显示画面的变换方法和变换系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种显示画面的变换方法和变换系统，所述显示画面的变换方法包括：获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离；根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。本发明提供的技术方案通过图像变换技术将第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
【专利说明】
显示画面的变换方法和变换系统
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示画面的变换方法和变换系统。
【背景技术】
[0002]现有的显示屏幕的每个像素点与人眼之间的距离不同，因此每个像素点在人眼之中的成像大小不同，导致显示画面在人眼之中的成像失真。具体来说，距离人眼比较近的像素点的成像大，距离人眼比较远的像素点的成像小。另外，当显示屏幕比较大，或者人眼距离显示屏幕足够近时，上述情况导致的成像失真将会对用户的观感产生较大的影响。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明提供一种显示画面的变换方法和变换系统，用于解决现有的显示屏幕的每个像素点与人眼之间的距离不同，导致显示画面在人眼之中的成像失真的问题。
[0004]为此，本发明提供一种显示画面的变换方法，包括:
[0005]获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离；
[0006]根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。
[0007]可选的，所述根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面的步骤包括:
[0008]根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标；
[0009]根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上；
[0010]根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。
[0011]可选的，所述根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标的步骤包括:
[0012]根据第一变换公式计算成像点的坐标，所述第一变换公式为:
[0013]x = r*sin(xo/r)
[0014]y = r*sin(yo/r)
[0015]z = r*sqrt( l_sin2(xo/r)_sin2(yo/r))
[0016]其中，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为PQ(X0，yo)，所述垂直距离为r;
[0017]所述根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标的步骤包括:
[0018]根据第二变换公式计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二变换公式为:
[0019]χ，=r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0020]y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0021 ]其中，所述第二显示画面的像素点的坐标P’(χ’，y ’)。
[0022]可选的，还包括:
[0023]对所述第二显示画面进行切割，以形成第三显示画面，所述第三显示画面与所述第一显不画面大小相同。
[0024]可选的，所述显示屏幕为平面屏幕。
[0025]本发明还提供一种显示画面的变换系统，包括:
[0026]第一获取单元，用于获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离；
[0027]第一变换单元，用于根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。
[0028]可选的，所述第一变换单元包括:
[0029]第一计算模块，用于根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标；
[0030]第二计算模块，用于根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上；
[0031]第一形成模块，用于根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。
[0032]可选的，所述第一计算模块包括:
[0033]第一计算子模块，用于根据第一变换公式计算成像点的坐标，所述第一变换公式为:
[0034]x = r*sin(xo/r)
[0035]y = r*sin(yo/r)
[0036]z = r*sqrt( l_sin2(xo/r)_sin2(yo/r))
[0037]其中，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为PQ(X0，yo)，所述垂直距离为r;
[0038]所述第二计算模块包括:
[0039]第二计算子模块，用于根据第二变换公式计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二变换公式为:
[0040]χ，=r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0041 ] y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0042]其中，所述第二显示画面的像素点的坐标P’(χ’，y’)。
