(57)【要約】  本発明は、人目追随モジュールを利用して人目位置座標を捕らえるステップＳ１と、第一画像処理モジュールを利用して、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るステップＳ２と、第二画像処理モジュールを利用して、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するステップＳ３と、投影表示モジュールを利用して、各視点の左右ビューに投影するステップＳ４と、を含む仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置を提供している。以上により、本発明の提供した仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置は、ホログラフィーの立体表示の目的を達成できる。
2015536010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法において、
人目追随モジュールを利用して人目位置座標を捕らえるステップＳ１と、
第一画像処理モジュールを利用して、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るステップＳ２と、
第二画像処理モジュールを利用して、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するステップＳ３と、
投影表示モジュールを利用して、各視点の左右ビューに投影するステップＳ４と、を含むことを特徴とする仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法。
【請求項２】
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数２９】
2015536010.tif 000031
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られ、
但し、回転前の空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点に位置し、人目からスクリーンの中心までの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心までの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸方向はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸方向はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指しており、
角度α、βと、人目からスクリーンまでの距離Ｌと、シーンの中心からスクリーンまでの距離Ｚとに基づいて、シーンのＹ軸を周回する角度
【数３０】
2015536010.tif 000032
及びシーンのＸ軸を周回する角度
【数３１】
2015536010.tif 000033
を確定できることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の正方向は元の座標系における観察者の座標に沿って視点の中心座標を指し、いわゆるスキュー変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとし、スキュー後のいずれか一つの視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数３２】
2015536010.tif 000034
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数３３】
2015536010.tif 000035
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数３４】
2015536010.tif 000036
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数３５】
2015536010.tif 000037
であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置において、
人目位置座標を捕らえるための人目追随モジュールと、
前記人目追随モジュールと電気的に接続され、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るための第一画像処理モジュールと、
前記第一画像処理モジュールと電気的に接続され、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するための第二画像処理モジュールと、
前記第二画像処理モジュールと電気的に接続され、各視点の左右ビューに投影するための投影表示モジュールと、を備えることを特徴とする仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置。
【請求項８】
第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現していることを特徴とする請求項７に前記の装置。
【請求項９】
前記回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数３６】
2015536010.tif 000038
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られ、
但し、回転前の空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点に位置し、人目からスクリーンの中心までの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心までの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指しており、
角度α、βと、人目からスクリーンまでの距離Ｌと、シーンの中心からスクリーンまでの距離Ｚとに基づいて、シーンのＹ軸を周回する角度
【数３７】
2015536010.tif 000039
及びシーンのＸ軸を周回する角度
【数３８】
2015536010.tif 000040
を確定できることを特徴とする請求項７に前記の装置。
【請求項１０】
第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現していることを特徴とする請求項９に前記の装置。
【請求項１１】
回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、そのうち、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の正方向は元の座標系における観察者の座標に沿って視点の中心座標を指し、いわゆるスキュー変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとし、スキュー後の視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数３９】
