立体图像合成技术和装置

立体图像合成技术和装置

本发明属于光学技术领域，是一种能把摄影照片上的图像合成 立体图像的技术和装置。

制作某物的立体图像，需制作出具有一定视距和视角的，能合 成该物立体图像的二个平面图像，这样的二个平面图像本文称之为 “二视面图像”。在现今各种成熟的平面图像制作技术领域，制作 二视面图像并无困难，困难在于，要使两个二视面图像合成为一个 立体图像，需要一种装置，这种装置能使两个二视面图像分别单独 地进入人的左眼和右眼视线，使人的二眼在同一时刻各观察一个图 像、并且，二个图像在某一确定的空间位置重合为一个图像，这个 合2为1的重合图像，就是立体图像。具有上述功能的装置，本文称 之为“立体图像合成装置”。在立体电影技术中，观看立体电影的眼 镜，就是一种立体图像合成装置，它能把立体电影银幕上的二个平面 图像合成为一个立体图像。但是，这种眼镜的合成功能是有限的，它 不能合成摄影照片，及类似于照片图像的其它各种平面图像。

本发明的目的，是要提供一种另外的，立体图像合成装置，它 能把摄影照片，及类似于照片图像的各种平面图像合成为立体图像。

本发明的目的是这样实现的：图1是本发明的光路示意图，二 块平面镜连接于点O构成一个双面镜，物像AB与CD是某物的二视面图 像，物像与镜像ab以平面镜OM和ON为对称轴成对称图形，在二个对 称图形中，ab是二个对称图形的公共图形，就是说，AB与CD地镜像 在双面镜中重合为一个图像ab，能使二个镜像重合为一个图像的二个 物像位置，本文称之为“立体图像合成位置”。如图所示：在同一时 刻上，镜像观察者使自己的左眼在F点位置，右眼在F＇点位置观察 镜像，左眼见到的是物像AB的镜像，右眼见到的是物像CD的镜像，左 眼见不到右眼所见的镜像，而右眼也见不到左眼所见的镜像，由于 二镜像已重合为一个镜像ab，观察者见到的ab镜像则是一个立体图 像。应当说明的是：观察者双眼与镜面间必须有一定距离，否则， 就如图所示，若是将二眼的观察位置设在点E和点E＇上，由于二眼 离镜面过远，左眼的视点A＇和B＇与右眼的视点C＇和D＇，则分别处在AB 与CD图像之内，就是说，观察者见不到完整的立体图像ab；类似的 情况是，观察者视角也必须适当，有一定的观察角度，本文称这种具 有一定视距与视角，能完整观察镜内立体图像的观察位置为“立体 图像观察位置”。此外，双面镜的二镜面间夹角可以在大于180°、 小于360°的范围内变动，二镜面间夹角变动后，二物像位置应作相 应的变动，如图2所示，图中，H、G、S，3点分别是物像AB，CD镜像ab 的中点，且OH，OG，OS分别垂直于AB、CD，ab，双面镜OM与ON的镜 面夹角从300°变动到OM＇与ON＇，镜面夹角为240°时，二物像AB与 CD则以点O为转动轴心，以OH和OG为半径转动，作相应的位置变动， 物像AB与CD的位置分别变动到A＇B＇与C＇D＇这二个确定的位置上时， A＇B＇与C＇D＇则分别以OM＇，ON＇，为对称轴与镜像ab成对称图形。就 是说，二镜面间夹角在大于180°小于360°的范围内变动，当二镜面 间具有某一确定的夹角时，二物像也必有相应的立体图像合成位置。 应当说明的是：双面镜二镜面间夹角过小时，物像位置移向观察者 侧后方，物像与镜面间的光路易于被观察者的头部阻挡，有阻挡时， 观察者就见不到镜像；观察同一图像，二镜面间夹角大，则如图2 所示，OM＞OM＇，ON＞ON＇，就是说，所需镜面大，此外，人的视线与镜面 间夹角小，镜像易变形，总之，镜面间夹角也不宜过大，以240°-300° 为宜。见例图3，把图3与图1比效，取消图1中的ON平面镜，使物像CD 反向后，置于镜像所在的位置，图1就成了图3，对观察者来说，图3 所示的装置仅仅是把原来右眼所见的镜像换成了该镜像的物像，物 像反向后与镜像相同，没有本质区别，其它条件也均相同，因此， 图3所示的这种单镜片式立体图像合成装置也是可行的。当然，移动 物像AB、取消OM平面镜的单镜片式立体图像合成装置也是可行的。 此外，单镜片不仅可以如双面镜镜片一样，能以点O为转动轴心转动， 改变镜面角度，还可以单镜片的镜面中线为其转动轴旋转，改变镜面 角度，单面镜OM在某一确定的角度范围内转动，镜面角度改变后，AB 物像也必有一个能使自己的镜像与物像DC重合的确定位置，即立体图 像合成位置。有关繁杂的物像与镜像的位移变化，本文则不弊述。

