連續可調3deeps濾光眼鏡優化立體觀看及其控制的方法和手段的制作方法

文檔序號：2745452閱讀：513來源：國知局

專利名稱：連續可調3deeps濾光眼鏡優化立體觀看及其控制的方法和手段的制作方法
技術領域：
本發明涉及到動態影像領域和一種名為3De印S的系統，該系統可以使幾乎所有的動態影像當通過3De印s濾光片眼鏡觀看時具有立體的視覺效果。更具體地說，本發明涉及到如何為3De印s中性密度濾光眼鏡鏡片選擇一個最適合的光密度值的途徑，該途徑是基于計算影像幀的運動矢量和/或亮度值來確定的。
背景技術：
—系列從二維圖像產生三維圖像的產品和方法已開發出來。Steenblik在美國專利號第4597634,4717239， 5002364教導了雙棱鏡的衍射光學裝置的使用，該裝置包括一個低色散棱鏡和一個高色散棱鏡。Takahaski，在美國專利號第5144344教導了使用Pulfrich 效應的輕過濾不同的光密度的鏡片的使用。 Beard在美國專利第4705371講授了從中央擴散的周邊光密度梯度鏡片的使用。
Hirano在美國專利號第4429951教導了一個垂直軸旋轉創造立體物象的眼鏡。拉丹在美國專利號第4049339教導了一副配有不透明的顳部和不透明的矩形框以及在毗鄰鼻架配有三角形鏡片的眼鏡的使用。達維諾的美國專利6598968 "三維電影和電視播放器"教導了一個不透明的框架
可以像眼鏡一樣利用Pulfrich效應做立體觀賞的裝置。該框架有兩個長方形開孔，這些開
孔直接放置在用戶的眼前。一個開孔無遮蔽，而另一個孔為多元的，聚酯薄膜的垂直光柵。
在開孔外緣和最外沿垂直光柵之間是衍射光學材料。光柵朝外的表面可以涂成黑色。在電
視或電影屏幕上顯示的圖像可以通過兩只眼睛同時觀看取得立體效果。多內斯的美國專利4805988，"個人查看視頻設備"，教導一個視頻觀看器提供一個
立體的對外影像以同時觀看單鏡頭電子影像。這是使用兩個特定的組件共享的光學系統。
這兩個圖像的相對強度可以調整，它利用三虹膜系統，每個虹膜可能是機械隔膜，電子控制
液晶設備或光盤，通過偏振方向控制的相對旋轉的圓盤對透射率調整。在美國專利4893898中，Beard教導用于創建一個3D電視效果的裝置，它基于相對之間的現場和動向記錄機制的側向運動的方法。在放映時，觀眾眼鏡鏡片是暗的，它具有光譜透射透射率降低的特點，它設在至少一種，最好三種高峰輻射能波段。它的鏡片較輕，另一方面，有光譜透射消除能源峰波長使透射率降低的特點。其結果是大量增加兩狀態間的有效視像與正常環境光線對比的電視鏡片的光學密度差。這將產生非常明顯的與適當的運動電視畫面相關的3D效果，同時避免了以前"死眼"的效果與密度太大是相關聯的普通光線效果。它的進一步改善是通過提供一個比在黃色或綠色區域的藍色和紅色區域的高透射率更加暗的鏡片。其他專利涉及到圖像處理的度量，這包括井植美國專利5717415，長屋美國專利 5， 721692和杰拉德德哈恩美國專利6385245。在美國專利5717415中，Iue教授了從二維圖像轉換成三維圖像的方法。一個二維圖像信號中右眼的圖像信號和左眼圖像信號兩者之間有相當的時間差或亮度差異，從而從二維圖像轉換成三維圖像。在專利號5721692，長屋等人提出"運動目標檢測儀"。在披露的發明中，運動物體
的檢查中發現的電影有一個復雜的背景。為了檢測移動的物體，經處理的輸出結果顯示為一個單位，衡量一個間隔，預設將一部分像素作為背景，在電影單元中設置為提取運動物體
和計算移動方向和速度的運動物體的一個單位。即使在復雜的背景中，不僅改變光照條件，而且結構發生變化，該背景結構的變化以檢測和/或提取的實時運動目標為基礎。此外，也可以通過移動方向和運動物體的速度來決定。德哈恩美國專利6385245-披露了至少有兩個運動參數集合是從輸入視頻數據生成的方法。參數設置的動議是描述圖像中的運動參數設置和辦法，包括可以計算出的參數。
視覺效果是重要的電影元素，并有可能擴大觀眾觀賞的樂趣。例如運動效果"子彈時間"使用在電影"黑客帝國"是至關重要的影片的吸引力元素。有視覺效果的立體電影還包括"羽毛河沖鋒"，由蓋伊麥迪遜等主演。"文價格電影"的"蠟府"'最初就以3D片放映。早期到50代中期的3D電影很快消失，這是由于不成功的同步技術和潛在的傳輸復雜性而造成左眼和右眼的圖像偏差。電視的三維播放一直在嘗試。"Theatric Su卯ort"在1989為福克斯電視臺制造出第一次Pulfrich效果一 "3D現場播放的玫瑰游行。"為了實現有現實的深度錯覺的 Pulfrich三維效果的電視節目，要求所有前景行動在一個一致的方向，使用固定相匹配的光度播放，觀眾需佩戴特殊眼鏡鏡片。這個巨大的約束(所有屏幕上的動作進行只能單向) 制約了電影制片人，是因為現實中觀眾不會反轉眼鏡，切換濾光，以適應一只眼睛過濾另一個畫面中的每個變化行動的方向。對于絕大多數觀眾，一個固定的眼鏡過濾的限制，無論是左相還是右相，意味著三維效果與制作的眼鏡只能專門設計。隨著索尼公司的IMAX的3-D演示的出現，使特殊影院/觀看設施所特有的技術要求成為一個新事物。盡管對觀眾具有廣泛的吸引力，技術困難和成本負擔使電影制片商，發行商，電視網絡，電影劇院，和觀眾產生接受障礙。由于劇院的收入因為網上播映而減少， 3-D電影的努力又重新出現，結果仍有待確定。這些新產品將是數字模式，因此有許多技術問題可能被繞過。電視網絡也試圖尋找一種手段提供三維觀感。
下面的背景資料提供了一個更好地了解本發明的基礎。
人類眼睛和深度知覺
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人眼可以感知和解釋約400至700毫微米波長的電磁輻射_即人眼可見光。許多
電子工具，如攝像機，手機相機等，也能夠感知和記錄在400-700納米電磁輻射的波長。為方便視知覺，在圖像到達大腦之前，人眼也做大量圖像處理。當光線不再剌激眼睛光感受器，光感受器繼續發射它的幾分之一秒的信號。這就
是所謂的持久的視像，這是電影發明的關鍵，即人可察覺快速變化和不斷閃爍的移動圖像
的各個圖像。人眼的光感受器不能瞬間發射。相比在高光條件下的信號，低光照條件下會有數千分之一秒或更長的傳輸延遲。這造成少光感在一只眼比另一眼減少，以致感光細胞傳輸左眼和右眼的時間略有不同的，這一現象部分解釋了基于Pulfrich的3-D幻像，這一幻象被本發明所利用。這也是造成什么通常被稱為'夜視'現象的原因。 —旦信號被發送到眼睛，大腦處理雙重圖像(圖像收自左眼和右眼)并提交'深度知覺'。這已通過幾種手段實現。立體視覺的深度知覺的主要手段，需要雙目視覺。大腦處理雙重影像，測量兩個圖像從左眼和右眼的屈光距離，并感知眼睛指向對象的焦距。透視感知使用如下信息，如果兩個對象相同大小，但一個對象比其他對象接近查看器，那么接近對象將會顯得更大。大腦處理這些信息作為深度解釋的線索。
運動視差是指這一種效果一個對象越是遠離我們，他們的速度在我們的視野中行動越慢。大腦處理運動視差信息作為深度解釋的線索。陰影提供了另一條線索給人腦，它可以作為深度的信息。賦予對象明暗，可以創建
陰影的幻象和深度感，這廣泛用于暗示實際上不穿透二維屏幕表面的深度。動態影像的3D錯覺產生方法電影是2維圖像。然而，一些方法已提供深度在電影的幻像。這些方法包括淺浮雕，IMAX(偏振片)禾P Pulfrich三維幻像。
淺浮雕三維幻影"淺浮雕"指的是紅色/藍色或紅色/綠色眼鏡，如同用在漫畫書和麥片包裝上的，只是一個透明的藍色塑料和一個透明的紅色塑料件組成的眼鏡。這些眼鏡容易制造，并已自20世紀20年代左右出現。 —個淺浮雕立體圖像開始于兩個相同的場景圖像，從不同的透視點拍攝的圖像作為一個的立體圖像對。一個圖像被制成綠/藍色的，另一種被制成紅色，兩個圖像組合在一起觀看。觀看時，一只眼睛是通過紅色部分看到圖像，另一只眼睛看到了綠色/藍色部分。這種效果相當簡單，并且非常容易做到在PC上，它甚至可以手繪。這項技術的主要限制是，由于顏色以這種方式使用，圖像的真實色彩的內容通常是失去了，所產生的圖像通常是黑色和白色。由于顏色的競爭優勢，可能會出現不穩定和單色。一些圖像可以保留原來的顏色，但攝影師要非常注意色彩與畫面內容的選擇性。
IMAX (偏振片)三維幻影 IMAX通過創建兩個膠片通過兩個鏡片攝制，分別代表左，右眼睛的視像，而產生電影的3維深度。這些鏡片相距約2.5英寸，約為人的眼睛的平均距離。通過記錄兩個單獨膠片的左，右眼睛視像，然后同時放映，可以創建一個三維的幻像。
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IMAX使用兩種不同的方法之一創建有三維幻覺的劇院效果。第一種方法依賴于極化處理。在放映過程中，左眼的圖像在一個偏振方向，而右眼的圖像極化垂直于左眼的圖像。通過戴著各自的方向極化匹配投影鏡片的特殊眼鏡觀看，左眼的圖像只可以通過左側的鏡片看到，因為左側鏡片上的極化取消了右眼的投影，右眼的圖像只可以通過右側的鏡片看到，因為右側鏡片上的極化取消了左眼的投影。 IMAX還使用另一種方法達到三維觀看一快門眼鏡。這種三維投影法使用相似的雙眼快門眼鏡液晶偏光鏡片。左，右眼的圖像投射到隔幀顯示屏。這些液晶快門眼鏡設置到與投影機同步。投影機顯示的左，右圖像只能由右側眼睛通過快門液晶鏡片成為透明時觀看，而其他的仍然是不透明而不能看到的圖像。這時候，左眼圖像在屏幕上放映，該快門眼鏡左側的鏡片變得透明而快門眼鏡的右側鏡片變得不透明。當放映下一幀圖像，即右眼圖像時_左邊的鏡片變得不透明而右邊的鏡片變得透明。在這兩個IMAX立體系統都只允許右側眼睛查看右側圖像，而另一只眼睛設為' 盲'。所謂的'透明'的狀態其實相當暗，遮住了約35%的光線到達觀看的眼睛，而非觀看眼睛為完全不能看到影象。
三維電影的難點除了索尼公司的IMAX-3D，一個特殊的電影技術要求特殊設計的影院以滿足放映的要求，3D電影從來沒有變得流行，除非是作為短期熱潮，因為諸多問題繼續使立體電影不能接受于生產者和電影觀眾。盡管共同努力，3D電影仍然只不過是一個新事物。有許多問題和制約因素，涉及三維電影的生產，投影，或觀看各個方面。生產常用的立體三維電影系統需要有特殊的雙鏡片相機，每幀需攝制兩個圖像。制作一個非立體版可以無需特殊眼鏡觀看的版本另需要一個單獨版本的普通相機拍攝的
膠片，而不是簡單的選擇一個或另一個鏡片的膠片。同樣，IMAX和光柵快門系統都需要特殊的眼鏡以適合二維和三維不同版本的觀看。因而拍攝3D電影添加高達1000萬美元的生產成本，也時有報道。投影一些三維系統需要超過兩個相機的同步攝影以達到效果。日立公司已開發出三維顯示稱為Transpost三維技術，可從任何方向不戴特殊眼鏡觀看，它利用12個攝像頭和旋轉顯示，讓Transpost三維電影顯示為浮動的圖像。該裝置的原則是，從24個不同的方向拍攝對象的二維圖像，投射到一個特別的旋轉屏幕上。這一設計在大型商業運用上是不可行的，這是因為作為一個電影的特殊效果，必須能夠使用標準的投影設備在電影院，電視或其他設備上放映。觀看作為一個商業的要求，任何一部電影的特殊效果，必須可以在屏幕上觀看，如通過電視，DVD，錄像機，PC電腦屏幕，等離子和液晶顯示器等觀賞媒介。從觀眾的角度，立體眼鏡，無論是立體眼鏡或Pulfrich眼鏡，如果佩戴不舒服，可能導致過分疲勞或頭痛。這種頭痛促使人們回避3-D電影。由于這些和其他問題，三維電影從來只是新奇一時的玩意兒。制作的不便和生產者的成本因素，專用設備投影需求，以及觀眾的不適加大了三維電影的障礙，這導致三維電影很少拍攝。這個發明的主要目的，就是要克服這些問題和制約因素。
