專利名稱：一種三維圖像顯示裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像處理與圖像顯示領域，尤其涉及一種三維圖像顯示裝置及方法。
背景技術：
眾所周知，三維成像的基本原理是讓觀看者左右眼看到不同的畫面，左眼看到左 眼應該看到的畫面、右眼看到右眼應該看到的畫面，從而產(chǎn)生立體感覺；目前大部分的產(chǎn)品 都是依據(jù)這一原理來實現(xiàn)。目前，激光投影技術發(fā)展成熟，激光投影儀已經(jīng)面市，其中，激光投影儀有一個特 點不需要對焦，理論上畫面投射到任何距離都是清晰的，若能把激光投影儀應用在顯示三 維圖像的裝置中，那么，當屏幕在投影空間中自由移動的時候，不需要對焦，在投影空間內(nèi) 投影得到的圖像都是清晰的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術在顯示三維圖像的裝置中，投影儀 需要根據(jù)屏幕的當前位置進行對焦，給用戶帶來了極大的不便的缺陷，提供一種三維圖像 顯示裝置及方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造了一種三維圖像顯示裝置，所 述裝置包括屏幕、以及投影儀，所述投影儀包括屏幕位置采集模塊、存儲器、圖像運算模塊、 以及投影模塊，其中，屏幕位置采集模塊，用于獲取所述屏幕的當前位置信息，并根據(jù)所述當前位置信 息確定所述屏幕在投影空間內(nèi)的當前相對坐標，其中，所述投影空間用于顯示三維圖像的 物理空間；存儲器，用于存儲待投影物體在所述投影空間中的圖像數(shù)據(jù)；圖像運算模塊，用于讀取所述圖像數(shù)據(jù)，且根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的 剖面圖像，并根據(jù)所述當前相對坐標對剖面圖像進行校正，其中，所述剖面圖像是以所述屏 幕的當前位置為剖面形成的；投影模塊，用于接收并投射所述校正后的剖面圖像；屏幕，用于在進入成像空間時，對所述投影模塊所投射的所述校正后的剖面圖像 進行成像。在本發(fā)明所述的裝置中，所述屏幕位置采集模塊還用于采集所述屏幕在所述投影 空間上的三維圖像信息。在本發(fā)明所述的裝置中，所述圖像運算模塊還用于根據(jù)所述屏幕的當前位置信息 計算待投影物體的剖面圖像。在本發(fā)明所述的裝置中，所述屏幕還用于為所述屏幕位置采集模塊實時提供可識 別的自身當前位置信息。本發(fā)明還構造一種根據(jù)本發(fā)明所述的三維圖像顯示裝置的三維圖像顯示方法，所述方法包括以下步驟Si.屏幕位置采集模塊獲取屏幕的當前位置信息，并根據(jù)所述當前位置信息確定 所述屏幕在投影空間內(nèi)的當前相對坐標，其中，所述投影空間用于顯示三維圖像的物理空 間；S2.圖像運算模塊讀取存儲器中預先存儲的待投影物體在所述投影空間中的圖像 數(shù)據(jù)；S3.所述圖像運算模塊根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖像，并根據(jù)所 述當前相對坐標對所述剖面圖像進行校正，其中，所述剖面圖像是以所述屏幕的當前位置 作為剖面形成的；S4.所述圖像運算模塊將校正后的剖面圖像發(fā)送至投影模塊，以使所述校正后的 剖面圖像在所述屏幕上成像；S5.在所述投影空間中移動所述屏幕的位置時，返回步驟Si。在本發(fā)明所述的方法中，在所述步驟Sl之后和所述步驟S2之前還包括Sll.判斷所述屏幕是否處于成像空間，若是，則執(zhí)行步驟S2，若否，則執(zhí)行步驟 S12 ；S12.生成全黑圖像并將所述全黑圖像輸出至所述投影模塊，則轉至步驟S5。在本發(fā)明所述的方法中，在步驟Sl之前還包括SO.根據(jù)用戶的使用環(huán)境預先設置所述投影空間的位置和大小。在本發(fā)明所述的方法中，在所述步驟S3中的所述圖像運算模塊根據(jù)所述圖像數(shù) 據(jù)生成待投影物體的剖面圖像之前還包括根據(jù)所述屏幕的當前位置信息計算待投影物體的剖面圖像。在本發(fā)明所述的方法中，所述屏幕包括普通屏幕和/或專用屏幕。在本發(fā)明所述的方法中，所述屏幕為所述屏幕位置采集模塊實時提供可識別的自 身當前位置信息。實施本發(fā)明的三維圖像顯示裝置及方法，具有以下有益效果通過不斷的改變屏 幕的當前位置，用戶將在屏幕上看到待投影物體的一組連續(xù)的剖面圖像，從而對該待投影 物體形成了立體效果，采用二維投影設備實現(xiàn)了三維圖像的成像效果。