[0043]可选的，还包括:
[0044]第一切割单元，用于对所述第二显示画面进行切割，以形成第三显示画面，所述第三显示画面与所述第一显示画面大小相同。
[0045]可选的，所述显示屏幕为平面屏幕。
[0046]本发明具有下述有益效果:
[0047]本发明提供的显示画面的变换方法和变换系统之中，所述显示画面的变换方法包括:获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离;根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。本发明提供的技术方案通过图像变换技术将第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
【附图说明】
[0048]图1为本发明实施例一提供的一种显示画面的变换方法的流程图；
[0049]图2为实施例一中第一显不画面的不意图；
[0050]图3为实施例一中第二显示画面的示意图；
[0051]图4为实施例一中第一显示画面与第二显示画面之间的坐标转换示意图；
[0052]图5为本发明实施例二提供的一种显示画面的变换系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的显示画面的变换方法和变换系统进行详细描述。
[0054]实施例一
[0055]图1为本发明实施例一提供的一种显示画面的变换方法的流程图。如图1所示，所述显示画面的变换方法包括:
[0056]步骤1001、获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离。
[0057]步骤1002、根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。
[0058]图2为实施例一中第一显不画面的不意图。如图2所不，所述第一显不画面100的网格表示各个像素点的大小以及位置。图3为实施例一中第二显示画面的示意图。如图3所示，所述第二显示画面200的网格表示各个像素点的大小以及位置。本实施例提供的技术方案通过图像变换技术将图2所示的第一显示画面变换为图3所示的第二显示画面，所述第二显示画面200的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
[0059]本实施例中，所述显示屏幕为平面屏幕。本实施例提供的技术方案在物理显示屏幕为平面的条件之下，对显示画面进行形状变换，同样可以达到曲面显示屏幕能够获得的降低失真的效果，提高了用户的观看体验。参见图3，本实施例将距离人眼比较近的像素点201保持不变，将距离人眼比较远的像素点202放大，从而可以降低由于距离差异导致的第一显示画面100的像素点在人眼之中成像的大小区别。
[0060]可选的，对所述第二显示画面200进行切割，从而形成第三显示画面300，所述第三显示画面300与所述第一显示画面100大小相同。参见图3，所述第二显示画面200的边缘区域的像素点202由于距离人眼比较远，因此像素点202放大拉伸的比较多，沿图3所示的黑色虚线对所述第二显示画面200进行切割，可以形成与所述第一显示画面100大小相同的第三显示画面300，所述第三显示画面300即为显示屏幕的最终显示效果。
[0061]可选的，所述根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面的步骤包括:根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标;根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上;根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。本实施例中，由于人的双眼之间的距离比较小，因此可以忽略双眼之间的距离，将双眼作为一个点来看。假定人眼到显示屏幕之间的垂直距离为r，人眼所在位置为坐标原点o(0，0)。本实施例首先将第一显示画面映射到以人眼为中心点，半径为r的成像球面之上，具体的映射过程可以视为将第一显示画面变成一块柔性平面覆盖在球面之上，因此图像变换的具体过程可以视为将覆盖在所述成像球面之上的显示图像投影到某个平面之上，这个平面与球形图像之上某一点相切。
[0062]图4为实施例一中第一显示画面与第二显示画面之间的坐标转换示意图。如图4所示，成像点P(x，y，z)为以ο为原点，r为半径的成像球面之上的任意一点，所述成像点P(x，y，z)在显示屏幕501之上的投影坐标为P’(x’，y’)。人眼与显示屏幕501之间的垂线与所述显示屏幕501的交点为O’。点P(x，y，z)在χ方向上的弧长为xq，点P(x，y，z)在y方向上的弧长为yo，因此将球形图像拉伸为平面所对应的像素点的坐标为PQ(XQ，y0)。
[0063]参见图4，所述第一显示画面的像素点Po(Xhyo)对应的以0为原点的三维空间之中P(x，y，z)的坐标为:
[0064]x = r*sin(xo/r)
[0065]y = r*sin(yo/r)
[0066]z = r*sqrt( l_sin2(xo/r)_sin2(yo/r))
[0067]其中，sqrt为取根号，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为?0&0，7())，所述垂直距离为r。
[0068]本实施例设定op与00’的夹角为b(弧度)，则
[0069]b = arccos(z/r)
[0070]o’p’=r*tan(b)
[0071]本实施例设定o’p’与χ轴的夹角为a(弧度)，则P’(x’，y’)的坐标为:
[0072]χ’=o’p’*cos(a)
[0073]y，=o，p，*sin(a)
