專利名稱：高清晰光柵立體圖片的制作方法
高清晰光柵立體圖片所屬技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明屬于光學(xué)顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光柵立體圖片的制作方法和結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景-隨著光柵立體成像技術(shù)的日趨成熟，立體圖片以其觀看自由、立體感強及適應(yīng)性 好的優(yōu)勢，在攝影、廣告和裝飾等行業(yè)逐步得到普及。立體圖片通常由立體光柵和抽 樣圖復(fù)合構(gòu)成，立體光柵可以是狹縫，也可以是柱鏡光柵，而抽樣圖是由一系列的立 體視差圖像重新抽樣排列成的新圖像。抽樣圖的特點在于細節(jié)十分豐富，圖像信息量 大， 一般用數(shù)碼激光洗印、彩色寫真噴繪、印刷等方式輸出。兩個因素影響了光柵立體圖片的進一步發(fā)展和應(yīng)用，其一，立體景深不能太大， 否則前后景圖像裂變產(chǎn)生的重影將無法忍受，影像不夠清晰、透徹，不利于表現(xiàn)大縱 深的寬闊場景；其二，容易出現(xiàn)莫爾紋，帶來眼暈感，引起部分觀看者的不適應(yīng)，阻 礙了立體圖片在商業(yè)上的廣泛應(yīng)用。究其原因，主要在于目前各種彩色數(shù)碼圖片輸出方式中，像素點的分離性都不高， 絕大多數(shù)像素還是相互滲透的，這與抽樣圖橫向像素相互分離的要求是矛盾的，在光 柵的作用下必然引起圖像的裂變，直觀表現(xiàn)為立體圖中前后景的高反差細節(jié)總是出現(xiàn) 明顯的重影；另外，輸出圖片的尺寸精度不高帶來的立體圖失配常常帶來難以忍受的 眼暈感。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種高清晰光柵立體圖片的結(jié)構(gòu)，結(jié)合了激光照排輸出、半調(diào)網(wǎng)屏和 混色技術(shù)，目的在于解決立體圖片裂變、重影和眼暈問題。本發(fā)明的原理在于，將抽樣圖的RGB三色分量網(wǎng)屏化后重新組合，利用激光照排機輸出到同一張膠片上，與后面的混色色版套準形成彩色圖像，在背光源的照射下呈現(xiàn)清晰透徹的立體圖像。實現(xiàn)過程包括1，抽樣圖的像素優(yōu)化；2,網(wǎng)屏化方法和參 數(shù)選擇；3，激光照排輸出膠片；4,混色色版和背光源。 下面詳細說明實現(xiàn)高清晰立體圖像顯示的過程。第一步，進行抽樣圖的像素優(yōu)化。我們首先要區(qū)分立體像素單元和普通像素，每 個立體像素單元由所有視差序列圖的對應(yīng)像素水平排列而成，立體像素應(yīng)該是正方形 的，這時立體圖像的橫縱向分辨率一致，比較合理，那么組成立體像素的普通像素的 形狀應(yīng)該是豎條狀。顯然，這與采用傳統(tǒng)方式輸出抽樣圖時，對像素形狀的理解是不 一樣的，在普通的立體圖片中，縱向分辨率是遠高于橫向的，因此存在大量信息冗余， 需要對抽樣圖縱向數(shù)據(jù)進行壓縮和優(yōu)化。假設(shè)光柵柵原始視差序列圖的像素太多，需要根據(jù)最終立體圖片的尺寸進行壓縮，再合成抽樣圖。為了更好地解決在某些位置看到反像帶來的眼暈問題，可以將視差序列圖的第一 或最后一幅設(shè)置成全黑再抽樣合成，這就是所謂立體像素隔離技術(shù)，只要在一定距離 之外，雙眼不會再看到反像，因此不會出現(xiàn)眼暈感。