CN101065783A - 水平透视显示 - Google Patents

Abstract

个人计算机非常适合用于水平透视显示，设计用于单人操作，并且能向观看者呈现各种水平透视图像。本发明揭示了一种实时电子显示器，它可以调节水平透视图像以适应观看者的位置。通过改变所显示的图像来使水平透视图像的视点和观看者的视点保持一致，观看者的眼睛总是位于正确的观看位置来感知三维幻影，因此使观看者的不适和变形最小化。显示器可以接受如计算机鼠标、轨迹球、游戏杆、数字化仪这样的手动输入以重定位水平透视图像。显示器还可以基于自动提供观看者的观看点位置的输入装置来自动重定位图像。

Description

水平透视显示

本申请请求2004年4月5日提交的第60/559,781号美国临时申请的优先权，该申请通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及三维显示系统，尤其涉及一种能调节所显示的图像以适应观看者视觉的显示系统。

背景技术

自从人们开始通过图片进行通讯，他们就面临着如何精确表现他们所生存的三维世界的难题。雕刻被用于成功地描绘三维对象，但不足以传达对象之间及环境中的空间关系。为此，早先人们企图将他们所看见的周围情况“展平”到二维、竖直的平面上(例如：绘画、素描、织锦等)。一个人竖直站立、树木环绕周围的场景被相对成功地呈现在竖直平面上。但如何描绘从艺术家站立位置水平延展开的地面的地形，远到视力所及之处？

答案就是三维幻影。二维图片必须向大脑提供多个三维提示，来形成三维图像的幻影。由于大脑相当习惯于此，因此三维提示的这种效果实际上是可完成的。三维现实世界总是并且也已经转换成视网膜上二维(例如：高度和宽度)投影图像，视网膜是眼睛后部的凹面。大脑从这张二维图像，通过体验和感觉，从两类深度提示——单眼(一个眼睛感觉)和双眼(两个眼睛感觉)——产生深度信息，以形成三维可视图像。通常，双眼深度提示是先天的和生物的，而单眼深度提示是学习得到的和环境的。

主要的双眼深度提示是聚焦和视网膜不一致。大脑测量眼睛聚焦的数量以提供距离的粗略估计，因为当对象越近，每只眼睛的视线间的角度就越大。由于两眼的分开导致的视网膜图像不一致被用来产生深度的感觉。当每只眼睛接收到景象略微不同的视图，并且大脑将他们结合起来，利用这些不同来确定临近的对象之间距离的比率，此效果被称为立体视法。

双眼提示在深度感觉上非常有用。然而，也有很多一只眼睛的深度提示，称为单眼深度提示，以在一个平面图像上产生深度印象。主要的单眼提示是：重叠、相对尺寸、线性透视、以及灯光和阴影。当所观看的对象被部分覆盖，这一遮蔽图案被用作提示，以确定该对象更远。当两个已知尺寸相同的对象，一个看上去比另一个更小，这种相对尺寸的图案被用作提示，以假设较小的对象较远。相对尺寸的提示还提供线性透视提示的基础，当线离观看者越远，它们就显得越接近，因为透视图中的平行线看上去汇聚到一点。从一定角度射向对象的光线，可以提供对象的形式和深度的提示。一个对象上光线和阴影的分配，对于由生物上正确的假设(光线来自上方)所提供的深度是有力的单眼提示。

透视图及相对尺寸最常用于在诸如纸或画布的平面(二维)上获得三维深度及空间关系的幻影。通过透视，仅通过“欺骗”眼睛看上去处于三维空间，而在二维平面上描绘出三维对象。第一个构建透视理论的论文，Depictura《描刻画》，早在十五世纪初由设计师Leone Battista Alberti出版。自从他的书的介绍，在“常规”透视后面的详情被很好地记录下来。然而，还有多种其它类型的透视的事实并不为人所知。例如图1所示的军用1、斜等轴测2，等距3、正二轴测4、中心透视5以及两点透视6。

