DE102024002109A1 - Active multiview 3D display with observer position tracking - Google Patents
Active multiview 3D display with observer position trackingInfo
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Abstract
Es wird ein aktiver Multiview 3D (AM3D) - Display in Betracht gezogen, in dem Detektoren zur Erkennung der Beobachterposition sowohl parallel als auch senkrecht zur Displayoberfläche verwendet werden. Unter Verwendung von verschiedenen Modi zur Verschiebung mindestens eines der Objekte des AM3D-Displays, wie Parallaxenbarriere, 2D-Displays oder des 3D-Bildes ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren den Beobachtungsbereich von den Stereopaaren zu erweitern und das Gelangen des Beobachterblickes in den 3D-Bildbruchbereich zu vermeiden. Darüber hinaus kann man mit dem vorgeschlagenen Ansatz die Parameter eines 3D-Bildes abhängig vom Abstand zwischen dem Beobachter und dem AM3D-Display ändern, um die Wahrnehmung von 3D-Objekten auf AM3D-Display so realitätsnah wie möglich zu gestalten.An active multiview 3D (AM3D) display is considered, in which detectors are used to recognize the observer's position both parallel and perpendicular to the display surface. Using various modes for shifting at least one of the objects of the AM3D display, such as parallax barriers, 2D displays, or the 3D image itself, the proposed method allows the viewing area of the stereo pairs to be extended and prevents the observer's gaze from entering the 3D image breakup area. Furthermore, the proposed approach allows the parameters of a 3D image to be changed depending on the distance between the observer and the AM3D display, in order to make the perception of 3D objects on the AM3D display as realistic as possible.
Description
Der Betrachtungsgegenstand des folgenden Patentes ist ein Verfahren zur Demonstrierung einer beobachtenden 3D-Darstellung in Abhängigkeit von der Lage des Betrachters bei gleichzeitiger Verwendung eines aktiven AM3D-Displays und Detektoren, die die Position des Betrachters sowohl in der Längs- als auch in Querrichtung relativ zur AM3D -Oberfläche des Displays verfolgen. In Abwesenheit der Detektoren, die die Position des Betrachters bestimmen, funktioniert das AM3D-Display wie ein herkömmliches 3D-autostereoskopisches Display (ASD), weil es keine 3D-Brille für die Betrachtung der 3D-Darstellungen erfordert und zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, die Darstellung in Volumen von verschiedenen Ansichten und gleichzeitig von mehreren Zuschauern zu sehen. Außerdem kann der Zuschauer sich parallel dem AM3D-Display bewegen und 3D-Objekte wahrnehmen, indem er sie aus N verschiedenen Ansichten betrachtet. Einer der Nachteile der Verwendung von (ASD) besteht darin, dass beim Bewegen des Betrachters entlang des 3D-Displays zu einem periodischen Wechsel der Beobachtungsbereiche eines hochwertigen 3D-Bildes mit den Beobachtungsbereichen eines unterbrochenen 3D-Bildes kommt. Dabei wird die Größe des Betrachtungsbereiches eines hochwertigen 3D-Bildes durch die Menge der N Ansichten und die Größe des Betrachtungsbereiches jedes der Ansichten bestimmt, und die Grenze dieses Betrachtungsbereiches wird mittels Erscheinens von pseudoskopischen Ansichten definiert. In der Praxis bedeutet es, dass in optimaler Entfernung des beobachtenden 3D-Bildes, das aus N > 2 Ansichten besteht, erscheint der Bereich der 3D-Bildunterbrechung dort, wo die Differenz zwischen den Nummern der beobachtenden pseudoskopischen Ansichten im absoluten Wert gleich |N - 1| ist.The subject matter of the following patent is a method for demonstrating an observational 3D representation dependent on the viewer's position, using an active AM3D display and detectors that track the viewer's position both longitudinally and transversely relative to the AM3D surface of the display. In the absence of the detectors determining the viewer's position, the AM3D display functions like a conventional 3D autostereoscopic display (ASD) because it does not require 3D glasses for viewing the 3D representations and is characterized by the ability to view the representation in volume from different perspectives and simultaneously by multiple viewers. Furthermore, the viewer can move parallel to the AM3D display and perceive 3D objects by viewing them from N different perspectives. One of the disadvantages of using ASD (Automatic Display Detection) is that as the viewer moves along the 3D display, the viewing areas of a high-quality 3D image alternate periodically with those of a fragmented 3D image. The size of the viewing area of a high-quality 3D image is determined by the number N of views and the size of the viewing area of each view, and the boundary of this viewing area is defined by the appearance of pseudoscopic views. In practice, this means that at the optimal viewing distance of the 3D image, which consists of N > 2 views, the area of 3D image fragmentation appears where the absolute difference between the numbers of the observing pseudoscopic views is equal to |N - 1|.
In dem beobachtenden 3D-Bildunterbrechungsbereich ist es nicht möglich, ein hochwertiges 3D-Bild zu sehen und der Betrachter wird danach streben, so schnell als möglich diesen Bereich zu verlassen und wird sich dabei entweder entlang des AM3D-Displays oder rückwärts bewegen. Die Größe des 3D-Bildunterbrechungsbereiches hängt von der Struktur der Parallaxenbarriere und dem 3D-Bild ab. Es sei zu beachten, dass mit zunehmender Länge des 3D-Bildunterbrechungsbereiches der Übergang zu einem qualitativ hochwertigen unterbrechungsfreien 3D-Bild glatter wird und umgekehrt bei einer Verringerung der Größe des beobachteten 3D-Bildunterbrechungsbereiches wird der Übergang zu einem qualitativ hochwertigen unterbrechungsfreien Bild schärfer, was zum größeren visuellen Unbehagen führt.Within the observed 3D image interruption area, it is not possible to see a high-quality 3D image, and the viewer will strive to leave this area as quickly as possible, either by moving along the AM3D display or backwards. The size of the 3D image interruption area depends on the structure of the parallax barrier and the 3D image itself. It should be noted that as the length of the 3D image interruption area increases, the transition to a high-quality, uninterrupted 3D image becomes smoother; conversely, as the size of the observed 3D image interruption area decreases, the transition to a high-quality, uninterrupted image becomes sharper, leading to greater visual discomfort.
Im Folgenden nennen wir unterbrechungsfrei solchen Bereich der 3D-Bildbetrachtung, in der während der Bewegung des Betrachters entlang des AM3D-Displays kein Stereopaar gesehen wird, das pseudoskopische Ansichten mit Nummern enthält, deren Differenz gleich |N - 1| ist.In the following, we will call such an uninterrupted area of 3D image viewing in which, during the movement of the viewer along the AM3D display, no stereo pair is seen that contains pseudoscopic views with numbers whose difference is |N - 1|.
In diesem Patent wird eine Parallaxenbarriere als spezifisches Beispiel einer geordneten und richtenden Optikstruktur betrachtet, die ein integraler Bestandteil eines AM3D-Displays ist, obwohl ein Linsenraster, eine Anordnung von Prismen, Linsen, oder ein optisches holografisches Element verwendet werden kann.In this patent, a parallax barrier is considered as a specific example of an ordered and directional optical structure that is an integral part of an AM3D display, although a lens grid, an arrangement of prisms, lenses, or an optical holographic element may be used.