試圖克服三維電影技術難題的嘗試快門眼鏡的不同設計，已經實驗了幾十年，但沒有太多的大型的商業上的成功。快
8門眼鏡一個解決方案一般需要兩個圖像去處理一幀視頻，快門按視頻圖像覆蓋或暴露觀眾的眼睛。由于快門的定時與視頻同步，使每一個眼睛只看到了它的圖像。最新的進展取消了機械快門，而現在使用的快門鏡片變暗是通過電流控制的。有些快門眼鏡系統連接至控制設備，有些快門眼鏡系統使用無線紅外線信號，去控制鏡片的狀態。 CrystalEyes是一個立體觀察的產品，由位于圣拉斐爾，加利福尼亞的 StereoGr即hics公司生產。他們是重量輕盈的無線液晶眼鏡模板，用于讓用戶查看交變磁場連續的立體圖像。圖像源交替顯示左眼和右眼的視域。CrystalEyes的快門可以阻止或允許圖像通過，使圖像到達適合的眼睛。無線連接紅外線通信同步模板的眼鏡監察瀏覽屏幕上顯示的圖像。CrystalEyes快門眼鏡，重量只有3. 3盎司，使用2枚3V鋰/ 二氧化錳電池，并有250個小時的電池壽命。這顯示了其穩定性，是一個有潛力的解決方案。
由于快門眼鏡每只眼睛只能看到一個幀，視頻的刷新率減少了一半。在具有每秒 30幀的刷新率(1NTSC電視)或25幀/每秒(PAL電視一 )的電視視頻上，會不斷閃爍，這是很難觀賞的。這個問題可由較高的刷新率來消除，如在PC顯示器上有所改善。
然而，快門系統尚未獲得壓倒性的商業上的成功。按普通膠片幀數計算，電影采用這種立體快門系統需要兩倍的幀。電影將不得不制作至少2個版本的膠片。此外，除了在高刷新率系統，如昂貴的電腦顯示器上，觀眾會看到太多的'閃爍'而造成干擾和煩惱。額外的要求和負擔更來自于有線或無線信號設備來控制鏡片的狀態。液晶屏幕的筆記本電腦一般不具備足夠高的刷新率來適應3D系統。快門系統一般不能使用一般的電影放映以及液晶投影機。濾光眼鏡的3De印s版已在本發明者申請的專利中描述，它提供了將一個普通的二維電影作為三維電影觀看的系統。然而，他們只是一個次優的解決方案。它基于一個二維電影的屏幕圖像的運動設定左，右鏡片光學密度差來達到3D效果一但沒有說明任何客觀的光密度最佳值。以前的版本也沒有披露3De印s濾光眼鏡滿足眼鏡光密度優化的鏡片材料。這樣的雙重優化3De印s濾光眼鏡被稱為連續可調3De印s濾光眼鏡。連續可調3De印s眼鏡雙重優化鏡片光學密度，并確定鏡片的材料。雙重濾光眼鏡
的3De印s優化解決了 3De印s濾光片無法處理的大量問題。本發明解決了上述問題，并提供了一個有效的系統用于觀看3D立體電影和具有其他特殊效果的電影。它有效提供了一個普通的二維電影被視為三維體驗的系統。

發明內容
本發明提供了 3D眼鏡左右鏡片對應顯示幀的合適的光密度的連續控制機制，以及連續可調光密度優化2D視頻/電影的3D效果的系統。它還涉及到提供連續光密度信號和連續光密度等控制的裝置。該連續光密度控制機制利用所有鏡片材料的可調光學密度來優化3D視覺效果本發明具有以下優選的實施例 1、用于觀看2D視頻的三維效果的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，包括
a)兩個鏡片，該鏡片由光密度連續可調的材料制成；
b) —個連續光密度信號的接收裝置，該裝置接收以二維視頻幀序列中的一個突出圖像目標的運動矢量為基礎的連續光密度控制值； c) —個控制單元，該單元具有將連續光密度信號轉化成與幀序列同步的每個鏡片相應的光密度的機制。 2、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例1中，進一步包括一個框架，在該框架上裝有兩個鏡片，信號接收裝置和控制裝置。 3、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例1中，進一步包括一個有光密度平衡環境亮度的功能的IC芯片。 4、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例1中，其信號接收裝置是一個無線接收器。 5、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例2中，進一步包括一個電源安裝在框架上。 6、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例2中，進一步包括一個光電傳感器安裝在框架上。 7、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例1中，其中的具有連續可調光密度的材料選擇自色光電材料，液晶，懸浮顆粒材料，以及極化光學材料。 8、光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的實施例1中，其中，色光電材料和其控制機制是基于電壓的。 9、一個提供光密度連續可調3De印s濾光眼鏡連續光密度控制值的方法
設置兩個鏡片中性狀態的默認光密度值；取得2D視頻幀序列中的一個突出的圖像目標的運動矢量值；獲得該序列中一個幀的亮度值；計算該幀光密度值的調整值，此步驟包括以運動矢量產生的三維效果為基礎，計算視網膜反應延遲值；
計算亮度值的調整量，以達到以亮度為基礎的視網膜延遲值；
計算一個鏡片的光密度值以達到所需的亮度調整值；
以默認光密度值為基礎計算算光密度調整值；編制2D視頻連續幀的光密度調整值以作為3De印s濾光眼鏡的光密度控制值。
10、提供連續光密度控制值的方法的實施例9中，進一步包括通過比較幀序列中圖像目標橫向運動量以確定運動矢量值。 11、提供連續光密度控制值的方法的實施例9中，還包括測量序列中一個幀的亮度值，或者包括一個為特殊效果修改計算出的光密度調整值的步驟。 12、提供連續光密度控制值的方法的實施例9中，還包括使連續光密度控制值與顯示的該序列的幀同步。 13、提供連續光密度控制值的方法的實施例9中，還包括提供同步的連續光密度控制值給3De印s濾光眼鏡。 14、一個生成連續的光密度控制信號以控制3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調鏡片的控制裝置，包括輸入裝置，以設置鏡片的中性狀態的默認光密度值；0085] 導入裝置，以輸入幀序列中突出目標圖像的運動矢量值；0086] 輸入裝置，以輸入序列中一個幀圖像的亮度值；0087] 計算裝置，以計算序列中該幀的光密度調整值，該計算包括0088] 以運動矢量產生的三維效果為基礎，計算視網膜反應延遲值；0089] 計算亮度值的調整量，以達到以亮度為基礎的視網膜延遲值；0090] 計算一個鏡片的光密度值以達到所需的亮度調整值；0091] 計算以默認光密度值為基礎計算算光密度調整值；
0092] 編制裝置，以編制2D視頻連續幀的光密度調整值以作為3De印s濾光眼鏡的光密度控制值以及
0093] 轉換裝置，以將連續光密度光密度控制值轉換成連續光密度控制信號。
0094] 15、連續光密度控制信號生成設備的實施例14中，進一步包括計算裝置，該裝置
通過比較幀序列中圖像目標橫向運動量以確定運動矢量值。0095] 16、連續光密度控制信號生成設備的實施例14中，進一步測量裝置，用于測量序
列中一個幀的亮度值。
0096] 17、連續光密度控制信號生成設備的實施例14中，進一步包括同步裝置，以使連續光密度控制值與顯示的幀同步。
0097] 18、連續光密度控制信號生成設備的實施例14中，進一步包括傳輸裝置，以將同步的連續光密度控制信號傳輸給3De印s濾光眼鏡。
0098] 19、一個集成電路芯片，用于提供連續光密度控制信號給優化的3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調的鏡片，該集成電路芯片包括
0099] 第一個輸入端口與一個運動矢量估值模塊的輸出端口耦合，以接收運動矢量值的言號；
0100] 第二個輸入端口與一個亮度確認模塊的輸出端耦合，以接收亮度值信號；0101] 第三個輸入端口與一個幀寄存器的輸出端口耦合；
0102] —個處理器單元執行一個光密度計算算法并生成以運動矢量值和一個注冊的幀的亮度值為基礎的光密度值；0103] 第一個輸出端口輸出光密度值信號；
0104] —同步關聯單元提供同步信號將該注冊幀與相應的光密度值同步；0105] 第二個輸出端口輸出該同步信號。
0106] 20、一個集成電路板，用于提供連續光密度控制信號給優化的3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調的鏡片，該集成電路板由以下部分組成0107] —個運動矢量估值模塊，用于提供運動矢量值信號；0108] —個亮度確認模塊，以提供亮度值信號；0109] —個幀寄存器用于寄存一個連續幀序列；
0110] —個處理器單元與運動矢量估值模塊，亮度確認模塊，和幀寄存器耦合，以執行一個光密度計算算法并生成以運動矢量值和該序列中一個幀的亮度值為基礎的光密度值；0111] —個同步模塊，提供同步信號將該注冊序列中的幀與相應的光密度值同步；0112] —個信號生成模塊，用于產生同步的光密度信號；以及0113] —個轉輸模塊，以輸出同步的光密度信號。
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本發明的實施例提供了一個系統用以在常規的2D電影上觀看出立體效果，具有顯著的優勢和效益。

本發明申請將結合所附圖示詳細描述圖1是優選實施例中連續可調3De印s濾光眼鏡透視圖；圖2顯示亮度與視網膜反應時間方程式的典型曲線；圖3A顯示了沒有水平移動的前景的電影中的Pulfrich操作；圖3B顯示了具有向左水平移動的前景的電影中的Pulfrich操作；圖3C顯示了具有向右水平移動的前景的電影中的Pulfrich操作；圖4是視網膜反應與光度函數的典型曲線，用于解釋固定鏡片Pulfrich過濾板眼
鏡的運作；圖5展示使用視網膜反應與光度函數曲線如何用于從運動矢量和光度的計算最佳光密度，用于實施例中連續可調3De印s濾光眼鏡中性光密度鏡時，觀看者雙眼不同的視網膜反應時間導致相對應的一對即時和延遲圖像在顯示屏上有剛好2. 5英寸分離；
圖6顯示了一個可用于計算最優的連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例中性濾光片的光密度算法；圖7是一個替代算法用于處理動態影像橫向運動；圖8使用視網膜的光度反應時間的函數曲線計算出最佳的連續可調3De印s中性密度濾鏡眼鏡第一實施例中鏡片的光學密度，使視者雙眼視網膜的反應時間之差為一個常數值；圖9顯示一個連續可調3De印s濾光眼鏡，該實施例包括一個光探測器；
