3D显示方法及相关装置与流程

3d显示方法及相关装置
【技术领域】
1.本技术属于裸眼3d领域，特别涉及一种3d显示方法及相关装置。


背景技术：

2.目前常见的裸眼3d显示设备，大致分为视差挡板法和透镜光栅法，其最基本做法是将画面分割成适合左、右眼观看的两个不同角度的影像，经过视差挡板或是透镜光栅的作用，呈现给用户多个相互间隔的左视区和右视区。当用户左眼位于左视区，右眼位于与左视区对应的右视区时，用户左眼能看到对应的左眼图像，右眼能看到对应的右眼图像，左眼图和右眼图是一对立体图像对，这样大脑就可以将它们融合成3d画面，用户就享受到3d立体画面。
3.目前常见的带人眼跟踪的裸眼3d显示系统往往都只是在xy面上进行跟踪，当观看者在z轴上移动时，即靠近或者远离屏幕时，系统无法正确的处理人眼在z轴上的变化，导致观看者在相对3d显示系统前后移动时，3d显示效果欠佳。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种3d显示方法及相关装置，通过在xy轴追踪人眼的基础上，对z轴上的人眼移动也进行追踪，以达到更好的3d效果。
5.本技术实施例第一方面提供了一种3d显示方法，所述3d显示方法应用于 3d摄像显示设备，所述3d摄像显示设备包括相机，包括：通过所述相机获取观看者的人眼位置参数；根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z轴上是否发生变化；若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。
6.可选的，所述调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件包括：调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量；调整所述光栅宽度值并确定所述观看者的双眼的成像间距为记录的所述目标成像间距，标定当前所述观看者的双眼在xy轴上的视点宽度，并根据所述视点宽度确定第三常量和第四常量；其中，所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量均为所述3d摄像显示设备的固有常量，以使得所述视点宽度和所述光栅宽度值满足所述预设条件。
7.可选的，所述预设条件包括：l＝d＊a b；vw＝d＊c d；所述l用于表示所述光栅宽度值，所述d用于表示所述目标成像间距，所述a、b、c和d分别用于表示所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量，所述 vw用于表示所述视点宽度。
8.可选的，所述实时调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量包括：调整所述光栅宽度值为l0，当接收到所述观看者发送的第一指令时，记录所述观看者的双眼在所述相机的第一成像间距，所述第一指令用于指示显示的 3d效果满足条件；调整所述光栅宽度值为l1，
当接收到所述观看者发送的第二指令时，记录所述观看者的双眼在所述相机的第二成像间距，所述第二指令用于指示显示的3d效果满足条件，所述l0与所述l1的取值不同；根据所述 l0和所述l1，基于最小二乘法确定所述第一常量和所述第二常量。
9.可选的，所述调整所述光栅宽度值并确定所述观看者的双眼的成像间距为记录的所述目标成像间距，标定当前所述观看者的双眼在xy轴上的视点宽度，并根据所述视点宽度确定第三常量和第四常量包括：调整所述光栅宽度值为所述l0，向所述观看者发送第三指令，所述第三指令用于提示所述观看者调整位置，使得所述观看者的双眼在所述相机的成像间距为所述第一成像间距，标定当前时刻水平方向上的第一视点宽度；调整所述光栅宽度值为所述 l1，向所述观看者发送第四指令，所述第四指令用于提示所述观看者调整位置，使得所述观看者的双眼在所述相机的成像间距为所述第二成像间距，标定当前时刻水平方向上的第二视点宽度；根据所述第一视点宽度和所述第二视点宽度，基于最小二乘法确定所述第三常量和所述第四常量。
10.可选的，所述标定当前时刻水平方向上的第一视点宽度包括：通过以下公式标定所述第一视点宽度：x0’＝x0 (y0－y)＊tan(a)；x1’＝x1 (y1－y)＊ tan(a)；
11.vw＝abs(x0’－x1’)；其中，所述a为所述光栅的贴合角度，所述y为预设常量，(x0，y0)为所述观看者在第一位置的第一人眼坐标，(x1，y1)为所述观看者相对屏幕平移后在第二位置的第二人眼坐标。
12.可选的，所述根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容包括：通过下列公式确定所述光栅在水平上覆盖的长度：l＝lx/cos(a)，其中，所述l 用于表示所述光栅在水平上覆盖的长度，所述lx用于表示所述光栅宽度值，所述a用于表示所述光栅的贴合角度；通过下列公式计算第一像素在所述光栅中的相对位置，所述第一像素为所述光栅中的任一像素：pos＝(x3－tan(a)＊y3)％l，其中，所述pos用于表示所述相对位置，所述％用于表示求余函数，所述(x3， y3)用于表示当前人眼坐标；将所述光栅在水平上覆盖的长度分割为预设个区域，并根据所述第一像素所处的区域在原图像中的左右视图中取对应位置的像素值；根据所述视点宽度确定人眼跟踪的基准视点，并根据所述基准视点确定当前人眼坐标对应的视点；根据所述当前人眼坐标对应的视点和所述对应位置的像素值显示所述3d显示内容。
13.本技术实施例第二方面提供了一种3d摄像显示设备，包括：获取单元，用于获取观看者的人眼位置参数；确定单元，用于根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z轴上是否发生变化；处理单元，用于若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；合成单元，用于根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。
14.可选的，所述处理单元具体用于：调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量；调整所述光栅宽度值并确定所述观看者的双眼的成像间距为记录的所述目标成像间距，标定当前所述观看者的双眼在xy轴上的视点宽度，并根据所述视点宽度确定第三常量和第四常量；其中，所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量均为所述3d摄像显示设备的固有常量，以使得所述视点宽度和所述光栅宽度值满足所述预设条件。