Darüber hinaus werden wir im Folgenden anstelle der Bezeichnung „AM3D-Display mit Detektoren“, die die Position des Beobachters relativ zur Oberfläche des AM3D -Displays verfolgen, sowie Geräte, die eine Verschiebung von AM3D-Displayobjekten ermöglichen, wie z.B. 2D-Display, Parallaxenbarriere und 3D-Bildverschiebung, die Bezeichnung AM3D-System verwenden.Furthermore, instead of the term "AM3D display with detectors" that track the position of the observer relative to the surface of the AM3D display, as well as devices that enable a shift of AM3D display objects, such as 2D display, parallax barrier and 3D image shift, we will use the term AM3D system in the following.
Die Bezeichnung „aktiver“ im Namen unseres AM3D-Displays mit Positionsverfolgung des Beobachters bedeutet, dass entsprechend der Positionsänderung des Beobachters mindestens einer der obengenannten Objekte verschoben werden kann, wie zum Beispiel Verschiebung des 2D-Displays, Verschiebung der Parallaxenbarriere oder Verschiebung des 3D-Bildes.The term “active” in the name of our AM3D display with observer position tracking means that, according to the change in the observer’s position, at least one of the above-mentioned objects can be moved, such as moving the 2D display, moving the parallax barrier, or moving the 3D image.
In einer Reihe von Patenten werden verschiedene Methoden zum Vergrößern des Beobachtungsbereiches eines hochwertigen 3D-Bildes zwischen zwei benachbarten Bereichen einer beobachtenden 3D-Bildunterbrechung bei ununterbrochener Bewegung des Betrachters in beliebige Richtung entlang des Displays, vorgestellt. Im
In den meisten praktischen Fällen weicht der Abstand des Betrachters von der Oberfläche des 3D-Displays vom optimalen Abstand ab, was zur Verringerung der Größe des Beobachtungsbereiches jedes der Ansichten führt. Dies bedeutet, dass die Häufigkeit des Auftretens des Bereichs, in dem die Unterbrechung eines 3D-Bildes beobachtet wird, zunimmt und zu erheblichen visuellen Beschwerden führt. Daher kann es auch bei nicht sehr großen Abweichungen des Beobachters von der Ausgangsposition notwendig werden, eine große Anzahl neuer Ansichten zu generieren, was möglicherweise zusätzliche Zeit,- Hardware- und Finanzressourcen erfordern kann. Außerdem bei kleinen Größen der Betrachtungsbereichen der Ansichten wird das in
Darüber hinaus kann es auch bei optimalem Abstand des Betrachters zur Displayoberfläche dazu kommen, dass das Auge des Betrachters in den 3D-Bildunterbrechungsbereich gerät, wenn das Kriterium va > n e / -τa erfüllt ist, dabei ist va - die durchschnittliche Geschwindigkeit der Bewegung des Beobachters entlang der 3D-Displayoberfläche mit Intervall n × e, n - ist die Anzahl der Ansichten, die vom Betrachter beobachtet wird, bevor er sich der 3D-Bildunterbrechungsgrenze annähert. Der Parameter e bezeichnet hier und überall weiter den Abstand zwischen den Pupillen der Augen des Betrachters, und τa - ist der Zeitraum, der das 3D-System benötigt, um ein Stereopaar zur Demonstration vorzubereiten, welches keine pseudoskopischen Ansichten enthält. Dieses Stereopaar soll sich in den Bereichen des 3D-Displays befinden, welche von einem Betrachter gesehen werden, der sich an der Grenze des Intervalls n × e befindet.Furthermore, even at an optimal viewing distance, the viewer's eye may enter the 3D image interruption zone if the criterion v <sub>a </sub>>n<sub>e</sub> / -τ <sub>a </sub> is met, where v <sub> a</sub> is the average speed of the observer's movement along the 3D display surface with interval n × e, n is the number of views the viewer sees before approaching the 3D image interruption boundary, e is the distance between the viewer's pupils, and τ <sub>a </sub> is the time the 3D system needs to prepare a stereo pair for demonstration purposes that contains no pseudoscopic views. This stereo pair should be located in the areas of the 3D display visible to a viewer positioned at the boundary of interval n × e.
Es sei zu beachten, dass in (ASD) und
Aus dem obengenannten wird deutlich, dass einer der wichtigsten Parameter eines 3D-Bildes die Größe des Betrachtungsbereichs Ri des Stereopaares S(i - 1, i) ist, wo i die Nummer, der von einem Auge betrachteten Ansicht bezeichnet. Da wir in unserem Ansatz die Möglichkeit haben, die Größe des Beobachtungsbereiches Ri zu steuern und entsprechend zu ändern, kann diese Größe so gestaltet werden, dass Ri > e. Deshalb, auch wenn das Kriterium va < n e / τa für
Darüber hinaus kann n in den allermeisten Fällen so gewählt werden, dass es sich in der Umgebung der Intervallmitte befindet, d.h. neben der Ansicht, welche mittels Operation IntegerPart [N / 2] ausgerechnet wird.Furthermore, in most cases n can be chosen such that it is in the vicinity of the interval midpoint, i.e. next to the view which is calculated using the IntegerPart [N / 2] operation.
Bei dem hier vorgeschlagenen Ansatz sollten wir nicht von einer separaten Ansicht, sondern von einem Stereopaar sprechen, da wir nicht einzelne Ansichten, sondern Stereopaare synchron über die AM3D-Displayoberfläche bewegen. Wenn eine der verschiebenden Ansichten nicht einem und demselben Stereopaar entspricht oder gehört, wie die benachbarte, so erhalten wir ein 3D-Bild von geringer Qualität.In the approach proposed here, we should speak of a stereo pair rather than a separate view, since we are moving stereo pairs synchronously across the AM3D display surface, not individual views. If one of the moving views does not correspond to or belong to the same stereo pair as its neighbor, we will obtain a low-quality 3D image.
Es sei zu beachten, dass wenn wir über die Größe des Beobachtungsbereiches einer bestimmten Ansicht n in (ASD) während der Bewegung des Beobachters sprechen, so meinen wir in Wirklichkeit die Größe der Beobachtungsbereiche, in denen ein Übergang beispielsweise von der Betrachtungsansicht n zur Betrachtungsansicht n + 1 stattfindet. Der Übergang von der Beobachtung einer Ansicht zur Beobachtung einer anderen, kann auf unterschiedliche Weise definiert werden, die Größe des Beobachtungsbereichs des Übergangs wird jedoch in allen Fällen gleich sein. Bestimmen wir die Größe des Beobachtungsbereichs des Übergangs zwischen den benachbarten Ansichten so, dass sich bei einem solchen Übergang der Beitrag einer beliebigen Ansicht zum Subpixelwert vom Maximal- zum Minimalwert ändert, beispielweise von 1 auf 0.It should be noted that when we speak of the size of the observation area of a particular view n in (ASD) during the observer's movement, we actually mean the size of the observation areas in which a transition occurs, for example, from viewing view n to viewing view n + 1. The transition from observing one view to observing another can be defined in different ways, but the size of the observation area of the transition will be the same in all cases. Let us determine the size of the observation area of the transition between adjacent views such that, during such a transition, the contribution of any given view to the subpixel value changes from its maximum to its minimum value, for example, from 1 to 0.