圖IO使用了作為視網膜的光度函數的典型反應時間曲線，計算出最佳的連續可調3De印s中性密度濾鏡眼鏡鏡片的光學密度，使第二實施例中觀眾的眼睛視網膜的反應時間之間的差別了對應的動向幀固定數目；圖ll是一個流程圖，顯示了使用一個格式轉換的半導體芯片計算連續可調3De印s濾光眼鏡同步信息；圖12是一個框圖顯示了視頻和3De印s處理用于計算最優的在連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例中性濾光片的光密度；圖13是一個表格，顯示控制連續可調3De印s濾光眼鏡的信息；圖14是連續可調3De印s濾光眼鏡操作框圖；圖15顯示了一個電致變色材料的電壓與光密度的典型工作曲線；圖16是電致變色材料的轉換時間曲線，該曲線基于轉換時間與光密度函數的第
一個例子；圖17是電致變色材料的轉換時間曲線與光密度函數的第二個例子；圖18是一個連續可調3De印s濾光眼鏡控制單元操作的框圖；圖19是一個框圖顯示了一個典型的連續可調3De印s眼鏡系統的運作；圖20是一個針對連續可調3De印s濾光眼鏡各個鏡片產生優化光密度信號的集成
電路芯片的框圖21是另一個實施例中針對連續可調3De印s濾光眼鏡各個鏡片產生優化光密度信號的集成電路芯片的框圖；圖22顯示一個連續可調3De印s濾光眼鏡，包括一個發電的IC芯片在每一個連續可調3De印s濾光眼鏡各自的鏡片光學密度信號的變化。
具體實施例方式
三維立體的大部分使用雙影像成像系統，這是一種有單獨的右眼和左眼圖像被分派到右側眼睛的系統。本發明是一種單成像系統，它針對觀眾的兩只眼睛提供相同的圖像。所有3De印s濾光眼鏡超過傳統的3D觀看系統的重要優點是，坐在相鄰位置的兩個觀眾彼此都可以看同一部電影，其中一名戴3De印s濾光眼鏡看到三維影像，另一位沒有戴3De印s濾光眼鏡的看到二維影像。這項發明的，我們使用的是在詳細說明中更充分地解釋了的'即時影像'與'滯后影像'。這些'影像'完全不同于'右眼影像'禾P'左眼影像'，而不應與之混淆。在本發明兩只眼睛看到相同的影像，但在視網膜反應時間的差異造成的圖像傳送到大腦的時間略有不同。從由'清晰'的連續可調3De印s濾光眼鏡鏡片覆蓋的眼睛傳輸到大腦的圖像被稱為'即時影像'。從由中性的連續可調3De印s濾光眼鏡鏡片覆蓋的眼睛傳輸到大腦的圖像被稱為'滯后影像'。觀眾的大腦將'即時影像'和'滯后影像'看成是一個單一的'心目中的影像'。當橫向運動發生時，它顯示出三維深度的特點。
尤其是，連續可調3De印s濾光眼鏡使用雙重優化為觀眾實現優化的3DPulfrich幻像。第一種優化該項發明的優選實施例教導如何使用視網膜反應時間曲線來計算連續可調3De印s濾光眼鏡中性密度濾光鏡使用的最佳光密度。更具體地說，有三種教學方法，其中包括 a.計算出中性濾光片的光密度，使'瞬間影像'和'滯后影像'的視網膜反應時間差造成2. 5英寸影像位差(平均的左眼和右眼間距離)，從而形成影像的3-d深度。這一實施例需要輸入影像幀之間影像移動的方向速度和亮度。 b.計算出中性濾光片的光密度，使'瞬間影像'和'滯后影像'的視網膜反應時
間差形成固定值，從而形成影像的3-d深度。這一實施例只需要輸入影像的亮度。 c.計算出中性濾光片的光密度，使'瞬間影像'和'滯后影像'的視網膜反應時
間差對應于一定數目的影像幀，從而形成3-d深度。這一實施例只需要輸入亮度。以上方法只是舉例，并非詳盡無遺。使用視網膜反應時間曲線來計算連續可調
3De印s濾光眼鏡中性濾光片的光密度的其他方法也可以被采用。相似的方法可以采用影像
移動的方向，速度，以及幀的亮度來實現。每個方法優化連續可調3De印s濾光眼鏡的特定
的功能和特征。本發明進一步教授使用光電傳感器，如光電二極管，作為估算連續可調3De印s濾
光眼鏡亮度值的替代手段。
第二種優化本發明進一步指出控制器如何使用的最佳光密度和用于制作眼鏡的電致變色材料的工作特征去優化連續可調3De印s濾光眼鏡操作。更具體地說，該發明的進一步指出如何運用特征曲線和電致變色材料的轉換時間曲線來控制中性密度鏡片的連續可調3De印s濾光片眼鏡。
其他特點本發明進一步指出視頻格式轉換芯片如何用于實時圖象處理，如用于高清晰度液晶顯示器，等離子，投影電視，以及數字電影放映機的芯片可以用于計算連續可調3De印s濾光眼鏡鏡片的光密度。雖然中性濾光片的光密度計算可在軟件中完成，它的運算使用電子電路更為有利。該電路可以(1)包含在視頻格式轉換芯片中，(2)在一個單獨的芯片中嵌入一個與電路板上的視頻格式轉換芯片耦合的集成電路并直接連接到連續可調3De印s濾光眼鏡，或(3)被嵌入在一個單獨的芯片，耦合到另一個IC芯片并且連接到眼鏡。
此外，一般的亮度減少已用于雙影像系統。無需精確的亮度控制的方法也不斷被披露。此外，在這種雙重成像系統的實施例中，該值用于生成一個雙圖像三維電影的第二個幀，而不是用于連續可調3De印s濾光眼鏡的最佳0D值。請參考以下優選實施例的詳細介紹，實施例在所附說明圖有所標示。只要有可能，同樣的參考號碼將用于整個圖示，用于指向同一個或類似的部分。我們使用的術語'中性'過濾片(或中性濾光片)，是指暗色的'灰色'或彩色的透明的過濾鏡片。在這項發明中，一個中性的過濾鏡片大約等量地減少了全部視覺頻譜的所有波長的光。對于具有光密度'D'的中性濾光片，其傳輸光功率以10—d作為參考，一個有0. 3光密度的中性濾光片允許傳輸的約50%的光線，一個0. 6光密度允許傳輸的約25%的光線，以及0. 9光密度允許傳輸的約12. 5%的光線。我們也使用'清澈'指一個濾光片比'中性'濾光片的清晰狀態，似乎沒有阻擋光線。然而，所有濾光片都阻止或減少光在一定程度上通過。例如，透明眼鏡將減少約1%。使用"清澈〃，應該明白，我們指的是濾光片比中性密度濾光鏡較少減少光線。這足以啟動Pulfrich幻象。我們交替使用術語'3De印s濾光眼鏡'和'Pulfrich濾光片眼鏡' 一既指本發明較早版本的眼鏡，使二維電影產生3維的視覺效果。"連續可調3De印s濾光眼鏡'是指改善的3De印s濾光眼鏡，使用雙重優化來解決在以前的'3De印s濾光眼鏡'的固有的問題。在發明的實施例中，運動方向是用來確定對于中性密度，哪個鏡片是清晰的，哪個鏡片是暗的。如果屏幕上的影像移動被確定為左到右那么，眼鏡左側的鏡片是清晰的，右側的鏡片是暗的。如果屏幕上的動向被確定為從右到左那么右側的眼鏡鏡片是清晰的，左側的鏡片變暗。如果沒有明顯的移動，兩個鏡片均被設置為清晰。
我們也可以使用這個詞'運動針對的眼'。當屏幕上的動向由左至右，通過中性密度濾光鏡的右眼是"運動針對的眼'。當屏幕上的運動是由右至左，通過中性濾光片的左眼是'運動針對的眼'。
Pulfrich三維幻影 Pulfrich是一個認知現象。通過一個暗的鏡片或濾光片的圖像相對于無遮攔的圖像要用較長的時間被大腦認知。該延遲不大一以毫秒為單位一但足以使一個視頻幀到達大腦和被認知錯后一幀。Pulfrich眼鏡的清晰鏡片(或無鏡片)不會導致延誤，一個暗的
14鏡片會導致到達的影像相對于另一只眼睛稍有延誤。通過Pulfrich鏡片觀看電影，對于屏
幕上橫向移動的對象，一只眼睛看到當前幀和而另一只眼睛看到前一幀。 —個'清晰'鏡片可能會阻擋一些光線。即使是'清晰'的眼鏡也會阻擋光線。對
于本發明將透過鏡片的二維電影三維化重要和必需的條件是，是'清晰'鏡片比暗的鏡片
削減光線的量要少。用這項發明，只要清晰鏡片的光線減弱不到變暗的減光鏡片的減少光
線的程度，就能達到三維效果。正常情況下，兩個眼同時觀看，雙眼視像兩者之間的差距被認為圖像的深度信息。屏幕對象相比其背景移動越快，'瞬間影像'和'滯后影像'的分離越大，并且針對眼睛被濾光片遮擋的情況顯得越近或越遠(如果該眼睛在物體移動方向上，會顯得近)。事實上，對象以更快的速度出現顯得近也正好符合運動視差的原則。然而，一般來說，幀對幀(眼睛相對于眼睛)的大位移產生對攝像頭接近效果(接近放大)，因此Pulfrich大約可以提供右側和熟悉的深度視覺。雖然是無疑有深度的3-D視像，它可能與一個人固定不變的眼距觀察世界時有所不同。相比于由遠攝或廣角鏡片拍攝的場景，很少有人會受到這一空間變化的困擾。為Pulfrich方法拍攝的電影可以不用特殊的眼鏡觀看-看上去是常規電影減去三維效果的顯示。此外，不是為Pulfrich拍攝的電影，仍會顯示三維視覺效果，如果佩戴適當配置的眼鏡的話。該Pulfrich技術的限制是三維的幻象只能對屏幕上水平或橫向移動的對象起作用。電影可以利用這種包含橫向跟蹤的眼鏡制造出Pulfrich效果。這一幻象對相機不移動位置，同時題材仍是靜態的電影是行不通的，但是縱向的相機位移將產生作為水平運動的視野擴大或縮小。Pulfrich第一次描述了這種幻象，因為他是一只眼睛失明，他并沒有能夠看到這一幻象，盡管他準確地預測和描述它。無論是在電影是以普通或數碼拍攝，無論其顯示媒介是電影，數字電影，錄像機磁帶或DVD，并且不論看電影是在電影院，家庭電視，有線電視，iPod或PDA，或在計算機顯示器上，3De印s系統都可以產生三維視覺效果。 —個基本的Pulfrich幻覺的例子可以通過查看以下兩種電視臺看到。在美國有線電視新聞網，或在CNBC股市報價頭條新聞從電視左屏幕滾動到右邊，或報價的消息出現在整個屏幕底部的橫條而顯示滾動信息。當這些網絡通過Pulfrich眼鏡來看，覆蓋左眼的暗色鏡片和覆蓋右眼的清晰鏡片使滾動的信息顯示為生動的三維影像一看起來是在電視屏幕前。如果清晰鏡片覆蓋左眼，暗色鏡片覆蓋右眼，滾動信息的顯示將逆轉退后到電視屏幕的后邊。另一個Pulfrich幻覺的例子從阿諾德施瓦辛格主演的影片'終結者'看到。任何現成的副本_錄像機磁帶或影碟都可以在電視機或電腦顯示器播放原先的導演所意圖的效果。但是，觀看橫向移動場景，包括'終結者'薩拉康納斯進入酒吧叫警察(約29分鐘橫向運動)時，通過Pulfrich眼鏡(左眼清晰的鏡片和鏡片右眼黑暗)會顯示生動的三維場景，盡管這種視覺效果完全出于導演和攝影師意外。另一個驚人的例子是著名的"亂世佳人"的鐵路現場場景，其中費雯麗扮演的郝思嘉走在屏幕上，相機慢慢拉回來，出現受傷的和就要死亡的邦聯士兵。當通過Pulfrich眼鏡看時(清晰的左眼和右眼晶狀體黑暗鏡片)，該場景顯出三維效果，這是完全出于導演和攝影師的意外。有趣的是，這一場面的主要運動是由相機升起和后退等擴大視野所創建。有效的橫向運動由這種相機運動造成，觀眾將事實上只有一個平面的屏幕解釋為深入整個場景的視覺深度。連續可調3De印s系統將使任何電影，如"亂世佳人"，盡管是在1939拍攝的，部分地被感受為三維電影。連續可調3De印s系統產生的這一新的視覺體驗不需要任何業主，生產商，經銷商，或電影放映部門額外的努力一只需觀眾戴上3De印s觀看鏡片(也稱為 3De印s觀看眼鏡)。請注意，Pulfrich三維效果運作時，向左或向右的過濾并不與前景的移動方向契合。其產生的深度印象是非正常的，是實體和開放空間中的前方和后方的元素的混和。當面對這種異常深度的場面時，大多數大腦的視覺解釋會'關閉'，而不是承認混亂。正常出現的3-D需避免圖像變暗和前景方向的不匹配。我們已經描述了水平方向的屏幕前景移動和左或右濾光鏡片需要匹配。然而，這一個規則往往需要明智地改變，因為并非所有適合于Pulfrich的屏幕運動是嚴格的橫向
