對(duì)原始的單通道顏色信號(hào)和深度信號(hào)、三維場(chǎng)景變換矩陣和投影變換矩陣進(jìn)行捕獲；對(duì)這些信息進(jìn)行解析，重構(gòu)柵格化的三維數(shù)據(jù)；基于立體視覺原理，自適應(yīng)地將該場(chǎng)景重新變換到兩個(gè)不同的視點(diǎn)位置，形成可供立體顯示的雙目視覺立體像對(duì)，驅(qū)動(dòng)顯卡對(duì)雙目立體像對(duì)進(jìn)行立體輸出；利用偏振、紅綠和閃閉式眼鏡等進(jìn)行真三維立體顯示與觀測(cè)。本發(fā)明可以對(duì)現(xiàn)有Microstation在不改變其程序和操作模式的情況下實(shí)現(xiàn)真三維立體化的場(chǎng)景展示。
文檔編號(hào)G06T15/00GK101482977SQ20091002899
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者吳明光, 溫永寧, 盛業(yè)華, 閭國年 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)