РЕНДЕРИНГ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ШИРОКОЙ ЦВЕТОВОЙ ПАЛИТРОЙ, ОТОБРАЖЕНИЕ ДВУМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ДИСПЛЕЯХ, СПОСОБНЫХ ОТОБРАЖАТЬ ТРЕХМЕРНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
RENDERING IMAGES WITH WIDE COLOUR PALETTE, DISPLAYING TWO-DIMENSIONAL IMAGES ON DISPLAYS CAPABLE OF DISPLAYING THREE-DIMENSIONAL IMAGES

Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Данная заявка, в общем, относится к рендерингу изображений с широкой цветовой палитрой.
Описание уровня техники
Дисплеи, допускающие отображение трехмерных изображений, могут отображать изображение для левого глаза и изображение для правого глаза с использованием двух отдельных наборов первичных цветов (6P), которые, при просмотре вместе, создают внешний вид трехмерного изображения. Такие дисплеи также могут использоваться для того, чтобы отображать двумерные изображения.
Сущность изобретения
Различные аспекты настоящего раскрытия сущности относятся к системам и способам для улучшенного рендеринга двух двумерных изображений на трехмерных 6P-проекторах и системах отображения (в частности, на трехмерных проекторах и системах отображения со спектральным разделением).
В одном примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрена проекционная система с двумя головками, содержащая первую проекционную головку, вторую проекционную головку, по меньшей мере, один пространственный модулятор и электронный процессор. Электронный процессор выполнен с возможностью принимать двумерные видеоданные, формировать, из видеоданных, первое множество значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второе множество значений интенсивности виртуальных первичных цветов второй виртуальной цветовой палитры, причем первое множество значений интенсивности составляют ниже порогового значения яркости и аппроксимируют предварительно заданную цветовую палитру, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости, преобразовывать первое множество значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов первой проекционной головки и второе множество значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов второй проекционной головки и динамически регулировать пиксельные уровни пространственных модуляторов первой проекционной головки и второй проекционной головки.
В другом примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрен способ для отображения данных изображений. Способ содержит прием двумерных видеоданных, формирование, из видеоданных, первого множества значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второго множества значений интенсивности второй виртуальной цветовой палитры, причем первое множество значений интенсивности первой виртуальной цветовой палитры составляют ниже порогового значения яркости и аппроксимируют предварительно заданную цветовую палитру, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости, преобразование первого множества значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов первой проекционной головки системы отображения и второго множества значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов второй проекционной головки системы отображения и динамическое регулирование пиксельных уровней пространственных модуляторов первой и второй проекционных головок системы отображения на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.
В другом примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрен способ для отображения данных изображений. Способ содержит прием видеоданных, формирование, на основе уровня интенсивности видеоданных, первого множества значений интенсивности, ассоциированных с первой виртуальной цветовой палитрой, формирование, на основе сравнения между уровнем интенсивности и, по меньшей мере, одним предварительно определенным пороговым значением, второго множества значений интенсивности, ассоциированных со второй виртуальной цветовой палитрой, формирование, на основе первого множества и второго множества значений интенсивности, третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности, ассоциированных с множеством первичных цветов отображения, и предоставление третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности, по меньшей мере, в один пространственный светомодулятор.
В другом примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрен энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством процессора компьютера, инструктируют компьютеру выполнять операции, содержащие прием двумерных видеоданных, включающих в себя трехцветные пиксельные значения предварительно заданных первичных цветов предварительно заданного цветового пространства, формирование, из видеоданных, первого множества значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второго множества значений интенсивности второй виртуальной цветовой палитры, чтобы аппроксимировать предварительно заданную цветовую палитру, причем первое множество значений интенсивности составляют ниже порогового значения яркости первой виртуальной цветовой палитры, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости, преобразование, через смешивающую функцию, первого множества значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов и второго множества значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов и динамическое регулирование пиксельных уровней, по меньшей мере, одного пространственного модулятора проекционной системы с двумя головками на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.
Таким образом, различные аспекты настоящего раскрытия сущности предоставляют рендеринг двумерных изображений из трехмерного проекционного устройства и улучшения, по меньшей мере, в областях техники проецирования изображений, обработки сигналов и т.п.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, на которых аналогичные ссылки с номером ссылаются на идентичные или функционально аналогичные элементы в отдельных представлениях, вместе с нижеприведенным подробным описанием включаются и составляют часть подробного описания и служат для того, чтобы дополнительно иллюстрировать варианты осуществления концепций и пояснять различные принципы и преимущества этих вариантов осуществления.
Фиг. 1A является спектральной диаграммой проекционной 6P-системы согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 1B является блок-схемой проекционной системы согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 1C является блок-схемой проекционной системы согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 2 является блок-схемой контроллера, включенного в систему фиг. 1B и 1C согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ, реализованный посредством контроллера по фиг. 2 согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 4 является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 5A является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 5B является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 6A является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 6B является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 7A является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 7B является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 8A является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Фиг. 8B является диаграммой цветности согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности.
Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что элементы на чертежах проиллюстрированы для простоты и ясности и не обязательно нарисованы в масштабе. Например, размеры некоторых элементов чертежей могут быть чрезмерно увеличены относительно других элементов, чтобы помогать улучшать понимание вариантов осуществления настоящего раскрытия сущности.
Компоненты оборудования и способов представлены надлежащим образом посредством символов на чертежах, показывающих только те конкретные детали, которые относятся к пониманию вариантов осуществления настоящего раскрытия сущности, с тем чтобы не затруднять понимание сущности подробностями, которые должны быть очевидными для специалистов в данной области техники с использованием преимущества описания в данном документе.