運動，其角度向上或向下，甚至具有相當的垂直因素，這些影像仍可見到深度。即使是在靜態場景中，一個單一的移動元素都將場景提升到浮雕效果，這需要相應的Pulfrich濾光片
的熟練應用。有些時候，一個操作者會選擇安排鏡片的變暗違反與前景方向的匹配，其目的在于左或右濾光鏡變黑將推動有匹配動向的任何物體或運動出離一個平面，這些時候，最有趣的三維影像可以在距離前景一定距離的運動中看到，有的甚至需要一個左/右濾光片與前景運動所要求的匹配不相符。例如，如果希望看到一個游行隊伍向左行進，如果想將他們推出于其背景，就需要左側的鏡片變暗，但運動的前景可能要求右側鏡片變暗。這種情況將需要選擇的匹配凌駕于前景匹配規則之上。在大多數情況下，規則是要遵循的，但不是機械的遵循，屏幕運動往往是復合的和復雜的，一個細心觀察的人可以安排一對具有這種微妙關系的影像元素，而不受規則限制，規則中前景方向的決定性并非單獨起作用。如前所述，多次出現的情況下，當相機在空間中前推或后拉時，在左，右兩鏡片要向其中心一向半幅變暗，外側半幅變暗適應于向前運動(圖像元素從圖像中心雙方向外移動出來)，或內側半幅同時變暗適應于后拉(圖像元素由雙方向中心移動)內部半。光學密度連續可調的3De印s濾光眼鏡優越于前面描述的3De印s濾光眼鏡的地方是，他們避免了操作連續可調3De印s濾光眼鏡很多的試探性規則。試探性規則用于處理在迅速轉換的鏡片狀態中3De印s眼鏡的問題。在審核中的3De印s共同申請中，我們描述了這種試探規則的應用。例如，在共同專利7405801 "Pulfrich濾光眼鏡的系統和方法"中，3De印s試探式濾光眼鏡被描述如下(列23，行45)"其他的實施例的同步算法利用各種試探式規則去確定同步事件。例如，如果觀眾鏡片響應迅速發現的橫向運動，轉換狀態過快，這可能會造成不必要的觀眾不適。其他的實施例可能會允許用戶設置同步信號取代已設置的同步信號，并要求任何一個狀態保持最短的有效時間。這對于有閃爍或間歇性光剌激敏感的人非常重要。光敏性人群據估計有4000之一，其光敏反映可以通過電視閃爍而觸發。雖然光敏人士可以摘掉Pulfrich濾光片眼鏡，試探式規則可用來減少和消除任何Pulfrich眼鏡所帶來的閃爍。舉例來說，這樣的試探式規則可在同步規則下要求同步的事件變化只能在最后一次同步事件后幾秒鐘才能執行一即新鏡片狀態的啟動必須在前狀態持續一定時間后才能
16得到實施。" 本文所述連續可調整3De印s濾光眼鏡消除這種試探規則，因為其光密度可以不斷變化以符合最佳的光密度要求。
以下技術可用于本發明
可以更改顏色和透明度的材料改變顏色的物體已經眾所周知。頭足類動物(魷魚)改變顏色的能力長期以來已為人所知，其改變顏色是通過擴大或撤回他們的身體色素體細胞。有許多用來導致物質材料改變其顏色和透明度的技術。這可能由熱，光，紫外線或電子手段來改變它們的顏色狀態，這反過來又影響到他們如何反射和折射光線，或透明度。
例如，電致變色鏡片在陽光下自動變暗，但在室內變透明，這已在太陽鏡上利用多。有些可能瞬間變暗，和其他的鏡片，可以有幾種不同的深淺以適應于光的強度。
熱變色材料靠熱激活，啟動溫度達到時導致顏色改變，該區域開始降溫時，顏色會變回來。這些物質被用在油墨和條狀溫度計上。 LED(發光二極管)是電子二極管，其中電流只能向一個方向流動。LED具有獨特的電流產生光線的"副作用"。因此，他們有兩個狀態一當電流通過他們，他們是'開'和發光的狀態，當沒有電流流過他們，他們不發光或'關'的狀態。磷光物體是輻射發光材料，當被輻射時發出光。任何熒光顏色都是磷光物質。熒光色吸收看不見的紫外線光，發出特定顏色的可見光。在CRT顯示器，磷光物質覆蓋其屏幕內。當電子束擊中磷光，它使屏幕發光。在黑白色顯示器上，有白色發光熒光粉。在彩色屏幕上，有三種熒光粉安排為點或條紋狀，發出紅，綠，藍色光。在彩色屏幕，還有三個電子束照亮三種不同的顏色。數千不同的熒光體已經被配制，他們以發出的光顏色和持續時間的長度來分類。液態晶體的分子往往很長，雖然科學家們已經確定了其形狀，大部分像是一個雪茄形。由于它們是長形的，在適當條件下能表現出的分子排列順序，所有的軸線在一個特定方向。液晶的一個特點是電流會影響到他們。向列型液晶有特定的排序，稱為扭曲向列型液晶(TN)，它自然扭曲。電流可用來使這些液晶取直，他們將在不同程度上取決于電流的電壓。這些晶體的反應可用于以電流控制光線的通過。還有一個辦法可以改變光線通過鏡片傳遞，那就是人造偏振鏡片。人造偏振片的材料使光優先沿著一個方向傳送，就是所謂的偏振軸。非極化光通過人造偏振片產生是線性偏振光，并減少了它大約一半的光強度。第一人造偏振片的減光，并不依賴于濾光片的方向。現成的光學活性材料包括眼鏡紙，透明塑料餐具，大多數葡萄糖(如卡羅糖漿)。材料具有改變通過它們的透射光的偏振性的特性的是光學活性材料。如果兩個偏振片放置得大約成直角(直交)，沒有光線可以穿過它們。如果兩個類似的偏振片彼此相鄰有完全一致的極性，那么第二個偏振不會進一步降低通過第一鏡片光的強度。光通過第一個人造偏振片可以進一步降低強度，如果將兩個類似的偏振片以非同向或直角對齊的話。這可以用在本發明的實施例中去更精確地控制3De印s眼鏡鏡片的光線通過密度。偏振片可以被電流控制，并在諸如液晶顯示器等產品中使用。例如經常使用的電子手表顯示時間的液晶顯示屏。在這樣的產品中有兩個液晶材料層。電子式電流是用來控制兩個領域層的極性。屏幕的任何區域涉及兩個偏振層彼此成直角的，不會通過任何光線一其他區域將允許光線通過。通過這種方式，液晶字母數字信息可以用電子控制，并在 LCD顯示屏上顯示。另一些用來控制通過鏡片的光線強度的技術包括微型百葉窗型的定向濾光片。
在這個發明的優選的實施例中，我們利用電致變色這一材料，通過變化電流通過而控制其透明度。特別的是，我們使用當電流通過時變暗的(允許部分光線通過)物質，當電流沒有施加于它時，這種物質是透明的，可以讓更多的光線不受阻礙地通過。在發明的實施中，其他允許鏡片改變其顏色，或透明或半透明的屬性的物質也可以使用。
運動檢測算法早期的運動檢測是完全模擬性質，但完全適合監督無預期動向的情況下，如博物館禁區在晚間關閉時。數碼攝影和計算機最新進展使用新的手段監測這種情況，并納入數字視頻系統，可以被動地記錄在設定的時間間隔的圖像(例如每秒15幀)，計算機處理器來處理圖像和檢測活動，如果檢測到活動物體適當采取行動。許多不同的算法已經用于計算機圖像處理技術，可用于確定電影的橫向運動的存在，并確定橫向運動的方向。在未來，新算法將繼續發展。任何算法可以處理數字圖像序列，檢測運動和運動方向，都可以在本發明中使用。出于需要，算法檢測電影運動得以發展。問題是，電影，電視，電影，數碼相機等使用許多不同的格式。要顯示最高品質的場合，使這些不同的輸入格式和輸出屏幕格式的轉換問題被巧妙地處理以優化收視質量。各種數字圖像處理方案的詳細說明可在"電子設計策略的新聞"布賴恩Dipert的以下文章中找到"視頻改進以避免大的數據流"，20013月15 日，第83-102 ;"視頻質量實踐中的看法"20016月7日，第83-96，"電子設計策略新聞"，布賴恩Dipert。一個簡化的例子會有助于解釋這個問題以及采取的解決辦法。
假設一個輸入信號電視上有每秒30(模擬電視幀)，但正在高端數字液晶顯示器上以每秒120幀(fps)播出。顯示在120fps輸出的30fps的電視輸入信號，是一個格式轉換的問題。一個簡單的辦法解決這一格式轉換問題是簡單地增加3幅每幀的精確副本到輸出流。如果沒有運動，這一辦法可行，但如果屏幕上的對象有任何運動，則有3個新的幀顯示錯誤的物體的位置。如果使用此解決方案，則更高端更昂貴的數字電視，這問題越嚴重。因此，數字電視使用格式轉換圖像處理，普遍應用格式轉換芯片，執行復雜的幀到幀圖像處理和跟蹤運動速度和方向，然后利用這些信息，以便更好地興建3個新的幀。
至少有兩種不同的方法來檢測和量化運動幀之間的動向。它們包括邊緣的算法和區域為基礎的算法。任何算法中，量化的動向之間的幀動向可以使用優選和替代實施例的算法以確定最優的3De印s濾光眼鏡中性濾光片的光密度。以邊緣為基礎的算法已在數碼相機實施，諸如其自動聚焦功能。邊緣的算法利用可以從數字化的圖像中鄰近像素的不連續性來計算。例如一個淺色背景的人，該人的邊緣像素能夠清晰確定，因為像素值有突然變化。邊緣的算法一般確定在圖像邊緣的強度，以消除其他像素，(例如改變他們錄制值為"白')，然后基于完全確定的邊緣強度處理該圖像。
從飛利浦Melzonic芯片就是一個基于區域算法的例子。飛利浦Melzonic芯片采
用了動向估算，他們稱之為"三維遞歸搜索區域匹配技術'。通過分析連續兩次視像域中找到的像素區域相匹配，三維遞歸搜索區域匹配可以確定在第一個領域的每個像素塊的速度矢量。這些速度矢量可以用來定位一個新區域正確時間上每個像素塊的空間位置一即創造新的運動階段。飛利浦Melzonic芯片的方法，系統和設備在前面描述的井植美國專利(美國專利 5717415)，長屋(美國專利5721692)，或德哈恩(美國專利6385245)，或其他發明或運動目標檢測算法，可編入本發明實施例中以控制的3De印s濾光眼鏡中性濾光片的光密度。
有人可能認為改變屏幕上的對話場景和行動場景的深度會破壞一個故事流程。事實上，正如伴隨電影的音樂可以是間歇性的，給與對話和運動場景有效的深度和清晰度完全支持一個故事的發展。通常一個專業的照明操作需要造成平面物體和空間彼此不同，除了要創造更有說服力的一個場景，空間的分離加快了空間的視覺"閱讀"。這就是說平面適應于對話；深度能最有效地表現運動。2-D和3-D之間的意識交替我們也在做，在一定程度上我們的現實經驗改變我們的注意程度，當我們專心傾聽時，我們聽到的不一樣。看電影是一個后天獲得的語言，交替平面深度信息是容易適應的。
同步與控制連續可調3De印s優選實施例利用了眼鏡鏡片濾光片與電影橫向運動的信號同步，從而控制了觀眾的三維視覺效果。信號是實時產生的，而且不需要電影的任何改動，或添加任何控制信息在電影上。用于計算的信息用來確定同步控制連續可調3De印s系統的左，右鏡片的透光狀態。電影可以使用其他類型的嵌入影像幀的同步和控制信息。然而，這些不同于本發明中使用的同步控制信號。在許多電影制作中，為提醒電影院放映員更換膠片盤，電影制片人需將明顯的控制信息以白色環標在連續幀的右上角。放映時，看到此信息，他們知道現在是時候啟動第二投影機放映的電影下一盤，從而保持不間斷的電影放映。另一種溝通控制電影幀的控制信息的手段是拍板，它表示電影的一個新的場景開始拍攝。當拍攝電影或視頻制作時，視頻和音頻已分別記錄。在兩個單獨的錄音必須精確同步以確保該錄音匹配視頻圖像。同步錄像和錄音工作已經完成使用拍板表示。拍手的聲音使技術人員在編輯過程中用手動同步的錄音對齊在鏡片前的拍板。簡單的編輯即捕捉視頻的拍板圖像，然后手動調整錄音，這樣建立圖像與聲音的同步。這種同步現在可以使用電子拍板。電子拍板顯示通常用電影及電視工程師學會(SMPTE)的代碼的發光二極管數字。代碼顯示SMPTE然后用電子同步獨立的錄音錄像。同步和控制信息的這些手段的解決了拍攝過程中電影編輯操作中的同步問題，它
