按年龄顺序变化的柱镜影像的制作方法

专利名称：按年龄顺序变化的柱镜影像的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及到柱镜(lenticular)影像，特别涉及到一种显示个人影像的柱镜影像，随着这种柱镜影像的移动能够表现出这个人的成长过程或逆过程。
背景技术：
本文中所述的柱镜影像是指在一个柱镜支持体或基底背面形成的影像类别，使得能够从某一视角选择观看一组影像中的单个影像。柱镜基底是圆柱透镜或是微透镜的平行阵列，由合适的透明材料制成的基底构成，在其上提供特殊成像的影像数据。如现有技术中所述，这种特殊成像的影像数据是由放在各个微透镜后面且沿着它们的长度独立、平行的影像线或是影像视图组成的。这些影像视线也可被称为线状或是整体影像数据。通常在每个微透镜后面平行布置有许多不同的影像视线。随着各个微透镜后面的视线数量的增加，对于给定的微透镜尺寸必须成比例缩小各条线之间的间隙。影像视线的间隙达到12至15微米以下量级的情况并不少见，这取决于用来产生影像的成像技术。
柱镜基底的厚度是这样设计的，当影像数据被施加在基底背面时，影像视线会位于各个微透镜各自的后焦距上。这样，如果从不同视角观看微透镜，就能通过与其它影像视图分开的微透镜看到给定的一个微透镜后面的每一个影像视图。这是因为从一个视线射出的透射或反射的光锥在微透镜表面上折射形成几乎是平行的光线，以视线相对于微透镜的位置所确定的一个角度从透镜上射出。从微透镜射出的平行光线的宽度将会与微透镜具有相同的宽度，这样，所能看到的视线宽度被微透镜放大了。
柱镜影像的分辨率在与微透镜垂直的方向上始终等于微透镜阵列的间距。能够随视角变化看到的不同影像的实际数量就是位于各个微透镜后面的影像线的数量。若要准确地说实际能够分辨多少不同的视图，当然会有一个实际限度。这一限度是由柱镜基底的透镜光学质量、用来形成影像线的介质的分辨率、以及柱镜基底厚度的制造公差所确定的。
各个影像的视图是由圆柱透镜形成的，透镜会限制每只眼睛看到的视图。每只眼睛可以看到的视图的变化是通过改变眼睛相对于微透镜中心线的视角来实现的。这就意味着必须要旋转柱镜介质或是必须要移动眼睛的位置才能看到柱镜影像的不同影像视图。为此，通常需要旋转手持的小柱镜卡，而大的柱镜影像通常有背后照明并且在垂直方向上固定安装有微透镜，并且需要观众从柱镜影像前面走过。
根据原始影像的内容以及这些原始影像如何成像并施加到柱镜阵列基底上，可以产生不同的柱镜影像效果。如果原始影像数据包含一个场景的多重视差影像，数据就可以在柱镜基底上成像以产生自动立体成像的影像。这种例子中的柱镜是垂直排列的、适合人观看立体影像。由于每只眼睛是从不同角度观看微透镜的，每只眼睛会看到微透镜后面的不同视图，从而使得看到的影像具有深度的感觉。
柱镜成像的另一种常用的用途是用于观看移动或动态的影像内容。在这种情况下是对可能是来自一个电视片的短暂影像序列采样、成像并且施加到柱镜基底上。这种设备中使用的柱镜是水平排列的，在这种情况下眼睛看到的完全是同一个视图。然后可以用手沿着影像的水平轴旋转柱镜影像，眼睛就能看到影像视图的序列，从而产生移动或场景变化的效果。
另一种变更方案是将若干个不同影像场景按顺序一起放在一个柱镜卡上以形成一个拼贴画(collage)。影像可能有相关的主题但是个别影像本身往往是不同的图片。这种影像可以是有关家庭度假的场景或是婚礼的片段。显示在这种柱镜卡上的个别图片的数量通常局限于二到四张。这是因为在柱镜卡上增加的图片越多，所看到的个别图片的总视角就越小。这样人们在观看卡时就难以做到每次只看一个影像。
希望有一种由在人的一生中不同时期单独拍摄的照片组成的柱镜影像，随着对该影像的旋转，能够表现出个人成长过程。

发明内容
按照本发明的一方面，一种按年龄顺序改变的柱镜影像是由一个人在第一年龄的第一照片构成的。在构成柱镜影像的合成画面中包括这个人在第二年龄的第二照片和这个人在第三年龄的第三照片。第一、第二和第三照片显示这个人在一生中逐渐变老的各个阶段。在另一个实施例中，第一、第二和第三照片显示这个人在一生中逐渐变年轻的各个阶段。随着柱镜影像的旋转，显示个人的年龄。如果朝另一个方向旋转柱镜影像，显示的人就越来越年轻。