Ähnlich wie oben wird gemeint, wenn man über die Größe des Beobachtungsbereichs Ri des Stereopaars S(i - 1, i) in unserem AM3D-Display spricht, wird tatsächlich die Größe des Übergangsbereiches von der Beobachtung des Stereopaars S(i - 1, i) zur Beobachtung des Stereopaars S(i, i + 1) gemeint, oder wenn sich der Beobachter mit abnehmenden Nummern der beobachteten Ansichten bewegt, dann zur Beobachtung des Stereopaars S(i - 2, i - 1). Bestimmen wir die Größe des Beobachtungsbereiches des Übergangs zwischen benachbarten Stereopaaren so, dass sich während eines solchen Übergangs der Beitrag eines bestimmten Stereopaars zum Wert der beobachteten Elemente der Oberfläche des AM3D-Displays vom Maximal- zum Minimalwert ändert, zum Beispiel von 1 auf 0. Daher werden wir in Zukunft der Kürze halber von der Beobachtung eines Stereopaares sprechen, anstatt ständig zu betonen, dass es ich um die Beobachtung einer Mischung benachbarter Stereopaare handelt.Similar to the above, when discussing the size of the observation area R <sub>i</sub> of the stereo pair S(i - 1, i) in our AM3D display, we are actually referring to the size of the transition area from observing the stereo pair S(i - 1, i) to observing the stereo pair S(i, i + 1), or, if the observer moves with decreasing numbers of observed views, then to observing the stereo pair S(i - 2, i - 1). Let us define the size of the observation area of the transition between adjacent stereo pairs such that, during such a transition, the contribution of a particular stereo pair to the value of the observed elements of the AM3D display surface changes from a maximum to a minimum value, for example, from 1 to 0. Therefore, for the sake of brevity, we will henceforth refer to the observation of a stereo pair, rather than constantly emphasizing that it is the observation of a mixture of adjacent stereo pairs.
Einige brillenlose 2-Ansichten 3D-Systeme verwenden auch Detektoren zur Bestimmung der Position des Beobachters. Es sei zu beachten, dass 3D-Display, welches Detektoren beinhaltet, nicht sofort auf die Bewegung des Beobachters reagieren kann. Dies führt dazu, dass der Betrachter bei 2-Ansichten Systemen sehr schnell, für die Zeit e/V in den beobachtenden 3D-Bildunterbrechungsbereich geraten kann. Damit dies nicht geschieht, ist es notwendig, dass die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des Beobachters V auf dem Itervall e und die Reaktionszeit des 3D-Systems tr, das Kriterium V × tr << e erfüllen.Some glasses-free 2-view 3D systems also use detectors to determine the observer's position. It should be noted that 3D displays that include detectors are not... The system can react immediately to the observer's movement. This means that in two-view systems, the observer can very quickly enter the observed 3D image interruption area for a time e/V. To prevent this, the average movement speed of the observer V on the interval e and the reaction time of the 3D system t r must satisfy the criterion V × t r << e.
In unserem Fall wird AM3D-Display mit Verfolgung der Beobachterposition verwendet, sodass, bevor das AM3D-System die Position des Beobachters bestimmt, dieser die Möglichkeit hat, mehrere Stereopaare im autostereoskopischen Modus anzusehen. Im autostereoskopischen Modus kann sich der Beobachter mit jeder Geschwindigkeit bewegen, ohne dass die Wahrnehmung hochwertiger 3D-Darstellung verloren geht. Wenn also der Beobachter seine Bewegung von n-Ansicht in Richtung N-Ansicht beginnt, so hat das von uns vorgeschlagene AM3D-System, für die Beobachtungszeit der Ansichten von n bis N im autostereoskopischen Modus die Möglichkeit, für die Demonstrierung eine erforderliche Ansicht vorzubereiten und mit der Demonstrierung eines hochwertigen unterbrechungsfreien 3D-Bildes entsprechend seiner Position relativ zum AM3D-Display fortzusetzen. Wie weiter unten gezeigt wird, können je nach gewähltem Demonstrationsmodus nach der Ansicht mit der Nummer N weiterhin die Ansichten entweder mit Nummern N - 1, N, oder N + 1 demonstriert werden.In our case, an AM3D display with observer position tracking is used, so that before the AM3D system determines the observer's position, the observer has the opportunity to view several stereo pairs in autostereoscopic mode. In autostereoscopic mode, the observer can move at any speed without losing the perception of high-quality 3D representation. Thus, if the observer begins their movement from view n towards view N, the AM3D system we propose has the opportunity, during the observation time of views n to N in autostereoscopic mode, to prepare the necessary view for demonstration and continue demonstrating a high-quality, uninterrupted 3D image according to their position relative to the AM3D display. As shown below, depending on the selected demonstration mode, after view number N, views numbered N - 1, N, or N + 1 can be demonstrated.
Darüber hinaus ermöglicht das vorgeschlagene AM3D-System mit Positionsverfolgung des Beobachters im Gegensatz zu 3D-Systemen mit 2 Ansichten, zusätzlich visuelle Informationen über verschiedene Ansichten des Objekts zu erhalten, wenn sich der Beobachter entlang des AM3D-Displays bewegt.Furthermore, unlike 3D systems with 2 views, the proposed AM3D system with position tracking of the observer allows additional visual information about different views of the object to be obtained as the observer moves along the AM3D display.
Im Folgenden ist es wichtig zu betonen, dass die Beobachtungsbereiche der 3D-Bildunterbrechung in jedem (ASD) vorhanden sind und verhindern eine kontinuierliche komfortable Betrachtung hochwertiger 3D-Objekte während der Bewegung des Betrachters entlang des Displays. Im Folgenden werden wir nicht auf spezifische Berechnungen der Größen von Bildbeobachtungsbereichen zwischen benachbarten Unterbrechungspunkten eines 3D-Bildes eingehen, zudem es eine große Anzahl von Parallaxenbarrieren mit Strukturen unterschiedlicher Komplexität gibt und für jede dieser Strukturen separate Berechnungen durchzuführen sind.It is important to emphasize that 3D image interruption viewing areas are present in every ASD (Automatic Display Device) and prevent continuous, comfortable viewing of high-quality 3D objects as the viewer moves across the display. We will not discuss specific calculations of the size of image viewing areas between adjacent interruption points in a 3D image, as there are numerous parallax barriers with structures of varying complexity, requiring separate calculations for each.
Unser Verfahren ermöglicht es, mithilfe von Detektoren zur Bestimmung der Position des Beobachters, wenn mindestens eine der folgenden Verschiebungen verwendet wird, zum Beispiel mechanische Verschiebung des 2D-Displays, mechanische Verschiebung der Parallaxenbarriere, sowie Verschiebung des 3D-Bildes mithilfe der Computersimulation, verschiedene Modi der 3D-Bilddarstellung anzuwenden, was verhindert, dass der sich bewegende Beobachter in den Beobachtungsbereich der 3D-Bildunterbrechung gelangt.Our method makes it possible to apply different modes of 3D image display using detectors to determine the position of the observer when at least one of the following displacements is used, for example, mechanical displacement of the 2D display, mechanical displacement of the parallax barrier, as well as displacement of the 3D image using computer simulation, which prevents the moving observer from entering the observation area of the 3D image interruption.