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示裝置示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示裝置的成像示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實施例一的流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實施例一步驟SlOO中設置投影空間的位 置和大小的示意圖；圖5A至圖5C為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實施例一步驟S150中如何校正 剖面圖像的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明基于目前發(fā)展比較成熟的激光投影技術，因為激光投影儀有一個特點不 需要對焦，理論上畫面投射到任何距離都是清晰的，實現(xiàn)了在成像空間中顯示待投影物體 在任一以屏幕為剖面的剖面上的圖像信息，用戶眼睛看到的任意一點的圖像內(nèi)容和實際待 投影物體對應點的圖像內(nèi)容都一致，從而為用戶建立起立體感覺提供了充足的視覺素材。本發(fā)明提供的三維圖像顯示裝置，請結合參考圖1，為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示 裝置示意圖。如圖1所示，該裝置包括屏幕1、以及投影儀2，該投影儀2包括屏幕位置采集 模塊21、存儲器22、圖像運算模塊23、以及投影模塊24，在本發(fā)明的另一實施例中，不使用 投影儀2，采用自帶顯示功能的平板顯示器件，也可實施本發(fā)明的技術方案，該平板顯示器 件可以是有線的，也可以是無線的，本領域的技術人員應當了解，這里不再贅述，其中，屏幕位置采集模塊21，用于獲取屏幕1的當前位置信息，并根據(jù)該當前位置信息確 定屏幕1在投影空間內(nèi)的當前相對坐標，其中，該投影空間用于顯示三維圖像的物理空間。存儲器22，用于存儲待投影物體在該投影空間中的圖像數(shù)據(jù)，在本發(fā)明的實施例 中，計算機或其它類似系統(tǒng)可以根據(jù)這些圖像數(shù)據(jù)計算出任何一個點的圖像內(nèi)容，從而重 建該待投影物體的三維圖像和任意剖面上的剖面圖像。圖像運算模塊23，用于讀取該圖像數(shù)據(jù)，且根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖 面圖像，并根據(jù)該當前相對坐標校正剖面圖像，其中，該剖面圖像是以屏幕1的當前位置為 剖面形成的。投影模塊24，用于接收并投射該校正后的剖面圖像，在本實施例中，投影模塊24 是將數(shù)字圖像轉換成光線影像投射到屏幕1上的裝置，具有以下特點當屏幕1在投影空間 中移動時，投影得到的剖面圖像都是清晰的。屏幕1，用于在進入成像空間時，對投影模塊24所投射的該校正后的剖面圖像進 行成像。請結合參考圖2，為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示裝置的成像示意圖，如圖2所示， 該圖中的屏幕1以及投影儀2與圖1中的屏幕1以及投影儀2相同，這里不再贅述，在本發(fā) 明的實施例中，待投影的物體為立方體，以屏幕1為剖面，從而在二維投影設備上實現(xiàn)了三 維圖像的成像效果。優(yōu)選地，屏幕位置采集模塊21還用于采集屏幕1在該投影空間上的三維圖像信 息，在本發(fā)明的實施例中，屏幕位置采集模塊21可通過對攝取的影像進行識別，或接收電 子信號進行計算，或其它可行的方式，在此不再限制，對屏幕1在投影空間的三維信息進行 采集，這些三維信息可用來確定屏幕1所在的空間平面，也就是相對投影模塊24的相對坐 標，從而為圖像運算模塊23確定待投影物體的剖面位置、如何提取剖面圖像、以及如何校 正剖面圖像提供依據(jù)。優(yōu)選地，圖像運算模塊23還用于根據(jù)屏幕1的當前位置信息計算待投影物體的剖 面圖像，在本發(fā)明的實施例中，從存儲器22中讀取待投影物體的圖像數(shù)據(jù)，將該待投影物 體在指定剖面上的圖像內(nèi)容計算出來，生成剖面圖像；然后根據(jù)屏幕1相對于投影模塊24的相對位置信息，對剖面圖像進行變形運算，以消除投射到屏幕1上的剖面圖像因透視產(chǎn) 生的變形。優(yōu)選地，屏幕1還用于為屏幕位置采集模塊21實時提供可識別的自身當前位置信 息，在本發(fā)明的實施例中，屏幕1用于接收投射圖像的平板裝置，可通過手持或吊裝自由移 動。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)三維圖像顯示裝置的三維圖像顯示方法，請參閱圖3，為 根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實施例一的流程圖，如圖3所示，該方法開始于步驟S100， 根據(jù)用戶的使用環(huán)境預先設置投影空間的位置和大小，其中，該投影空間用于顯示三維圖 像的物理空間。