2015536010.tif 000041
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数４０】
2015536010.tif 000042
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数４１】
2015536010.tif 000043
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数４２】
2015536010.tif 000044
であることを特徴とする請求項９に前記の装置。
【請求項１２】
第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現していることを特徴とする請求項１１に前記の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ表示の技術分野に関し、特に、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の２Ｄ−３Ｄ変換技術は、従来の２Ｄ映像をビュー変換方法により３Ｄ映像に変換するものであるが、技術が十分に熟していなくし、変換にかなりな時間がかかるため、コストが高くなり、また変換して得られる３Ｄ効果もあまり好ましくなくて、３Ｄ産業の発展を影響している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記技術の問題を解決するために、ユーザが３Ｄ効果を調整することによって、さらに良好なホログラフィー３Ｄ視覚体験を得ることができるように、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置を提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題の少なくとも一部を解決するため、本発明は、人目の動的座標を追随することによって仮想シーンの回転角度を確定し、さらに、仮想シーンを回転して仮想ホログラフィー立体ビュー行列を獲得し、スキュー行列を利用して各視点模型行列に対し右から掛け、投影して各視点の画像が得られ、ユーザの３Ｄ効果体験に従って、シーンにおける観察者の位置及びスキュー角度を調整して最終的に良好な３Ｄ効果体験が得られる仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置を提供している。
本発明の第１の手段として、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法において、
人目追随モジュールを利用して人目位置座標を捕らえるステップＳ１と、
第一画像処理モジュールを利用して、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るステップＳ２と、
第二画像処理モジュールを利用して、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するステップＳ３と、
投影表示モジュールを利用して、各視点の左右ビューに投影するステップＳ４と、を含む仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法を提供している。
【０００５】
また、前記方法は、さらに、
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５を含んでいる。
【０００６】
また、回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数１】
2015536010.tif 000003
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られ、
但し、回転前の空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点に位置し、人目からスクリーンの中心までの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心までの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸方向はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸方向はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指しており、
角度α、βと、人目からスクリーンまでの距離Ｌと、シーンの中心からスクリーンまでの距離Ｚとに基づいて、シーンのＹ軸を周回する角度
【数２】
2015536010.tif 000004
及びシーンのＸ軸を周回する角度
【数３】
2015536010.tif 000005
を確定できる。
【０００７】
また、前記方法は、さらに、
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５を含んでいる。
【０００８】
また、回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとし、スキュー後のいずれか一つの視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数４】
2015536010.tif 000006
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数５】
2015536010.tif 000007
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数６】
2015536010.tif 000008
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数７】
2015536010.tif 000009
である。
【０００９】
また、前記方法は、さらに、
ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現するステップＳ５を含んでいる。
【００１０】
本発明の第２の手段として、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置において、
人目位置座標を捕らえるための人目追随モジュールと、
前記人目追随モジュールと電気的に接続され、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るための第一画像処理モジュールと、
前記第一画像処理モジュールと電気的に接続され、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するための第二画像処理モジュールと、