最具特殊影响的是最常用的透视类型，称为中心透视5，如图1左下所示。中心透视，亦称一点透视，是“真实的”透视构造的最简单的类型，并常在艺术和绘画课中教授初学者。图2进一步示出了中心透视。利用中心透视，棋盘和棋子看上去是三维对象，尽管他们被绘制在二维平面纸张上。中心透视具有中心灭点21，且矩形对象被放置使它们的前面平行于图片平面。对象的深度垂直于图片平面。所有平行退后的边缘都向中心灭点推进。观看者向灭点直视。当建筑师或艺术家用中心透视绘图，他们必须用单眼观看。即，绘画的艺术家仅通过一只眼睛，垂直于绘画平面，来捕捉图像。

绝大多数图像，包括中心透视图，在垂直于视线的平面上被显示、观看和捕捉。从非90°的角度观看图像将导致图像变形，意味着当观看面不垂直于视线时，正方形会被看成长方形。然而，有一类鲜为人知的图像，我们称为“水平透视”，正面观看时图像显得变形，但从正确的观看位置观看时，显示三维幻影。在水平透视中，观看面和视线之间的角度最好是45°但可以是几乎任何角度，且观看面最好水平(名称“水平透视”)，但可以是任何平面，只要视线和它之间形成一个非垂直的角度。

水平透视图提供真实的三维幻影，但是鲜为人知的原因首先是窄的观看位置(观看者的视点必须正好对准图像投影视点)，还包括将二维图像或三维模型投影到水平透视图的复杂性。

产生水平透视图相对于创建常规垂直图像需要更多的专门技术。常规垂直图像可直接从观看者或照相机点位产生。只需睁开眼睛或将相机对准任何方向来获取图像。此外，由于观看透视图中提示三维深度的许多体验，观看者可以忍受由于偏离照相机点位而产生的相当大量的变形。相反，创建水平透视图需要许多操作。通过将图像投影到垂直于视线的平面上，常规照相机不能产生水平透视图。制作水平图画需要较多精力且非常耗时。此外，由于人们对水平透视图的体验有限，观看者的眼睛必须正好在投影视点的点位，以避免图像变形。因此水平透视，因其不便，很少受到关注。

发明内容

本发明认识到，个人计算机特别适合水平透视显示。它是个人的，因此设计用于单人操作，而计算机，因其强大的微处理器，非常适合向观看者呈现各种水平透视图像。

因此本发明揭示了一种实时电子显示器，它可以调节水平透视图以适应观看者的位置。通过改变所显示的图像来使水平透视图像的视点和观看者的视点保持在同一位置，观看者的眼睛总是位于正确的观看位置来感知三维幻影，因此使观看者的不适和变形最小化。显示器可以接受诸如计算机鼠标、轨迹球、游戏杆、数字化仪这样的手动输入来重定位水平透视图像。显示器还可以基于自动提供观看者的观看点位置的输入装置来自动重定位图像。