按照本发明的另一个实施例，一种柱镜影像是由一个人在一生中不同时间拍摄的照片构成的。例如可以在小学一年级、二年级和三年级拍摄一个孩子的照片。将这些照片汇编成一个柱镜影像，随着孩子的成长显示学生的面孔。或者是，如果从最近的照片开始观看，学生的柱镜影像会倒退到照片集中最年轻的岁数。尽管在本实施例中采用了三张照片，也可以采用更多的照片，例如是一个人从一年级到十二年级拍摄的照片。
再一个实施例的年龄倒退柱镜照片包括演变各个年龄的照片影像，使各张照片中面孔的尺寸标准化。另一个实施例根据被摄影者的眼睛位置自动对准各个照片上的面孔，使显示的面孔不会随着柱镜影像的旋转而移动。又一个实施例是将各个照片中的背景颜色标准化来改善场景的连续性，并且把注意力集中到被摄影者的面孔而不是背景上。本发明的再一个实施例使用计算机产生单一照片的年龄演变而制成一个人的多重影像，将这种影像用作合成画面柱镜影像。另一个实施例采用计算机产生的年龄演变，以便在一个人相隔许多年拍摄的两张差别很大的照片之间提供额外的照片以用于合成的柱镜影像。
从以下对最佳实施例的详细说明中能够进一步理解本发明及其目的和优点。


图1是现有技术中一种典型的柱镜影像卡的透视图。
图2A和2B的示意图表示柱镜如何提供选择的影像视图，从而允许从一个特定视角只能看到一个影像视图。
图3是由准备放置到影像层上的原始图片来成像影像信息的过程示意图。
图4的示意图表示如何确定一个柱镜影像的观看距离。
图5是按照本发明保持在第一位置的一个柱镜影像的示意图，表示一个人在第一年龄拍摄的照片。
图6是按照本发明保持在第二位置的一个柱镜影像的示意图，表示图5中所示的那个人在一个迟后年龄拍摄的照片。
图7是按照本发明保持在第三位置的一个柱镜影像的示意图，表示图5和6中所示的那个人在一个更迟后年龄拍摄的照片。
图8的示意图表示按照本发明对柱镜影像的合成照片是如何调整大小并对准的。
图9是可以在柱镜影像中使用的第二个人的照片的一个示意图。
图10的示意图表示多个中间演变影像。
图11可以用在另外第三个人的柱镜影像中的一张照片的示意图，最好是由第二和第三个人组成的家族中的一员。
具体实施例方式
本发明主要是针对按照本发明的装置中或是与其配合的特定组成部分的单元。应该理解这种单元并非局限于本文中所述，本领域的技术人员可以采取各种各样的形式。
图1是一种典型的带透明柱镜基底10的柱镜影像，基底具有背面13和正面15，形成圆柱透镜或柱镜透镜的平行阵列。微透镜的曲率和基底的厚度使得平坦的背面13处在透镜的焦距上。在背面13上面施加一个影像承载层12，层中包含特殊成像的影像数据。为了简化将微透镜17后面的影像数据局部表示成影像线20和26的两条平行线，用三角形和圆圈表示不同的影像内容。在实际的每个微透镜后面的影像承载层上会有许多影像视线。
影像承载层在平行方位和位置上都必须精确对准微透镜阵列，这样才能准确显示柱镜影像。根据影像承载层12的类型，还可以有一个与影像承载层层叠的漫反射层19。这一漫反射层19被用来反射由微透镜一侧反射的光，这样就能从正面看到影像。或者是以透射方式观看某些柱镜影像卡，漫反射层19在此时不是反射而是透射并漫射从后面的一个光源发出的光。
图2A表示带有柱镜透镜18的阵列的柱镜基底10的一个侧视图。图中仅仅表示了三个透镜。当漫射环境照明光源14和16透过透镜和透明基底从微透镜正面通过时，会照明柱镜基底10背面13上的影像承载层12。照明光锥被反射离开漫反射层19和影像承载层12的影像点20并且通过透镜返回。然而，由于影像层是处在各个微透镜的焦距上，来自影像层上任何一个光点的光锥都会从透镜表面上形成一个准直光束22。准直光束相对于微透镜中心线的精确精度取决于影像光点相对于被光透射的那一透镜中心线的位置。在图2A中，影像点20精确地定位在透镜中心线上，形成的准直光束就会与透镜的中心线平行。
图2B表示在透镜中心轴上方一定距离28处的一个不同影像点26。因此，来自影像点26的光锥按相对于透镜中心轴的角度60从微透镜上形成。这样就容易通过同一个微透镜但是按不同的视角看到影像点20和26。当一个观众的眼睛正在观看一个柱镜影像时，眼睛可见的柱镜影像光点取决于眼睛的视点相对于柱镜介质中心线的角度。柱镜影像在不同视角上有选择地观看不同影像视图的能力能产生所有的各种影像效果，例如是自动立体成像3D、运动和拼贴画。从这一点的讨论要集中在柱镜影像的类型上，在微透镜按水平方向排列的情况下观看影像。
