技术领域
[0001] 本
发明涉及
虚拟现实领域，尤其涉及一种3D显示方法和装置。
背景技术
[0002] 目前，常用的3D显示技术包括不闪式3D显示技术、快
门式3D显示技术和裸眼式3D显示技术。
现有技术中，3D显示技术包括：将用户的左右眼对应的两组虚拟场景图像分别输出至眼睛，左眼只能看到左眼对应的虚拟场景图像，右眼只能看到右眼对应的虚拟场景图像，从而实现3D显示。
[0003] 然而，由于用户处于不同
位置时，输出至左右眼的两组虚拟场景图像是不变的，使虚拟场景的真实度表现不足。
发明内容
[0004] 本发明提供一种3D显示方法和装置，能够提高虚拟场景的真实度表现
力。
[0005] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种3D显示方法，包括：S10、获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标；S20、根据所述左眼位置坐标和右眼位置坐标，分别计算3D显示的虚拟场景中两个相机的参数；S30、根据所述参数分别调整所述两个相机；S40、对调整参数后的两个相机的视口进行
渲染，得到渲染后的图像；S50、向预先连接的
3D显示器发送所述渲染后的图像，使所述3D显示器对所述渲染后的图像进行处理后显示。
[0006] 可选的，所述S20，包括：S201、分别计算虚拟场景中两个相机的位置参数；S202、分别计算虚拟场景中两个相机的投影矩阵参数。
[0007] 可选的，所述S201，包括：S2011、计算所述两个相机中左侧的相机的位置参数：A+B*L；S2012、计算所述两个相机中右侧的相机的位置参数：A+B*R；所述A为预设的参考点坐标，所述B为预设的旋转矩阵，所述L为左眼位置坐标，所述R为右眼位置坐标。
[0008] 可选的，所述S202，包括：S2021、计算所述两个相机中左侧的相机的左
视锥体裁剪平面，所述左
视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xl-W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xl+W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yl+H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yl-H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述左视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；S2022、计算所述两个相机中右侧的相机的右视锥体裁剪平面，所述右视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xr-W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xr+W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yr+H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yr-H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述右视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；S2023、根据所述左视锥体裁剪平面和所述右视椎体裁剪平面分别计算所述两个相机的投影矩阵参数；所述左眼位置坐标记为(Xl，Yl，Zl)，所述右眼位置坐标记为(Xr，Yr，Zr)，所述W为所述3D显示器的长度，所述H为所述3D显示器的宽度，所述N为预设的近裁剪值，所述F为预设的远裁剪值。
[0009] 可选的，所述S10，包括：S101、获取用户的实时图像；S102、对所述实时图像进行
图像识别，获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标。
[0010] 本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种3D显示装置，包括：
[0011] 人眼
定位单元，用于获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标；
[0012] 参数计算单元，与所述人眼定位单元相连，用于根据所述人眼定位单元获取的左眼位置坐标和右眼位置坐标，分别获取3D显示的虚拟场景中两个相机的参数；
[0013] 参数调整单元，与所述参数计算单元相连，用于根据所述参数计算单元获取的参数，分别调整所述两个相机；
[0014] 图形渲染单元，与所述参数调整单元相连，用于对所述参数调整单元调整参数后的两个相机的视口进行渲染，得到渲染后的图像；
[0015] 图像显示单元，与所述图形渲染单元相连，用于向预先连接的3D显示器发送所述图形渲染单元得到的渲染后的图像，使所述3D显示器对所述渲染后的图像进行处理后显示。
[0016] 可选的，所述参数计算单元，包括：
[0017] 位置参数计算模
块，用于分别计算虚拟场景中两个相机的位置参数；