Durch die Verwendung von mindestens eines der unten aufgeführten 3D-Bilddarstellungsmodi kann verhindert werden, dass der Betrachter in den 3D-Bildunterbrechungsbereich gerät. Allerdings erhält der Beobachter ein deutlich besseres 3D-Seherlebnis, wenn eine Kombination verschiedener 3D-Bilddarstellungsmodi verwendet wird. Im Folgenden werden wir uns diese 3D-Bilddarstellungsmodi genauer ansehen.Using at least one of the 3D image display modes listed below can prevent the viewer from entering the 3D image interruption area. However, the viewer will receive a significantly better 3D viewing experience when a combination of different 3D image display modes is used. We will examine these 3D image display modes in more detail below.
Zur Veranschaulichung verschiedener Demonstrationsmodi einer 3D-Darstellung betrachten wir (
Auf (
Die vorgeschlagenen Hauptmodi zur Demonstration von Stereopaaren, einschließlich ihrer Kombination, sind in (
Auf (
Beim Vergleichen von (
Es bedeutet, dass durch Bewegen des ganzes 3D-Bildes oder des beobachtenden Stereopaares kann die Größe des Beobachtungsbereichs und die Betrachtungszeit der Ansichten kontrolliert erhöht werden, und dabei die Annäherung des Beobachters an den 3D-Bildsbruchbereich verlangsamen.This means that by moving the entire 3D image or the observing stereo pair, the size of the observation area and the viewing time of the views can be increased in a controlled manner, while slowing down the observer's approach to the 3D image break point.
Es sei zu beachten, dass es möglich ist, das 3D-Bild entsprechend der Verschiebung des Beobachters zu verschieben, sodass der Beobachter während der gesamten Bewegungszeit dasselbe Stereopaar sieht. Nennen wir „entsprechend“ eine solche Verschiebung des 3D-Bildes, bei der der Betrachter, während seiner parallelen Bewegung zur 3D-Displayoberfläche, dasselbe Stereopaar sehen kann. Wie auf (
Auf (
Im Punkt x0 zum Zeitpunkt t0 sieht der Beobachter das Stereopaar S(4, 5), das die Ansichten mit den Nummern 4 und 5 enthält, wie es auf der Linie 10 gezeigt ist. Wenn es keine 3D-Bildverschiebung gäbe, so würde der Beobachter im Punkt x1 zum Zeitpunkt t1 ein Stereopaar S(7, 8) sehen, welches die Ansichten mit den Nummern 7 und 8 enthält. Allerdings aufgrund der deutlichen Verschiebung des 3D-Bildes in der Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Beobachters, sieht der Beobachter jedoch das Stereopaar S(2, 3), das die Ansichten mit den Nummern 2 und 3 enthält, wie es auf der Linie 1 gezeigt ist. Wenn beim Verschieben des Beobachters ohne 3D-Bildverschiebung ein Anstieg der Ansichtszahlen der beobachteten Stereopaare gesehen wird, so führt dieser 3D-Bilddemonstrationsmodus zu einer Verringerung der Ansichtszahlen der beobachteten Stereopaare aufgrund der 3D-Bildverschiebung und umgekehrt. Der Kürze halber nennen wir diesen Modus als Reverse-Lookup-Modus. Im Allgemeinen, jedes Mal, wenn sich der Beobachter aufgrund der Nummernsteigerung (Nummernabstieg) der beobachtenden Ansichten dem Bruchbereich annähert, so erfolgt aufgrund der Verschiebung von mindestens einem der drei Teile des AM3D-Displays, wie geordneten und richtenden Optikstruktur, 2D-Displays oder des 3D-Bildes, eine Abnahme (Zunahme) der Nummer der beobachtenden Ansicht bis zur beobachtenden Ansichtennummer, die sich zwischen zwei benachbarten Bruchbereichen des 3D-Bildes befindet. In diesem Fall kann der Beobachter sich in die ursprüngliche Richtung weiterbewegen, was ermöglicht, erneut die zunehmenden (abnehmenden) Nummern von Ansichten anzuschauen.At point x0 at time t0, the observer sees the stereo pair S(4, 5), which contains views numbered 4 and 5, as shown on line 10. If there were no 3D image shift, the observer at point x1 at time t1 would see a stereo pair S(7, 8), which contains views numbered 7 and 8. However, due to the significant shift of the 3D image in the opposite direction to the observer's movement, the observer sees the stereo pair S(2, 3), which contains views numbered 2 and 3, as shown on line 1. While moving the observer without 3D image shift would result in an increase in the view numbers of the observed stereo pairs, this 3D image demonstration mode leads to a decrease in the view numbers of the observed stereo pairs due to the 3D image shift, and vice versa. For brevity, we will refer to this mode as the reverse lookup mode. Generally, each time the observer approaches the breakpoint due to the increasing (decreasing) number of the observed views, the number of the observed view decreases (increases) until it reaches the number located between two adjacent breakpoints of the 3D image, due to the movement of at least one of the three parts of the AM3D display, such as the ordered and directional optical structure, the 2D displays, or the 3D image. In this case, the observer can continue moving in the original direction, allowing them to view the increasing (decreasing) number of views again.
Es sei zu beachten, dass bei Verwendung dieses Modus keine Bewegung des Beobachters notwendig ist. Der Modus funktioniert auch, wenn der Beobachter in Ruhe bleibt. Dies ist eine wichtige Feststellung, die es ermöglicht, diesen Modus auch dann zu verwenden, wenn sich der Beobachter im Haltepunkt befindet. Mit diesem Modus kann der Blick des Betrachters in den Beobachtungsbereich solcher Stereopaare gerichtet werden, die weiter von dem Bereich entfernt sind, in dem der 3D-Bildbruch beobachtet wird.It should be noted that no movement of the observer is necessary when using this mode. The mode also works if the observer remains stationary. This is an important finding that makes it possible to use this mode even This mode should be used when the observer is at the holding point. It allows the viewer's gaze to be directed towards the observation area of stereo pairs that are further away from the area where the 3D image break is observed.
Außerdem wird eine Generierung neuer Ansichten als dritter Modus zur Demonstration des bruchlosen 3D-Bildes auf (
Somit kann der Modus der Generierung neuer Ansichten hocheffektiv durch den Beobachtungsbereich-Erweiterungsmodus, oder Reverse-Lookup-Modus oder durch deren Kombination implementiert werden.Thus, the mode of generating new views can be implemented highly effectively through the observation area expansion mode, or reverse lookup mode, or through a combination of both.