也適用于更換電影膠片盤。
概述以下簡要概述本發明描述的結構和組織。圖1連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例，通過該機制，二維電影可以作為三維效果來觀看。圖2顯示了作為一個亮度與視網膜反應時間的典型函數曲線。在圖2和圖3，我們將解釋Pulfrich幻象，其工作機制是一只眼睛通過一個過濾鏡片觀看，另一只眼睛無遮擋或通過一個清晰的未經過濾的鏡片來看。清晰的圖像被稱為'瞬間影像'，通過鏡片里看到變暗的影像被稱為'滯后的影像'。雖然以往的相關申請中已經披露了這一著名的幻象，我們重新利用它解釋一下視網膜反應時間的曲線。充分認識視網膜反應時間曲線的關鍵是了解如何使用這種即時關系以選擇中性濾光片的光密度最佳值。如前文所述，它必須再次強調，術語'瞬間影像'和'滯后的影像'，本發明不應與其他3D系統的'左眼影像'禾P'右眼影像'相混淆。其定義是完全不同的。雙影像系統有單獨的右眼和左眼直接相應的圖像。本發明是一種單成像系統，使右眼和左眼總是訪問相同的圖像。然而，眼睛圖像傳輸的延遲造成稱為'瞬間影像'禾P'滯后影像'的效果，并受大腦的組織為'心目中的影像'。因此，這一單影像發明適用于任何有史以來的電影，而大多數3D系統必須有專門準備的，生產，處理和展示雙重影像。此外，觀眾不能使用連續可調 3De印s眼鏡系統觀看雙影系統的三維圖像，如Analglyph， IMAX，寶麗來，或快門鏡3D影像。同樣，觀眾不能使用用于觀看雙圖像三維系統，如Analglyph， IMAX，寶麗來，或快門鏡3D影像的特殊眼鏡觀看普通影片。在圖4，我們使用視網膜反應時間曲線解釋Pulfrich紙板眼鏡的操作。紙板 Pulfrich眼鏡已使用多(有時也被稱為電視眼鏡)。我們解釋了紙板眼鏡和方法的缺點和問題。本明克服了紙板眼鏡的大部分問題。圖5和圖6的視網膜反應時間曲線是用來解釋如何計算出控制中性密度濾鏡的光密度以優化Pulfrich幻象。這優選的實施例需要一個輸入的水平速度和橫向運動方向值，和流明或亮度值。由于一般一個人的眼睛眼距離為2. 5英寸，這種方法計算的一個中性濾光片的光密度值使通過濾光眼睛看到的'滯后的影像'滯后于'瞬間影像'2.5英寸的距離。該方法優化了連續調整3De印s濾光眼鏡深度知覺，并克服了紙板Pulfrich眼鏡的缺點和問題。圖7是一個電影橫向運動的替代算法。在圖8我們使用視網膜反應時間曲線的第一個替代方法來計算一個可控中性濾光片的光密度。此方法只需要我們知道橫向運動的方向和亮度值一但不是運動的速度。這種方法確定中性密度鏡片的光密度值，因此在視網膜反應時間對應的是不斷變化的亮度。此方法克服了紙板Pulfrich眼鏡的問題。我們在圖9顯示這種方法是如何運用于一個包括了光探測器的連續調整3De印s濾光眼鏡。在圖IO，我們使用視網膜反應時間曲線的第二個替代方法來計算一個可控中性濾光片的光密度。此方法只需要我們知道橫向運動的方向和亮度值一而不是運動的速度，使用視網膜反應時間曲線選擇光密度值，由此使即時和滯后圖像分隔了預先指定的幀數量。此方法也克服了紙板Pulfrich眼鏡的問題。視頻行業幾十年來一直使用最新的格式轉換器來重新格式化電影，以在不同的媒介顯示視頻。圖ll教授本發明如何用于這些影片格式化的方法。圖ll是本發明如何納入這樣一個半導體芯片型視頻格式轉換器以檢測到運動矢量的流程圖。本發明的方法也可納入視頻格式轉換芯片，直接計算連續可調3De印s濾光眼鏡的控制信息。圖12流程圖顯示視頻的3De印s操作用于計算最優的連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例的中性濾光片的光密度。在圖13-19，是連續可調3De印s濾光眼鏡操作的重點，它們顯示了依據鏡片制造的材料的特性來優化鏡片的操作的具體途徑。圖13是一個表格，顯示控制信息用于視頻的 3De印s處理，圖14是連續可調3De印s濾光眼鏡操作框圖；對于典型的電致變色材料，圖15 提供了一個典型的工作特征曲線(輸入電壓和輸出的電致變色材料的光密度)，并顯示它是如何用于設置3De印s濾光眼鏡的中性鏡片的光密度。圖16是一個典型的轉換時間與光
20密度函數，對應于電致變色材料的轉換時間曲線提供從低到高光密度最迅速變化的電勢。圖17是一個典型的電致變色材料的轉換時間與光密度的函數曲線以及從高到低的最迅速的改變光密度的電勢與電致變色材料的轉換時間的曲線。圖18是一個框圖顯示對連續可調3De印s濾光眼鏡控制單元的操作，并介紹了如何依據圖15和圖16的轉換時間曲線和圖17用來優化操作連續可調3De印s濾光眼鏡。圖 19顯示了整個系統的運作_從視頻幀輸入，到視頻的3De印s處理計算出最佳的光密度，導傳輸和接收控制信息，導操作連續可調3De印s濾光眼鏡的控制單元。圖20-22顯示了用于計算的控制中性濾光片光密度算法的硬件系統。圖20顯示了
一個集成電路執行圖5和圖6，或圖8中描述的算法。該芯片可耦合到視頻格式轉換芯片，
并輸出到連續可調3De印s濾光眼鏡，或其他控制芯片。圖21顯示了一個替代IC芯片執行
圖8算法。在此只有光密度的變化值被傳送到連續可調3De印s濾光眼鏡控制單元。這種
IC芯片可耦合到視頻格式轉換芯片，圖22顯示了如何將這一芯片耦合到連續可調3De印s
濾光眼鏡的控制單元。連續可調3De印s濾光眼鏡圖1是一個連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例的透視圖100。它包括鏡架101 用于透鏡和控制電路的載體。這種幀是眾所周知的用于固定鏡片的設施。在101鏡架上的電池裝置104提供電力給光密度連續可調3De印s濾光眼鏡的電路。此外，接收器102也是由電池104供電的。102接收器有一接收器用于接收射頻(RF)110控制與同步波以控制連續可調3De印s濾光眼鏡。這種接收機是眾所周知的。控制單元103由電池104供電用于將控制鏡片光學密度的信號轉換為電子電勢。其他通信手段可替代射頻通信，包括但不限于紅外線，或音頻。兩個鏡片固定在幀上-右側鏡片(從觀眾的角度)105和左鏡片106。在優選的實施例，每個鏡片是由電致變色材料制作，其光密度可以可靠而精確地用電子電勢控制。該鏡片的電路使控制單元103可以獨立控制每個鏡片的透光率。其他實施例可使用電致變色以外的其他光電材料。有關該連續可調3De印s眼鏡的運作的進一步詳細說明，請參照圖14 和圖18的細節。為例證的目的，圖1僅顯示了連續可調3De印s濾光眼鏡鏡片可以采取的三個狀態之一。圖1顯示了右鏡片105黑暗和左鏡片106清晰，相對于昏暗的鏡片，清晰的鏡片允許更多的光線。這種配置適用于在電影橫向運動是從銀幕左方到右方。發明的其他的實施例可以將連續可調3De印s濾光眼鏡通過類似于卡在普通處方眼鏡上的太陽鏡的方式配置。在另一個實施例中，連續可調3De印s濾光片眼鏡鏡片也可以'處方鏡片'的形式為視力損害的人士定制。另外，雖然發明的優選實施例連續可調3De印s濾光眼鏡是無線的，其他的實施例可以使用有線連接。需要的是連續可調3De印s濾光眼鏡可以接收和響應控制器的同步信號，是否通過有線或無線的方式是無關緊要的。眼鏡的3De印s濾光片的早期版本(也稱為Pulfrich濾光眼鏡)此前已描述于以下待批準的共同專利申請和專利中，美國專利申請11928152，美國專利申請11372723，美國專利申請11372702，和美國專利7030902和7218339。連續可調3De印s濾光眼鏡使用三種基本設置。一個設置是右側105和左側的鏡片106都是清晰的。沒有黑暗的鏡片。這種鏡片的狀態適用于沒有明顯的電影橫向運動。第二個設置是左側的鏡片106清晰和右側鏡片105變暗。這種鏡片的狀態使用在電影橫向運動是從左邊到右側方向(從觀眾的角度來看)。第三個設置是左側的鏡片106黑暗和右側鏡片105清晰。這種鏡片的狀態使用于電影中的橫向運動是從左邊到右側的移動。左和右鏡片都黑暗的組合不使用，這種鏡片的狀態可以通過連續可調3De印s濾光眼鏡實現，并可能在其他的發明實施例中使用。在連續可調3De印s濾光眼鏡的左，右看眼鏡的鏡片可以采用各種不同層次的黑暗程度以得到不同的鏡片狀態，實現不同的效果。特別是，非清晰的鏡片的變暗根據橫向運動的速度和/或亮度，以優化三維效果(第一優化)。此外，控制單元103可控制的電致變色鏡片，使他們達到最佳方式(第二個優化)的目標狀態。不同的控制單元可用于連續可調3De印s濾光眼鏡，都可以顯示音頻/視頻相關的電影，以確定3De印s同步事件和控制信號，以及發出連續可調3De印s濾光眼鏡的同步控制信號給連續可調3De印s濾光眼鏡。這包括，但不僅限于，DVD的控制單元，數字電影投影機的控制單元，電視為基礎的控制單元，手持的操作單元，眼鏡為基礎的控制單元和手提電話為基礎的控制單元。計算連續可調3De印s濾光眼鏡的優化的光學密度圖2顯示了一個典型的視網膜反應時間曲線200。雖然每個眼睛的光剌激是連續的，大腦中的視覺信息的觸發和傳遞有一個時間延遲。這一延遲當發生于我們看電影期間，被稱為"視網膜反應時間"。視網膜反應時間依賴于光(亮度)照射眼睛的量。亮度是以對數衡量[坎德拉每平方米(dc/m2)]如同在圖2中的橫坐標尺度201。(在心理物理學研究中，亮度往往是以Trolands衡量，這是一種傳統的視網膜照度單位，是以人眼通過擴展的有效瞳孔大小修正了的亮度值的測量。) 為了幫助讀者，我們將圖二的第二個橫坐標模度202轉換成一般理解中的亮度術語。例如一個'O'亮度接近'晴朗的天空'213的環境光量。其他的一般理解的值也包括'亮度值'-2'，大約相當于一個'夜空的滿月'204的環境光量。視網膜反應時間曲線縱坐標203以毫秒顯示相應量的光觸發和發送信息到大腦的相應時間。比如，'晴空'213的亮度值是'0'，眼睛會觸發大約每幀200毫秒，并發送到大腦。'夜空的滿月'204亮度值為'-2'，眼睛會觸發大約每幀325毫秒，并發送到大腦。
雖然視網膜反應機制對于每個眼睛是獨立的，當兩個眼睛無遮擋的看到亮度值是相同的，他們幾乎在同一時間觸發。但是，如果一只眼睛是被遮擋造成不平等的視網膜照度，兩只眼睛會以不同速度和不同的時間觸發。我們使用的術語中，'瞬間影像'是由一個無遮蔽的眼睛發到大腦的，'滯后影像'由遮蔽的眼睛發送到大腦。使用不同的光密度的濾光片，可造成視網膜反應時間差。兩個眼睛視網膜時差反應是Pulfrich幻象普遍接受的解釋。第二個因素是同時性。大腦將采獲兩個眼的圖像，并以一個'同步'的方式放在一起產生我們的視覺感覺。因此，在正常觀看時，如果兩個眼睛看到沒有任何阻礙個相同的圖像，大腦獲得了兩次大約相同的即時圖像。這些圖像之間只有眼睛(約2.5英寸)距離的不同，大腦通過這兩個放在一起圖像感知深度。但是，如果一只眼睛被陰影遮蔽，大腦會感覺到一個瞬間影像和一個滯后的影像，并把這些一起察覺來感知深度。這兩個因素，視網膜
22反應時間和同時性可以解釋Pulfrich幻象。如果現場被是靜態的，沒有移動物體，那么'瞬間'的無陰影的影像和'滯后影像'仍是相同的影像，視網膜的反應延遲和同時性因素將不提供任何深度的信息。因此， Pulfrich幻象不能工作，因為缺乏運動。但是，如果現場有水平運動(也稱為橫向運動)，陰影遮蔽的眼睛會看到它的影像是'滯后'于瞬間影像。在這種情況下，'滯后影像'造成的有陰影的眼的視網膜的反應延遲時間與并列的無陰影的眼睛的'瞬間影像'將通過同時機制做深度知覺腦協調。這就是Pulfrich幻象。這將在圖3中以圖示說明。