當(dāng)然，這種立體像素隔離有一些 負面作用， 一般情況下沒有必要采用。第二步，網(wǎng)屏化方法和參數(shù)選擇。與印刷行業(yè)采用的調(diào)幅掛網(wǎng)技術(shù)有所不同的是， 抽樣圖每個像素的形狀和大小已經(jīng)固定下來，不存在網(wǎng)屏的角度、頻率的選擇問題， 可以改變和優(yōu)化的只是透光點的形狀，因此，從下面開始稱為網(wǎng)格化更合適。每個顏 色分量用x*y的網(wǎng)格表示，網(wǎng)格上每個點代表激光照排片的一個曝光點，分為亮點和 暗點兩種，亮點透過光線，暗點遮擋光線，網(wǎng)格中的亮點的數(shù)量或面積比例代表相應(yīng) 的顏色值。抽樣圖上每個像素含有R、 G、 B三個顏色分量，網(wǎng)格化后呈縱向排列，三 個網(wǎng)格顯示一個完整的像素，像素網(wǎng)格呈窄長方形縱向分布；N個像素網(wǎng)格水平排列成 一個立體單元，呈正方形。網(wǎng)格化方法遵循如下原則①亮點以聚集方式分布；②亮點的重心落在網(wǎng)格的中 心；(D亮點以指定形狀優(yōu)先分布?？紤]到激光照排機曝光、顯影等過程的非理想化， 少量的亮點應(yīng)優(yōu)先聚集成正方形、圓形等團狀，以免被擴展的暗點"淹沒"。四種網(wǎng) 格典型的亮點形狀為菱形、長方形、橫線、豎線，在多數(shù)網(wǎng)格的分布中，亮點并不具 備這些典型形狀，即使如此，網(wǎng)格化時也應(yīng)該以指定形狀為趨勢。網(wǎng)格中的亮點可以以菱形的方式聚集在一起，這時立體圖像的顏色穩(wěn)定性與像素 分離性比較均衡。網(wǎng)格中的亮點可以以長方形的方式聚集在一起，這時立體圖像的顏色穩(wěn)定性與像 素分離性比較均衡。網(wǎng)格中的亮點可以以橫線優(yōu)先的方式聚集在一起，立體圖像的顏色穩(wěn)定性更好。 網(wǎng)格中的亮點還可以以豎線優(yōu)先的方式聚集在一起，立體圖像的像素分離性更好。 根據(jù)網(wǎng)格化規(guī)則和亮點形狀，可以提供一種著色算法實現(xiàn)像素快速網(wǎng)格化。先建 立一個二維數(shù)組G[x][y]，按亮點出現(xiàn)的先后順序給數(shù)組賦值，例如第一個亮點出現(xiàn)在 網(wǎng)格的中間，將中間位置的數(shù)組元素賦值l;第二個亮點出現(xiàn)在第一亮點的上側(cè)，將該 位置的數(shù)組元素賦值2;第三個亮點出現(xiàn)在第一亮點的下側(cè)，將該位置的數(shù)組元素賦值 3;……;設(shè)第K個亮點出現(xiàn)在第j行第i列，則G[i][j]-K。需要網(wǎng)格化編碼的像素 的某個顏色值為C， 0《C《255，網(wǎng)格化后共有C*x*y/255個亮點，如果G[i][j]《 C*x*y/255，則該點為亮點，否則為暗點，此過程編制成程序后讓計算機自動處理實現(xiàn) 網(wǎng)格化。為了更好地解決像素分離度不高帶來的重影問題，可以考慮將每個像素網(wǎng)格的第 一列和(或)最后一列設(shè)置成全黑，這就是所謂像素分離技術(shù)。光柵柵距P (單位mm)、視差圖數(shù)量N、激光照排精度為D (單位dpi)與網(wǎng)格大小x、 y之間的關(guān)系為x = p*D/N/25. 4 y = p*D/76.2如果可以根據(jù)需要確定p的大小，x、 y為整數(shù)的條件是容易滿足的。但一般情況下p 值不能選擇，需要對x、y做出調(diào)整，直接對y作四舍五入即可確定網(wǎng)格的高度[y+0. 