[0074]另外，cos(a) =x/(r*sin(b)) ,sin(a) =y/(r*sin(b))，可以得出:
[0075]χ，= =r*tan(b)*x/(r氺 sin(b)) =x/cos(b) =x*r/z
[0076]y，= =r*tan(b)*y/(r氺 sin(b)) =y/cos(b) =y*r/z
[0077]因此，点？(^7，2)投影到显示屏幕501之上的点？’&’，/)的坐标为:
[0078]χ’ =r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0079]y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0080]其中，点？0(幼，70)为所述第一显示画面100的像素点，点？’(^，7’)为所述第二显示画面200的像素点201或者像素点202。
[0081]本实施例提供的显示画面的变换方法包括:获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离;根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人目艮，所述成像球面的半径为所述垂直距离。本实施例提供的技术方案通过图像变换技术将第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
[0082]实施例二
[0083]图5为本发明实施例二提供的一种显示画面的变换系统的结构示意图。如图5所示，所述显示画面的变换系统包括第一获取单元401和第一变换单元402，所述第一获取单元401获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离，所述第一变换单元402根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。参见图2和图3，本实施例通过图像变换技术将图2所示的第一显示画面变换为图3所示的第二显示画面，所述第二显示画面200的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
[0084]可选的，所述显示画面的变换系统还包括第一切割单元403，所述第一切割单元403对所述第二显示画面200进行切割，从而形成第三显示画面300，所述第三显示画面300与所述第一显示画面100大小相同。参见图3，所述第二显示画面200的边缘区域的像素点202由于距离人眼比较远，因此像素点202放大拉伸的比较多，沿图3所示的黑色虚线对所述第二显示画面200进行切割，可以形成与所述第一显示画面100大小相同的第三显示画面300，所述第三显示画面300即为显示屏幕的最终显示效果。
[0085]可选的，所述第一变换单元401包括:第一计算模块，用于根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标;第二计算模块，用于根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上；第一形成模块，用于根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。本实施例中，由于人的双眼之间的距离比较小，因此可以忽略双眼之间的距离，将双眼作为一个点来看。假定人眼到显示屏幕之间的垂直距离为r，人眼所在位置为坐标原点o(0，0)。本实施例首先将第一显示画面映射到以人眼为中心点，半径为r的成像球面之上，具体的映射过程可以视为将第一显示画面变成一块柔性平面覆盖在球面之上，因此图像变换的具体过程可以视为将覆盖在所述成像球面之上的显示图像投影到某个平面之上，这个平面与球形图像之上某一点相切。
[0086]本实施例中，所述第一计算模块包括:第一计算子模块，用于根据第一变换公式计算成像点的坐标，所述第二计算模块包括:第二计算子模块，用于根据第二变换公式计算所述第二显示画面的像素点的坐标。参见图4，成像点P(x，y，z)为以0为原点，r为半径的成像球面之上的任意一点，所述成像点？(1，7，2)在显示屏幕501之上的投影坐标为？’(^，7’)。人眼与显示屏幕501之间的垂线与所述显示屏幕501的交点为ο’。点P(x，y，z)在χ方向上的弧长为xo，点P(x，y，z)在y方向上的弧长为yo，因此将球形图像拉伸为平面所对应的像素点的坐标为Pq(xq，yo) ο
[0087]参见图4，所述第一显示画面的像素点Po(Xhyo)对应的以0为原点的三维空间之中P(x，y，z)的坐标为:
[0088]x = r*sin(xo/r)
[0089]y = r*sin(yo/r)
[0090]z = r*sqrt( l_sin2(xo/r)_sin2(yo/r))
[0091]其中，sqrt为取根号，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为?0&0，7())，所述垂直距离为r。
[0092]本实施例设定op与00’的夹角为b(弧度)，则
[0093]b = arccos(z/r)
[0094]o’p’=r*tan(b)
[0095]本实施例设定o’p’与χ轴的夹角为a(弧度)，则P’(x’，y’)的坐标为:
[0096]χ，=o，p，*cos(a)
[0097]y，=o，p，*sin(a)
[0098]另外，cos(a) =x/(r*sin(b)) ,sin(a) =y/(r*sin(b))，可以得出:
[0099]χ，= =r*tan(b)*x/(r氺 sin(b)) =x/cos(b) =x氺 r/z
[0100]y，= =r*tan(b)*y/(r氺 sin(b)) =y/cos(b) =y*r/z
[0101]因此，点？(^7，2)投影到显示屏幕501之上的点？’(1’，/)的坐标为:
[0102]χ，=r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0103]y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r)))
