專利名稱：一種全景顯示裝置及一種全景顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示技術(shù)，特別是涉及一種能夠進(jìn)行360度全景顯示的裝置和 方法。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)速度和帶寬的增加，攝影機(jī)性能的提高和價(jià)格的下降，虛擬現(xiàn)實(shí) (Virtual Reality)成為可能。然而，現(xiàn)有的顯示技術(shù)卻只能顯示平面圖像。對于 立體的形象，如雕塑、模型、人物等，需要放在多個(gè)照片中。即使是通過軟件進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)，也只能同時(shí)顯示一個(gè)側(cè)面。因此，我們需要一個(gè)裝置能夠同時(shí)顯示一個(gè)物體360 度的全景。
另外，在商店的櫥窗里，博物館的展館里，往往擺放有一些貴重的商品或文物。 這些貴重商品或歷史文物往往是竊賊偷盜的對象。但為了讓顧客看到各個(gè)細(xì)節(jié)，又不 能只是張貼照片。三維全景顯示卻能二者兼顧。同時(shí)，在新聞產(chǎn)品發(fā)布會(huì)或是展銷會(huì) 上，往往需要擺放很多樣品，但運(yùn)輸大件的樣品(如汽車、機(jī)床等)往往成本高昂， 還容易對樣品造成損害。因此，要是能進(jìn)行三維全景顯示的話，就可以不用擺放大件 的樣品而獲得同樣的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以適合觀眾從各個(gè)角度觀察細(xì)節(jié)的能夠進(jìn)行360度 全景顯示的裝置。
一種全景顯示裝置，它包括有 一底座； 一屏幕，固定設(shè)于所述底座上；至少一 個(gè)投影儀，設(shè)于底座中央；至少一個(gè)全景反射鏡，位于屏幕頂部與所述投影儀相對位 置； 一控制面板，與所述投影儀和全景反射鏡電連接。
其中，屏幕為旋轉(zhuǎn)面；或?yàn)橹婊蚯蛎?，或柱面或球面的一部分?br> 其中，全景反射鏡是旋轉(zhuǎn)體或其一部分。
其中，全景反射鏡是一個(gè)與投影儀同軸的旋轉(zhuǎn)鏡面。
其中，屏幕、投影儀的鏡頭、和全景反射鏡同軸。
上述全景顯示裝置，所述投影儀和全景反射鏡均為兩個(gè)，投影儀對應(yīng)設(shè)在屏幕 的上、下端，所述兩個(gè)全景反射鏡設(shè)于屏幕的中間段與投影儀相對位置，且兩個(gè)全景 反射鏡的鏡面分別朝向各自投影儀。
其中，底座上另設(shè)一高度可調(diào)的臺(tái)子，所述下投影儀裝設(shè)于該臺(tái)子上。
本發(fā)明另一 目的是提供一種全景顯示的方法。 該全景顯示方法，包括以下步驟
1) 獲取展示物品不同角度的圖像；
2) 用計(jì)算機(jī)將不同角度的圖像左右連接，并通過收縮頂部映射到一個(gè)或兩 個(gè)圓環(huán)上形成片源；
3) 將片源發(fā)送到權(quán)利要求1至8任一所述全景顯示裝置的控制面板中；
4) 控制面板啟動(dòng)所述投影儀和全景反射鏡，將展示物品圖像顯示在所述屏幕上。
其中，步驟l)使用一個(gè)相機(jī)和一個(gè)放置展示物品的能旋轉(zhuǎn)的托盤，或有多個(gè)均 勻分布的相機(jī)來獲得不同角度的圖像。
采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的效果在于能獲得達(dá)到360度的全景效果，簡便實(shí)用， 不需要大型曲面顯示屏，而是用無源屏幕。而且保護(hù)了所展示物品的安全，降低了展 覽成本。全景顯示方法中所需計(jì)算方法簡單，并容易由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。


圖1為本發(fā)明典型實(shí)施例內(nèi)部構(gòu)造示意圖。 圖2為本發(fā)明典型實(shí)施例外觀示意圖。 圖3為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的外觀示意圖。 圖4為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。 圖5為本發(fā)明又一種實(shí)施方式的外觀示意圖。 圖6為本發(fā)明又一種實(shí)施方式的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。 圖7為本發(fā)明再一種實(shí)施方式的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。 圖8為本發(fā)明再一種實(shí)施方式的外觀示意圖。 圖9為本發(fā)明再一種實(shí)施方式的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。 圖10為本發(fā)明使用一個(gè)反射鏡的實(shí)施流程例。 圖11為本發(fā)明使用兩個(gè)反射鏡的實(shí)施流程例。