此外，显示器不限于投影二维图像还可以是三维模型。将包括多种输入，一种是保持图像正确透视，一种是操纵图像诸如旋转、移动或放大。

附图说明

图1示出了各种透视图。

图2示出了一种典型的中心透视图。

图3示出了中心透视(图A)和水平透视(图B)的比较。

图4示出了三个堆叠块的中心透视图。

图5示出了三个堆叠块的水平透视图。

图6示出了绘制水平透视图的方法。

图7示出了本发明的一个实施例，包括水平透视显示器以及观看者输入装置。

图8示出了本发明的另一个实施例，包括水平透视显示器，计算装置以及观看者输入装置。

图9示出了3维对象到水平平面的映射。

图10示出了3维对象的水平透视投影。

图11示出了水平透视的模拟时间。

具体实施方式

本发明揭示了可用于基于水平透视投影进行三维幻影投影的水平透视显示系统。

水平透视是鲜为人知的透视，我们只发现两本书描述了它的机理：“Stereoscopic Drawing”《具有立体效果的图》(1990)以及“How to MakeAnaglyphs”《如何制作浅浮雕》(1979，已绝版)。虽然这些书描述了这种不著名的透视，它们对它的名称并未达成一致。第一本书把它称为“独立式浅浮雕(free-standing anaglyph)”，第二本称为“幻像(phantogram)”。另一出版物称它为“投影浅浮雕”(1998年8月18日，G.M.Woods的美国专利US5795154)。由于没有统一的名称，我们冒昧地称之为“水平透视”。通常，如在中心透视中，视觉平面，位于视线的右角，也是图片的投影平面，深度指示用于给出该平面图像的深度幻影。在水平透视中，视觉平面保持相同，但是投影的图像不在这个平面上。它在一个与视觉平面成一定角度的平面上。一般而言，此图像将在地平面。这意味着此图像将实际处在相对于视觉平面的第三维。这种水平透视可以称为水平投影。

在水平透视中，对象将图像从纸上分离，并将图像融合到投影水平透视图像的三维对象。因此水平透视图像必须变形以便视觉图像融合以形成独立式三维图形。同样需要从正确的视点观看图像，否则三维幻影就被丢失。中心透视图具有高度和宽度并且投影深度幻影，且对象因此通常唐突地投影，而图像看上去处于许多层中，与之相反，水平透视图具有实际的深度和宽度，幻影又给了它们高度，因此通常具有渐变，从而使得图像显得连续。

图3对比了中心透视和水平透视相区别的关键特征。图A示出了中心透视的关键相关特征，而图B示出了水平透视的关键相关特征。

换句话说，在图A中，艺术家通过合上一只眼睛，并沿着垂直于竖直绘画平面32的视线31进行观看，从而绘出现实的三维对象(堆叠的三块)。竖直用一个眼睛直视结果图像，和原始图像一样。

图B中，艺术家通过合上一只眼睛，并沿着相对于水平绘画平面34成45°的视线33进行观看，从而绘出现实的三维对象。水平成45°用一个眼睛观看结果图像，和原始图像一样。

图4和5示出了使用中心和水平透视间的视觉差异。为了体验这种视觉差异，首先通过一只睁开的眼睛观看用中心透视绘制的图4。将这张纸竖直放在你面前，就如传统绘画，垂直于你的眼睛。你可以看到中心透视提供了三维对象在二维平面上的良好呈现。

现在看用水平透视绘制的图5，将纸平放(水平地)在你面前的桌子上进行审视。同样，仅用一只眼睛观看图像。这样使得你一只眼睛睁开，视点大约与纸成45°，正是艺术家绘图时的角度。保持你的眼睛及其视线与艺术家的吻合，让你的眼睛向下和向前移动接近图画，向外和向下距离约6英寸，处于45°角。这将导致理想的观看体验，最上和中间的块看上去在纸面上方的开放空间中。

同样，你的一只睁开的眼睛需要在这个精确的位置是因为中心和水平透视不仅定义了从视点出发的视线的角度，而且还定义了视点到图画的距离。这意味着，图4和5以你睁开的眼睛相对于图画表面的理想位置和方向被绘制。然而，与中心透视视点的位置和方向的偏离很少产生变形不同，当观看水平透视图时，使用单眼以及该眼相对于观看表面的位置和方向对于看到开放空间三维水平透视幻影是必要的。

图6是建筑学类型的示例，示出了一种使用水平透视在纸上或画布上绘制简单几何图形的方法。图6是和图5中使用的同样三个块的侧视图。它示出了水平透视的实际结构。组成对象的每一点通过将该点投影到水平绘画平面上来绘制。为了演示，图6通过投影线显示了块被绘制在水平绘画平面上的几个坐标。这些投影线始于视点(因规模关系未在图6中示出)，在对象上相交于点63，接着沿直线继续直到与水平绘画平面62相交，也就是它们被实际绘作纸上的一点64之处。当建筑师为块上的每一点重复此过程，如所看到的从绘画表面沿着45°视线61到达视点，水平透视图完成了，看上去象图5。