Подробное описание изобретения
Как упомянуто выше, некоторые 6P-дисплеи, выполненные с возможностью проецировать трехмерные изображения, могут использоваться для того, чтобы проецировать/отображать двумерные изображения. При проецировании трехмерных изображений, шесть первичных цветов используются для того, чтобы отображать изображения для левого глаза и для правого глаза с использованием одного набора из трех (красного, зеленого и синего) первичных цветов для изображения для левого глаза и другого набора из трех первичных цветов для изображения для правого глаза. Трехмерные очки для использования с таким дисплеем могут иметь соответствующие фильтры (к примеру, полосовые фильтры), чтобы обеспечивать возможность каждому глазу видеть соответствующее изображение. Двумерные изображения могут отображаться посредством трехмерных дисплеев посредством управления каждой парой первичных источников света с идентичными данными без необходимости для зрителя носить трехмерные очки. Например, значения двумерных данных красного цвета используются для того, чтобы управлять первичными цветами red1 и red2. Аналогично, значения двумерных данных зеленого цвета используются для того, чтобы управлять первичными цветами green1 и green2, и значения двумерных данных синего цвета, используются для того, чтобы управлять первичными цветами blue1 и blue2. Система калибруется с комбинированными первичными цветами, и могут формироваться изображения. Тем не менее, результирующая цветовая палитра может ограничена в значительной степени относительно требуемой цветовой палитры (например, установленной Rec2020-палитры).
Это раскрытие сущности и его аспекты могут осуществляться в различных формах, включающих в себя аппаратные средства или схемы, управляемые посредством машинореализованных способов, компьютерных программных продуктов, компьютерных систем и сетей, пользовательских интерфейсов и интерфейсов прикладного программирования; а также аппаратно-реализованные способы, схемы обработки сигналов, матрицы запоминающего устройства, специализированные интегральные схемы, программируемые пользователем вентильные матрицы и т.п. Вышеприведенное сущность изобретения предназначена только для того, чтобы выдавать общую идею относительно различных аспектов настоящего раскрытия сущности, и не ограничивает объем раскрытия сущности каким-либо образом.
В нижеприведенном описании, изложено множество подробностей, таких как схемные конфигурации, временные синхронизации по формам сигнала, схемные операции и т.п., чтобы предоставлять понимание одного или более аспектов настоящего раскрытия сущности. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что эти конкретные подробности являются просто примерными и не имеют намерение ограничивать объем этой заявки.
Кроме того, хотя настоящее раскрытие сущности фокусируется главным образом на примерах, в которых принимаемые видеоданные принадлежат Rec2020, следует понимать, что это представляет собой просто один пример реализации, и что может использоваться другое цветовое пространство. Дополнительно следует понимать, что раскрытые системы и способы могут использоваться в любой проекционной системе, чтобы улучшать рендеринг двумерных изображений на шести первичных дисплеях.
Для простоты описания, некоторые или все примерные системы, представленные в данном документе, проиллюстрированы с одним образцом каждой из своих компонентных частей. Некоторые примеры могут не описывать или иллюстрировать все компоненты систем. Другие примерные варианты осуществления могут включать в себя большее или меньшее число каждого из проиллюстрированных компонентов, могут комбинировать некоторые компоненты либо могут включать в себя дополнительные или альтернативные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления, нижеприведенная система 100 по фиг. 1B и 1C включает в себя боле одного источника 102 света.
Как описано выше, некоторые трехмерные дисплеи, называемые "6P-системами", одновременно отображают изображение для левого глаза и правого глаза с использованием двух отдельных наборов первичных цветов. Фиг. 1A является спектральной диаграммой 1 6P-системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Диаграмма 1 включает в себя три небольших длины 2A, 3A и 4A волны (в данном документе называются "короткими первичными цветами") и три больших длины 2B, 3B и 4B волны (в данном документе называются "длинными первичными цветами"). Примерные системы отображения, описанные в данном документе, выполнены с возможностью использовать короткие первичные цвета 2A, 3A и 4A для изображения для левого глаза (например, через указанный левый проектор) и длинные первичные цвета 2B, 3B и 4B для изображения для правого глаза (например, через указанный правый проектор). Следует понимать, что в дополнительных вариантах осуществления, комбинация коротких и длинных первичных цветов может использоваться для изображения для каждого глаза. Как подробнее пояснено ниже, каждый проектор выводит модулированный световой выход (указанных первичных цветов проектора) на дисплей или просмотровый экран. В вариантах осуществления, описанных в данном документе, изображение для левого глаза и изображение для правого глаза одновременно отображаются.
Фиг. 1B и 1C являются блок-схемами примерных систем 100 отображения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Каждая система включает в себя, по меньшей мере, некоторые компоненты с аналогичной конфигурацией, которые помечаются в этом качестве. Система 100 отображения выполнена с возможностью отображать трехмерные и двумерные видеоданные, принимаемые из источника 101 видеоданных. Система 100 отображения может представлять собой любой вид системы, выполненной с возможностью отображать изображения, например, проекционной системы или системы отображения на светоизлучающих диодах (светодиодах). Система 100 отображения включает в себя источник 102 света, осветительную оптику 104, разделитель 106, один или более модуляторов 108, модуль 110 комбинирования, проекционную оптику 112 и контроллер 114. Хотя фиг. 1B и 1C иллюстрируют один источник 102 света, системы 100 отображения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления могут содержать несколько источников 102 света. Компоненты системы 100 могут размешаться в одном проекционном устройстве (к примеру, в одном проекторе) или, в некоторых вариантах осуществления, в нескольких устройствах. Например, в некоторых вариантах осуществления, источники света, модуляторы и другие компоненты системы 100 отображения могут разделяться на два или более отдельных, координированных проекционных устройства.