5]， 而寬度有兩種[x]和[x]+l，這里[]為取整算符，也就是說抽樣圖網(wǎng)格化時必須根據(jù)情 況對像素作不同大小的網(wǎng)格化處理，這種像素大小不均有時會帶來圖像不匹配的痕跡， 可以在像素網(wǎng)格化時對亮點著色順序引入一定的隨機性來解決。第三步，網(wǎng)格化的抽樣圖用激光照排機輸出到膠片上。這樣一張照排片雖然是黑 白的，但已經(jīng)包含了抽樣圖所有的顏色信息。照排機有網(wǎng)點精度和有效幅面兩個重要 指標，當(dāng)前主流機器的照排精度都不低于2400dpi，大幅面照排機的有效面積已經(jīng)超過 2000mm*1200mm，完全滿足輸出立體圖像的要求。第四步，混色色版和背光源?；焐嬗蒖、 G、 B三色橫線條構(gòu)成，在縱向交錯 排列， 一組R、 G、 B線條的高度與立體像素網(wǎng)格的高度嚴格相等，只要將色版套準在 照排膠片的后面并固定，則每個單色網(wǎng)格與對應(yīng)的色塊就準確地匹配在一起了，配合 光柵，在燈箱的照明下顯示鮮艷透徹的立體圖像。本發(fā)明提供的抽樣圖輸出方法，確保了像素的獨立性，提高了顏色的鮮艷度，可 以大幅度提高圖片的立體感和清晰度。另外，目前的工藝精度已經(jīng)滿足狹縫光柵和柱 鏡光柵的生產(chǎn)要求，與高精度的激光照排片可以較好匹配，解決了立體圖片的眼暈問 題。
-圖l是抽樣圖示意。由w樸個立體像素單元(1)構(gòu)成，每個立體像素呈正方形。 圖2是立體像素單元(1)的示意圖。每個立體像素(1)由N個像素網(wǎng)格(2)水平 排列而成，圖示中的虛線框表示一個像素網(wǎng)格(2);每個像素網(wǎng)格(2)含有R、 G、 B 三個單色網(wǎng)格(3)，呈縱向排列。圖3是單色網(wǎng)格(3)的示意圖，網(wǎng)格(3)由暗點(4)和亮點(5)構(gòu)成。本圖中 網(wǎng)格大小為8*32，圖3a表示一個顏色值為137的網(wǎng)格，亮點聚集成典型的菱形；圖3b表 示一個顏色值為142的網(wǎng)格，亮點聚集成典型的長方形；圖3c表示一個顏色值為77的網(wǎng) 格，亮點以橫線優(yōu)先的方式聚集；圖3d表示一個顏色值為lll的網(wǎng)格，亮點以豎線優(yōu)先 的方式聚集。圖4是混色色版的示意圖，由紅色線條(6)、綠色線條(7)和藍色線條(8)構(gòu) 成，在縱向無間距交錯排列， 一組R、 G、 B線條的高度與立體像素網(wǎng)格的高度相等。
具體實施例方式制作一張高清晰立體圖片。準備一張幅面為80cm*60cm，厚度為5mm的標準40LPI狹縫光柵，柵距p=0. 635mm，準備12幅視差序列圖，將每幅圖像縮放成1260*945大小，然后合成大小為15120*945 的立體抽樣圖。激光照排機的照排精度為2400dpi，每個單色網(wǎng)格的大小為5*20，采 用長方形聚集方式對整個抽樣圖進行網(wǎng)格化處理，然后輸出到激光照排膠片上。準備 一張混色色版燈片，R、 G、 B三色線條的寬度均為0. 2117mm，每組線條寬度為0. 635mm。 混色色版可以采用專色印刷的方式制備，便于批量生產(chǎn)，而且成本較低；如果用三色 激光曝光的方式輸出到燈片上，則完全失去了成本優(yōu)勢。將狹縫光柵、照排膠片、混 色色版對位、套準后固定在燈箱上，形成立體圖像。照搬同樣的方法可以制作平面變圖或動畫，這里不再詳述。本發(fā)明的宗旨在于，利用激光照排輸出抽樣圖，實現(xiàn)像素的高分離性，利用混色 編碼技術(shù)實現(xiàn)黑白輸出的彩色顯示。專業(yè)人士根據(jù)本說明書提供的解決方案可以很容 易寫出很多相關(guān)實施案例，如RGB三色的排列順序可以互換，抽樣圖還可以分解為其 它顏色分量或其它專用顏色，甚至讓相鄰立體像素之間的RGB網(wǎng)格改變排列順序也是 可行的，這時色版上色塊要作相應(yīng)的改變，不再是直線，給套準增加了一些困難。本 發(fā)明的意旨將包括與所附權(quán)利要求符合的所有實施例。