注意到在图6中，三块之一看上去低于水平绘画平面。用水平透视，低于绘画平面的点也被画到水平绘画平面上，如所看到的从视点沿着定位线。因此当观看最终图画时，对象不仅看上去在水平绘画平面之上，而且同样看上去在它之下一显得它们退到了纸里面。如果你再次看图5，你将注意到最底下的框看上去低于或进入了纸，而另两个框看上去在纸以上的开放空间中。

产生水平透视图相比创建中心透视图需要相当多的专门技术。即使两种方法都致力于向观看者提供自二维图像产生的三维幻影，中心透视图直接从观看者或照相机点位产生三维地形。相反，水平透视图在正面观看时显得变形，但是这个变形必须被精确呈现使得当在一个精确位置观看时，水平透视产生三维幻影。

本发明的水平透视显示系统通过向观看者提供调整所显示的图像以最大化幻影观看体验的手段来促进水平透视投影观看。通过利用微处理器的计算能力以及一实时显示器，本发明的水平透视显示器在图7中示出，包括能重绘所投影的图像的实时电子显示器100，以及调整水平透视图像的观看者输入装置102。通过重显示水平透视图像，使得其投影视点与观看者的视点吻合，本发明的水平透视显示器可以确保从水平透视方法中呈现三维幻影时的最小变形。输入装置可以被手动操作，观看者手动输入他或她的视点位置，或改变投影图像视点以获得最适宜的三维幻影。输入装置也可以自动操作，显示器自动跟踪观看者的视点并相应地调整投影图像。本发明消除了观看者必须将他们的头保持在相对固定位置的限制，这个限制给接受诸如水平透视或全息显示这样的精确视点位置带来很多麻烦。

如图8所示的水平透视显示系统，可以进一步包括除实时电子显示器100以外的计算装置110，以及投影图像输入装置112，向计算装置110提供输入来为显示器计算投影图像，通过使观看者的视点和投影图像视点吻合，以向观看者提供真实的、最小变形的三维幻影。该系统可进一步包括图像放大/缩小输入装置115、或图像旋转输入装置117、或图像移动装置119来允许观看者调节投影图像的视图。

输入装置可以手动或自动操作。输入装置可以探测观看者视点的位置和方向，根据探测结果计算并将图像投影到显示器。或者，输入装置可以被做成探测观看者头部的位置和方向以及眼球方向。输入装置可以包括红外线探测系统来探测观看者的头部位置，以允许观看者的头部自由运动。输入装置的其它实施例可以是用于探测观看者的视点位置的三角测量法，就如提供适于本发明的头部跟踪目的的位置数据的CCD照相机。输入装置可由观看者手动操作，如键盘、鼠标、轨迹球、游戏杆等等，来指示水平透视显示图像的正确显示。

所揭示的发明包括多个新计算机硬件和软件元件及进程，和现存的组件一起，产生了水平透视观看模拟器。为了观看者体验这些独特的视觉模拟，计算机硬件观看表面最好水平摆放，因此观看者的视线处于相对表面45°角。一般而言，这意味着观看者竖直站着或坐着，观看表面和地面水平。注意尽管观看者可以体验处于非45°观看角度(例如55°、30°等)的实际模拟器，45°还是使大脑认识到开放空间图像中最大数量的空间信息的最理想角度。因此，为简单起见，我们在文件中使用“45°”来表示“大约45°的角度”。此外，尽管因为水平观看表面模拟了观看者对水平地面的体验因而是较佳的，任何观看表面都可以提供类似的三维幻影体验。水平透视幻影可以通过将水平透视图像投影到顶面而看上去从顶上悬挂下来，或通过将水平透视图像投影到竖直墙面而看上去浮于墙面。

观看模拟在三维图形视图空间中产生，位于实际观看表面的上面和下面。算术地，成一定角度的照相机点位的计算机生成的x、y、z坐标轴组成了无限大的“金字塔”的顶点，“金字塔”的边穿过参照/水平平面的x、y、z坐标轴。图9示出了这个无限大的金字塔，它始于成一定角度的照相机点位，并延伸通过远端剪切平面95。观看空间96由舒适平面92定义，舒适平面92是位于观看空间96的顶部的一个平面，其命名是由于它在金字塔内的位置决定了观看者个体的舒适性，即当观看及和模拟器交互时，他们的眼睛、头部、身体等位于何处。3D对象93是水平平面94上水平透视投影的。