例图4是一个270°双面镜“立体图像合成装置的示意图”，图 中：1-双面镜，2-右镜片，3-双面镜体架，4-导向键，5-键槽，6-底座， 7-轴孔，8-轴，9-像集托架，10-底板，11-靠板，12-立体照片专用像 集，13-刻度线，14-照片，15-左镜片，16-环夹。如图所示：二块等高 等宽的方形平面镜，称之为左镜片<15>，右镜片<2>，它们等高的一 条端边相连接，构成一个二镜面间夹角为270°的双面镜<1>；固定 并支承镜体的双面镜体架<3>，其底面中部固定一根长条形导向键<4> 导向键的键槽<5>设在支承双面镜体架的底座<6>上，底座搁置于水 平支承物上，二镜面垂直于水平支承面，双面镜体架<3>可以在底 座<6>上前后滑动，可以调整二镜像横向的聚合的距离，键槽起导向 作用，底座<6>中部、有一个与键槽<5>长度方向垂直的轴孔<7>.轴 孔中没有二根连接像集托架<9>的轴<8>，二轴上均标有刻度线<13>， 二轴可以从轴孔中拉出推入，依据刻度线调整二托架至双面镜间的距 离。像集托架由底板<10>，靠板<11>构成，底板底面与水平支承面贴 合，靠板面与水平支承面有一定夹角，夹角在90°～45°之间。把二 本立体照片专用像集<12>安装在托架上，<右边托架上未画像集>， 像集底页与托架底板贴合，封页则与托架靠板面贴合。立体照片专用 像集有二本，制作成物体二视面图像的二张照片，应二像集各安装一 张，均安装在二像集相等的页号的页面上，根据刻度线<13>调整托 架至镜面间的距离，使二托架以双面镜为对称中心成对称图形，把 二像集分别安放在二托架上，使像集上下端边对齐托架底板的前后 端边，从像集首页开始，同时翻动二像集。每次翻开的照片图像均应 为同一物体的二视面图像，如果照片<14>在像集页片上的位置安装 正确，照片上的图像则处在立体图像合成位置上，如果安装不正确， 从双面镜中可以见到二照片上相同的图像，高低不等，或图像不正， 无法合成，重新调整安装照片，可使图像处在立体图像合成位置上， 二镜像有横向距离时，在底座上前后推拉移动双面镜体架<3>调整， 就可使二镜像重合。立体照片专用像集有一定的制造精度和强度， 像集结构精确，不易变形，立体照片专用像集宜采用环夹<16>精度 高，强度大的活叶式像集。例图5所示的是一种悬挂式立体图像合 成装置的示意图，图中，1-双面镜，24-镜体，18-铰链，19-双面 镜框，20-方板，21-挂坏，22-镜框正面，23-镜框反面。如图所示：双 面镜<1>固定在镜体<24>上，镜体<24>固定在方板<20>正中，方板上 有二个挂环<21>，方板挂在墙面上，双面镜<1>镜面中点，距地平面 的高度为人在该地面的平视高度，双面镜框<19>的一端边固定在铰链 <18>上，铰链固定在方板<20>上，二铰链的轴线垂直于地面，二铰 链以双面镜的镜体<24>为对称中心，成对称图形，双面镜框的中点与 镜面中点等高，双面镜框正反两面均可安装照片。转动双面镜框，镜 框正面<22>与墙面贴合时，镜框反面<23>的照片供人观赏；使镜框 转至某一确定角度，镜框正面<22>装的照片的二视面图像就处在立 体图像合成位置上。照片图像及类似于照片图像的平面图像，如画面、 画片图像，只要将它们制作成二视面图像，本立体图像合成装置就能 把它们合成为立体图像。对那些画面大的图像，不宜于采用上述装 置合成时，合成方法是简单的，只需依照本立体图像合成装置的原理 和方法，组合平面镜与二视面图像，使图像处在立体图像合成位置 上，使镜像观察者具有立体图像观察位置，采用何种方式固定镜体 与二视面图像是次要的，使用行之有效的固定方式，将它们固定即 可。

本“立体图像合成装置”结构简单，操作简易，但十分有效。 摄影照片的二视面图像，人们用一台普通照相机就可以摄影制作， 这样，就为立体图像进入千家万户，直接为人们的生活服务，美化 人们的生活提供了可能。