權(quán)利要求
1. 一種高清晰立體圖片，由光柵和它后面的抽樣圖組合而成，光柵可以是狹縫光柵，也可以是柱鏡光柵，其特征在于，抽樣圖是由激光照排膠片和混色色版組合而成的彩色圖片。
2. 如權(quán)利要求l所述的立體圖片，其特征還在于，將抽樣圖上的連續(xù)調(diào)像素進行網(wǎng)格 化編碼，并將R、 G、 B三色分量輸出到同一張照排膠片上，混色色版由R、 G、 B三 色構(gòu)成，利用混色編碼技術(shù)實現(xiàn)黑白輸出的彩色顯示。
3. 如權(quán)利要求2所述的立體圖片，其特征還在于，抽樣圖上每個彩色像素在激光照排 膠片上的R、 G、 B顏色分量呈縱向排列，混色色版由R、 G、 B三色橫線條構(gòu)成，在 縱向交錯排列， 一個R、 G、 B組合線條的寬度與立體光柵的周期相同或近似。
4. 如權(quán)利要求3所述的立體圖片，其特征還在于，顯示R、 G、 B顏色分量的網(wǎng)格呈窄 長方狀縱向分布，N個像素網(wǎng)格水平排列成一個立體像素網(wǎng)格，呈正方形，N為合成 立體圖片的視差序列圖數(shù)量。
5. 如權(quán)利要求4所述的立體圖片，其特征還在于，每個顏色分量網(wǎng)格中的亮點數(shù)量或 面積比例代表對應(yīng)的顏色值，亮點聚集在一起，并且亮點的重心分布在網(wǎng)格的中心。
6. 如權(quán)利要求5所述的立體圖片，其特征還在于，將每個網(wǎng)格的左或右邊界設(shè)置為暗 點，增加每個像素之間的間隔和獨立性。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的立體圖片，其特征還在于，網(wǎng)格中的亮點以菱形優(yōu)先的方 式聚集在一起。
8. 如權(quán)利要求5或6所述的立體圖片，其特征還在于，網(wǎng)格中的亮點以長方形優(yōu)先的 方式聚集在一起。
9. 如權(quán)利要求5或6所述的立體圖片，其特征還在于，網(wǎng)格中的亮點以橫線優(yōu)先的方 式聚集在一起。
10. 如權(quán)利要求5或6所述的立體圖片，其特征還在于，網(wǎng)格中的亮點以豎線優(yōu)先的方 式聚集在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高清晰光柵立體圖片的結(jié)構(gòu)和制作方法，立體圖片由光柵和抽樣圖構(gòu)成，抽樣圖的輸出結(jié)合了激光照排、半調(diào)網(wǎng)屏和混色技術(shù)。利用激光照排機，將抽樣圖網(wǎng)格化后的RGB三色分量組合，輸出到同一張膠片上，與后面的混色色版套準成彩色圖，在背光源的照射下呈現(xiàn)清晰透徹的立體圖像。本發(fā)明解決了立體圖片的景深裂變、重影及眼暈問題，大幅提高了圖像的清晰度，有效改善了觀看舒適度。
文檔編號G02B27/22GK101251651SQ200710079378
公開日2008年8月27日 申請日期2007年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月25日
發(fā)明者薄淑英 申請人:薄淑英