为了让观看者在他们实际观看装置上观看开放空间图像，必须位置正确，通常意味着实际参照平面水平于地面放置。无论观看装置的位置相对于地面如何，为了最佳的观看，参照/水平平面必须相对于观看者的定位线91呈大约45°角。

观看者可以执行这个步骤的一种方法是将他们的CRT计算机显示器站立在地面上，使参照/水平平面水平于地面。这个实例采用了CRT型的电视机或计算机显示器，但它可以是任何类型的观看装置，显示屏、单色或彩色显示器、发光板、TFT、荧光屏、计算机投影仪或其它常用图像产生方法，提供与观看者视线成大约45°角的观看平面。

显示器需要知道观看者的视点，以正确显示水平透视图像。一种方法是观看者向水平透视显示器提供他们眼睛的真实世界x、y、z位置以及相对实际参照/水平平面中心的定位线信息。例如观看者告诉水平透视显示器他们实际的眼睛在看着参照/水平平面中心时，位于12英寸以上，12英寸以后。水平透视显示器接着将计算机生成的成角度的照相机点位映射到观看者视点的实际坐标及定位线。另一种方法是观看者手动调节诸如鼠标这样的输入装置，水平透视显示器调节它的图像投影视点直到观看者感觉到了正确的视点位置。还有一种方法是利用红外线装置三角测量或照相机自动地定位观看者眼睛位置。

图10是水平透视显示器的示例，包括了上述步骤中所有新的计算机生成的和实际的元件。它还示出了实际世界的元件及其计算机生成的等效物按1∶1映射并共享共同的参照平面123。这种水平透视显示器的充分应用，使得计算机实时生成的三维图形122看上去位于在操作空间128的观看装置表面上及上方的开放空间中，而三维图形126看上去位于内部访问空间127中的观看装置表面下方，方向和观看者的视线成大约45°角。

本发明还允许观看者绕着三维显示器移动而不会有大的变形，因为显示器可以跟踪观看者的视点并相应重新显示图像，这和常规的现有技术相反，现有技术中投影和计算三维图像显得从单一视点看，观看者在空间内偏移预定观看点的任何移动都会导致严重变形。

显示系统可进一步包括计算机，用于在给出视点位置的位移时重新计算所投影的图像。水平透视图像创建起来会非常复杂和麻烦，或以对于艺术家或照相机不自然的方式被创建，因此需要计算机系统完成此工作。为了显示具有复杂表面的对象的三维图像，或创建动画序列，可能需要许多计算能力和时间，因此这个工作非常适合计算机。最近，有三维功能的电子设备和计算硬件装置以及实时计算机生成的三维计算机图形得到长足发展，视觉、听觉和触觉系统显著创新，并且有相当好的硬件和软件产品来生成现实的更自然的人机界面。

本发明的水平透视显示系统不仅满足娱乐媒体，诸如电视、电影和视频游戏的要求，也适合如教育(显示三维构造)和技术培训(显示三维设备)等各领域的需求。具有不断增长的对三维图像显示器的要求，可从不同角度观看，以便通过类似对象的图像观察真实对象。水平透视显示系统也能使观看者观察计算机生成的实体。该系统可以包括声音、视觉、动作以及用户输入，以便产生三维幻影的复杂体验。

水平透视系统的输入可以是二维图像、几个图像组合形成一个三维图像，或三维模型。三维图像或模型比二维图像传递更多信息，通过改变视角，观看者将得到从不同的透视点连续得到观看同一对象的印象。

水平透视显示器可以进一步提供多个视图或“多视图”能力。多视图向观看者提供同一个模拟的多个和/或分离的左和右眼视图。多视图能力相比单眼视图具有重大的视觉和交互的进步。在多视图模式中，左眼和右眼的视图都由观看者大脑融合成一个三维幻影。立体图像所固有的两眼的适应性调节和聚焦间差异的问题使得观看者的眼睛因大的差异而疲劳，这一问题可以通过水平透视显示器而减少，尤其是运动图像，因为观看者凝视点的位置会随显示屏改变而改变。