Источник 102 света управляется посредством контроллера 114 таким образом, чтобы формировать осветительный луч, включающий в себя, в проиллюстрированном варианте осуществления, шесть первичных цветов. Осветительный луч направляется через осветительную оптику 104 и в цветоразделитель 106. Цветоразделитель 106 разделяет осветительный луч на шесть первичных лучей и направляет каждый первичный луч в ассоциированный один из пространственных светомодуляторов 108 (SLM). Каждый модулятор 108 модулирует первичные осветительные лучи на основе ввода из контроллера 114, как подробнее описано ниже. Проекционная оптика 112 фокусирует модулированный луч, чтобы формировать луч 116 для формирования изображений. Луч 116 для формирования изображений затем проецируется для того, чтобы создавать изображение, например, на поверхность для просмотра (не показана). В примерной системе по фиг. 1B, изображения для левого и правого глаза могут попеременно проецироваться (также называется "мультиплексированием с временным разделением каналов").
В некоторых вариантах осуществления, каждый первичный цвет может быть ассоциирован с отдельным модулятором 108. Альтернативно, как показано на фиг. 1B, число модуляторов может уменьшаться, например, посредством использования схемы последовательной модуляции на эффекте поля. В некоторых вариантах осуществления, модуляторы могут включать в себя множество модуляторов для каждого первичного цвета, как, например, в проекторе с двойной модуляцией. В некоторых вариантах осуществления, каждый модулятор 108 ассоциирован с набором первичных цветов. Например, как описано выше в отношении фиг. 1A, 6P-система, как показано на фиг. 1C, может включать в себя левый проектор и правый проектор. Фиг. 1C иллюстрирует систему 100 отображения с двумя головками, которая включает в себя отдельные модуляторы 108A и 108B, проекционную оптику 112A и 112B и два результирующих луча 116A и 116B для формирования изображений, каждый набор из которых предназначен для канала для левого глаза и для канала для правого глаза, соответственно. Модулятор 108A, проекционная оптика 112A и результирующий луч 116A для формирования изображений могут считаться компонентами левого проектора (проекционной головки), и модулятор 108B, проекционная оптика 112B и результирующий луч 116B для формирования изображений могут считаться компонентами правого проектора (проекционной головки). Как описано выше, световые выходы из обоих каналов показаны одновременно, чтобы формировать одно результирующее изображение на дисплее или на экране. Кроме того, хотя фиг. 1B и 1C иллюстрируют источник 101 видеоданных как отдельный от системы 100 отображения, в некоторых вариантах осуществления источник 101 видеоданных может быть внутренним по отношению к системе 100 отображения (например, в запоминающем устройстве, ассоциированном с системой 100 отображения).
Фиг. 1B является блок-схемой контроллера 135 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Контроллер 114 включает в себя электронный процессор 205, запоминающее устройство 210 и интерфейс 215 ввода-вывода. Электронный процессор 205 получает и предоставляет информацию (например, из запоминающего устройства 210 и/или интерфейса 215 ввода-вывода) и обрабатывает информацию посредством выполнения одной или более программных инструкций или модулей, допускающих сохранение, например, в области оперативного запоминающего устройства (RAM) запоминающего устройства 210 или в постоянном запоминающем устройстве (ROM) запоминающего устройства 210 либо в другом энергонезависимом машиночитаемом носителе (не показан). Программное обеспечение может включать в себя микропрограммное обеспечение, одно или более приложений, программные данные, фильтры, правила, один или более программных модулей и других выполняемых инструкций. Электронный процессор 205 может включать в себя несколько ядер или отдельных блоков обработки. Электронный процессор 205 выполнен с возможностью извлекать из запоминающего устройства 210 и выполнять, в числе прочего, программное обеспечение, связанное с процессами и способами управления, описанными в данном документе.
Запоминающее устройство 210 может включать в себя один или более энергонезависимых машиночитаемых носителей и включает в себя область хранения программ и область хранения данных. Область хранения программ и область хранения данных могут включать в себя комбинации различных типов запоминающего устройства, как описано в данном документе. Запоминающее устройство 210 может принимать форму любого энергонезависимого машиночитаемого носителя.
Интерфейс 215 ввода-вывода выполнен с возможностью принимать ввод и предоставлять системный вывод. Интерфейс 215 ввода-вывода получает информацию и сигналы и предоставляет информацию и сигналы (например, по одному или более проводных и/или беспроводных соединений) из/в устройства, внутренние и внешние по отношению к системе 100 отображения, например, из/в источник 102 света, модулятор(ы) 108 и источник 101 видеоданных.
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей примерный способ 300 работы проекционной системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В качестве примера, способ 300 описывается как осуществляемый посредством контроллера 114, проиллюстрированного на фиг. 1B и 1C, и, в частности, электронного процессора 205, проиллюстрированного на фиг. 2.
На этапе 302, электронный процессор 205 принимает видеоданные из источника видеоданных, такого как источник 101 видеоданных, проиллюстрированный на фиг. 1B и 1C. Видеоданные могут включать в себя последовательность трехцветных пиксельных значений из потока или файла видеоконтента. В некоторых вариантах осуществления, видеоданные включают в себя пиксельные значения в цветовом пространстве (или палитре), таком как Rec2020 (также называется "Рекомендацией ITU-R BT.2020). На этапе 304, электронный процессор 205 формирует, из видеоданных, первое множество значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой цветовой палитры и, на этапе 306, формирует, из видеоданных, второе множество значений интенсивности виртуальных первичных цветов второй цветовой палитры. В частности, объем палитр для двумерных изображений разбивается на две виртуальных палитры: палитру A и палитру B. Каждая палитра включает в себя виртуальные первичные цвета, которые представляют собой конкретные смешения предварительно заданных первичных цветов. Как подробнее пояснено ниже, палитра A оптимизируется таким образом, что она находится как можно ближе к предварительно заданной цветовой палитре, например, к заданному стандартному цветовому пространству (например, Rec2020), тогда как палитра B используется для любой остаточной энергии из предварительно заданных первичных цветов. Другими словами, палитра A используется для более низких уровней яркости, и палитра B добавляется для того, чтобы достигать более высоких уровней яркости, если применимо. В некоторых вариантах осуществления, палитра A оптимизируется таким образом, чтобы достигать наибольшей возможной цветовой палитры.