在本發(fā)明的實施例中，請參考圖4，為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實施例一步 驟SlOO中設置投影空間的位置和大小的示意圖，待投影物體為立方體，以待投影模塊的投 影鏡頭為原點、以影像投射方向為X軸正方向建立三維空間坐標系，根據(jù)用戶的使用環(huán)境 確定投影空間位置，比如桌面辦公情形，投影空間比較小，公眾展示情形，投影空間就比較 大，由投影空間的位置與大小等信息確定待投影物體在空間坐標系的位置與大小，在維持 待投影物體原有長寬高比例的前提下，縮放到恰好被投影空間能容納得下，投影空間與待 投影物體之間的位置達到相對固定，屏幕采集模塊根據(jù)獲取的屏幕的空間位置信息確定屏 幕所在空間平面P，以計算平面P與待投影物體的剖面圖像q，進而可計算出在剖面圖像q 上待投影物體的圖像數(shù)據(jù)。隨后，下一步驟S110，屏幕位置采集模塊獲取屏幕的當前位置信息，并根據(jù)該當前 位置信息確定該屏幕在該投影空間內(nèi)的當前相對坐標。隨后，在下一步驟S120，判斷該屏幕是否處于成像空間，若是，則執(zhí)行步驟S140， 若否，則執(zhí)行步驟S130;隨后，在下一步驟S130，生成全黑圖像并將該全黑圖像輸出至該投影模塊，則轉至 步驟S170。隨后，在下一步驟S140，圖像運算模塊讀取存儲器中預先存儲的待投影物體在該 投影空間中的圖像數(shù)據(jù)。隨后，在下一步驟S150，圖像運算模塊根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖 像，并根據(jù)該當前相對坐標對剖面圖像進行校正，其中，該剖面圖像是以該屏幕的當前位置 作為剖面形成的。在本發(fā)明的實施例中，請參考圖5A至圖5C，為根據(jù)本發(fā)明的三維圖像顯示方法實 施例一步驟S150中如何校正剖面圖像的示意圖。以待投影物體為立方體為例，當屏幕以如 圖5A所示的方式放入投影空間中時，屏幕上期望的剖圖像應為一個長方形，但由于屏幕非 正對于投影模塊的鏡頭，如圖5B所示，b點比a點離鏡頭的距離要遠，未經(jīng)校正的原始剖面 圖像將產(chǎn)生“近小遠大”的透視畸變，如圖5C所示，因此要原始剖面圖要根據(jù)屏幕的位置信 息來進行校正變換，以消除其變形，保證實際投射到屏幕上的為期望的長方形。隨后，在下一步驟S160，該圖像運算模塊將校正后的剖面圖像發(fā)送至投影模塊，以 使該校正后的剖面圖像在該屏幕上成像。最后結束于步驟S170，在該投影空間中移動該屏幕的位置時，返回步驟S110。優(yōu)選地，在所述步驟S150中的該圖像運算模塊根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖像之前還包括根據(jù)該屏幕的當前位置信息計算待投影物體的剖面圖像。優(yōu)選地，該屏幕包括普通屏幕和/或專用屏幕，在本發(fā)明的實施例中，若使用普通 屏幕，則需在普通屏幕的四角設置特別的標識塊，以使屏幕位置采集模塊獲取到屏幕的當 前位置信息，屏幕位置采集模塊采用雙攝像頭實時采集待投影物體的剖面圖像，只要識別 出普通屏幕的任意三角標識塊的位置信息，則可確定屏幕所在平面的空間位置；若使用專 用屏幕，專用屏幕內(nèi)置位置傳感器，持續(xù)向屏幕位置采集模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，屏幕位置采集模塊 配合超聲波測距模塊得到的屏幕的當前位置信息，從而確認屏幕所在平面的空間位置。優(yōu)選地，該屏幕為所述屏幕位置采集模塊實時提供可識別的自身當前位置信息。在本發(fā)明三維圖像顯示方法的另一實施例中，采用平板顯示器件，也可實現(xiàn)本發(fā) 明的技術方案，但是在實施例一的步驟中不再需要校正剖面圖像，直接在屏幕上顯示即可， 如iPad—類的平板電腦，因為獲取到屏幕的當前位置實際就是獲取自身的位置，計算出相 應的剖面圖像后，就不再需要進行校正，直接顯示在液晶屏上即可，在這里不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種三維圖像顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括屏幕、以及投影儀，所述投影儀 包括屏幕位置采集模塊、存儲器、圖像運算模塊、以及投影模塊，其中，屏幕位置采集模塊，用于獲取所述屏幕的當前位置信息，并根據(jù)所述當前位置信息確 定所述屏幕在投影空間內(nèi)的當前相對坐標，其中，所述投影空間用于顯示三維圖像的物理 空間；存儲器，用于存儲待投影物體在所述投影空間中的圖像數(shù)據(jù)；圖像運算模塊，用于讀取所述圖像數(shù)據(jù)，且根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面 圖像，并根據(jù)所述當前相對坐標對剖面圖像進行校正，其中，所述剖面圖像是以所述屏幕的 當前位置為剖面形成的；投影模塊，用于接收并投射所述校正后的剖面圖像；屏幕，用于在進入成像空間時，對所述投影模塊所投射的所述校正后的剖面圖像進行 成像。