在多视图模式中，目的是模拟两眼的行动来产生深度感觉，即左眼和右眼看见略微不同的图像。因此可用于本发明的多视图装置包括眼镜，诸如浮雕方法、特殊偏振镜或遮光镜，不使用眼镜的方法诸如视差立体图、透镜方法和镜像方法(凸透镜和凹透镜)。

在浮雕方法中，右眼的显示图像和左眼的显示图像分别用两种颜色双重显示，例如红色和蓝色，右眼和左眼的观察图像使用颜色过滤器分开，因此使观看者能看到立体图像。利用水平透视技术显示图像，观看者向下以一定角度观看。如单眼水平透视方法，所投影的图像的视点必须与观看者的视点吻合，因此必须有观看者输入装置使观看者能观察三维水平透视幻影。自从浮雕方法的早期，已经有了很多进步，诸如红色/蓝色眼镜的频谱和显示器，向观看者生成更多真实感和舒适感。

在偏振镜方法中，左眼图像和右眼图像通过使用互相消光的偏振滤镜来分开，诸如正交线性偏振镜、圆形偏振镜、椭圆偏振镜。图像通常用偏振滤镜投影到屏幕，并向观看者提供相应的偏振镜。左右眼图像同时在屏幕上呈现，但是只有左眼偏振光通过眼镜的左眼透镜被发送，而只有右眼偏振光通过右眼透镜被发送。

立体显示的另一种方法是图像顺序系统。在这种系统中，图像在左眼和右眼图像之间顺序显示，而不是将它们彼此叠加，观看者的镜片和屏幕显示同步，从而当显示左图像时仅允许左眼看见，而当显示右图像时仅允许右眼看见。眼镜的遮光可以通过机械遮光或液晶电子遮光来实现。在遮光镜方法中，右眼和左眼的显示图像以时间分享方式被交替显示在CRT上，右眼和左眼的观察图像利用时间分享遮光镜镜分开，遮光镜以时间分享方式和显示图像同步打开/关闭，因此使得观察者看到立体图像。

另一种显示立体图像的方法是通过光学方法。在这种方法中，右眼和左眼的显示图像利用诸如棱镜、镜子、透镜等光学手段在观察器上被分开显示，在观察者面前双重显示为观察图像，因此使得观察者能看到立体图像。在投影左眼和右眼图像的两个图像投影仪分别向观看者的左右眼提供焦点时，可以使用大的凸透镜和凹透镜。还有一种光学方法是透镜法，其中在圆柱透镜元件或透镜元件的二维阵列上形成图像。

图11是关于计算机生成的人的两眼视图如何投影到水平平面上并随后显示在适合立体3D的观看装置上的水平透视显示器。图11描绘了一个完整的显示时间周期。在此显示时间周期中，水平透视显示器需要生成两眼不同的视图，因为在这个范例中，立体3D观看装置需要分开的左右眼视图。现已存在需要比分开的左右眼视图更多的立体3D观看装置，因为这里描述的方法可以生成多个视图也可以用于这些装置。

图11的左上图示出了在待生成的第一(右)眼视图之后，右眼132的成角度的照相机点位。一旦第一(右)眼视图完成，水平透视显示器就开始呈现计算机生成的人的第二眼(左眼)视图的过程。图11的左下图示出了这次结束后，左眼134的成角度的照相机点位。但是在呈现过程可以开始前，水平透视显示器对成角度的照相机点位进行调节。这在图11中通过左眼的x坐标增加两英寸来示出。右眼x值和左眼x+2间的区别提供了两眼间的两英寸距离，这是立体3D观看所需要的。人眼间距离是不同的，但是在上例中我们使用了平均数2英寸。将他们个人的眼间距离值提供给水平透视显示器也是可以的。这将使得左右眼的x值相对特定观看者非常精确，并因此提高了他们立体3D视图的质量。