In einer Ausführungsform der bewegende Beobachter bei der Betrachtung von Stereopaaren die Grenze des bruchlosen Beobachtungsbereichs erreicht, der dem Stereopaar S(N - 1, N) entspricht, so kann sich das 3D-Bild in die entgegengesetzte Richtung auf n < N Ansichten verschieben. Nach der Verschiebung der 3D-Darstellung in die entgegengesetzte Richtung wird der Beobachter in umgekehrter Reihenfolge nacheinander die gerade betrachteten Stereopaare sehen und bleibt bei der Betrachtung des S(N - 1 - n, N - n) Stereopaars. Danach kann sich der Beobachter wieder in die gleiche Richtung entlang der Oberfläche des AM3D-Displays zum Stereopaar S(N - 1, N) bewegen, bis er die Grenze des Beginns des Bruchbeobachtungsbereichs erreicht, und dabei ein qualitativ hochwertiges bruchloses 3D-Bild sehen wird. Bei Bedarf kann dieser Demonstrationsmodus wiederholt werden.In one embodiment, when the moving observer, while viewing stereo pairs, reaches the boundary of the seamless viewing area corresponding to the stereo pair S(N - 1, N), the 3D image can shift in the opposite direction to n < N views. After the 3D representation shifts in the opposite direction, the observer will see the previously viewed stereo pairs in reverse order, remaining on the S(N - 1 - n, N - n) stereo pair. The observer can then move again in the same direction along the surface of the AM3D display to the stereo pair S(N - 1, N) until reaching the boundary of the beginning of the seamless viewing area, thereby seeing a high-quality, seamless 3D image. This demonstration mode can be repeated if necessary.
In
Wie auf (
Alle drei besprochenen Modi, darunter der Reverse-Lookup-Modus, der Modus zur Generierung neuer Ansichten und der Beobachtungsbereich-Erweiterungsmodus, führen dazu, dass verhindert wird, dass der Beobachter in den 3D-Bildbruch-Bereich fällt. Obwohl jeder der Modi unabhängig von den anderen verwendet werden kann, ist es in praktischen Anwendungen nützlich, eine Kombination der drei vorgeschlagenen Modi zu verwenden.All three modes discussed—the reverse lookup mode, the new view generation mode, and the observation area expansion mode—prevent the observer from falling into the 3D image breakup area. Although each mode can be used independently, in practical applications it is useful to use a combination of the three suggested modes.
Es sei zu beachten, dass der auf (
Somit wird durch Verschiebung auf einen bestimmten Abstand, der durch die Position des bewegten Beobachters bestimmt wird, mindestens eines der Teile des AM3D-Displays, wie 2D-Display, geordnete und richtende Optikstruktur, sowie eines Teils des 3D-Bildes/des ganzen 3D-Bildes kann der oben besprochene Bereichserweiterungsmodus und/oder der Reverse-Lookup-Modus realisiert werden. Durch die Verwendung mindestens eines dieser Modi wird die zusätzliche Zeit gewonnen, um ein Stereopaar S(N + m, N + m + 1) anstelle des pseudoskopischen Stereopaares S(N + m, m + 1) zu demonstrieren, wobei m eine ganze Zahl ist. In diesem Fall nehmen wir der Bestimmtheit halber an, dass sich der Beobachter in der Richtung von Ansicht N + m - 1 zur Ansicht N + m und weiterbewegt.Thus, by shifting to a specific distance, which is determined by the position of the moving observer, at least one of the parts of the AM3D display, such as the 2D display, ordered and directional optical structure, as well as one The area expansion mode and/or the reverse lookup mode discussed above can be implemented for part or all of the 3D image. Using at least one of these modes gains the additional time needed to demonstrate a stereo pair S(N + m, N + m + 1) instead of the pseudoscopic stereo pair S(N + m, m + 1), where m is an integer. In this case, for the sake of certainty, we assume that the observer moves in the direction from view N + m - 1 to view N + m and beyond.
Aus mathematischer Sicht bedeutet dies, dass damit das System es schafft, zum Zeitpunkt der Annäherung des Beobachters an den 3D-Bildbruchbereich, die Ansicht N + m + 1 statt Ansicht m + 1 zu generieren, ist es notwendig, dass das Kriterium Lgen > vgen τgen erfüllt ist, wobei τger, das Zeitintervall ist, das das AM3D-System benötigt, um anstelle der pseudoskopischen Ansicht eine neue stereoskopische Ansicht zu generieren, wobei Lgen- der Abstand von der aktuellen Position des Betrachters zum 3D-Bildsbruchbereich ist, in dem man die m + 1 pseudoskopische Ansicht beobachten würde, wenn an ihrer Stelle nicht die neue Ansicht N + m + 1 generiert worden wäre, und vgen - ist die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des Betrachters auf dem Intervall Lgen.From a mathematical point of view, this means that in order for the system to generate view N + m + 1 instead of view m + 1 at the moment the observer approaches the 3D image break area, it is necessary that the criterion L gen > v gen τ gen is satisfied, where τ ger is the time interval that the AM3D system needs to generate a new stereoscopic view instead of the pseudoscopic view, where L gen is the distance from the current position of the observer to the 3D image break area where the m + 1 pseudoscopic view would be observed if the new view N + m + 1 had not been generated in its place, and v gen is the average speed of movement of the observer on the interval L gen .
In diesem Fall hängt die Wahl der Verwendung von 3D-Stereopaar-Verschiebung oder Teilen von AM3D-Display in Form von 2D-Display und/oder Parallaxenbarriere von den technischen Eigenschaften des verwendeten AM3D-Systems sowie von der Art der Bewegung des Beobachters ab. Im Allgemeinen ermöglicht unser Verfahren die Verwendung einer beliebigen Kombination aus Verschiebung von Teilen des AM3D-Displays und des ganzen 3D-Bildes auf der Oberfläche des AM3D-Displays relativ zum Beobachter. Um beispielsweise den Beobachtungsbereich hochwertiger 3D-Bilder zu vergrößern, ist es möglich gemäß der Bewegung des Beobachters, nicht nur die 3D-Stereopaare, sondern gleichzeitig auch die Parallaxenbarriere zu verschieben.In this case, the choice of using 3D stereo pair shifting or parts of the AM3D display in the form of a 2D display and/or parallax barrier depends on the technical characteristics of the AM3D system used and the type of movement of the observer. Generally, our method allows for any combination of shifting parts of the AM3D display and the entire 3D image on the surface of the AM3D display relative to the observer. For example, to increase the viewing area of high-quality 3D images, it is possible to shift not only the 3D stereo pairs but also the parallax barrier simultaneously, according to the observer's movement.
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Im Gegensatz zu (
Wie auf (
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Es sei zu beachten, dass jeder der in (
Es sei zu beachten, dass die Größe des Beobachtungsbereichs R8 durch den Modus der Vergrößerung des Beobachtungsbereichs bestimmt wird. Daher kann nach dem Maß die Größe von R8 die Größe der Beobachtungsbereiche der vorherigen Stereopaaren überschreiten und wird durch den Haltepunkt Oi+1 begrenzt. Es sei zu beachten, dass am Haltepunkt Oi+1 der Reverse-Lookup-Modus der gerade betrachteten Stereopaare eingeschaltet wird, sodass der Blick des Betrachters im Beobachtungsbereich R5 liegt. Wenn es keine Verschiebung des 3D-Bildes gäbe, würde der Beobachter im R1 Beobachtungsbereich landen, wo er den Bruch des 3D-Bildes beobachten würde. Aufgrund der Wirkung des Reverse-Lookup-Modus wird das beobachtete Stereopaar von der Grenze des 3D-Bildsbruchs entfernt. Anschließend kann die Bewegung des Betrachters bis zum nächsten Haltepunkt Oi+2 fortgesetzt werden.It should be noted that the size of the observation area R8 is determined by the mode used to magnify the observation area. Therefore, depending on the measurement, the size of R8 can exceed the size of the observation areas of the previous stereo pairs and is limited by the stop point Oi +1 . It should be noted that at stop point Oi +1 , the reverse lookup mode of the currently viewed stereo pairs is activated, so the viewer's view is in the observation area R5 . If there were no shift of the 3D image, the viewer would end up in the R1 observation area, where they would observe the break in the 3D image. Due to the effect of the reverse lookup mode, the observed stereo pair is moved away from the boundary of the 3D image break. Subsequently, the viewer's movement can continue to the next stop point Oi +2 .