具體實(shí)施例方式
如圖1 圖4所示，為本發(fā)明所提供的一種能夠進(jìn)行360度全景顯示的裝置及方 法，它包括有 一個(gè)底座l， 一控制面板2， 一個(gè)屏幕3，至少一個(gè)投影儀IO，至少 一個(gè)全景反射鏡20。
在具體實(shí)施的時(shí)候，底座可以是圓柱體如圖l至圖7所示，也可以為其它形狀， 如長方體，六棱柱等?？刂泼姘?0與普通投影儀或電視機(jī)的控制面板相似，可以放 在底座的外側(cè)如圖l所示，也可以是一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體。
投影儀10可以是普通的投影機(jī)如圖1所示，也可以是像幻燈機(jī)或傳統(tǒng)電影放映 機(jī)那樣用一個(gè)光源射過一個(gè)膠片或顯示板。
屏幕3的制作材料與其它顯示器類似，可以是玻璃、幕布或化纖等，只要能在 投影儀光源的另一側(cè)成像即可。屏幕的形狀可以是環(huán)形，如圖l至圖4所示，或環(huán)形
的一部分如圖8和圖9，也可以是球形，如圖5和圖6所示，或其一部分，還可以是
其它形狀，只要是一個(gè)旋轉(zhuǎn)面或其一部分即可。
反射鏡20的形狀可以是球形，半球形(如圖l)，圓錐形(如圖3)，拋物面， 或其它旋轉(zhuǎn)體或其一部分(如圖8)，它還可以是一個(gè)圍繞中軸旋轉(zhuǎn)的平面、凸面或 凹面鏡如圖7。反射鏡的結(jié)構(gòu)可以是空心的或是實(shí)心的，也可以是一體表面磨光成所 需鏡面形狀或者是在一個(gè)所需形狀的基座上粘貼或用其它方法固定若干小平面鏡或 曲面鏡來取得近似曲面。反射鏡的材料可以是金屬、塑料或其它材質(zhì)，表面還可以鍍 膜，只要使其能反射光線即可。
下面利用附圖具體介紹一下本發(fā)明的各種實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的一種典型實(shí)施例的剖視圖。如圖1所示， 一個(gè)圓柱形的底座1 外側(cè)有一個(gè)控制面板2?？刂泼姘迳嫌懈鞣N按鈕、旋鈕和接口 (未標(biāo)注)。按鈕和旋 鈕可以用來開關(guān)電源，調(diào)整投影機(jī)的亮度等，而接口則可以用來連接計(jì)算機(jī)、DVD機(jī) 等片源。底座1上架設(shè)一框架9，框架9上固定屏幕3;屏幕3是一個(gè)封閉的環(huán)形， 其材料可以是紡織、玻璃、樹脂或其它透光材料，與普通銀幕相同，在上面可以噴涂 或覆蓋一層提高對比度的材料。在底座1的中心，安裝一個(gè)影像發(fā)生裝置10，如三 槍(CRT)投影儀，液晶(LCD)投影儀，微鏡片(DLP)投影儀，幻燈機(jī)，或者傳統(tǒng)的 電影放映機(jī)等。影像發(fā)生裝置與片源(未示)連接，片源形式不限，只需與影像發(fā)生 裝置匹配即可，如電腦，電視接收器，DVD放映機(jī)等。片源可以與影像發(fā)生裝置一體， 放置在投影儀上，也可以單獨(dú)放置在本發(fā)明的外面而不影響主要原理。在屏幕3的頂 部中心相對影像發(fā)生裝置10的地方，安裝一個(gè)與影像發(fā)生裝置的透鏡同軸的半球形 或錐形(未示)反射鏡20，通過一個(gè)連接梁4與本發(fā)明的主體框架9相連。
圖2是圖1所示實(shí)施例的全景圖。當(dāng)連接到片源(未示)上后，從影像發(fā)生裝 置投影儀IO (參見圖l)發(fā)出來的影像投射到反射鏡20的鏡面上，再進(jìn)一步被反射 到屏幕3的內(nèi)側(cè)。觀眾則可以從屏幕3的外側(cè)觀賞到影像。片源應(yīng)事先根據(jù)反射鏡 20的形狀經(jīng)過相應(yīng)的變形處理(具體的處理方法將由后面介紹)以使得反射后投映 在屏幕3上的圖像沒有大的變形或跳躍。這樣，觀眾從不同角度就可以看到影像的不 同方面，從而獲得立體的畫質(zhì)。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。其底座1和控制面板2與圖1的實(shí)施例相同，
但如圖3所示，屏幕3比圖1中的細(xì)長得多。