一旦水平透视显示器将成角度的照相机点位的x坐标增加了2英寸，或增加观看者提供的个人眼间距离，就通过显示第二(左眼)视图继续呈现。

根据所使用的立体3D观看装置，水平透视显示器继续显示左右眼图像，如上所述，直到他需要移动到下一个显示时间周期为止。这情况何时发生，举例就是幼熊移动他的爪子或身体的任何部分。接着需要新的第二模拟图像来显示处于新位置的幼熊。幼熊的位置略微不同的新模拟图像，在新显示时间周期中呈现。这种通过不断增加显示时间生成多个视图的过程一直持续，只要水平透视显示器以立体3D方式生成实时模拟。

通过快速显示水平透视图像，可以实现运动的三维幻影。一般而言，一秒钟30到60幅图像将足够使眼睛感知运动。对于立体视法，重叠的图像需要同样的显示速度，时间顺序方法将需要两倍于那个数量。

显示速度是显示器用来完全生成和显示一幅图像的每秒图像数。这类似电影放映机以每秒24次显示图像。因此放映机显示一幅图像需要1/24秒。但是显示时间可以是变量，意味着根据视图空间的复杂程度，计算机将花费1/12或1/2秒来完成一幅图像的显示。由于显示器分开生成了同一图像的左右眼视图，因此总的显示时间是单眼图像的显示时间的两倍。

Claims (20)

1、一种水平透视显示系统，包括：

实时显示器，用于根据预定的投影视点，显示水平透视图；以及

视点输入装置，用于接受输入视点位置，其中可利用输入视点作为投影视点来调节所显示的图像。

2、如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是手动输入装置，视点输入位置是手动录入的。

3、如权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是自动输入装置，自动输入装置自动从观看者提取视点位置。

4、一种水平透视显示系统，包括：

实时显示器，用于根据预定的投影视点，显示水平透视图；

视点输入装置，用于接受输入视点位置；以及

计算机系统，用于从视点输入装置接收输入的视点位置，根据输入的视点位置计算水平透视投影图像，并将图像输出到显示器；

其中所显示的图像是利用输入视点作为投影视点实时调节的。

5、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述水平透视图是从平面二维图片计算的。

6、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述水平透视图是从三维模型计算的。

7、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是手动输入装置，视点输入位置是手动录入的。

8、如权利要求7所述的显示系统，其特征在于，所述手动输入装置是计算机外围设备或无线计算机外围设备。

9、如权利要求7所述的显示系统，其特征在于，所述手动输入装置选自一组装置，包括键盘、触笔、小键盘、计算机鼠标、计算机轨迹球、数字化仪、指示装置。

10、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是自动输入装置，自动输入装置自动从观看者提取视点位置。

11、如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，所述自动输入装置选自一组装置，包括射频跟踪装置、红外线跟踪装置、照相机跟踪装置。

12、如权利要求10所述的显示系统，其特征在于，投影视点和显示器表面之间的角度在35到55度之间。

13、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，显示屏是CRT显示器、LCD显示器或投影仪显示器。

14、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述显示器表面实质上水平。

15、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述水平透视图是立体图像。

16、如权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所显示的图像持续更新以形成运动图像。

17、一种水平透视显示系统，包括：

实时显示器，用于根据预定的投影视点，显示水平透视图；

视点输入装置，用于接受输入视点位置；

图像输入装置，用于接受图像命令；

计算机系统，

用于从视点输入装置接受输入的视点位置；以及

用于从图像输入装置接受图像命令，根据图像命令，利用输入的视点

位置作为投影视点来计算水平透视投影图像；以及

用于将图像输出到显示器。

18、如权利要求17所述的显示系统，其特征在于，所述图像命令包括图像放大、图像移动、图像旋转命令以及显示其它预定图像的命令。

19、如权利要求17所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是手动输入装置，视点输入位置是手动录入的。

20、如权利要求17所述的显示系统，其特征在于，所述视点输入装置是自动输入装置，自动输入装置自动从观看者提取视点位置。

Images