[0018] 矩阵参数计算模块，用于分别计算虚拟场景中两个相机的投影矩阵参数。
[0019] 可选的，所述位置参数计算模块，包括：
[0020] 左位置计算子模块，用于计算所述两个相机中左侧的相机的位置参数：A+B*L；
[0021] 右位置计算子模块，用于计算所述两个相机中右侧的相机的位置参数：A+B*R；
[0022] 所述A为预设的参考点坐标，所述B为预设的旋转矩阵，所述L为左眼位置坐标，所述R为右眼位置坐标。
[0023] 可选的，所述矩阵参数计算模块，包括:
[0024] 左平面计算子模块，用于计算所述两个相机中左侧的相机的左视锥体裁剪平面，所述左视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xl-W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xl+W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yl+H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yl-H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述左视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；
[0025] 右平面计算子模块，用于计算所述两个相机中右侧的相机的右视锥体裁剪平面，所述右视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xr-W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xr+W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yr+H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yr-H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述右视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；
[0026] 矩阵计算子模块，分别与所述左平面计算子模块和所述右平面计算子模块相连，用于根据所述左平面计算子模块计算的左视锥体裁剪平面和所述右平面计算子模块计算的右视椎体裁剪平面分别计算所述两个相机的投影矩阵参数；
[0027] 所述左眼位置坐标记为(Xl，Yl，Zl)，所述右眼位置坐标记为(Xr，Yr，Zr)，所述W为所述3D显示器的长度，所述H为所述3D显示器的宽度，所述N为预设的近裁剪值，所述F为预设的远裁剪值。
[0028] 可选的，所述人眼定位单元，包括：
[0029] 图像获取模块，用于获取用户的实时图像；
[0030] 图像识别模块，与所述图像获取模块相连，用于对所述图像获取模块获取的实时图像进行图像识别，获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标。
[0031] 本发明具有如下有益效果：根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机，并对调整后的相机进行渲染后，通过3D显示器输出相应的图像，从而实现3D显示。由于根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机的参数，从而将人眼的真实空间位置与虚拟场景建立联系，给予左右眼相对当前位置的影像，使人在视觉上有全息的效果，进而实现虚拟全息显示。本发明
实施例提供的技术方案解决了现有技术中于用户处于不同位置时，输出至左右眼的两组虚拟场景图像是不变的，使虚拟场景的真实度表现不足的问题。
附图说明
[0032] 图1为本发明实施例1提供的3D显示方法的
流程图；
[0033] 图2为本发明实施例2提供的3D显示装置的结构示意图；
[0034] 图3为图2所示的3D显示装置中参数获取单元的结构示意图；
[0035] 图4为图3所示的参数获取单元中位置参数获取模块的结构示意图；
[0036] 图5为图3所示的参数获取单元中矩阵参数获取模块的结构示意图；
[0037] 图6为图2所示的3D显示装置中人眼定位单元的结构示意图。
具体实施方式
[0038] 下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0039] 实施例1：
[0040] 如图1所示，本实施例提供了一种3D显示方法，包括：
[0041] 步骤101，获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标。
[0042] 在本实施例中，步骤101获取左眼位置坐标和右眼位置坐标的过程可以包括：首先获取用户的实时图像；然后对实时图像进行图像识别，获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标。其中，可以通过包含有图像
传感器的数字摄像头获取用户的实时图像；特别的，为了保证数据的更新速率，使数字摄像头的输出
帧率在60帧每秒以上，该数字摄像头使用广
角镜头。