圖4是圖3實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在屏幕3圓筒形中心的頂部和底部各有一個(gè)上 投影儀11和下投影儀12，而在中部有一對反射鏡21和22，其反射面各自對應(yīng)上下 投影儀11和12。反射鏡通過連接梁或連接線(圖中未示，可以是透明的)固定在框 架9上。與圖1實(shí)施例相似，從上下投影儀11和12發(fā)出來的影像分別投射到反射鏡 21和22的鏡面上，再進(jìn)一步被反射到屏幕3的內(nèi)偵i」。觀眾則可以從屏幕3的外側(cè)觀 賞到影像。使用這個(gè)實(shí)施例的片源應(yīng)經(jīng)過事先處理(處理方法同樣由下面介紹)使上 下兩部分的接合部沒有大的跳躍。這個(gè)實(shí)施例的好處是可以避開頂部，充分利用反射 鏡的邊緣部分，從而獲得更高的清晰度。為了方便調(diào)節(jié)焦距，下投影儀12可以裝在 一個(gè)高度可調(diào)的臺(tái)子13上。
圖5是本發(fā)明的球形實(shí)施例。與前述實(shí)施例相同，有一底座1和控制面板2.不 同的是屏幕3為球形，或球形的一部分。
圖6是圖5實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。與圖3和4的實(shí)施例相似，在屏幕3的頂部和 底部中心各有一個(gè)投影儀11和12。在中部中心則有一對分別對應(yīng)上下投影儀11和 12的反射鏡組25，反射鏡組25整體呈半球形、拋面形或其它曲面，在曲面上連續(xù)分 布多個(gè)小反射鏡從而形成反射鏡組25。設(shè)透明或不透明的連接梁或連接線4把兩個(gè) 反射鏡組25固定在屏幕上。這個(gè)實(shí)施例的好處是光線從投影儀到屏幕的距離相近， 各個(gè)地方的變形相似，對片源處理的要求小。
圖7是本發(fā)明的另一旋轉(zhuǎn)鏡面實(shí)施例。其底座l、控制面板2、屏幕3和投影儀 10與圖1所示實(shí)施例相同。不同的是，在原反射鏡的地方是一個(gè)與投影儀透鏡同軸 的旋轉(zhuǎn)基座27，旋轉(zhuǎn)基座27的頂部與投影儀10相對的地方裝有一個(gè)平面或凸面反 射鏡28，其鏡面與投影儀10相對。使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)基座27帶動(dòng)反射鏡28快速旋轉(zhuǎn)， 鏡面把從投影儀10傳來的光線反射到屏幕3上。這個(gè)實(shí)施例的好處是對反射鏡的鏡 面曲面要求不高，反射鏡28鏡面可以為平面或曲率較低的凸面。
圖8和圖9是本發(fā)明的又一實(shí)施例。其構(gòu)成與前述幾種實(shí)施例基本相同。不同 的是底座1和屏幕3不是整圓，而是半圓，相應(yīng)地，反射鏡20的形狀也為半圓。該 種實(shí)施方式，底座1和屏幕3形狀還可以為四分之一圓或其它大小，反射鏡20的形 狀也隨之相應(yīng)變化。
圖10是本發(fā)明使用一個(gè)反射鏡的實(shí)施流程例。圖10 (a)中照相機(jī)101對被攝 物體102進(jìn)行拍攝。被攝物體102放置在一個(gè)旋轉(zhuǎn)托盤103上每間隔一個(gè)周期旋轉(zhuǎn)一 個(gè)角度。這樣在一個(gè)360。旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，就能獲得n張(n=2、 3、 4……10、 11…… 100或更多，可根據(jù)實(shí)際需要選取)從不同角度獲得的被攝物體102的圖像，而每一
張照片的視角則是360。 /n。若是同時(shí)有n個(gè)照相機(jī)的話，也可以把這些照相機(jī)均勻 分布在以被攝物體為中心的圓周上，這樣也能獲得從n個(gè)不同角度獲得的被攝物體 102的圖像而不必使用旋轉(zhuǎn)托盤103。在圖10(b)中，以n=4為例，可獲得4張分別 從0， 90， 180和270度獲得的被攝物體102的圖像，分別為111、 112、 113、 114。 使用計(jì)算機(jī)把四張圖像用軟件(例如Photoshop)左右連接起來，如圖10(c)所示， 并通過收縮頂部映射到一個(gè)圓環(huán)上，如圖10 (d)和(e)所示。如圖10 (e)所示的圖 像作為片源從計(jì)算機(jī)中輸入到本發(fā)明的控制面板153中(例如圖1所述實(shí)施例，參見 圖10 (f))，通過控制面板啟動(dòng)光源、投影儀，這樣就在屏幕152上獲得了一幀被 攝物體102的全景圖像151，參見圖10 (f)上部圖像。