Возвращаясь к фиг. 3, на этапе 308, электронный процессор 205 преобразует первое множество значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов канала для первого глаза (например, канала первой проекционной головки) и второе множество значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов канала для второго глаза (например, канала второй проекционной головки).
В некоторых вариантах осуществления, смешивающая функция применяется к палитре A и палитре B, чтобы оптимизировать каждую палитру таким образом, что она находится близко к цветовому пространству видеоданных (в настоящем примере, Rec2020). Другими словами, в этих вариантах осуществления, электронный процессор 205 преобразует, например, через одну или более смешивающих функций, первое множество значений интенсивности и второе множество значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов канала для первого глаза (например, канала первой проекционной головки). Электронный процессор 205 также преобразует, например, через одну или более смешивающих функций, первое множество значений интенсивности и второе множество значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов канала для второго глаза (например, канала второй проекционной головки). Нижеприведенные уравнения [1] и [2] иллюстрируют смешивающую функцию, выполняемую на этапе 308 для канала для левого глаза и канала для правого глаза, соответственно.
+  [1]
и
+  [2]
L
L
L
S
S
S
A
A
A
B
B
B
AL
BL
AS
BS
Матрица R B G соответствует третьему множеству значений интенсивности, например, первичным цветам канала для правого глаза, и матрица B G R соответствует четвертому множеству значений интенсивности, например, первичным цветам канала для левого глаза, при этом R означает красный первичный цвет, G означает зеленый первичный цвет, B означает синий первичный цвет, подстрочный индекс L означает "длинные" первичные цвета длины волны, и подстрочный индекс S означает "короткие" первичные цвета длины волны. В некоторых вариантах осуществления, канал для правого глаза может включать в себя первичные цвета с небольшой длиной волны, тогда как канал для левого глаза включает в себя первичные цвета с большой длиной волны. В обоих уравнениях, палитра A (матрица, включающая в себя R G B) и палитра B (матрица, включающая в себя R G B) каждого канала масштабируются посредством смешивающей матрицы (матриц B, B, B и B). Конкретные значения смешивающих матриц могут быть предварительно определенными значениями, определенными на основе местоположения первичных цветов и предварительно определенного цветового пространства. Конкретные значения также могут зависеть от используемой проекционной системы/системы отображения (например, типа головы проектора). Ниже подробнее описываются примерные способы определения каждой из смешивающих матриц. В настоящем примере, используются следующие значения смешивающих матриц:
=
=
=
=
Возвращаясь к фиг. 3, на этапе 310, электронный процессор 205 динамически регулирует пиксельные уровни, по меньшей мере, одного пространственного модулятора, такого как модулятор 108, проиллюстрированный на фиг. 1B и C, на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности. В вариантах осуществления, в которых система 100 представляет собой проекционную систему с двумя головками, пиксельные уровни модулятора каждой из проекционных головок регулируются.
Как упомянуто выше, палитра A оптимизируется таким образом, что она находится как можно ближе к предварительно заданной цветовой палитре, например, к заданному стандартному цветовому пространству (например, Rec2020), тогда как палитра B используется для любой остаточной энергии из предварительно заданных первичных цветов. Ниже описываются два примерных способа, реализованных посредством процессора 205 для того, чтобы обрабатывать принимаемые видеоданные в палитры A и B.
Один способ для того, чтобы оптимизировать палитру A, заключается в масштабировании (сжатии) цветностей видеоданных таким образом, что они вписываются в пределы достижимого объема палитр источника 102 света, что называется в данном документе "масштабированием палитр". В способе масштабирования палитр, задаются две функции:
, C, иначе 0,5
-
l
u
l
u
Переменная C представляет пиксельные значения принимаемых видеоданных, которые здесь предположительно представляют собой трехцветные Rec2020-данные. Функция f(C) представляет таблицу поиска для палитры A, тогда как функция f(C) представляет таблицу поиска для палитры B. В настоящем примере, функция f(C) задает линейное изменение с возрастанием от 0 до 0,5 и плоское выравнивание за пределами 0,5, тогда как функция f(C) задает плоскую линию от 0 до 0,5 и линейное изменение с возрастанием от 0,5. Значение 0,5 соответствует пороговому значению яркости. В некоторых вариантах осуществления, может использоваться другое пороговое значение яркости.
Для каждого из пиксельных значений принимаемых видеоданных, палитра A и палитра B извлекаются следующим образом:
2020
2020
2020,
Другими словами, для каждого первичного канала входящих видеоданных R, G и Bпиксельные значения с уровнем яркости ниже 0,5 (соответствующего 50% диапазона полной яркости системы 100 и 100% диапазона яркости палитры A) включаются в палитру A, тогда как пиксельные значения, которые превышают 0,5 (что означает то, что они находятся за пределами диапазона яркости палитры A), выделяются палитре B. Извлеченные сигналы палитры A и палитры B затем преобразуются в заданные первичные цвета, как описано выше в отношении этапа 308 и уравнений 1 и 2.