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Die Größen der Beobachtungsbereiche von Rn+3 bis RN werden durch den Beobachtungsbereich-Erweiterungsmodus bestimmt. In der Praxis können die Werte dieser Beobachtungsbereiche solche Größen haben, dass sie dem Beobachter eine hochwertige, realitätsnahe 3D-Darstellung bieten. Sobald der Beobachter bei seiner Verschiebung die Grenze des Beobachtungsbereichs RN erreicht, zeigt AM3D-Display ein neues Stereopaar S(N, N + 1), das dem Beobachtungsbereich RN+1 entspricht. Der Einfachheit halber betrachten wir nur einen Beobachtungsbereich, das der Generierung des Stereopaars mit Ansichten entspricht, deren Zahlen außerhalb des Bereichs der derzeit am Displayoberflache vorhandenen Ansichten liegen, es kann aber mehrere solche Beobachtungsbereiche geben.The sizes of the observation ranges from R <sub>n+3</sub> to R<sub>N</sub> are determined by the observation range expansion mode. In practice, the values of these observation ranges can be such that they provide the observer with a high-quality, realistic 3D representation. As soon as the observer reaches the boundary of the R<sub>N</sub> observation range during their movement, AM3D Display shows a new stereo pair S(N, N+1) corresponding to the R<sub>N+1</sub> observation range. For simplicity, we consider only one observation range, which corresponds to the generation of the stereo pair with views whose numbers lie outside the range of views currently present on the display surface; however, there can be multiple such observation ranges.
Am Beobachtungspunkt Oi+1 wird der Reverse-Lookup-Modus eingeschaltet, sodass der Beobachter im Beobachtungsbereich Rn+1 landet. Solche Verschiebung des 3D-Bildes in umgekehrter Richtung verhindert, dass der Blick des Betrachters in den 3D-Bildunterbrechungsbereich gelangt und sorgt dafür, dass die gerade betrachteten Stereopaare wieder gesehen werden. Die Größe des Beobachtungsbereichs Rn+1 entspricht der Größe des üblichen (ASD) und e wird in dem Ausmaß nicht überschritten. Die Größe des Beobachtungsbereichs Rn+2 wird durch den Beobachtungsbereich-Erweiterungsmodus bestimmt. Die Größe dieses Beobachtungsbereichs wird durch den Haltepunkt Oi+2 begrenzt.At observation point O i+1, the reverse lookup mode is activated, so the observer lands in the observation area R n+1 . This reverse shift of the 3D image prevents the viewer's gaze from entering the 3D image interruption area and ensures that the currently viewed stereo pairs are seen again. The size of the observation area R n+1 corresponds to the size of the usual (ASD) and is not exceeded. The size of the observation area R n+2 is determined by the observation area extension mode. The size of this observation area is limited by the stop point O i+2 .
(
Es sei zu beachten, dass die Anzahl der möglichen Optionen für die Reihenfolge der Beobachtungsbereiche nicht auf die in (
Es sei zu beachten, dass die Auswahl des Modus zur Demonstration des Bildes dem bewegenden Beobachter automatisiert werden kann. In diesem Fall sollten zunächst die Parameter des Detektors, der die Position des Beobachters bestimmt, die Geschwindigkeit des Prozessors und der Grafikkarte des Computers, die Geschwindigkeit des Geräts, das für die Verschiebung des 2D-Displays und/oder der Parallaxenbarriere sorgt, sowie die Art der Bewegung des Betrachters, der das 3D-Bild betrachtet, berücksichtigt werden. Basierend auf diesen Daten kann der Computer nicht nur die Größe des Beobachtungsbereichs bestimmen, sondern auch die Reihenfolge der Größen der Beobachtungsbereiche, die durch die oben genannten Demonstrationsmodi des 3D-Bildes bestimmt werden.It should be noted that the selection of the mode for displaying the image to the moving observer can be automated. In this case, the parameters of the detector that determines the observer's position, the speed of the computer's processor and graphics card, the speed of the device that shifts the 2D display and/or parallax barrier, and the type of movement should first be determined. The viewing angle of the 3D image must be taken into account. Based on this data, the computer can determine not only the size of the observation area, but also the order of the sizes of the observation areas, which are determined by the aforementioned 3D image demonstration modes.
Wenn in (ASD) oder 3D-Display in
In einer herkömmlichen (ASD) Display und 3D-Display in
Bei der hier vorgeschlagenen Methode kann bei Verschiebung des 2D-Displays und/oder der Parallaxenbarriere die Matrix
Es sei zu beachten, dass die Matrix Pi,j bestimmt, welcher Teil des Subpixelbereichs mit den Koordinaten i und j von einem Betrachter gesehen wird, der sich relativ zu dem AM3D-Display bewegt. In diesem Fall ändert sich der Wert des Matrixelements Pi,j von 0 bis einschließlich 1. Die Zeitabhängigkeit einer solchen Matrix kann in allgemeiner Form dargestellt werden als:
Somit zeigen die Matrizen Pi,j und
Unsere Erfindung kann auf große AM3D-Displays und für mehrere Betrachter gleichzeitig angewendet werden. Dabei müssen für jeden Beobachter eigene Detektoren zur Verfügung stehen, die seine Position relativ zur Bildschirmoberfläche des AM3D-Displays bestimmen. Wenn sich die Beobachter einander nähern, so sei es selbstverständlich anzunehmen, dass die von ihnen beobachteten Nummer der Stereopaare zusammenfallen sollten. Dies kann durch Verschieben des von ihnen beobachteten Stereopaares erreicht werden. Wenn in diesem Fall ein Betrachter unbewegt bleibt und der andere ihm näherkommt, so ist es selbstverständlich, dass man für den unbewegten Betrachter die von ihm beobachteten Stereopaare unbewegt belässt, und für den sich bewegenden Betrachter aufgrund der Bewegung des beobachteten Stereopaares die Szene so zu drehen, dass bei Annäherung der Betrachter zueinander die von ihnen beobachteten Nummern der Stereopaare zusammenfallen oder in der Größe nah zueinander werden könnten.Our invention can be applied to large AM3D displays and for multiple viewers simultaneously. Each viewer must have their own detectors to determine their position relative to the screen surface of the AM3D display. As the viewer approaches each other, it is reasonable to assume that the number of stereo pairs they observe should coincide. This can be achieved by shifting the stereo pair they are observing. If, in this case, one viewer remains stationary and the other approaches, it is reasonable to assume that the stereo pairs observed by the stationary viewer remain unchanged, while for the moving viewer, the scene is rotated based on the movement of the observed stereo pair so that, as the viewers approach each other, the numbers of the stereo pairs they observe would coincide or become very similar in size.