图3的示意图表示影像数据在各个微透镜后面是如何成像并产生拼贴画效果的。在这幅图中有由圆圈30、三角形36和正方形42组成的三个不同来源的影像。按照最终柱镜影像的分辨率在垂直方向上对这些影像各自采样。由于在本例的介质中总共有九个微透镜，必须对各个影像采样形成九条线的线状影像。图中所示的源影像是从左边的原始影像按圆圈32、三角形38和正方形44采样的。在水平方向上可以按不同分辨率并且通常是更高的分辨率对影像采样。
采样过程通常是用数字扫描和影像处理技术完成的，从而产生线状的影像。用经过采样的三个影像形成一个合成影像文件并且印刷在影像承载层12上。这是通过交错来自各个影像的各条线而完成的。由于有三个源影像，在每个微透镜后面就有三条影像视线。然后用影像数据成像，使每个影像的第一线位于第一微透镜后面。如图3所示，圆圈影像数据32的第一线位于第一微透镜后面的影像位置34。第二三角形影像数据38的第一线位于第一微透镜后面的位置40，而第三正方形影像数据44的第一线位于第一微透镜后面的位置46。
然后交错各个影像的第二线使它们落在第二微透镜后面。一直继续到交错完来自各个来自影像的所有影像线。
如图3所示，从上到下的所有影像视线都准确地位于各个微透镜后面。事实上，如果按这种方式对微透镜施加影像数据，对于通过微透镜观看影像的观众就会存在一个问题。这一问题是观众在一个给定位置根本看不到任何一个视图。这是因为由来自一个影像的影像视线形成的所有平行射线不能会聚到观众眼睛的位置。然而，若按照稍微小于微透镜间距的一个间距将影像视线分开，就可以会聚成影像视图。影像数据在垂直方向上放大倍数的增加可以使影像数据比柱镜介质稍长。这样就能使影像视线会聚到一个特定点上，并且确定柱镜影像的观看距离。
在图4中可以清楚地看出这一点，图中表示三角形影像点20的中心影像的影像视图的射线52以柱镜影像的观看距离54会聚到观众的眼睛50上。这种会聚是因为影像视线偏离了微透镜中心线58的中心，因为影像视线的距离比柱镜影像中心要远。
图5的示意图表示在第一年龄拍摄的第一个人64的第一照片62。如上所述，图中表示在保持第一位置时显示的作为交错的合成成像的柱镜影像之一部分的第一照片。图6表示同一个人在他一生中不同时间68拍摄的第二照片66。第二照片也是构成微透镜影像的交错的合成影像的一部分，如图所示当柱镜影像保持在第二位置时就可以看到它。
图7表示在图5和6中显示的同一个人在第三年龄72拍摄的第三照片70。第三照片70构成合成柱镜影像的一部分，如图7所示可以从第三角度看到。
在操作中，随着柱镜影像从图5所示的第一位置旋转到图6所示的第二位置，再到图7所示的第三位置，就可以按年龄渐进显示这个人在一生中的三个不同时期。如果从图7开始到图5反方向旋转柱镜影像，柱镜影像就会按相反次序显示出这个人在一生中的各个时期，并且越变越年轻。尽管图中仅仅表示了三个影像，为了缓和构成柱镜影像的一组合成影像当中最老和最年轻影像之间的变化，还可以使用更多的影像。随着交错的影像数量的增加就可以造成年龄渐进或倒退的效果，在任一方向上显示出连续改变过程。
如果只能用三个影像构成按年龄顺序改变的柱镜影像，可以用演变软件产生额外的影像来构成合成的交错柱镜影像的一部分，以便用来平滑一个人从一个年龄到另一个年龄的过渡。即使只有两张照片可用也能做到，例如，如果仅有显示一个人的第一年龄和第二年龄的图5和图6两张照片，可以用演变软件产生多个中间照片，然后交错构成合成照片的一部分，以便用来组成按年龄顺序改变的柱镜影像。
参见图8，图中表示了本发明的另一种特征。选用来显示一个人不同年龄的照片有可能不是按相似的方式排列的。例如，第一照片62在它的相对的中心处显示第一年龄64的这个人。如果把显示第二年龄的同一个人的一幅偏离中心的照片67与第一照片62交错，它就不能提供平滑流畅的按年龄顺序改变的柱镜影像。然后用轮廓绘制软件调整这个人在第二年龄的影像尺寸，使得其在第二照片66中的相对位置大致与该人在第一年龄64的第一照片62中的位置相同。有许多其他适当的手段能够调整一个人在第二年龄68的影像的尺寸并且对准它。一种方法是轮廓匹配软件，它根据一个人的眼睛69所在位置来对准这个人在第二年龄68的位置，以便使所述眼睛相对对准这个人在第一年龄64时眼睛65的位置。