A
B
Другой способ для того, чтобы обрабатывать принимаемые видеоданные в палитру A, заключается в отсечении цветностей таким образом, что они вписываются в палитры A и B, так что они вписываются в пределы достижимого объема палитр источника 102 света. Во-первых, взаимосвязь [C] и [C] преобразования из цветового пространства источника 102 в палитру A и палитру B, соответственно, задается. Извлечение может выполняться следующим образом.
При знании нормализованных первичных матриц для левого канала и правого канала, произвольные точки в обоих каналах могут задаваться следующим образом:
=  +  ,
LLL
SSS
L
L
L
S
S
S
где матрица X, Y и Z соответствует произвольной точке, матрицы NPM и NPM соответствуют нормализованным первичным матрицам канала для правого глаза и канала для левого глаза, соответственно, и матрицы R, G и Bи R, G и B соответствуют ненормализованным матрицам канала для правого глаза и канала для левого глаза, соответственно.
Смешивающие функции, заданные в вышеприведенных уравнениях 1 и 2, подставляются в качестве ненормализованных матриц канала для правого глаза и канала для левого глаза, соответственно.
При преобразовании вышеприведенной формулы в условия первичных матриц, формула становится следующей:
при этом:
и:
При знании нижеприведенной нормализованной первичной матрицы для Rec2020:
преобразование из исходных Rec2020-векторов в палитры A и B, соответственно, представляет собой:
=
и:
=
Как упомянуто выше, палитра A используется для более низких уровней яркости, тогда как палитра B используется, где применимо, для того, чтобы достигать более высоких уровней яркости. В отличие от способа масштабирования палитр, в котором диапазон яркости палитры A является идентичным для всех каналов, здесь вектор пороговых значений используется в качестве порогового значения яркости, что означает то, что диапазон яркости палитры A варьируется в расчете на один канал. Вектор пороговых значений, представляющий переход между палитрами A и B в Rec2020-пространстве, может быть найден следующим образом:
Другими словами, каждое пороговое значение в векторе пороговых значений определяется на основе преобразования первой виртуальной цветовой палитры в предварительно заданную цветовую палитру.
После этого задаются следующие функции:
С, иначе Т
с
,
-
l
u
l
u
l
u
l
u
l
u
Переменная C представляет пиксельные значения принимаемых видеоданных, которые здесь предположительно представляют собой трехцветные Rec2020-данные. Аналогично функциям f(C) и f(C) способа масштабирования палитр, описанного выше, функция f(C) снова представляет таблицу поиска для палитры A, тогда как функция f(C) представляет таблицу поиска для палитры B. В настоящем примере, функция f(C) задает линейное изменение с возрастанием от 0 до порогового значения конкретного канала, как задано в векторе пороговых значений, и плоское выравнивание за пределами конкретного порогового значения, тогда как функция f(C) задает плоскую линию от 0 до конкретного порогового значения и линейное изменение с возрастанием от конкретного порогового значения. С другой стороны, здесь конкретные пороговые значения надлежащим образом соответствуют пороговому значению яркости каждого из каналов палитры A. В некоторых вариантах осуществления, функции f(C) и f(C) могут задавать переходы, отличный от линейных изменений, описанных выше (до тех пор, пока сумма функций равна 1). Например, любая одна или обе функции f(C) и f(C) могут задавать кривую для плоской линии.
Для каждого из пиксельных значений принимаемых видеоданных, палитра A и палитра B извлекаются следующим образом:
2020
2020
2020,
R
G
B
Другими словами, для каждого первичного канала входящих видеоданных R, G и Bпиксельные значения с уровнем яркости ниже соответствующего порогового значения вектора T, T and T пороговых значений (соответствующего конкретному диапазону яркости палитры A) включаются в палитру A, тогда как пиксельные значения, которые превышают конкретное пороговое значение (что означает то, что они находятся за пределами диапазона яркости палитры A), выделяются палитре B.
Любые значения интенсивности извлеченной палитры A и палитры B, которые являются отрицательными значениями, после этого отсекаются до 0 (или белого цвета).
[3]
[4]
Извлеченные сигналы палитры A и палитры B затем преобразуются в заданные первичные цвета, как описано выше в отношении этапа 308 и уравнений 1 и 2.
Способ отсечения палитр отсекает цвета до края палитр A и B, которые могут создаваться приблизительно идентично для любой системы с проектором. Другими словами, цвета, сформированные посредством одного проектора, могут верно воспроизводиться посредством любого другого вида проектора, независимо от того, являются или нет идентичными исходные первичные цвета.
Альтернативно, функция смешения может применяться к палитрам A и B до отсечения отрицательных значений. Посредством применения смешивающей функции к каждой палитре, значения каждой палитры преобразуются таким образом, что они содержат условия предварительно заданных первичных цветов цветового пространства принимаемых видеоданных. Отсечение затем может применяться, как показано ниже.
Этот способ максимизирует покрытие палитр для конкретных первичных цветов любой системы с проектором.
L
L
L
S
S
S
Фиг. 4 иллюстрирует диаграмму 400 цветности. Диаграмма 400 включает в себя цветовые палитры, ассоциированные с системой 100 отображения и целевой цветовой палитрой (здесь, Rec2020). Палитра 402 представляет собой Rec2020-палитру. Палитра 404 представляет собой палитру, заданную посредством (длинных) первичных цветов R, G и B канала для правого глаза (первичных LLL-цветов), тогда как палитра 406 представляет собой палитру, заданную посредством (коротких) первичных цветов R, G и B канала для левого глаза (первичных SSS-цветов). Палитра 416 представляет собой палитру, заданную посредством управления первичными цветами каналов для правого глаза и левого глаза с идентичными значениями (WCG-палитры). Как проиллюстрировано, палитра 408 значительно отличается от Rec2020-палитры 402. Палитра 410 представляет собой виртуальную цветовую палитру A, и палитра 412 представляет собой виртуальную цветовую палитру B. Как описано выше, палитра A задается как комбинация виртуальных первичных цветов, чтобы аппроксимировать Rec2020-палитру 402 максимально близко, тогда как палитра B задается посредством оставшегося энергетического выхода виртуальных первичных цветов после того, как вычтена энергия, используемая для палитры A. Как показано, палитра A (палитра 410) совпадает с Rec2020-палитрой 402 более близко по сравнению с суммирующей палитрой 408.