Es sei zu beachten, dass der hier vorgeschlagene Ansatz auch für einen einzelnen Betrachter verwendet werden kann. Anstatt das gesamte 3D-Bild entsprechend der Bewegung des Betrachters zu bewegen, kann man nur einen Teil des 3D-Bildes bewegen, der dem beobachtenden Stereopaar oder einer Mischung aus Stereopaaren entspricht. Dies spart erheblich Rechnerressourcen und macht das vorgeschlagene AM3D-Display schnell in seiner Funktionsfähigkeit.It should be noted that the approach proposed here can also be used for a single viewer. Instead of moving the entire 3D image according to the viewer's movement, only a portion of the 3D image corresponding to the observing stereo pair or a mixture of stereo pairs can be moved. This saves considerable computing resources and makes the proposed AM3D display fast in its operation.
Wie oben erwähnt, ist nur bei optimalem Abstand die Größe des Beobachtungsbereichs des Übergangs von einer Ansicht zum anderen in (ASD) gleich e (Abstand zwischen den Pupillen der Augen des Betrachters). Wenn der Abstand von der 3D-Displayoberfläche zu dem Betrachter abnimmt oder zunimmt, nimmt die Größe des Beobachtungsbereichs jeder Ansicht ab. Dies führt zu Unbehagen während der Beobachtung des 3D-Bildes mit (ASD), da es nicht der Beobachtung der gleichen 3D-Objekten in der Realität entspricht. Mit dem hier vorgeschlagenen Ansatz ist es auch möglich, die Größe des Beobachtungsbereiches der betrachteten Ansichten einer 3D-Darstellung entsprechend der Veränderung des Abstands zwischen dem Betrachter und der 3D-Displayoberfläche eines AM3D-Displays zu ändern, was mehr der Realität entsprechen könnte. Dies ist ein großer Unterschied des vorgeschlagenen AM3D-Displays von (ASD), bei dem es keine Kontrolle über den Betrachter gibt. Dies unterscheidet das vorgeschlagene 3D-Display auch von dem in
Bei dem von uns vorgeschlagenem AM3D-Display kann man die Größe des Beobachtungsbereiches des Stereopaares in Abhängigkeit von der Entfernung des Betrachters zur AM3D-Displayoberfläche ändern, indem man diese Größe an die vorausbestimmte Form anpasst.With the AM3D display we have proposed, the size of the viewing area of the stereo pair can be changed depending on the distance of the viewer to the AM3D display surface by adjusting this size to the predetermined shape.
Um im vorgeschlagenen AM3D-System 3D-Bilder in höherer Qualität zu demonstrieren, müssen der/die Detektoren daher nicht nur die Verschiebung des Beobachters parallel zur Oberfläche des AM3D-Displays bestimmen, sondern auch den Abstand vom Beobachter zur Oberfläche des AM3D-Displays. (
Allgemein kann die Abhängigkeit der Größe Rn der Beobachtungsbereiche eines Stereopaares S(n - 1, n) vom Abstand z zwischen Beobachter und AM3D-Displayfläche als Rn = Rn(z) dargestellt werden. Es sei zu beachten, dass der hier vorgeschlagene Ansatz eine Änderung der Größe des Beobachtungsbereichs in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Beobachter und der Oberfläche desAM3D-Displays anhand einer vorgegebenen mathematischen Formel ermöglicht.In general, the dependence of the size R<sub>n</sub> of the observation areas of a stereo pair S(n - 1, n) on the distance z between the observer and the AM3D display surface can be represented as R <sub>n </sub> = R <sub>n </sub>(z). It should be noted that the approach proposed here allows the size of the observation area to be changed as a function of the distance between the observer and the surface of the AM3D display using a predefined mathematical formula.
Darüber hinaus ist es mit unserem Ansatz sogar möglich, eine vordefinierte Form des Beobachtungsbereichs im dreidimensionalen Raum bereitzustellen. Dies bedeutet, dass ein Beobachter in jedem Punkt des Raumes jenes Stereopaar sieht, das durch die vorgegebene Funktion bestimmt wird. Aus praktischer Sicht wird dieser räumliche Beobachtungsbereich eines bestimmten Stereopaars realisiert, wenn das Kriterium τf < Lf/vf erfüllt ist, wobei τf ist die Zeitspanne, die das AM3D-System benötigt, um ein vorgegebenes Stereopaar für die Demonstration vorzubereiten, die von einem Beobachter gesehen wird, der sich an der Grenze des Intervalls Lf befindet, wo Lf-ist die Entfernung, die der Betrachter von der aktuellen Position bis zu jener Position durchläuft, die der Beobachtung einer bestimmten Stereopaar entspricht und vf bezeichnet die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des Betrachters in dem Intervall Lf.Furthermore, our approach even makes it possible to provide a predefined shape for the observation area in three-dimensional space. This means that an observer at any point in space sees the stereo pair determined by the given function. From a practical standpoint, this spatial observation area of a specific stereo pair is realized when the criterion τf < Lf / vf is satisfied, where τf is the time interval the AM3D system requires to prepare a given stereo pair for demonstration, as seen by an observer located at the boundary of the interval Lf. is located where L f is the distance traveled by the observer from the current position to the position corresponding to the observation of a particular stereo pair, and v f denotes the average speed of movement of the observer in the interval L f .
Es sei zu beachten, dass die Zeit τm für jeden der drei betrachteten Stereopaar-Demonstrationsmodi unterschiedlich sein kann, wobei τm ist die Zeit, die das AM3D-System benötigt wird, um die Stereopaare gemäß einem vorgegebenen Modus zu demonstrieren. Es soll beachtet werden, dass die Durchführbarkeit des Kriteriums τm < Lm/vm nicht nur von der Schnelligkeit des Systems abhängt, sondern auch von den Bewegungseigenschaften des Beobachters vm, wobei vm - ist die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des Betrachters auf dem Intervall Lm, wo Lm - ist die Entfernung, die der Beobachter von der aktuellen Position bis zu der Position zurücklegt, an der ein Stereopaar entsprechend dem ausgewählten Modus beobachtet wird. Je langsamer sich beispielsweise der Beobachter bewegt, desto einfacher ist es, das Kriterium zu erfüllen. Dadurch wird der Modus ausgewählt, dessen charakteristische Zeit τm das obige Kriterium τm < Lm/vm erfüllt. Für den Fall, dass mehrere Modi das Kriterium τm < Lm/vm erfüllen, wird als Ergebnis beispielsweise solcher Modus ausgewählt, der die beste Wahrnehmung des 3D-Bildes ermöglicht. Je nach Anwendungsfall kann immer ein Algorithmus vorgegeben werden, nach dem aus mehreren Modi der am besten geeigneter Modus ausgewählt wird.It should be noted that the time τ<sub>m</sub> can differ for each of the three stereo pair demonstration modes under consideration, where τ<sub>m</sub> is the time the AM3D system requires to demonstrate the stereo pairs according to a given mode. It should be noted that the feasibility of the criterion τ <sub>m </sub><L<sub>m</sub> / v<sub>m</sub> depends not only on the speed of the system but also on the motion characteristics of the observer v <sub>m </sub>, where v <sub>m </sub> is the average speed of the observer over the interval L <sub>m</sub> , and L <sub>m </sub> is the distance the observer travels from their current position to the position where a stereo pair is observed according to the selected mode. For example, the slower the observer moves, the easier it is to satisfy the criterion. This selects the mode whose characteristic time τ <sub>m</sub> satisfies the above criterion τ <sub>m </sub><L<sub>m</sub> / v<sub>m</sub> . If several modes satisfy the criterion τ <sub>m </sub>< L <sub>m</sub> /v<sub>m</sub> , the mode that provides the best perception of the 3D image is selected as the result. Depending on the application, an algorithm can always be specified according to which the most suitable mode is selected from several modes.