前記第二画像処理モジュールと電気的に接続され、各視点の左右ビューに投影するための投影表示モジュールと、を備える仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置を提供している。
【００１１】
また、第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現している。
【００１２】
また、前記回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数８】
2015536010.tif 000010
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られ、
但し、回転前の空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点に位置し、人目からスクリーンの中心までの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心までの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指しており、
角度α、βと、人目からスクリーンまでの距離Ｌと、シーンの中心からスクリーンまでの距離Ｚとに基づいて、シーンのＹ軸を周回する角度
【数９】
2015536010.tif 000011
及びシーンのＸ軸を周回する角度
【数１０】
2015536010.tif 000012
を確定できる。
【００１３】
また、第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現している。
【００１４】
また、回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、そのうち、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の正方向は元の座標系における観察者の座標に沿って視点の中心座標を指し、いわゆるスキュー変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとし、スキュー後の視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数１１】
2015536010.tif 000013
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数１２】
2015536010.tif 000014
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点のスキュー表現式は、いずれも
【数１３】
2015536010.tif 000015
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数１４】
2015536010.tif 000016
である。
【００１５】
また、第二画像処理モジュールは、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の有益な効果は従来の技術の場合と異なってる。即ち、本発明の仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置によれば、人目の動的座標を追随することによって仮想シーンの回転角度を確定し、さらに、仮想シーンを回転して仮想ホログラフィー立体ビュー行列を獲得し、スキュー行列を利用して各視点模型行列に対し右から掛け、投影して各視点の画像が得られ、ユーザの３Ｄ効果体験に従って、シーンにおける観察者の位置及びスキュー角度を調整して最終的に良好な３Ｄ効果体験が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法の一実施例の流れ模式図である。
【図２】図２は図１に示す実施例において人目位置座標とスクリーンとの夾角の模式図である。
【図３】図３は図１に示す実施例において仮想シーンがＹ軸を周回する角度と、人目の位置、シーンの中心及びスクリーンの位置との関係模式図である。
【図４】図４は図１に示す実施例においてスキュー角度と、シーン中の観察者の位置、視点の中心座標及び視点の位置との関係模式図である。
【図５】図５は本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置の一実施例の構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面及び実施例を利用して本発明について詳しく説明する。
【００１９】
本発明の第一形態は、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法を提供しており、図１を参照されたい。図１は、本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法の一実施例の流れ模式図である。図１に示すように、本実施例による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する流れは、以下のようなステップを含んでいる。
【００２０】
ステップＳ１：人目追随モジュールを利用して人目位置座標を捕らえる。人目追随モジュールを利用して人目のある位置をリアルタイムに追随する。また、図２を参照されたい。図２は図１に示す実施例において人目位置座標とスクリーンとの夾角の模式図であり、図２に示すように、仮想シーンを回転する前に、用いる空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点Ｏに位置し、人目からスクリーンの中心Ｏまでの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心Ｏまでの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸方向はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸方向はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指しており、本実施例では、人目追随モジュールを使用することにより、異なる位置に人目がある場合、それに伴って見える投影画像を変化させて、移動中でもユーザに良好な３Ｄ効果を体験させることができる。
【００２１】
ステップＳ２：第一画像処理モジュールを利用して、人目位置座標及び投影表示モジュールのスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得る。
【００２２】
本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法に記載された画像の回転ステップについての好ましい形態は、図３を参照されたい。図３は、図１に示す実施例において仮想シーンがＹ軸を周回する角度と、人目の位置、シーンの中心及びスクリーンの位置との関係模式図である。図３に示すように、人目の平面ＸＯＺ上の投影からスクリーンまでの距離はＬであり、仮想シーンの中心からスクリーンまでの距離はＺ中心である。