可能遇到的另一个问题是不同照片的背景特征在不同日期和不同时间由不同的人用不同设备拍摄的照片中可能是不同的。例如，第一照片74的背景可能是红色。而偏心的照片76的背景67可能是蓝色。可以用市售的软件改变一幅照片的背景颜色，在这种情况下是将偏心的照片67改成和第一照片62一样的背景颜色。还有些照片具有不理想的背景特征，如果留在照片中则会有损于按年龄顺序改变的柱镜影。例如可以去掉偏心照片67中的树78，以便产生合成影像66中的第二照片。这种操作最好是用市售的影像改变软件来完成，也可以例如是按照上述的其他操作人工完成。
图9表示本发明的另一个实施例，它表示第二个人82的一张照片80。有时候希望用某个人来强调家族中的相似性，例如是母亲和女儿。图9为了说明而显示一张女儿82的照片。图11显示另一个人92的照片90，在这种情况下是图9中女儿82的母亲。用这两张照片产生如图10所示的多个演变影像84，在图9显示的女儿82和图11显示的母亲92之间提供平滑过渡的影像。如果将女儿82的照片80、多个演变影像84、和母亲92的照片90相互交错，就能产生一个合成柱镜影像。该影像能显示出从女儿到母亲的过渡。这样就能强调两个不同人的家族特点。这种技术还可以应用于不是同一家族的成员。如上所述，为了在照片中提供相似的背景并且对准照片中的人，有可能必须对这两张照片80和90进行改变。
本发明是具体参照其某些最佳实施例来描述的，但是应该理解在本发明的范围内可以实现修改和变更。例如，尽管在本发明的描述中采用了显示人的面孔的照片，也可以用来显示人的其他特征，例如全身照片。这种技术还可以扩展到无生命的对象。
权利要求
1.一种按年龄顺序改变的柱镜影像包括一个人在第一年龄的第一照片；这个人在第二年龄的第二照片；这个人在第三年龄的第三照片；并且其中上述第三年龄大于上述第二年龄，而上述第二年龄大于上述第一年龄。
2.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是上述第一年龄和上述第二年龄之间的间隔大致等于上述第二年龄和上述第三年龄之间的间隔。
3.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是一种软件程序调整上述个人在上述第二照片中的第二影像和上述个人在上述第三照片中的第三影像的大小，使这些影像达到与上述个人在上述第一照片中的第一影像相近的大小。
4.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是一种软件程序将上述个人在上述第二照片中的对于上述第二照片中的一个相对位置的位置，与这个人在上述第一照片中的同一相对位置近似地对准。
5.按照权利要求4的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是一种软件程序将上述个人在上述第三照片中的位置对准在上述第三照片中的一个相对位置，后者接近这个人和上述第一照片的相对位置。
6.按照权利要求4的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是根据上述被摄影者的眼睛的相对位置对准上述位置。
7.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是将各个上述照片中的背景颜色标准化。
8.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是演变软件产生上述第一和第二影像之间的额外影像，从而在上述第一和上述第二影像之间按照规则的比率表现上述个人的年龄。
9.按照权利要求8的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是演变软件产生上述第二和第三影像之间的额外影像，从而在上述第二和上述第三影像之间按照规则的比率表现上述个人的年龄。
10.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是通过旋转上述柱镜影像，以便按倒退的年龄显示上述个人。
11.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是通过旋转上述柱镜影像，以便按成长的年龄显示上述个人。