Es sei zu beachten Sie, dass sich bei einer Änderung des Abstands vom Beobachter zur Oberfläche des AM3D-Displays nicht nur die Größe des Stereopaar-Beobachtungsbereichs ändern kann, sondern auch andere 3D-Bildsparameter. Von besonderem Interesse ist dabei die Änderung der Abmessungen der Teile des beobachteten 3D-Bildes abhängig vom Abstand zwischen dem Beobachter und Bildschirmoberfläche des AM3D-Displays oder die Änderung des Betrachtungswinkels. Wenn sich der Beobachter beispielsweise näher zum Display heranbewegt, so kann die Größe des beobachteten 3D-Objektes zunehmen.It should be noted that changing the distance between the observer and the surface of the AM3D display can affect not only the size of the stereo pair's viewing area but also other 3D image parameters. Of particular interest is the change in the dimensions of the parts of the observed 3D image depending on the distance between the observer and the screen surface of the AM3D display, or the change in the viewing angle. For example, if the observer moves closer to the display, the size of the observed 3D object may increase.
Dabei kann für die beobachteten 3D-Objekte, die in der Computer-Grafik bereits bekannte Zoom-Operation verwendet werden. Mit deren Hilfe kann man die Annäherung und die Entfernung der auf dem AM3D-Display dargestellten 3D-Objekte mittels Vergrößerung bzw. Verkleinerung der beobachtenden Objekte einer Scene simulieren. Dies ist eine sehr wichtige Ergänzung zu den Fähigkeiten des hier vorgestellten AM3D-Displays. Sehr oft neigt der Beobachter beim Betrachten des Bildes auf dem 3D-Display instinktiv dazu, sich dem 3D-Display zu nähern, um das 3D-Bild genauer anzuschauen. Bei der Annäherung an die Oberfläche eines herkömmlichen 3D-Displays (ASD) stellt der Beobachter jedoch enttäuscht fest, dass sich die Details oder die Größe des Bildes nicht ändern, was zu Unbehagen führt und den Realitätssinn bei der Wahrnehmung der angezeigten 3D-Bilder schwächt.The zoom operation, already familiar from computer graphics, can be used for the observed 3D objects. This allows the approach and distance of the 3D objects displayed on the AM3D display to be simulated by enlarging or reducing the observed objects in a scene. This is a very important addition to the capabilities of the AM3D display presented here. Very often, when viewing the image on the 3D display, the observer instinctively tends to move closer to the display to examine the 3D image more closely. However, when approaching the surface of a conventional 3D display (ASD), the observer is disappointed to find that the details or the size of the image do not change, which leads to discomfort and weakens the sense of reality when perceiving the displayed 3D images.
Zusätzlich kann bei der Annäherung und Entfernung des Betrachters vom AM3D-Display, die Stärke der 3D outscreen und inscreen Effekte ändern. Sogar eine kleine Änderung dieser Effekte kann bei der Änderung des Abstandes vom Beobachter zur Bildschirmoberfläche des AM3D-Displays, das Wahrnehmen eines 3D-Bildes verstärken.Additionally, the strength of the 3D out-screen and in-screen effects can change as the viewer moves closer to or further away from the AM3D display. Even a small change in these effects can enhance the perception of a 3D image when the distance between the observer and the screen surface of the AM3D display changes.
(
Die Verwendung der obengenannten Methoden zur Darstellung eines 3D-Bildes mit unserem Verfahren ermöglicht die Realitätswahrnehmung der auf unserem AM3D-Display beobachteten 3D-Bilder zu erhöhen.Using the above-mentioned methods to display a 3D image with our process makes it possible to increase the perception of reality of the 3D images observed on our AM3D display.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- 2D-Display2D display
- 22
- ParallaxenbarriereParallax barrier
- 33
- Computercomputer
- 44
- Detektor zur Bestimmung der BeobachterpositionDetector for determining the observer position
- 55
- Abstand vom Betrachter zur ParallaxenbarriereDistance from the viewer to the parallax barrier
- 66
- AM3D-DisplayAM3D Display
- 77
- Die Linie, entlang deren sich der Betrachter bewegtThe line along which the viewer moves
- 88
- Die Linie, auf der die Größen der Beobachtungsbereiche von Stereopaaren gezeigt sind, die der sich nach links auf der Linie 7 bewegende Beobachter siehtThe line showing the sizes of the observation ranges of stereo pairs seen by the observer moving to the left along line 7.
- 99
- Die Linie, auf der die Größen der Beobachtungsbereichen von Stereopaaren gezeigt sind, die der sich nach rechts auf der Linie 7 bewegende Beobachter siehtThe line showing the sizes of the observation areas of stereo pairs seen by the observer moving to the right along line 7.
- 1010
- Linie, die die auf dem 2D-Display beobachtende Stereopaare zeigt, wenn sich der Beobachter im Punkt x = x0 zum Zeitpunkt t = t0 befindetLine showing the stereo pair observed on the 2D display when the observer is at point x = x 0 at time t = t 0
- 1111
- BetrachterViewer
- 1212
- Verschiebungsrichtung des 3D-Bildes bei Bewegungsrichtung des Beobachters von Punkt x0 in den Punkt x1 oder x2.Direction of displacement of the 3D image when the observer moves from point x 0 to point x 1 or x 2 .
- 1313
- Anlage zur horizontalen Bewegung der Parallaxen Barriere und/oder des 2D DisplaysSystem for the horizontal movement of the parallax barrier and/or the 2D display
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- TW 200950501A [0007, 0008, 0010, 0011, 0035, 0036, 0054, 0055, 0061]TW 200950501A [0007, 0008, 0010, 0011, 0035, 0036, 0054, 0055, 0061]
- US 2011109623A1 [0055]US 2011109623A1 [0055]
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102024002109.4A DE102024002109A1 (en) | 2024-06-25 | 2024-06-25 | Active multiview 3D display with observer position tracking |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102024002109.4A Pending DE102024002109A1 (en) | 2024-06-25 | 2024-06-25 | Active multiview 3D display with observer position tracking |
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| Country | Link |
|---|---|
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-
2024
- 2024-06-25 DE DE102024002109.4A patent/DE102024002109A1/en active Pending
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