[0043] 在本实施例中，除上述
图像处理方式外，还可以使用主动目标标记辅助等方法获取左眼位置坐标和右眼位置坐标，在此不再一一赘述。
[0044] 在本实施例中，3D显示的虚拟场景中三维空间坐标与人眼位置坐标可以参照于同一参考系；3D显示的虚拟场景中三维空间坐标与人眼位置坐标也可以参照于不同参考系，并在使用时转换为同一参考系。为了表示方便，可以将原点设为3D显示器的屏幕中心位置，原点O位于屏幕中心，x轴平行于3D显示器的横向方向，y轴平行于3D显示器的纵向方向，z轴平行于3D显示器的屏幕向里。
[0045] 步骤102，根据左眼位置坐标和右眼位置坐标，分别计算3D显示的虚拟场景中两个相机的参数。
[0046] 在本实施例中，建立人眼位置与虚拟场景的空间尺度关系，即需要确定虚拟场景的空间尺度反应在视觉上的尺度，该尺度可以以3D显示器的长宽表示单位为参考。以3D显示器的宽高以厘米为单位测算为例，眼睛坐标表示也以厘米为单位，则虚拟场景中的1单位反映在视觉上则为1厘米。
[0047] 在本实施例中，通过步骤102计算的两个相机的参数，可以仅包括两个相机的位置参数；为了使渲染后的图像符合3D显示器的尺寸，保证虚拟场景的尺度向视觉尺度上的映射关系，该两个相机的参数，除包括两个相机的位置参数外，还可以包括两个相机的投影矩阵参数。
[0048] 在本实施例中，分别计算两个相机的位置参数的过程包括：计算两个相机中左侧的相机的位置参数：A+B*L；计算两个相机中右侧的相机的位置参数：A+B*R。其中，所述A为预设的参考点坐标，所述B为预设的旋转矩阵，所述L为左眼位置坐标，所述R为右眼位置坐标。其中，使用旋转矩阵表示参考
姿态，而参考点和参考姿态可以作为场景逻辑状态控制输入介质，从而控制在场景中漫游或是改变当前观察视角。
[0049] 在本实施例中，分别计算两个相机的投影矩阵参数的过程包括：计算两个相机中左侧的相机的左视锥体裁剪平面；计算两个相机中右侧的相机的右视锥体裁剪平面；根据左视锥体裁剪平面和右视锥体裁剪平面分别计算两个相机的投影矩阵参数。其中，所述左视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xl-W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xl+W/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yl+H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yl-H/2)*N/Zl，所述左视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述左视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；所述右视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xr-W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xr+W/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yr+H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yr-H/2)*N/Zr，所述右视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，所述右视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；所述左眼位置坐标记为(Xl，Yl，Zl)，所述右眼位置坐标记为(Xr，Yr，Zr)，所述W为所述3D显示器的长度，所述H为所述3D显示器的宽度，所述N为预设的近裁剪值，所述F为预设的远裁剪值。
[0050] 步骤103，根据该参数分别调整两个相机。
[0051] 步骤104，对调整参数后的两个相机的视口进行渲染，得到渲染后的图像。
[0052] 在本实施例中，通过步骤104对两个相机的视口进行渲染，将虚拟三维图像转化为渲染后的二维图像。
[0053] 步骤105，向预先连接的3D显示器发送该渲染后的图像，使3D显示器对渲染后的图像进行处理后显示。
[0054] 在本实施例中，步骤105中3D显示器可以为不闪式3D显示器，也可以为快门式3D显示器，还可以为裸眼3D显示器，在此不作限制。
[0055] 本发明具有如下有益效果：根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机，并对调整后的相机进行渲染后，通过3D显示器输出相应的图像，从而实现3D显示。由于根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机的参数，从而将人眼的真实空间位置与虚拟场景建立联系，给予左右眼相对当前位置的影像，使人在视觉上有全息的效果，进而实现虚拟全息显示。本发明实施例提供的技术方案解决了现有技术中于用户处于不同位置时，输出至左右眼的两组虚拟场景图像是不变的，使虚拟场景的真实度表现不足的问题。
[0056] 实施例2：
[0057] 如图2所示，本发明实施例提供一种3D显示装置，包括：