15.本技术实施例第三方面提供了一种计算机设备，其包括至少一个连接的处理器、
存储器和收发器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码来执行上述第一方面所述的3d显示方法的步骤。
16.本技术实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，其包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的3d显示方法的步骤。
17.相对于相关技术，本技术提供的实施例中，获取观看者的人眼位置参数；根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z轴上是否发生变化；若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。通过对z轴上的人眼移动进行追踪，使得光栅宽度值和视点宽度满足预设的条件，再根据该光栅宽度值和视点宽度显示3d内容，实现了更好的3d效果。
【附图说明】
18.图1为本技术实施例提供的3d显示方法的流程示意图；
19.图2为本技术实施例提供的3d摄像显示设备的虚拟结构示意图；
20.图3为本技术实施例提供的3d摄像显示设备的硬件结构示意图。
【具体实施方式】
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种3d显示方法，通过在xy轴追踪人眼的基础上，对z轴上的人眼移动也进行追踪，以达到更好的3d效果，具体包括以下步骤，包括：
24.101、获取观看者的人眼位置参数；
25.通过摄像头实时获取所述观看者的人眼位置参数，所述人眼位置参数包括左眼坐标和右眼坐标，其中所述左眼的坐标和所述右眼的坐标均为三维坐标，即包括所述左眼或者所述右眼在x轴、y轴和z轴上的坐标。
26.102、根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z轴上是否发生变化；
27.得到不同时刻所述观看者的左眼坐标和右眼坐标后，根据坐标判断z轴上的位移是否发生变化，若位移发生变化，则确定所述观看者的人眼位置在z 轴上发生变化；反之，则确定所述观看者的人眼位置在z轴上未发生变化，即所述观看者相对屏幕平移。
28.103、若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；
29.若根据所述人眼位置确定所述观看者的人眼位置在z轴上发送变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件，其中，调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件具体包括：调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量；调整所述光栅宽度值并确定所述观看者的双眼的成像间距为记录的所述目标成像间距，标
定当前所述观看者的双眼在xy轴上的视点宽度，并根据所述视点宽度确定第三常量和第四常量；其中，所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量均为所述3d摄像显示设备的固有常量，以使得所述视点宽度和所述光栅宽度值满足所述预设条件。本技术实施例中，所述预设条件包括：l＝d＊a b；vw＝d＊c d；其中，所述l用于表示所述光栅宽度值，所述d用于表示所述目标成像间距，所述 a、b、c和d分别用于表示所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量，所述vw用于表示所述视点宽度。
30.具体地，所述实时调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量包括：调整所述光栅宽度值为l0，当接收到所述观看者发送的第一指令时，记录所述观看者的双眼在所述相机的第一成像间距，所述第一指令用于指示显示的 3d效果满足条件；调整所述光栅宽度值为l1，当接收到所述观看者发送的第二指令时，记录所述观看者的双眼在所述相机的第二成像间距，所述第二指令用于指示显示的3d效果满足条件，所述l0与所述l1的取值不同；根据所述 l0和所述l1，基于最小二乘法确定所述第一常量和所述第二常量。
31.另外，确定所述第三常量和所述第四常量的方法具体包括：调整所述光栅宽度值为所述l0，向所述观看者发送第三指令，所述第三指令用于提示所述观看者调整位置，使得所述观看者的双眼在所述相机的成像间距为所述第一成像间距，标定当前时刻水平方向上的第一视点宽度；调整所述光栅宽度值为所述l1，向所述观看者发送第四指令，所述第四指令用于提示所述观看者调整位置，使得所述观看者的双眼在所述相机的成像间距为所述第二成像间距，标定当前时刻水平方向上的第二视点宽度；根据所述第一视点宽度和所述第二视点宽度，基于最小二乘法确定所述第三常量和所述第四常量。具体地，标定水平方向上的第一视点宽度包括：通过以下公式标定所述第一视点宽度：
32.x0’＝x0 (y0－y)＊tan(a)；
33.x1’＝x1 (y1－y)＊tan(a)；
34.vw＝abs(x0’－x1’)；
35.其中，所述a为所述光栅的贴合角度，所述y为预设常量，(x0，y0)为所述观看者在第一位置的第一人眼坐标，(x1，y1)为所述观看者相对屏幕平移后在第二位置的第二人眼坐标。同理，根据上述方式标定水平上的所述第二视点宽度。
36.104、根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。
37.在调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件后，根据满足条件的所述光栅宽度值和所述视点宽度生成所述3d显示内容，具体地，将所述光栅宽度值和所述视点宽度输入到3d显示算法和人眼追踪系统中，包括：已知当前光栅的贴合角度为a，可知所述光栅在水平上覆盖的长度为：
38.l＝lx/cos(a)，其中，所述l用于表示所述光栅在水平上覆盖的长度，所述 lx用于表示所述光栅宽度值，所述a用于表示所述光栅的贴合角度；
39.通过下列公式计算第一像素在所述光栅中的相对位置，所述第一像素为所述光栅中的任一像素：pos＝(x3－tan(a)＊y3)％l，其中，所述pos用于表示所述相对位置，所述％用于表示求余函数，所述(x3，y3)用于表示当前人眼坐标；将所述光栅在水平上覆盖的长度分割为预设个区域，并根据所述第一像素所处的区域在原图像中的左右视图中取对应位置的像素值，例如本技术实施例中，可将l再分为4个区域，包括：area0，area1，area2，area3，