Фиг. 5A иллюстрирует диаграмму 500A цветности, включающую в себя палитры 402, 404, 406, 408, 410 и 412, описанные выше в отношении фиг. 4. Диаграмма 500A цветности включает в себя входную цветность (черный цвет) и результирующую выходную цветность (серый цвет), достигаемые с использованием способа отсечения палитр, описанного выше. Линии, соединяющие любую точку входной цветности с точкой выходной цветности (например, линия, соединяющая входную точку 502A с выходной точкой 502B), указывают то, как изменен входной цвет (при необходимости изменения). Следует отметить, что на проиллюстрированной диаграмме 500A, максимальный ввод меньше порогового значения яркости, и в силу этого палитра B не используется, и что использован второй способ отсечения, описанный выше.
Фиг. 5B иллюстрирует диаграмму 500B цветности, включающую в себя палитры 402, 404, 406, 408, 410 и 412, описанные выше в отношении фиг. 4. Диаграмма 500B цветности включает в себя входную цветность (черный цвет) и результирующую выходную цветность (серый цвет), достигаемые с использованием способа отсечения палитр, описанного выше. На проиллюстрированной диаграмме 500B, максимальный ввод превышает пороговое значение яркости, и в силу этого используется палитра B.
Как упомянуто выше, смешивающие матрицы являются извлеченными значениями, определенными на основе местоположения первичного цвета по сравнению с Rec2020. Смешивающие матрицы, в частности, задаются таким образом, чтобы размещать короткие и длинные первичные цвета каналов для правого и левого глаза, соответственно, в конкретном требуемом местоположении. Ниже описываются примерные способы для того, чтобы определять смешивающие матрицы для каждого первичного цвета.
S
L
S
L
Фиг. 6A иллюстрирует улучшенный вид 600A диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Как показано в виде 600A, как короткий красный первичный цвет R, так и длинный красный первичный цвет R находятся за пределами цветовой Rec2020-палитры 402. Необходимо согласовывать палитру A с цветовой Rec2020-палитрой 402. Чтобы определять смешивающую матрицу для красного первичного цвета R, один способ заключается в том, чтобы привязывать первичный цвет к Rec2020-палитре. Это может осуществляться посредством смешения длины волны короткого красного цвета (R) с длиной волны длинного зеленого цвета для палитры A и посредством смешения длины волны короткого красного цвета с длиной волны длинного красного цвета (R) для палитры B. Расстояние между длинами волны длинного и короткого красного цвета и Rec2020-границей минимизируется посредством нахождения точки минимального расстояния между результирующей цветностью и Rec2020-границей или точкой пересечения. Это местоположение затем используется для того, чтобы задавать смешивающие матрицы. Например, линия улучшенного вида 600A представляет смесь длин волны длинного красного цвета и короткого зеленого цвета. Точка A представляет то, где смесь пересекается с Rec2020-палитрой.
L
S
Другой способ для того, чтобы не привязываться к Rec2020-палитре, заключается в том, чтобы максимизировать покрытие результирующей палитры. Фиг. 6B иллюстрирует улучшенный вид 600B диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Здесь, точка кратчайшего расстояния от линии между синим и зеленым первичными цветами Rec2020-палитры до смеси длин волны короткого красного цвета (R) и длинного красного цвета (R). Это приводит к использованию длинного красного цвета для палитры A и короткого красного цвета для палитры B.
S
L
Фиг. 7A иллюстрирует улучшенный вид 700A диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Как показано в виде 700A, как короткий зеленый первичный цвет G, так и длинный зеленый первичный цвет G окружают цветовую Rec2020-палитру 402. С другой стороны, необходимо согласовывать палитру A с цветовой Rec2020-палитрой 402. Здесь, первичные цвета привязываются к Rec2020-палитре 402 посредством задания точки пересечения линии B между двумя зелеными первичными цветами с Rec2020-границей. Это местоположение затем используется для того, чтобы задавать смешивающие матрицы. Зеленая точка C иллюстрирует точку, в которой находится зеленый первичный цвет палитры A.
L
S
Другой способ для того, чтобы не привязываться к Rec2020-палитре, заключается в том, чтобы максимизировать покрытие результирующей палитры. Фиг. 7B иллюстрирует улучшенный вид 700B диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Здесь, точка кратчайшего расстояния от линии между красным и синим первичными цветами Rec2020-палитры до смеси длин волны длинного зеленого цвета (G) и короткого зеленого цвета (G). Это приводит к использованию длин волны короткого зеленого цвета.
S
L
Фиг. 8A иллюстрирует улучшенный вид 800A диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Как показано в виде 800A, как короткий синий первичный цвет B, так и длинный синий первичный цвет B находятся в цветовой Rec2020-палитре 402. Оба первичных цвета должны выступать к границе цветовой Rec2020-палитры 402. Здесь, первичные цвета привязываются к Rec2020-палитре 402 посредством задания точки пересечения линии D между длиной волны длинного синего первичного цвета и короткого зеленого цвета с Rec2020-границей. Это местоположение затем используется для того, чтобы задавать смешивающие матрицы. Точка E иллюстрирует точку, в которой находится синий первичный цвет палитры A.