圖11是本發(fā)明使用兩個(gè)反射鏡的實(shí)施流程例。圖11 (a)中通過計(jì)算機(jī)105和 做圖軟件(例如Photoshop)人工合成將要展示物體106，從而獲得多張各個(gè)角度的 圖像。與圖10所示類似，張數(shù)可以根據(jù)需要選擇，這里仍以四張為例，如圖ll(b) 所示的lll、 112、 113、 114。把圖像用軟件左右連接起來，如圖ll(c)所示，并由中 間線200分成上下兩部分201和202。之后通過上半部分201的頂部和下半部分202 的底部映射到一個(gè)圓環(huán)上，如圖11 (d)和(e)所示。這樣就獲得了一幀兩幅被攝物 體102的全景圖像221和222作為片源;將該片源輸入如圖4所示實(shí)施例中的控制面 板143 (參見圖11 (f))，控制面板分別控制上下兩個(gè)投影儀放映，并投影到屏幕 142上，從而獲得立體圖像141，參見圖11 (f)。由于物體106的影像主體處在上 半部分的下部和下半部分的上部，因此變形較小，從而總體失真也會(huì)較小。
綜上所述，所舉例子僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施示例而已，并非用以限定本發(fā)明； 凡其它未脫離本發(fā)明的等效修飾或置換，均應(yīng)包含于本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種全景顯示裝置，其特征在于，包括有一底座；一屏幕，固定設(shè)于所述底座上；至少一個(gè)投影儀，設(shè)于底座中央；至少一個(gè)全景反射鏡，位于屏幕頂部與所述投影儀相對位置；一控制面板，與所述投影儀和全景反射鏡電連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的全景顯示裝置，其特征在于，屏幕為旋轉(zhuǎn)面。
3、 如權(quán)利要求2所述的全景顯示裝置，其特征在于，所述屏幕為柱面或球面， 或柱面或球面的一部分。
4、 如權(quán)利要求1所述的全景顯示裝置，其特征在于，全景反射鏡是旋轉(zhuǎn)體或其 一部分。
5、 如權(quán)利要求1所述的全景顯示裝置，其特征在于，全景反射鏡是一個(gè)與投影 儀同軸的旋轉(zhuǎn)鏡面。
6、 如權(quán)利要求l所述的全景顯示裝置，其特征在于，屏幕，投影儀的鏡頭，和 全景反射鏡同軸。
7、 如權(quán)利要求1至6任一所述的全景顯示裝置，其特征在于，所述投影儀和全 景反射鏡均為兩個(gè)，投影儀對應(yīng)設(shè)在屏幕的上、下端，所述兩個(gè)全景反射鏡設(shè)于屏幕 的中間段與投影儀相對位置，且兩個(gè)全景反射鏡的鏡面分別朝向各自投影儀。
8、 如權(quán)利要求7所述的全景顯示裝置，其特征在于，底座上另設(shè)一高度可調(diào)的 臺(tái)子，所述下投影儀裝設(shè)于該臺(tái)子上。
9、 一種全景顯示方法，其特征在于，包括以下步驟1) 獲取展示物品不同角度的圖像；2) 用計(jì)算機(jī)將不同角度的圖像左右連接，并通過收縮頂部映射到一個(gè)或兩 個(gè)圓環(huán)上形成片源；3) 將片源發(fā)送到權(quán)利要求1至8任一所述全景顯示裝置的控制面板中；4) 控制面板啟動(dòng)所述投影儀和全景反射鏡，將展示物品圖像顯示在所述屏幕上。
10、 如權(quán)利要求9所述的全景顯示方法，其特征在于，步驟1)使用一個(gè)相機(jī) 和一個(gè)放置展示物品的能旋轉(zhuǎn)的托盤，或有多個(gè)均勻分布的相機(jī)來獲得不同角度的圖 像。
全文摘要
公開一種全景顯示裝置及方法，包括有一底座，一控制面板，一屏幕，至少一投影儀，至少一全景反射鏡。屏幕是旋轉(zhuǎn)面，其一部分能在光源的另一側(cè)成像。投影儀有光源和影像源。全景反射鏡是旋轉(zhuǎn)體或其一部分，并且是一個(gè)與屏幕、投影儀的鏡頭同軸的旋轉(zhuǎn)鏡面?？刂泼姘鍙耐饨缃邮沼跋癫魉偷酵队皟x。投影儀投射出的影像通過全景反射鏡反射到屏幕內(nèi)側(cè)并在屏幕外側(cè)成像。有上下兩套投影儀和全景反射鏡，各自放映一部分全景。使用一個(gè)或多個(gè)相機(jī)和一個(gè)能旋轉(zhuǎn)的托盤來獲得不同角度物體的圖像，使用圖形軟件來獲取物體的不同角度的影像。本發(fā)明能獲得360度的全景效果。不需要大型曲面顯示屏，而用無源屏幕。全景顯示方法簡單，容易由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G03B21/28GK101183208SQ20071017782
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者洪 張 申請人:洪 張