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述屏幕位置采集模塊還用于采集所述 屏幕在所述投影空間上的三維圖像信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圖像運算模塊還用于根據(jù)所述屏幕 的當前位置信息計算待投影物體的剖面圖像。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述屏幕還用于為所述屏幕位置采集模 塊實時提供可識別的自身當前位置信息。
5.一種根據(jù)權利要求1所述的三維圖像顯示裝置的三維圖像顯示方法，其特征在于， 所述方法包括以下步驟s1.屏幕位置采集模塊獲取屏幕的當前位置信息，并根據(jù)所述當前位置信息確定所述 屏幕在投影空間內(nèi)的當前相對坐標，其中，所述投影空間用于顯示三維圖像的物理空間；s2.圖像運算模塊讀取存儲器中預先存儲的待投影物體在所述投影空間中的圖像數(shù)據(jù)；s3.所述圖像運算模塊根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖像，并根據(jù)所述當 前相對坐標對所述剖面圖像進行校正，其中，所述剖面圖像是以所述屏幕的當前位置作為 剖面形成的；s4.所述圖像運算模塊將校正后的剖面圖像發(fā)送至投影模塊，以使所述校正后的剖面 圖像在所述屏幕上成像；s5.在所述投影空間中移動所述屏幕的位置時，返回步驟Si。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟Sl之后和所述步驟S2之前還 包括s11.判斷所述屏幕是否處于成像空間，若是，則執(zhí)行步驟S2，若否，則執(zhí)行步驟S12；s12.生成全黑圖像并將所述全黑圖像輸出至所述投影模塊，則轉至步驟S5。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟Sl之前還包括so.根據(jù)用戶的使用環(huán)境預先設置所述投影空間的位置和大小。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟S3中的所述圖像運算模塊根 據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖像之前還包括根據(jù)所述屏幕的當前位置信息計算待投影物體的剖面圖像。
9.根據(jù)權利要求5-8任一項所述的方法，其特征在于，所述屏幕包括普通屏幕和/或專用屏幕。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述屏幕為所述屏幕位置采集模塊實時 提供可識別的自身當前位置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維圖像顯示方法，該方法為S1.獲取屏幕的當前位置信息，并根據(jù)該當前位置信息確定該屏幕在投影空間內(nèi)的當前相對坐標；S2.讀取存儲器中預先存儲的待投影物體在投影空間中的圖像數(shù)據(jù)；S3.根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)生成待投影物體的剖面圖像，并根據(jù)該當前相對坐標對剖面圖像進行校正；S4.將校正后的剖面圖像發(fā)送至投影模塊，以使該校正后的剖面圖像在該屏幕上成像；S5.在投影空間中移動該屏幕的位置，則返回步驟S1。實施本發(fā)明的技術方案，通過不斷的改變屏幕的當前位置，用戶將在屏幕上看到待投影物體的一組連續(xù)的剖面圖像，從而對該待投影物體形成了立體效果，采用二維投影設備實現(xiàn)了三維圖像的成像效果。
文檔編號G06F3/14GK102004623SQ20101056477
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權日2010年11月29日
發(fā)明者阮祥輝 申請人:深圳市九洲電器有限公司