L
S
Другой способ для того, чтобы не привязывать синие первичные цвета к Rec2020-палитре, например, заключается в том, чтобы максимизировать покрытие результирующей палитры. Фиг. 8B иллюстрирует улучшенный вид 800B диаграммы 400 цветности по фиг. 4. Здесь, точка кратчайшего расстояния от линии между красным и зеленым первичными цветами Rec2020-палитры до смеси длин волны длинного синего цвета (B) и короткого зеленого цвета (G). Это местоположение затем используется для того, чтобы задавать смешивающие матрицы. Как проиллюстрировано, длинный синий первичный цвет используется для палитры A, тогда как короткий синий первичный цвет используется для палитры B.
В вышеприведенном подробном описании, пояснены конкретные варианты осуществления. Тем не менее, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные модификации и изменения могут вноситься без отступления от объема раскрытия сущности, изложенного в нижеприведенной формуле изобретения. Следовательно, подробное описание и чертежи должны рассматриваться в иллюстративном, а не ограничительном смысле, и все подобные модификации имеют намерения включения в объем настоящих идей. Например, технологии, раскрытые в данном документе, могут применяться к проекционным системам, которые проектируются для нетрехмерного контента. Например, проекционная система с двумя головками может использовать раскрытую технологию. Кроме того, раскрытые технологии могут применяться более чем к двум проекционным головкам.
Кроме того, в этом документе относительные термины, такие как первый и второй, верхний и нижний и т.п., могут использоваться исключительно для того, чтобы отличать один объект или действие от другого объекта или действия без обязательного требования или подразумевания какого-либо такой фактической взаимосвязи или порядка между этими объектами или действиями. Термины "содержит", "содержащий", "имеет", "имеющий", "включает в себя", "включающий в себя", "содержит в себе", "содержащий в себе" или любые другие их разновидности имеют намерение охватывать неисключительное включение, так что процесс, способ, изделие или оборудование, которое содержит, имеет, включает в себя, содержит в себе список элементов, не включает в себя только эти элементы, а может включать в себя другие элементы, не перечисленные в явном виде или внутренне присущие такому процессу, способу, изделию или оборудованию. Элемент, после которого идет "содержит...", "имеет...", "включает в себя...", "содержит в себе...", не исключает возможность, без дополнительных ограничений, наличия дополнительных идентичных элементов в процессе, способе, изделии или оборудовании, которое содержит, имеет, включает в себя, содержит в себе элемент. Термины "a" и "an" задаются как один или более, если иное не заявлено в явном виде в данном документе. Термины "практически", "по существу", "приблизительно", "примерно" или любая другая их версия задаются как нахождение близко согласно пониманию специалистами в данной области техники, и в одном неограничивающем варианте осуществления термин задается как в пределах 10%, в другом варианте осуществления - в пределах 5%, в еще одном варианте осуществления - в пределах 1%, и в еще одном другом варианте осуществления - в пределах 0,5%. Термин "соединенный", при использовании в данном документе, задается как "подключенный", хотя не обязательно непосредственно и не обязательно механически. Устройство или структура, которая "конфигурируется" определенным способом, конфигурируется, по меньшей мере, таким способом, но также может конфигурироваться способами, которые не перечисляются.
Следует принимать во внимание, что некоторые варианты осуществления могут состоять из одного или более общих или специализированных процессоров (или "устройств обработки"), таких как микропроцессоры, процессоры цифровых сигналов, специализированные процессоры и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), и уникальных сохраненных программных инструкций (включающих как программное обеспечение, так и микропрограммное обеспечение), которые управляют одним или более процессорами таким образом, чтобы реализовывать, вместе с определенными непроцессорными схемами, некоторые, большинство или все функции способа и/или оборудования, описанные в данном документе. Альтернативно, часть или все функции могут реализовываться посредством машины состояний, которая не хранит программные инструкции, либо в одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), в которых каждая функция или некоторые комбинации конкретных функций реализуются как настраиваемая логика. Разумеется, может использоваться комбинация двух означенных подходов.
Кроме того, вариант осуществления может реализовываться как машиночитаемый носитель хранения данных, имеющий сохраненным машиночитаемый код для программирования компьютера (к примеру, содержащего процессор), чтобы осуществлять способ, описанный и заявленный в данном документе. Примеры таких машиночитаемых носителей хранения данных включают в себя, но не только, жесткий диск, CD-ROM, оптическое устройство хранения данных, магнитное устройство хранения данных, ROM (постоянное запоминающее устройство), PROM (программируемое постоянное запоминающее устройство), EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и флэш-память. Кроме того, ожидается, что специалисты в данной области техники, несмотря на, возможно, значительные усилия и множество проектных решений, обусловленных, например, доступным временем, современной технологией и экономическими соображениями, если руководствуются концепциями и принципами, раскрытыми в данном документе, допускают простое формирование таких программных инструкций и программ и IC с минимальным экспериментированием.
Различные аспекты настоящего изобретения могут приниматься во внимание из следующих перечислимых примерных вариантов осуществления (EEE):
1. Система отображения с двумя головками, содержащая:
- первую проекционную головку;
- вторую проекционную головку;
- по меньшей мере, один пространственный модулятор; и
- электронный процессор, выполненный с возможностью:
- принимать двумерные видеоданные;
- формировать, из видеоданных, первое множество значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второе множество значений интенсивности второй виртуальной цветовой палитры, причем первое множество значений интенсивности составляют ниже порогового значения яркости и аппроксимируют предварительно заданную цветовую палитру, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости;
- преобразовывать первое множество значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов первой проекционной головки и второе множество значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов второй проекционной головки; и
- динамически регулировать пиксельные уровни, по меньшей мере, одного пространственного модулятора первой и второй проекционных головок на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.