從典型的視網膜反應時間曲線210可看到Pulfrich幻象的潛力。中午晴空的照射下視網膜反應時間(一秒的十分之一)只有一個晴朗的天空的視網膜反應時間(1/5秒) 的一半！在一個有100Hz的刷新頻率的電視上那就是IO幀畫面！本發明使用視網膜反應時間曲線選擇中性的濾光鏡片的光學密度來優化Pulfrich幻象。視網膜反應時間曲線圖2的210是一個典型的用于教學目的的曲線，它會在今后
進一步完善。在亮度對視網膜反應時間的影響進行了廣泛研究后，阿爾弗雷德里拉等，在知覺與心理物理學，1971，第10巻(6)，第397頁發表了"簡單反應時的亮度函數"。這種關系
將不同于每個人，也對同一人表現出隨著齡的變化，甚至有一日內的變化，這由于種種因素導致，如眼睛疲勞等。視網膜反應時間曲線210于視網膜照度有相互關系，在視網膜照度闕值'-l'，即眼睛錐傳感器關閉，只有桿傳感器(即不能看到彩色)工作時，視網膜反映曲線呈不連續狀態。為教學目的，連續的視網膜反應時間曲線圖2210將被使用。
圖2顯示了反應時間于亮度之間的一般關系210(以毫秒為單位)。無論哪個眼睛，其視覺潛伏期的規模是視網膜照明水平相反的函數。該圖顯示了在低亮度時，反應時間慢，視網膜視網膜反應時間隨著逐步增加的亮度水平而提高。這里所顯示的關系被應用于各實施例來計算中性濾光片光密度。在優選的實施例中，這種關系將用于模擬正常的立體視覺來計算中性濾光片光密度以達到平均眼睛距離(約2. 5英寸)透視分離。
圖3A-圖3C更詳細的顯示Pulfrich幻象300如何工作。Pulfrich幻象幾何已在 "Pulfrich立體幻象作為目標速度的函數"(阿爾弗雷德烈科，實驗心理學學報，Vol 。 59， 3 號，1960)描述過。在一只眼睛前放置一個中性密度濾光鏡312，并允許另一只眼睛無遮蔽地觀看會啟動Pulfrich幻象。我們再次注意到，在Pulfrich幻象中兩只眼睛在屏幕上觀看相同的單一的影像319。圖像橫向運動時，視網膜反應時間差使眼睛看到的同一影像被大腦解釋為兩個不同的圖像(滯后和即時影像)。同時性使頭腦把兩個圖像一起感知，從而獲得對同一目標圖像的深度知覺。我們強調，不同于其他雙圖像三維瀏覽系統，如果把單獨的右眼和左眼的圖像呈現給觀眾，Pulfrich幻象將無法工作，3De印s技術是不適合任何雙圖像3D系統的。
圖3A顯示一個3De印s濾光眼鏡101，其中302左眼有陰影濾光片312，右眼304通暢無遮擋。在圖的上方示意圖顯示一個左側鏡片陰影106和右側鏡片清晰105的眼鏡101。在這個圖例中沒有電影橫向運動。右眼304聚焦在一個屏幕310上的二維平面圖像，我們稱之為瞬間圖像330。雖然左眼302通過陰影濾光片312造成視網膜延遲，因為沒有動向圖像，左眼302看到的320滯后影像與即時圖像330同步，而大腦同時將它們解釋為355目標在屏幕上的二維平面影像。在這里，Pulfrich幻象沒有提供深度錯覺。
圖3B顯示連續可調3De印s濾光眼鏡101，其中302左眼有陰影濾光片312和304右眼通暢。在圖的上方是一個示意圖顯示左側鏡片106有陰影，右側105鏡片是清晰的。在此圖中的橫向運動在屏幕上的方向是從右到左。右眼304聚焦在一個屏幕上的310 二維平面圖像，稱為瞬間圖像330。由于左眼302通過濾光鏡片312，視網膜延誤導致左眼302看到即時圖像330的滯后的影像320。大腦接收到的即時圖像330和滯后的影像320在一起組成一個在310屏幕二維平面前的深度幻覺圖像355。在圖3B的距離'dScreen' 380是觀眾和屏幕之間的距離，距離'D' 385是感知的目標355到屏幕310的感知距離。距離'D' 385和'dScreen' 380可以用來提供對深度錯覺程度的指標。其中一個三維深度效應的度量是'd/dScreen'百分比。例如，如果 'D' 385是半英尺，'dScreen' 380是10英尺，那么'd/dSceeen'是'l/20'，深度知覺程度是'5%'。使用此配置，如果影片中的另一個對象有一個幀到幀運動，方向為從右側到左，并且比即時圖像速度快，那么它將滯后于即時影像更多，對于觀眾甚至顯得比心目中的影像更近。如果其他影片中的對象有一個幀到幀運動從右側到左，并且比即時圖像速度慢，那么它將滯后于即時圖像少，似乎顯得比心目中的圖像更遠。這是完全符合人腦運動視差的深度知覺。圖3C顯示一個連續可調3De印s濾光眼鏡101，其中302左眼有陰影濾光片312， 304右眼通暢。在圖的上方是一個示意圖顯示左側的鏡片106有陰影和右側鏡片105清晰。圖3C和圖3B唯一的區別是，在這個圖示中，屏幕上橫向運動方向是由左到右。右眼仍然集中于圖3B 二維平面屏幕310的即時圖像330中的一個對象。由于左眼302被陰影遮擋，視網膜延誤導致左眼302看到滯后于即時圖像330的圖像320。大腦接收到的即時圖像330和滯后影像320，并把它們組成心目圖像355顯示為屏幕310 二維平面背后的三維圖像。距離 'dScreen' 380度量觀眾和屏幕之間的距離，與在圖3B所示的距離相同。距離'D' 390 是一個負數，因為它在屏幕的背后，d/dScreen度量深度錯覺程度。對于一個戴著連續可調3De印s濾光眼鏡的觀眾，其右眼有一個陰影濾光片，左眼有一個清晰的濾光片的情況是相似的。如果圖3B濾光片已被證明是右側濾光，而不是左眼濾光，右眼會看到一個滯后的影像，使心目的影像顯得在二維平面屏幕之后。如果圖3C的濾光片已被證明是右側過濾，而不是左側，右眼會看到一個滯后的影像，使心目中的影像將出現在屏幕的二維平面的前面。圖4400使用視網膜反應時間203為的亮度201函數的典型曲線210解釋490紙板Pulfrich眼鏡的操作。標準紙板Pulfrich眼鏡490通常右眼具有清晰的鏡片，左眼具有固定光密度的中性密度鏡片。沒有改變鏡片的規則。清晰和中性的鏡片490的光學密度是固定的，唯一的變量是視網膜亮度。不同的亮度會發生，這取決于觀眾場地照明。一個直接的問題是，由于'暗色'過濾鏡片固定在幀不能改變，所有動向必須在一個單一的方向，通常由左到右。為了適應這個特點，490紙板Pulfrich濾鏡的有效場景要么只有一個方向的運動或沒有運動。這個問題可以稱為'運動方向的約束'。第二個問題是，對于一個給定的橫向運動速度，隨著光度的變化，深度知覺量會發生變化。這個問題在視網膜反應曲線圖4210展示出來。它顯示了兩眼在不同環境光線下反應時間的區別Al 415和A2 425。隨著高亮度環境410，紙板Pulfrich眼鏡490產生的A1415視網膜延遲差。清晰鏡片的亮度相交視網膜反應曲線210于430，中性密度濾光片的亮度相交曲線210于433，這產生的Al視網膜反應時間差415。同樣，如果是暗的亮度，在視網膜的反應時間差425是值A2。環境光線較暗的420產生的A2 425是明顯比 Al更大的視網膜延遲差。這是亮度201和視網膜反應時間203函數關系。增加亮度造成視覺反應潛伏期增加的結果。請注意，高亮度環境下，視網膜反應時間差異(Al)415小于視網膜反應時間(A 2) 425，所以深度錯覺強是在一個更黑暗的環境下，而不是較亮環境下。
—個相關的問題是，橫向運動變化的速度變化，對于一個固定的亮度，深度知覺的程度也將發生變化。這種不自然的現象是紙板Pulfrich眼鏡490的另一個問題。一個場景要保持同樣的知覺深度，獨立于現場對象的運動速度。為了解決這些問題，為紙板Pulfrich 眼鏡490制作的電影試圖保持恒定亮度和運動速度。這些問題嚴重制約著電影內容。這一現象被稱為'振蕩可視化的深度'。此外，由于紙板Pulfrich眼鏡490只有一個中性濾光片，它通常是非常暗的，這造成啟動適當的三維深度錯覺所必須的光線的更多的損失。這個問題可以稱為'過度暗化'。
另一個問題是，深度知覺的改變取決于在該電影放映場地的照明。在黑暗的劇院，深度知覺將大于明亮的家居環境，這是因為視網膜延遲差在黑暗環境中比光線充足的環境中更大。這可能意味著三維深度錯覺在黑暗的電影院將衰減，在光線充足的家庭影院會消失。這意味著同一部電影，通過Pulfrich紙板眼鏡490觀看，將產生取決于場地照明的不同的三維深度效果。這個問題可以稱為'場地依賴'。 —種解釋有固定中性濾光片紙板Pulfrich眼鏡490的問題是，作為深度知覺程度隨著亮度變化也是不斷變化的，只有很少的機會達到正常的立體視覺的水平。請注意，在圖 4的水平線標示視網膜反應時間尺度讀數的箭頭都向上，這是由于紙板Pulfrich眼鏡490
沒有任何對眼睛的視網膜反應的控制，也不能控制眼視網膜反應的時間區別。圖5和圖6利用視網膜反應時間曲線210顯示如何計算一個可控中性密度濾鏡的
優化Pulfrich幻象光密度。所描述的方法解決了紙板Pulfrich眼鏡490的問題，其中包
括'運動方向約束'"振蕩可視化深度''過度昏暗'禾P'場地依賴'等問題。在這個發明的優選實施例，連續可調整3De印s濾光眼鏡提供一個中性密度濾鏡
的可控制的光學密度，使中性的濾光片遮擋的眼睛看到的圖像與無遮擋的眼睛看到的影像
之間出現的滯后造成2。 5英寸的距離。這個距離，2. 5英寸，是與觀眾的眼睛平均距離一也
被稱為跨眼距離。也就是說，中性濾光片的光密度選擇基于(l)屏幕上圖像的運動速度，
(2)達到無遮蔽的眼睛的光照度，和(3)以使從濾光眼睛產生的延遲圖像出現272英寸的滯后。 —個正常的對三維世界的觀察是通過左眼和右眼相聚大約2. 5英寸(平均跨眼距離)的視點來獲得立體視覺。每只眼睛看到相同的影像，但是從大約是2.5英寸分離的不同的角度。要獲得最佳3De印s立體深度錯覺，我們采取相反的措施。當在電視上觀看或在電影院觀看，每只眼睛觀看完全相同的在屏幕上的二維平面的動態影像。最佳的Pulfrich 幻覺是通過在視網膜上的Pulfrich錯覺，產生于瞬間圖像和滯后圖像相離2. 5英寸遠時造成的結果。這個數字，2. 5英寸，也是用在其他的3D瀏覽系統的'魔數'。記錄雙圖像3D立體效果的攝像機，為浮雕眼鏡，快門眼鏡，IMAX，或偏振眼鏡系統拍攝，其鏡頭有2.5英寸的分離，以記錄相同場景的右眼和左眼的影像。
從幾何學來講，在正常的立體視覺的眼中，這個跨分眼距形成與對象的三角。本發明是眼睛看到的滯后圖像和即時圖像以跨眼距離相分離，大腦三角測量這兩個圖像獲得心目中的立體影像。在這兩個情況下，我們有相同的三角幾何，所以3De印s視覺是大腦希望看到的。這一實施例的計算列于圖5。它提供了完全自然的深度知覺。