[0104]其中，点？0(幼，70)为所述第一显示画面100的像素点，点？’(^，7’)为所述第二显示画面200的像素点201或者像素点202。
[0105]本实施例提供的显示画面的变换系统之中，所述显示画面的变换方法包括:获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离;根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。本实施例提供的技术方案通过图像变换技术将第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的每个像素点在人眼之中的成像大小相同，从而避免了显示画面在人眼之中的成像失真，提高了用户的观看体验。
[0106]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种显示画面的变换方法，其特征在于，包括: 获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离； 根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人目艮，所述成像球面的半径为所述垂直距离。2.根据权利要求1所述的显示画面的变换方法，其特征在于，所述根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面的步骤包括: 根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标；根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上； 根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。3.根据权利要求2所述的显示画面的变换方法，其特征在于，所述根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标的步骤包括: 根据第一变换公式计算成像点的坐标，所述第一变换公式为: x = r*sin(xo/r) y = r*sin(yo/r) z = r*sqrt( l-sin2(xo/r)-sin2(yo/r)) 其中，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为PQ(XQ，y0)，所述垂直距离为r; 所述根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标的步骤包括: 根据第二变换公式计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二变换公式为: X，=r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r))) y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r))) 其中，所述第二显示画面的像素点的坐标P’U’，y’)。4.根据权利要求1所述的显示画面的变换方法，其特征在于，还包括: 对所述第二显示画面进行切割，以形成第三显示画面，所述第三显示画面与所述第一显示画面大小相同。5.根据权利要求1所述的显示画面的变换方法，其特征在于，所述显示屏幕为平面屏6.一种显示画面的变换系统，其特征在于，包括: 第一获取单元，用于获取人眼与显示屏幕之间的垂直距离； 第一变换单元，用于根据所述垂直距离将显示屏幕的第一显示画面变换为第二显示画面，所述第二显示画面的像素点在人眼之中形成的成像点位于成像球面之上，所述成像球面的中心点为所述人眼，所述成像球面的半径为所述垂直距离。7.根据权利要求6所述的显示画面的变换系统，其特征在于，所述第一变换单元包括: 第一计算模块，用于根据所述第一显示画面的像素点的坐标在所述成像球面之上计算成像点的坐标； 第二计算模块，用于根据所述人眼与所述成像点的坐标在所述显示屏幕之上计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二显示画面的像素点位于所述人眼与所述成像点形成的直线之上； 第一形成模块，用于根据所述第二显示画面的像素点的坐标形成所述第二显示画面。8.根据权利要求7所述的显示画面的变换系统，其特征在于，所述第一计算模块包括: 第一计算子模块，用于根据第一变换公式计算成像点的坐标，所述第一变换公式为: x = r*sin(xo/r) y = r*sin(yo/r) z = r*sqrt( l-sin2(xo/r)-sin2(yo/r)) 其中，所述成像点的坐标为P(x，y，z)，所述第一显示画面的像素点的坐标为PQ(XQ，y0)，所述垂直距离为r; 所述第二计算模块包括: 第二计算子模块，用于根据第二变换公式计算所述第二显示画面的像素点的坐标，所述第二变换公式为: X，=r*sin(xo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r))) y，=r*sin(yo/r)/(sqrt( 1-sin2 (xo/r)-sin2 (yo/r))) 其中，所述第二显示画面的像素点的坐标P’U’，y’)。9.根据权利要求6所述的显示画面的变换系统，其特征在于，还包括: 第一切割单元，用于对所述第二显示画面进行切割，以形成第三显示画面，所述第三显示画面与所述第一显示画面大小相同。10.根据权利要求6所述的显示画面的变换系统，其特征在于，所述显示屏幕为平面屏
【文档编号】G06F3/01GK105867616SQ201610178108
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】李鹏, 陆承恩
【申请人】北京酷云互动科技有限公司