[發明專利]一種基于Unity3D游戲引擎的裸眼3D顯示系統

無效

• 申請號: 201410195747.7
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103957400A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 崔華坤;丁凌;何林;楊嶺;張成浩
• 申請（專利權）人: 北京樂成光視科技發展有限公司
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N13/04;G02B27/22
• 代理公司: 北京市百倫律師事務所 11433
• 代理人: 周紅力;姜瑩

1.一種基于Unity3D游戲引擎的裸眼3D顯示系統，其特征在于：用于裸眼3D顯示裝置的2D顯示屏的子像素結構應滿足如下：一個完整像素由1R1G1B三種子像素燈組成，在水平方向上按紅、綠、藍或藍、綠、紅循環排布；在垂直方向上為紅、綠、藍的同一色，每個子像素在水平和垂直方向上的間距均保持相等。?

2.根據權利要求1所述的基于Unity3D游戲引擎的裸眼3D顯示系統，其特征在于：通過將狹縫光柵或柱鏡光柵裝配于2D顯示屏的前方或后方，其中，狹縫光柵的參數設計滿足如下特征：?

a)光柵常數d，即光柵周期的計算公式為：?

其中，K為視點數，s為相鄰視點間距，是由視點組合方式決定的，每一對視點組合在觀看平面的間距與人眼的瞳距e相等，相鄰視點間距為：?

其中，ΔK為每一對視點組合之間所包含的視區數，雙眼瞳距通常取e＝65mm；?

b)光柵與2D顯示屏的間距，即屏柵距l的計算公式為：?

其中，H為觀看距離，也就是觀看者距離2D顯示屏的距離；?

另外，柱鏡光柵的參數設計滿足如下特征：?

a)光柵常數d，即光柵周期的計算公式為：?

b)柱鏡光柵的厚度t的計算公式為：?

其中，n為柱狀透鏡的折射率，是由柱柵材料決定的；?

c)柱鏡光柵的曲率半徑r的計算公式為：?

。

3.根據權利要求1所述的基于Unity3D游戲引擎的裸眼3D顯示系統，其特征在于：利用Unity3D游戲引擎實現裸眼3D顯示技術的思路如下：?

a)在Unity3D軟件中建立場景，物體模型通過3ds?Max、Maya模型制作軟件制作后導入到Unity3D場景，并在場景中擺放多臺虛擬的立體相機；每臺虛擬相機在目標貼圖位置添加渲染貼圖Render?Texture，在運行時實時更新；各個相機的設置參數應保持一致，且保持同步拍攝；多臺虛擬立體相機之間按照一定的結構進行布置，保證進入觀察者左右眼的兩幅視差圖像的視差量在潘弄區范圍之內，即大腦可以將兩幅不同的視差圖像融合成一個物體，而不致于出現重影，通常立體相機的擺放結構有平行式、會聚式、離軸平行式及弧形式4種結構；?

b)根據2D顯示屏參數及光柵參數，計算視點子像素映射映射矩陣，確定2D顯示屏上給定的RGB子像素應該取自哪個視點的RGB分量，多視點子像素映射矩陣的計算公式為：?

其中，(k,l)為RGB子像素的坐標位置，k_off表示2D顯示屏左上邊緣與光柵單元邊緣點的水平位移量，α為光柵軸相對于LCD顯示屏垂直軸的傾斜夾角，X為一個光柵周期在水平方向上覆蓋RGB子像素的個數，N_tot表示總視點個數，也就是參與合成的視差圖像數量；?

c)把得到的視點子像素映射矩陣編寫到著色器Shader中，利用Shader在GPU上對相機渲染的多張渲染貼圖進行子像素級別的采樣處理，并將經過采樣處理后的多張視差圖像相加，得到最終的合成圖像；編寫的Shader分為頂點Shader和片段Shader兩種類型，通過頂點Shader處理和變換渲染到屏幕上的網格物體的頂點位置，頂點Shader的輸出結果傳遞給流水線的下一步，幾何體的網格經過硬件的柵格化后，處于流水線上的片段Shader會被執行，片段Shader會對一個片段進行各種測試，最終測試成功的片段會被寫入渲染的輸出幀?中，從而成為顯示器屏幕上的一個可見像素；?

d)將合成圖像輸出到裸眼3D顯示器屏幕上，利用光柵的分光作用，使不同視差圖像的光線在空間分離，當觀察者在合適的觀看位置處，左右眼可分別接收到來自不同視點的信息，從而產生立體視覺。?