【００２３】
また、角度ａは、シーンがＹ軸を周回する角度
【数１５】
2015536010.tif 000017
を示し、同じ理由でシーンがＸ軸を周回する角度
【数１６】
2015536010.tif 000018
が得られ、元の仮想シーンがＹ軸を角度ａで回転した後、Ｘ軸を角度bで回転すると、仮想ホログラフィー立体ビュー行列が得られ、回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数１７】
2015536010.tif 000019
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られる。
【００２４】
ステップＳ３：第二画像処理モジュールを利用して、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成する。
【００２５】
本実施例におけるホログラフィー仮想立体ビューをスキューする角度の確定について、図４を参照されたい。図４は、図１に示す実施例においてスキュー角度と、シーン中の観察者の位置、視点の中心座標及び視点の位置との関係模式図である。図４に示すように、回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の正方向は元の座標系における観察者の座標ＺＧに沿って視点の中心座標を指し、いわゆるスキュー変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとする。図４に、視点１と、視点２と、視点３と、視点４との４個の視点を示している。また、視点１と視点４のそれぞれは左ビューと右ビューの対応する１対の視点であり、視点２と視点３のそれぞれは左ビューと右ビューの対応する１対の視点であり、図４中の視点３とＺ’軸の正方向の夾角はθであり、スキュー後のいずれか一つの視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点２のスキュー表現式は、いずれも
【数１８】
2015536010.tif 000020
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数１９】
2015536010.tif 000021
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点２のスキュー表現式は、いずれも
【数２０】
2015536010.tif 000022
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数２１】
2015536010.tif 000023
である。
【００２６】
本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法の好ましい実施例において、図１に示す方法の流れは、さらに、以下のステップを含んでいる。
【００２７】
ステップＳ５：ユーザが体験した３Ｄ効果に応じて第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を調整して、投影３Ｄ画像の３Ｄ効果の改善を実現する。具体的に、シーン中の何れか１点のｚ’が観察者の座標ＺＧよりも大きい時、該点はスキュー時にｘ’軸負方向へ移動し、ｚ’が観察者の座標ＺＧよりも小さい時、該点はスキュー時にｘ’軸正方向へ移動し、視点２と視点３のスキュー方向は異なり、スキュー角度は同じである。
【００２８】
また、直角座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、ビューの何れか１点Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）が回転して直角座標系Ｏ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’におけるＡ’（ｘ’ ，ｙ’ ，ｚ’）が得られる。Ａ’がスキュー変換されてＡ”（ｘ” ，ｙ” ，ｚ”）が得られる。従って、ＡからＡ”の対応関係はＡ”＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ＊Ｍ３である。
【００２９】
ステップＳ４：投影表示モジュールを利用して、各視点の左右ビューに投影する。
投影表示モジュールは、スキュー後のビューを投影することによって、ユーザにホログラフィー立体ビューを体験させることができる。
【００３０】
本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する好ましい一実施例において、ユーザは、自分の体験に応じて、第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置を調整でき、さらに投影ビューの３Ｄ効果を改善する。
【００３１】
具体的に、ユーザは、ＺＧ及びθの大きさを変えることによって、投影画像の立体効果を改善する。
【００３２】
ＺＧが大きくなると、Ｚ−ＺＧは小さくなり、立体効果が弱くなる。これに反すれば、立体効果が強くなる。
【００３３】
また、θが大きくなると（０＜θ＜π／２）、tanθは大きくなり、投影画像の立体効果が強くなる。これに反すれば、立体効果が弱くなる。
【００３４】
従って、本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法は、ＺＧ及びθを適宜に補正することによって、良好な３Ｄ立体効果の体験を実現できる。また、本発明の実施例で用いる人目位置座標を動的追随することは、移動中でも良好なホログラフィー立体ビューをユーザに観察させることができ、幾つかの固定点しか良好なホログラフィー立体ビューをユーザに体験させない不便なことを回避した。
【００３５】
本発明の提供した第二形態は、仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置でありる。図５を参照されたい。図５は、本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置の一実施例の構成模式図である。図５に示すように、本実施例による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する装置２０は、人目位置座標を捕らえるための人目追随モジュール２１と、前記人目追随モジュール２１と電気的に接続され、人目位置座標及び投影表示モジュール２４のスクリーンの中心座標に基づいて仮想シーンの回転角度を確定し、回転角度に従って仮想シーンを回転させて、仮想ホログラフィー立体ビュー行列を得るための第一画像処理モジュール２２と、前記第一画像処理モジュール２２と電気的に接続され、仮想シーンの中心、シーン中の観察者の位置、各視点の座標に基づいて各視点のスキュー角度を確定して、各視点にいちいちに対応するスキュー行列を生成し、スキュー行列をそれに対応する視点模型行列に対し右から掛けて左右ビューを生成するための第二画像処理モジュール２３と、前記第二画像処理モジュール２３と電気的に接続され、各視点の左右ビューに投影するための投影表示モジュール２４とを備えている。