圖5500使用的網膜反應時間為203的亮度函數曲線210來說明如何從運動矢量和光度來計算最優化的連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例的中性密度鏡的光密度，以使觀眾的眼睛中的滯后的和即時的圖像與視網膜反應時間差相對應產生2. 5英寸顯示分離。這個圖例說明算法fpMEmb(亮度，LatScrMotion)具有亮度和運動矢量作為輸入(負值用于從右到左側動向，正值用于由左到右側的動向)。算法fpr^mb(亮度，LatScrMotion)在圖6有更詳細的描述。首先，我們測量環境流明或亮度510。這是第一個輸入參數。亮度代表的肉眼通過清晰的鏡片看到的光亮。使用視網膜反應時間曲線210，我們可以建立視網膜反應時間延遲。在我們的例子中，我們輸入0. 52cd/m2的亮度值510，從視網膜反應時間曲線210對應 511到視網膜反應時間延遲512為120毫秒。第二個輸入參數是橫向運動速度。在這個例子中我們假設左到右為100點(像素每幀)橫向屏幕動向。這是在屏幕上的主要對象(例如超速行駛的汽車)的從幀到幀在每幀100點的在屏幕上的移動速度。我們假設電影放映在每英寸100點像素的屏幕上。采取這種計算，272幀在屏幕上移動2.5英寸。如果電視有60Hz的更新率(每秒60幀)，那么對象在屏幕上移動2. 5英寸需2. 5/60 = 1/24或大約 42毫秒。也就是說，我們希望視網膜反應時間兩者之間的差額518為42毫秒。添加42毫秒至120毫秒得到162毫秒反應時間513，這一視網膜42毫秒的延遲造成兩只眼睛之間的反應區別518。現在回到視網膜上的反應曲線210交點514，我們看到，我們需要選擇一個中性密度鏡片給予我們一個亮度讀數約-0. 6的光密度515。如果橫向運動方向由左到右，右側鏡片將以此光密度變暗，而右側鏡片將是清晰的。該算法fPrefEmb (亮度，LatScrMotion)提供了中性的密度鏡片fPrefEmb (亮度， LatScrMotion)的光密度計算，細節如圖6。這就是我們計算中性密度鏡片最佳的光學密度以造成三維深度知覺的方法，通過 3De印s濾光眼鏡看，會完全與立體視覺正常的人的感覺相同。圖6提以表格形式供了 600算法更詳細的步驟。在第1步610計算出方向和運動速度。對于移動物體的搜索限制在電影的611上界范圍和下界范圍612之間。上界611 代表一個圖像的背景下界612是圖像前景的代表。一個最突出的在背景611中移動的對象 615，和最突出的在612前景中移動的對象616，在幀之間的動向被跟蹤，其動向的水平分量 (從右到左或左到右)和速度(以每英寸或每英寸點數像素單位)被計算出來。負水平速度代表動向從右到左，正水平速度代表動向由左到右。一個o讀數的運動速度的意思是沒有背景物體相對于前景的運動。步驟1610中提出的方法來確定在幀中移動動向只是例證，是用來簡述原則。任何算法使我們能夠量化幀的動向方向和橫向運動速度都可以使用。視頻行業花費了大量的研發資源開發的圖像處理算法用于視頻格式轉換使追蹤幀之間的動向運動得以實現，步驟l 將得益于這些研究機構的成果。許多用在數字電視上的視頻格式轉換芯片，上變頻器和數字投影儀都可以跟蹤眾多物體從幀到幀的運動一執行最好的格式轉換。在替代的實施例
26中，運用一個運動矢量的子集，而非整套矢量來計算單一的運動速度和方向會更有益。
在第2步620，背景水平向量LatScrMotion T。p615從前景水平向量LatScrMotion^ 616減去一獲得一個整體的與幀相關的瞬時動向的度量值(LatScrMotion)，并將該值存儲。第3步630計算和存儲亮度值。在此教學例子中，亮度是在所有的幀像素平均亮度的估計。其他的實施例可以使用其他手段來量化亮度。在步驟4640兩個輸入值，橫向運動(LatScrMotion)和亮度速度是用作在圖5中描述的算法的輸入值，以獲得中性密度鏡的光密度值一即fPrefEmb(亮度，LatScrMotion)值。然后用決定程序650獲得每個3De印s眼鏡片的光密度。如果橫向屏幕動向(LatScrMotion)為零(dpi)或接近零(-10dpi < LatScrMotion < 10dpi)，那么兩個鏡片將被設置為ClearState光密度值(0D
值)。如果橫向屏幕的動向從右到左，那么左側鏡片的光密度將被設定為fpr^mb值(亮
度，LatScrMotion) 640，右鏡片清晰。如果橫向屏幕動向由左方到右方，那么右側鏡片設為fPrefEmb值(亮度，LatScrMotion) 640，左鏡片清晰。這克服了紙板Pulfrich鏡片490的問題。首先，3De印s濾光眼鏡始終將鏡片狀態設定得與屏幕上的運動方向相一致。其次，與紙板Pulfrich濾光片490的深度波動不同，依靠中性密度鏡片光密度的波動來提供恒定的深度知覺程度，以實現大腦對現實的日常目標的視知覺期望。第三，3De印s濾光片眼鏡鏡片不會過分變暗，而始終將光值設定與運動速度和亮度相適應。最后，由于亮度也作為考慮的因素，電影觀看無論在黑暗的電影院，或光線充足的家庭影院環境都有同樣的效果。
—些額外的背景知識在描述選擇產生Pulfrich幻象的光密度前，有必要進一步考慮如何確定用來計算出最適合的Pulfrich濾光眼鏡中性鏡片的光密度參數。這兩個參數是
(a)運動矢量的速度和橫向運動方向和(b)電影的亮度。
電影影像運動的度量為了解決在最新的電影錄音，廣播和顯示中隔行掃描及格式轉換的問題，人們開發了不同的算法以確定影像運動的方向和運動速度，而這些算法中許多已經在軟件和硬件設備中實施。考慮一個30幀每秒的電視輸入信號(以模擬電視為例子)，正在輸出到高端數字液晶電視以每秒120幀的頻率播出。顯示在輸出的120fps媒介上的30fps電視輸入信號是一個由很多不同的設備進行格式轉換的例子。一個簡單的辦法做到這一格式轉換是芯片簡單地增加3幀每幀的精確副本到輸出流。這一方法在沒有運動的情況下是可行的，但如果屏幕上的對象在幀之間有任何動向，則這3個新的幀會將運動的物體放在錯誤的地方。這一問題對于更好，更昂貴的數字電視會更嚴重。因此，更好的格式轉換芯片進行復雜的幀到幀的圖像處理和動向速度和方向的跟蹤，然后利用這些信息，以便更好地興建3個新的幀。但是，估計幀之間的運動速度和方向(這些設備已經這樣做了)提供了充分的資料來計算3De印s眼鏡中性濾光片的最佳光密度(該設備不這樣做)。這是一個視頻格式轉換簡化的例子，但這有益于教學目的。最先進的格式轉換芯片可能執行一些或所有以下的功能一自適應動向隔行，邊緣平滑，智能圖像縮放，黑電平擴展，數碼降噪，自動肉色調校正，以及其他復雜的圖像處理功能。
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許多公司已經開發了圖像處理算法和實施這些集成芯片電路。飛利浦將其半導體MELZ0NIC芯片做了以下描述一經過詳盡的調查和計算機模擬，研究人員在飛利浦研發了一個運動估值技術，他們稱作'三維遞歸搜索區域匹配'，一項全新的技術。通過分析連續兩次影像幀相應領域中找到與第一個的像素域匹配的第二像素域，三維遞歸搜索域匹配可以指定在第一個幀中每個像素域的速度矢量。這些速度矢量可以用來插在一個新幀中以確定正確時間上每個像素的空間位置一即創造新的運動階段。在美國專利5717415"2D/3D圖像轉換顯示系統，基于左眼和右眼圖像拖延和以亮度為基礎的水平運動矢量"，井植介紹了'運動矢量檢測"的連續幀的動向分析。該發明沒有披露運動向量被用于開發單獨的左眼和右眼影像以使二維電影可以作為3D電影觀看的方法。沒有披露或建議，運動矢量可以在一個單影像的Pulfrich眼鏡的圖像系統中使用。
從本質上講，數字電視和數字電影依靠的視頻格式轉換的各種操作，使硬件和軟件執行檢測和量化幀之間的運動，廣泛利用了運動自適應算法。他們利用這些信息來提高視頻輸出信號的質量。所有這些用于運動檢測和運動矢量化的硬件和軟件設施都可用于連續可調3De印s濾光眼鏡。
電影影像的亮度度量流明是指亮度。但由于電影是通過3De印s眼鏡觀看，屏幕的畫面亮度可用許多不同的方法計算。我們可利用電影屏幕亮度，房間環境光線，或度量光線到達觀眾的眼睛。
對于標準的模擬電視信號，每一個在電視屏幕上光柵點的附加亮度值是電視信號的一部分。屏幕亮度可以所有亮度值的平均值計算。其他方法可用于計算每個模擬電視屏幕上的幀亮度值。同樣，不同的手段也可以用來計算數字電視的整體亮度量。
雖然圖像的亮度一個因素，在確定對Pulfrich濾光眼鏡的光密度時，也需要考慮放映電影的會議室或劇場的環境光亮。許多電視已經有亮度控制。飛利浦電子公司技術的平板面板使用環境光技術使RGB背光會根據屏幕上的圖像變化顏色。濾光片是用來計算屏幕的上，左，和右部的平均顏色，然后發送到一個微型控制器，以控制三個獨立的紅，綠，藍冷陰極射槍。另外，一些電視配有環境光感應器，可以利用這些信息來調整圖像的亮度。在明亮的房間，他們將會展現更加美好的畫面，而在暗的房間里，他們可以提供一個更溫和的圖像。這一方法也是在部分延長液晶顯示器和等離子顯示屏在數字電視和投影機上的使用壽命。 Pulfrich幻象的主要機制是視網膜反應時間由濾光鏡遮蔽的眼睛所造成的不同，當用3De印s過濾眼鏡提供深度視知覺時，視網膜照度引發的時差是一個比屏幕亮度更重要的因素。在后序的圖9中，我們將亮度測量光電二極管置于連續調整3De印s濾光眼鏡上作為視網膜亮度的替代度量。每個圖5，圖8和圖10中所示的算法，最好能使用視網膜亮度或顯示亮的度度量值，而不是用電影圖像亮度值去計算。如果我們使用的是實施例的優選算法，速度和運動方向的信息將需要被傳送到3De印s眼鏡，然后使用亮度和運動矢量算法計算并設置該3De印s中性密度濾鏡眼鏡鏡片的光密度值。圖7是一個替代算法700的圖示，可以用來描述在電影橫向動向的特點。置于算法估計4個運動矢量-右上角(UR)732和左上角(UL)731的運動矢量以估計背景橫向運動，右下角(LR)733和左下角()734的運動矢量用于估計前景橫向的動向。每個向量的估值都取自其非重疊電影幀區域。在此示例算法最突出的運動矢量在右上角722，上左721，右下724，和下左723區。這4個矢量都可以有3個值，它可能從右到左(負橫向速度運動742)或從左到右(正橫向速度運動743)，或有沒有運動，該矢量是'0' 745值。這有81 (34)種可能的組合。這81個組合都可用于本發明的算法。這81種可能的組合之一是UR 732， UL 731， LR 733和LL 734各有值'0'。這是沒有屏幕影像動向的組合，例如在特寫鏡頭中。這一情況下，3De印s濾光眼鏡鏡片都采用相同或清晰狀態(ClearStateOD)。在81個可能的組合中，另一種選擇是UR732和LR 733矢量顯示從右到左運動(負值)，UL 731和LL734都顯示左到右的動向(正值)。這是相機后退和擴大場景的情況，運動的主要元素來自于相機的移動。(這正是在"亂世佳人"中著名的鐵路場景，其中郝思嘉走在屏幕上，相機慢慢拉回來，露出不可數的受傷和垂死的邦聯士兵。)在這種情況下的替代算法將計算出UL+LL+UR作為LatScrMotion 620。如果此值為負，則該算法650將確立右側鏡片為ClearStateOD，左側的鏡片按照黑暗狀態值fPrefEmb (亮度，LatScrMotion) 640設置。如果此值是正的，那么這個算法650將確定左邊鏡片為ClearStateOD，右側鏡片則按照黑暗狀態值fPrefEmb(亮度，LatScrMotion)設置。