12.按照权利要求1的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是这样来选择上述第一年龄和上述第二年龄之间的时间间隔，以便使第二年龄构成上述第一年龄和上述第三年龄之间的中间过渡。
13.一种按年龄顺序改变的柱镜影像包括一个人的第一照片；以及多个计算机产生的影像，其中每个所述影像比上述第一影像递增一个时间间隔。
14.按照权利要求13的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是上述多个影像按倒退的年龄显示上述个人。
15.按照权利要求13的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是上述多个影像按成长的年龄显示上述个人。
16.一种家族柱镜影像包括第一个人的第一影像；第二个人的第二影像，所述第二个人与所述第一个人有关；多个计算机产生的演变影像，所述多个演变影像各自显示在上述第一个人和上述第二个人之间演变的一个成长阶段。
17.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是上述第一年龄和上述第二年龄之间的时间间隔大致等于上述第二年龄和上述第三年龄之间的时间间隔。
18.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是一种软件程序调整上述个人在上述第二照片中的第二影像和上述个人在上述第三照片中的第三影像的大小，以便使它们达到与上述个人在上述第一照片中的第一影像相近的大小。
19.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是一种软件程序将上述个人在上述第二照片中的对于在上述第二照片中的一个相对位置的位置，与这个人在上述第一照片中的同一相对位置近似地对准。
20.按照权利要求16的按年龄顺序改变的柱镜影像，其特征是一种软件程序将上述个人在上述第三照片中的位置对准在上述第三照片中的一个相对位置，后者接近这个人和上述第一照片的相对位置。
21.按照权利要求19的家族柱镜影像，其特征是根据上述被摄影者的眼睛的相对位置对准上述位置。
22.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是将各个上述照片中的背景颜色标准化。
23.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是演变软件产生上述第一和第二影像之间的额外影像，从而使上述第一个人的外表按照规则的比率从上述第一个人过渡到上述第二个人。
24.按照权利要求23的家族柱镜影像，其特征是演变软件产生上述第二和第三影像之间的额外影像，从而使上述第二个人的外表按照规则的比率从上述第二个人过渡到上述第三个人。
25.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是通过旋转上述柱镜影像，从而使上述第一个人的外表过渡到上述第二个人。
26.按照权利要求16的家族柱镜影像，其特征是通过旋转上述柱镜影像，从而使上述第二个人的外表过渡到上述第一个人。
27.一种按年龄顺序改变的柱镜影像包括一个人在第一年龄的第一照片；这个人在第二年龄的第二照片，所述第一年龄和所述第二年龄是不同的；以及这个人在不同于上述第一年龄和上述第二年龄的第三年龄的第三照片，其中上述第三年龄在自然顺序中比上述第一和第二年龄老。
全文摘要
按年龄顺序改变的柱镜影像包括由一个人在第一年龄(64)的第一照片(62)。在构成柱镜影像的合成中包括这个人在第二年龄(68)的第二照片(66)以及这个人在第三年龄(72)的第三照片(70)。第一、第二和第三照片显示这个人在他一生中逐渐成长的过程。在另一个实施例中,第一、第二和第三照片显示这个人在他一生中年龄逐渐倒退的过程。
文档编号G03B35/24GK1423167SQ0215593
公开日2003年6月11日 申请日期2002年12月5日 优先权日2001年12月5日
发明者N·A·布利斯, J·R·豪弗, T·J·特雷韦尔 申请人:伊斯曼柯达公司