【００３６】
本実施例において、人目追随モジュール２１は、人目のある位置をリアルタイムに追随でき、図２を参照されたい。図２は、人目位置座標とスクリーンとの夾角の模式図の示しており、図２に示すように、仮想シーンを回転する前に、用いる空間直交座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、スクリーンの中心は、座標系Ｏ−ＸＹＺの原点Ｏに位置し、人目からスクリーンの中心Ｏまでの連結線のＸＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸との夾角はαであり、人目からスクリーンの中心Ｏまでの連結線のＹＯＺ平面での投影とｚ軸正半軸の夾角はβであり、Ｘ軸方向はスクリーンの左辺の中点からスクリーンの右辺の中点を指しており、Ｙ軸方向はスクリーンの上辺の中点からスクリーンの下辺の中点を指している。本実施例では、人目追随モジュール２１を使用することにより、移動中でも人目の位置変化に従って変化するホログラフィー立体ビューをユーザに観察させることができ、幾つかの固定点しかホログラフィー立体ビューをユーザに観察させない不便なことを回避した。
【００３７】
本実施例の好ましい形態として、図３を参照されたい。図３は、図１に示す実施例において仮想シーンがＹ軸を周回する角度と、人目の位置、シーンの中心及びスクリーンの位置との関係模式図である。図３に示すように、人目の平面ＸＯＺ上の投影からスクリーンまでの距離はＬであり、仮想シーンの中心からスクリーンまでの距離はＺ中心である。
【００３８】
また、角度ａは、シーンがＹ軸を周回する角度
【数２２】
2015536010.tif 000024
を示し、同じ理由でシーンがＸ軸を周回する角度
【数２３】
2015536010.tif 000025
を得ることができ、元の仮想シーンがＹ軸を角度ａで回転した後、Ｘ軸を角度bで回転すると、仮想ホログラフィー立体ビュー行列が得られ、回転前の仮想シーンビュー行列をＡで示し、仮想ホログラフィー立体ビュー行列をＡ’で示すと、
Ａ’＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ、
【数２４】
2015536010.tif 000026
であり、立体ビューＡに対しＭ１、Ｍ２を右から掛けて回転後のビューＡ’が得られる。
【００３９】
本実施例におけるホログラフィー仮想立体ビューをスキューする角度の確定について、図４を参照されたい。図４は、図１に示す実施例においてスキュー角度と、シーン中の観察者の位置、視点の中心座標及び視点の位置との関係模式図である。図４に示すように、回転後の新座標系をＯ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’で示し、原点Ｏ’は元の座標系における視点の中心位置と重なり、Ｚ’軸の正方向は元の座標系における観察者の座標ＺＧに沿って視点の中心座標を指し、いわゆるスキュー変換とは、視点のｙ’とｚ’が変えなく、ｘ’値がｚ’軸を依存軸として線形変換を呈していることであり、スキュー角度θを、視点座標とｚ’軸正方向の夾角であるとする。図４のように、視点１と、視点２と、視点３と、視点４とを含む４個の視点を示している。また、視点１と視点４のそれぞれは左ビューと右ビューの対応する１対の視点であり、視点２と視点３のそれぞれは左ビューと右ビューの対応する１対の視点であり、図４に示すように、視点３とＺ’軸の正方向の夾角はθであり、スキュー後のいずれか一つの視点の座標を（ｘ”，ｙ”，ｚ”）で示すと、Ｘ’軸負半軸に位置する視点２のスキュー表現式は、いずれも
【数２５】
2015536010.tif 000027
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数２６】
2015536010.tif 000028
であり、Ｘ’軸正半軸に位置する視点３のスキュー表現式は、いずれも
【数２７】
2015536010.tif 000029
であり、対応するスキュー行列は、いずれも
【数２８】
2015536010.tif 000030
である。
【００４０】
本実施例の好ましい形態において、第二画像処理モジュール２３は、さらに、ユーザの入力によってスキュー角度及びシーン中の観察者の位置座標を変えるためのものであり、これにより、投影して得た立体画像の立体効果の改善を実現している。具体的に、シーン中の何れか１点のｚ’が観察者の座標ＺＧよりも大きい時、該点はスキュー時にｘ’軸負方向へ移動し、ｚ’が観察者の座標ＺＧよりも小さい時、該点はスキュー時にｘ’軸正方向へ移動する。視点２と視点３のスキュー方向は異なり、スキュー角度は同じである。
【００４１】
また、直角座標系Ｏ−ＸＹＺにおいて、ビューの何れか１点Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）が回転して直角座標系Ｏ’−Ｘ’Ｙ’Ｚ’におけるＡ’（ｘ’ ，ｙ’ ，ｚ’）が得られる。Ａ’がスキュー変換されてＡ”（ｘ” ，ｙ” ，ｚ”）が得られる。従って、ＡからＡ”の対応関係はＡ”＝Ｍ１＊Ｍ２＊Ａ＊Ｍ３である。
【００４２】
投影表示モジュール２４は、スキュー後のビューを投影することによって、ユーザにホログラフィー立体ビューを体験させることができる。
【００４３】
本発明による仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する好ましい一実施例において、ユーザは、自分の体験に応じて、第二画像処理モジュールのスキュー角度及びシーン中の観察者の位置を調整でき、さらに投影ビューの３Ｄ効果を改善する。
【００４４】
具体的に、ユーザは、ＺＧ及びθの大きさを変えることによって、投影画像の立体効果を改善する。
【００４５】
ＺＧが大きくなると、Ｚ−ＺＧは小さくなり、立体効果が弱くなる。これに反すれば、立体効果が強くなる。
【００４６】
また、θが大きくなると（０＜θ＜π／２）、tanθは大きくなり、投影画像の立体効果が強くなる。これに反すれば、立体効果が弱くなる。
【００４７】
以上により、本発明の提供する仮想ビューから立体ビューへの変換を実現する方法及び装置は、人目の動的座標を追随することにより仮想シーンの回転角度を確定し、さらに、仮想シーンを回転させて仮想ホログラフィー立体ビュー行列を獲得し、そして、スキュー行列を利用して各視点の模型行列に対し右から掛け、投影後に各視点の画像が得られ、ユーザの３Ｄ効果の体験に応じて、シーン中の観察者の位置及びスキュー角度を調整して、最終的に良好な３Ｄ効果の体験を獲得する。
【００４８】
上記実施例は、本発明を例示したことに過ぎず、当業者であれば、本願の説明に基づいて、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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