[0058] 人眼定位单元201，用于获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标；
[0059] 参数计算单元202，与人眼定位单元相连，用于根据人眼定位单元获取的左眼位置坐标和右眼位置坐标，分别计算3D显示的虚拟场景中两个相机的参数；
[0060] 参数调整单元203，与参数计算单元相连，用于根据参数计算单元计算的参数，分别调整两个相机；
[0061] 图形渲染单元204，与参数调整单元相连，用于对参数调整单元调整参数后的两个相机的视口进行渲染，得到渲染后的图像；
[0062] 图像显示单元205，与图形渲染单元相连，用于向预先连接的3D显示器发送图形渲染单元得到的渲染后的图像，使3D显示器对渲染后的图像进行处理后显示。
[0063] 在本实施例中，通过上述人眼定位单元201、参数获取单元202、参数调整单元203、图形渲染单元204和图像显示单元205实现3D显示的过程，与图1所示的3D显示过程相似，在此不再一一赘述。
[0064] 进一步的，如图3所示，本实施例中参数计算单元202，包括：
[0065] 位置参数计算模块2021，用于分别计算虚拟场景中两个相机的位置参数；
[0066] 矩阵参数计算模块2022，用于分别计算虚拟场景中两个相机的投影矩阵参数。
[0067] 其中，如图4所示，该位置参数计算模块2021，包括：
[0068] 左位置计算子模块20211，用于计算两个相机中左侧的相机的位置参数：A+B*L；
[0069] 右位置计算子模块20212，用于计算两个相机中右侧的相机的位置参数：A+B*R；
[0070] A为预设的参考点坐标，B为预设的旋转矩阵，L为左眼位置坐标，R为右眼位置坐标。
[0071] 其中，如图5所示，该矩阵参数计算模块2022，包括：
[0072] 左平面计算子模块20221，用于计算两个相机中左侧的相机的左视锥体裁剪平面，左视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xl-W/2)*N/Zl，左视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xl+W/2)*N/Zl，左视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yl+H/2)*N/Zl，左视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yl-H/2)*N/Zl，左视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，左视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；
[0073] 右平面计算子模块20222，用于计算两个相机中右侧的相机的右视锥体裁剪平面，右视锥体裁剪平面的左裁剪值为(Xr-W/2)*N/Zr，右视锥体裁剪平面的右裁剪值为(Xr+W/2)*N/Zr，右视锥体裁剪平面的上裁剪值为(Yr+H/2)*N/Zr，右视锥体裁剪平面的下裁剪值为(Yr-H/2)*N/Zr，右视锥体裁剪平面的近裁剪值为N，右视锥体裁剪平面的远裁剪值为F；
[0074] 矩阵计算子模块20223，分别与左平面计算子模块和右平面计算子模块相连，用于根据左平面计算子模块计算的左视锥体裁剪平面和右平面计算子模块计算的右视椎体裁剪平面分别计算两个相机的投影矩阵参数；
[0075] 左眼位置坐标记为(Xl，Yl，Zl)，右眼位置坐标记为(Xr，Yr，Zr)，W为3D显示器的长度，H为3D显示器的宽度，N为预设的近裁剪值，F为预设的远裁剪值。
[0076] 进一步的，如图6所示，本实施例中人眼定位单元201，包括：
[0077] 图像获取模块2011，用于获取用户的实时图像；
[0078] 图像识别模块2012，与图像获取模块相连，用于对图像获取模块获取的实时图像进行图像识别，获取用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标。
[0079] 在本实施例中，可以通过图像获取模块2011和图像识别模块2012实现人眼定位，也可以通过其他方式实现人眼定位，在此不再一一赘述。
[0080] 在本实施例中，3D显示装置可以为不闪式3D显示装置，也可以为快门式3D显示装置，还可以为裸眼3D显示装置，在此不作限制。
[0081] 本发明具有如下有益效果：根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机，并对调整后的相机进行渲染后，通过3D显示器输出相应的图像，从而实现3D显示。由于根据用户的左眼位置坐标和右眼位置坐标调整两个相机的参数，从而将人眼的真实空间位置与虚拟场景建立联系，给予左右眼相对当前位置的影像，使人在视觉上有全息的效果，进而实现虚拟全息显示。本发明实施例提供的技术方案解决了现有技术中于用户处于不同位置时，输出至左右眼的两组虚拟场景图像是不变的，使虚拟场景的真实度表现不足的问题。
[0082] 以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0083] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