2. Система по EEE 1, в которой пороговое значение яркости представляет собой вектор пороговых значений, включающий в себя пороговое значение для каждого цветового канала первой виртуальной цветовой палитры.
3. Система по EEE 2, в которой каждое пороговое значение определяется на основе преобразования первой виртуальной цветовой палитры и второй виртуальной цветовой палитры в предварительно заданную цветовую палитру.
4. Система по любому из EEE 1-3, в которой любые отрицательные значения для первого множества значений интенсивности и второго множества значений интенсивности отсекаются.
5. Система по любому из EEE 1-4, в которой любые отрицательные значения для третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности отсекаются.
6. Способ для отображения данных изображений, при этом способ содержит:
- прием двумерных видеоданных;
- формирование, из видеоданных, первого множества значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второго множества значений интенсивности второй виртуальной цветовой палитры, причем первое множество значений интенсивности первой виртуальной цветовой палитры составляют ниже порогового значения яркости и аппроксимируют предварительно заданную цветовую палитру, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости;
- преобразование первого множества значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов первой проекционной головки системы отображения и второго множества значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов второй проекционной головки системы отображения; и
- динамическое регулирование пиксельных уровней пространственных модуляторов первой проекционной головки и второй проекционной головки системы отображения на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.
7. Способ по EEE 6, в котором пороговое значение яркости представляет собой вектор пороговых значений, включающий в себя пороговое значение для каждого цветового канала.
8. Способ по EEE 7, в котором каждое пороговое значение определяется на основе преобразования первой виртуальной цветовой палитры в предварительно заданную цветовую палитру.
9. Способ по любому из EEE 6-8, в котором любые отрицательные значения для первого множества значений интенсивности и второго множества значений интенсивности отсекаются.
10. Способ по любому из EEE 6-9, в котором любые отрицательные значения для третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности отсекаются.
11. Способ по любому из EEE 6-10, в котором преобразование первого множества значений интенсивности в третье множество значений интенсивности и второго множества значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности выполняется через смешивающую функцию.
12. Способ для отображения данных изображений, при этом способ содержит:
- прием видеоданных;
- формирование, на основе уровня интенсивности видеоданных, первого множества значений интенсивности, ассоциированных с первой виртуальной цветовой палитрой;
- формирование, на основе сравнения между уровнем интенсивности и, по меньшей мере, одним предварительно определенным пороговым значением, второго множества значений интенсивности, ассоциированных со второй виртуальной цветовой палитрой;
- формирование, на основе первого множества и второго множества значений интенсивности, третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности, оба из которых выполнены с возможностью аппроксимировать предварительно заданное цветовое пространство, ассоциированное с видеоданными; и
- предоставление третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности, по меньшей мере, в один пространственный светомодулятор.
13. Способ по EEE 12, в котором в случае, если уровень интенсивности не превышает предварительно определенное пороговое значение, второе множество значений интенсивности задаются равными нулю.
14. Способ по EEE 12 или 13, в котором второе множество значений интенсивности задаются на основе величины, на которую уровень интенсивности превышает предварительно определенное пороговое значение, когда уровень интенсивности превышает предварительно определенное пороговое значение.
15. Способ по любому из EEE 12-14, при этом способ дополнительно содержит: модификацию любого одного или обоих из первого множества значений интенсивности и второго множества значений интенсивности, когда, по меньшей мере, одно значение интенсивности находится за пределами достижимого объема палитр для первой виртуальной палитры и второй виртуальной палитры.
16. Способ по любому из EEE 12-15, при этом способ дополнительно содержит: модификацию любого одного или обоих из третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности, когда, по меньшей мере, одно значение интенсивности находится за пределами достижимого объема палитр для первой виртуальной палитры и второй виртуальной палитры.
17. Способ по любому из EEE 12-16, в котором, по меньшей мере, одно предварительно определенное пороговое значение представляет собой вектор на основе взаимосвязи между первой виртуальной цветовой палитрой и второй виртуальной цветовой палитрой в предварительно заданном цветовом пространстве.
18. Способ по любому из EEE 12-17, при этом способ дополнительно содержит задание первой виртуальной цветовой палитры на основе комбинации множества первичных цветов отображения, ассоциированных с источником света, чтобы аппроксимировать предварительно заданную цветовую палитру, ассоциированную с предварительно заданным цветовым пространством и второй виртуальной цветовой палитрой, на основе остаточной мощности источника света и первой виртуальной цветовой палитры.
19. Способ по любому из EEE 12-18, в котором, по меньшей мере, один пространственный светомодулятор составляет часть проектора с двумя головками.
20. Способ по EEE 19, в котором проектор с двумя головками отображает двумерное изображение на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.
21. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством процессора компьютера, инструктируют компьютеру выполнять операции, содержащие:
- прием двумерных видеоданных, включающих в себя трехцветные пиксельные значения предварительно заданных первичных цветов предварительно заданного цветового пространства;
- формирование, из видеоданных, первого множества значений интенсивности виртуальных первичных цветов первой виртуальной цветовой палитры и второго множества значений интенсивности второй виртуальной цветовой палитры, чтобы аппроксимировать предварительно заданную цветовую палитру, причем первое множество значений интенсивности составляют ниже порогового значения яркости первой виртуальной цветовой палитры, и причем второе множество значений интенсивности составляют выше порогового значения яркости;
- преобразование, через смешивающую функцию, первого множества значений интенсивности в третье множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов и второго множества значений интенсивности в четвертое множество значений интенсивности предварительно заданных первичных цветов; и
- динамическое регулирование пиксельных уровней, по меньшей мере, одного пространственного модулятора проекционной системы с двумя головками на основе третьего множества значений интенсивности и четвертого множества значений интенсивности.