各区域的大小需根据经验值进行调整，一组典型的组合是：area0和area2为过渡区域各占 15％，area1为左眼视图占35％，area2为右眼视图占35％，当pos位于区域area0、 area2时，当前像素设置为0，即黑色，当pos位于区域area1时，当前像素从原图像的左视图中取对应位置的像素值，当pos位于区域area3时，当前像素从原图像的右视图中取对应位置的像素值。
40.根据所述视点宽度确定人眼跟踪的基准视点，并根据所述基准视点确定当前人眼坐标对应的视点，具体地，可通过以下公式确定人眼跟踪的基准视点basev ＝(x0’－x0)/vw x1’/vw，所有的视点为：r4[x0，x0 vw，x0 vw＊2，
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x0 vw＊n]。开启人眼跟踪时，当前人眼坐标的x3在r4中离哪个值最近，获取该值的序号ix，同时加上basev，即为当前人眼位置所对应的视点：delt＝ix basev。根据所述当前人眼坐标对应的视点和所述对应位置的像素值显示所述3d显示内容。
[0041]
本技术实施例中，获取观看者的人眼位置参数；根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z轴上是否发生变化；若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。通过对z轴上的人眼移动进行追踪，使得光栅宽度值和视点宽度满足预设的条件，再根据该光栅宽度值和视点宽度显示3d 内容，实现了更好的3d效果。
[0042]
请参阅图2，为本技术实施例提供的一种3d摄像显示设备的虚拟结构示意图，包括：
[0043]
获取单元201，用于获取观看者的人眼位置参数；
[0044]
确定单元202，用于根据所述人眼位置参数确定所述观看者的人眼位置在z 轴上是否发生变化；
[0045]
处理单元203，用于若发生变化，则调整光栅宽度值以使得视点宽度和所述光栅宽度值满足预设条件；
[0046]
合成单元204，用于根据所述光栅宽度值和所述视点宽度生成3d显示内容。
[0047]
可选的，所述处理单元202具体用于调整所述光栅宽度值以记录所述观看者的双眼在所述相机的目标成像间距，并根据所述目标成像间距确定第一常量和第二常量；调整所述光栅宽度值并确定所述观看者的双眼的成像间距为记录的所述目标成像间距，标定当前所述观看者的双眼在xy轴上的视点宽度，并根据所述视点宽度确定第三常量和第四常量；其中，所述第一常量、所述第二常量、所述第三常量和所述第四常量均为所述3d摄像显示设备的固有常量，以使得所述视点宽度和所述光栅宽度值满足所述预设条件。
[0048]
接下来介绍本技术实施例提供的另一种摄像显示设备，请参阅图3所示，图3为本技术实施例提供的3d摄像显示设备的硬件结构示意图3摄像显示设备300包括：
[0049]
接收器301、发射器302、处理器303和存储器304(其中3d显示装置300 中的处理器303的数量可以一个或多个，图3中以一个处理器为例)。在本技术的一些实施例中，接收器301、发射器302、处理器303和存储器304可通过总线或其它方式连接，其中，图3中以通过总线连接为例。
[0050]
存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器303提供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括nvram。存储器304存储有操作系统和操作指令、可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集，其中，操作指令可包括各种操作
指令，用于实现各种操作。操作系统可包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
[0051]
处理器303控制3d显示装置的操作，处理器303还可以称为cpu。具体的应用中，3d显示装置的各个组件通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都称为总线系统。
[0052]
上述本技术实施例揭示的所述3d显示方法可以应用于处理器303中，或者由处理器303实现。处理器303可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述图3所示的方法的各步骤可以通过处理器303中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器303可以是通用处理器、dsp、asic、fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器 304，处理器303读取存储器304中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0053]
本技术实施例还提供一种计算机可读介质，包含计算机执行指令，计算机执行指令能够使服务器执行上述实施例描述的3d显示方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0054]
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本技术提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
[0055]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用cpu、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本技术而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read－only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
[0056]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
[0057]
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计
算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid statedisk(ssd))等。
[0058]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。