其他79種組合例都可以同樣有適當的計算。以上為教學使用的兩個算法都基于選擇"在一個區域最突出的運動矢量"的概念。在這些算法中，我們界定在搜索區域最長的邊緣為運動顯示域。其他定義也可以使用。例如，在一個場景中的算法可以使用這個定義首先確定一個突出的邊緣。已查明的邊緣可能持續地出現在以后的幀中，即使它已不再是該地區最長的邊緣。其他的算法可能會繼續追蹤后續幀這方面的邊緣，甚至到它移動出搜索的區域。雖然兩種算法已被用于表征在電影運動向量的橫向運動，其他的算法可能被善加利用。電影的拍攝，重要的行動都在屏幕的中心位置。其他計算運動向量橫向動向的算法，可能搜尋屏幕中心的主要運動并以屏幕頂部運動矢量(代背景)屏幕底部(代前景)的運動矢量為參照來確定中心應當矢量以估計幀之間的動向視差。運動矢量和視差估值可以用來確定最佳的中性濾光片的光密度。另一種算法將側重于那些亮度良好的區域。攝影師拍電影需利用光突出最重要的場景和行動。這對于電影幀橫向運動受到限制的情況下是有益的。應該認識到，幀之間的大量的運動矢量中有許多可以被善加利用，矢量量化的動向算法用來確定不同的幀動向以確定中性密度濾光鏡的最佳光密度。
第一種替代實施例電影常在小屏幕上觀看，如蘋果公司的個人設備iPod。這種設備具有小屏幕，并在近距離觀看。對于優選的實施例，優化的鏡片光密度以平均密度為跨眼距離的設置可能是不合適的。我們提供替代的實施例以用于小型觀賞設備，以及在電視或電影院觀看。
圖8顯示了視網膜反應時間曲線210的第一替代實施例算法800來計算中性密度鏡光密度。X軸201顯示亮度，Y軸203顯示視網膜的反應時間。觀察到的由電影的光量是不斷變化的。這第一個替代的實施例，不采用選擇一個濾光片的光密度以實現即時和延遲圖像的2. 5英寸的分離(如優選實施例)，而選擇固定雙眼之間的視網膜反應時間差異值(A)820。然后，當視網膜照明變化時，選擇中性的濾光片的光密度以產生一個固定的視網膜反映時間差。我們將看到，這有一定的優勢。在這個例子中，假設在圖5的亮度810是.54。這表現在圖5中與811相應的肉眼視網膜反應時間812為120毫秒。在本例中選擇一個固定的兩只眼睛視網膜反應時間的差額A820為100毫秒，它計算到濾光后的視網膜反應時間813為220毫秒(120+100)。然后回到視網膜上反應時間曲線210的攔截點814，我們需要選擇一個中性濾光片的光密度使相對應的亮度815是-1.3。同樣對于亮度測量值的變化，這種算法可以新的亮度值來計算一個中性濾光片的光密度變化。該算法只使用一個作為輸入的視網膜亮度估值。該算法的一個好處是，它只需要亮度和運動方向，而不需要橫向運動速度。因此，其計算密集要減少許多，但也會給連續可調3De印s眼鏡提供符合運動方向和亮度值適合狀態。它還提供了一實施手段，其中中性密度濾光鏡的的光學密度計算機制可以設置在連續可調3De印s濾光眼鏡上，因為亮度可以由眼鏡感覺到。這可能會減少對共同專利申請11， 372， 723中描述的Phenomenoscope的計算要求。圖9900顯示3De印s濾光眼鏡910，其中包括一只裝在連續可調3De印s過濾鏡框上的光電二極管920。光電二極管920是一種光電傳感器，根據不同的運作模式它可以將光線轉換成電流或電壓。光電二極管920提供了對到達連續可調3De印s濾光眼鏡910的光量的測量輸出，這是視網膜照度的良好的替代度量。這種替代光度測量輸入到鏡片控制單元103，并且用第一替代實施例中所描述的方法來計算中性濾光片的光密度。在這個例子中，運動方向仍必須確定，并依據運動方向右側鏡片105和左側的鏡片106將采取不同的光密度，如ClearStateOD或依中性密度計算出的光密度。如果此值是由外部控制設備提供給連續可調3De印s濾光眼鏡的，那么這些信息必須傳達給連續可調3De印s眼鏡，這可以參照前述的共同專利和專利申請。如果連續可調3De印s濾光眼鏡是在共同專利申請11， 372723中描述的Phenomenoscope,那么連續可調3De印s濾光眼鏡自己可以決定是否幀間運動存在，如果是，在哪個方向。第二替代實施例圖10使用了視網膜反應時間203與亮度201之間的函數曲線210計算出的一個連續交替3De印s中性密度濾鏡眼鏡鏡片的最佳密度，以使第二替代實施例1000中觀眾的眼睛視網膜反應時間的差異(A ) 1018對應于固定數目的動向幀。第二個替代實施例，并非選擇一個中性濾光片的光密度以便平均分離眼距離272英寸在即時和延遲圖像之間達到(如優選實施例)，而是選擇視網膜之間的反應時間差異(A)1018使即時和滯后的影像的差額對應一個固定數量的電影幀。我們將看到，這有一定的優勢。在這個例子中，假設在圖5的亮度1010是.54。這是在視網膜上的反應時間曲線210的點1011(0. 54， 120)。表現在圖5，它與肉眼視網膜反應時間1012為120毫秒對應。假定在這個例子中屏幕刷新率是60Hz， IO幀的延遲可以通過視網膜反應時間差別1018為166毫秒來達到。(這是60分之10 = 1/6秒=166毫秒)。從基數120毫秒計算將是120+166 = 286毫秒(1013)。以此作為坐標值，與視網膜反應時間曲線210在點1014交叉，我們需要選擇-1. 71015為鏡片光密度值。由于亮度的測量值變化，該算法可作為唯一的輸入來計算中性濾光片的光密度。該算法的好處是，它也只需要亮度和運動方向，而不需橫向運動速度。因此，計算密集度要少得多，并且也能提供給連續漸變3De印s濾光眼鏡符合影像運動方向和亮度值的狀態。它還提供了一實施手段，其中中性密度濾光鏡的的光學密度計算機制可以由連續可調3De印s 濾光眼鏡提供。這可能會大大減少對共同專利申請11， 372， 723中描述的Phenomenoscope 的計算要求。視頻和3De印s處理上述各種為連續交替3De印s濾光眼鏡中性濾光片確定最佳密度的算法已被描述。無論執行計算的是嵌入式專用硬件，或運行軟件的CPU，視頻的3De印s處理的實施例的運行需有下列功能(l)以視頻輸入一個電影的幀，(2)進行視頻格式轉換，以解決隔行掃描及上變頻器轉換問題，(3)轉換后的視頻輸出，(4)計算運動矢量，亮度，和最佳光密度， (5)和輸出3De印s控制信息到連續3De印s濾光眼鏡。圖11教導如何整合這些影片格式化的方法。圖12是一個框圖顯示視頻3De印s處理操作用于計算最優的連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例中性濾光片的光密度。圖ll是一個流程圖1100顯示格式轉換的半導體芯片1120來計算連續可調 3De印s濾光眼鏡同步信息。視頻格式轉換芯片用于將電影從一種格式，如60赫茲隔行掃描，轉換到另一種格式，如120赫茲非隔行掃描。在流程圖的頂部顯示了在其正常運作的視頻格式轉換芯片1120。為強調該步驟是由半導體芯片執行的，它顯示了半導體芯片的引腳1190。恰如典型的格式轉換芯片，它輸入電影的幀(模擬或數字)1110，適當地格式化和產出數字版本1130的電影。在格式轉換半導體芯片1120中圖像處理算法進行運動矢量檢測和量化，提取運動矢量(s)和光度值 (1121)，并使用他們重新格式化輸出的視頻(1122)。該運動矢量(MV)和光度值(L)，由輸出格式轉換IC輸出，并且被另一個處理單元讀取和儲存1151，它實現了前面描述的任何中性密度光密度值的算法。輸出的運動矢量(MV)和亮度(L)值1152被存儲。然后，它們被1153計算設備讀取，其中納入了上文所介紹的算法，或使用其他算法計算一個序列幀的LatScrMotion并輸出的中性濾光片的光密度值。一種定值規則1154然后確定右邊和左邊3De印s濾光片眼鏡鏡片的設置。如果 LatScrMotion = 0(1161)，那么兩個鏡片的設置同為一個清晰的光學密度(1171)。如果 LatScrMotion < 0 (1160)，那么屏幕動向是從右邊到左邊，左鏡片將設置為相應的暗光密度，右側鏡片將設為清晰的光密度(1170)。如果LatScrMotion > 0(1162)，那么從屏幕的動向是從從左到右，右側鏡片將設置為相應的黑暗光密度，左鏡片將設為清晰的光學密度 (1172)。其結果制定成連續交替3De印s濾光眼鏡控制信息1180，并與電影1195同步輸送。控制信息描述于圖14。優選的實施例使用控制信息的無線傳輸，但其他的實施例可以使用有線方式。另一個實施例(未顯示)的計算3De印s濾光眼鏡同步信息的算法被完全包括在格式轉換半導體芯片中，而不是在第二個處理器上。在這種情況下，格式轉換芯片不僅輸入電影幀(模擬或數字)，產出適當格式化的電影版本，而且還計算并報告了 3De印s濾光眼鏡同步信息。圖12是一個框圖1200顯示更多的視頻和3De印s處理模塊1290的細節，這一模塊用于計算最優化的連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例中性濾光片的光密度。如果電影是模擬的那么輸入端使用模擬的音頻/視頻輸入1201。模擬信號被輸入到模擬數字轉換器模塊1205，將模擬幀轉換到數字格式幀。一個內存控制模塊1210將這些數字幀存儲在內存中1215。每個連續的幀存儲在不同的內存節，記為F1-F4。其他實施例可以有更多的幀存儲器。電影的第一幀畫面將在Fl存儲，在F2存儲第二幀，在F3第三幀，第四幀存儲在內存節F4。幀存儲器然后滾動存取-第五幀存儲在Fl，第六幀存儲在F2，等等。雖然這是實時發生的，其他視頻和3De印s處理模塊1290也將訪問幀存儲器模塊，并執行該幀所需要的計算。一旦運動矢量檢測1225，亮度1230和3De印s0D和同步信息1235計算執行完畢，相關的電影幀存儲器1215即不再需要，幀存儲器的存儲位置可以滾動覆蓋存儲器1215。
模擬信號1201還將被原封不變地引導到模擬音頻視頻輸出模塊1240。模擬音頻/視頻輸出1240數據是與模擬音頻/視頻輸入1201相同的，沒有任何格式轉換。視頻和3De印s處理模塊1290可以在模擬信號輸出之前執行格式轉換或重新格式化模擬輸入信號。此外，從模擬到數字轉換器的輸出被路由到數字音頻/視頻輸出模塊1259。在其被輸出到數字音頻視頻輸出端1259前，它已經通過重新格式化視頻模塊1280處理，以亮度1230 和運動矢量檢測輸出1225模塊的輸出為輸入。這樣，電影模擬A/V1201作為輸出是既作為原始模擬音頻/視頻的輸出1240，又作為重新格式化的數字A/V輸出1259。
視頻和3De印s處理模塊1290也可以使用數字A/V輸入模塊1202接受數字格式電影。在這種情況下，模擬數字轉換器1205將不使用。以如前所述的相同的方式，數字A/ V將被路由到數字A/V輸出1259。在其輸出到數字A/V輸出1259前，它經過重新格式化視頻模塊，該模塊以亮度1230和運動矢量檢測輸出1225模塊的輸出為輸入。
數字A/V 1202也將被內存控制模塊1210處理，并在數碼幀內存1215存儲。該幀
的存儲如前所述，在高標幀緩沖器連續幀存儲，并且在最高幀緩沖區編號已達到時滾動覆
圭現在考慮的當前幀處理。在內存控制輸出模塊1220將提從幀存儲器1215提取當前幀，并且將其輸入到亮度計算模塊1230，以及運動矢量檢測模塊1225。該動向檢測模塊 1225也將參考幀存儲器1215的前一幀。在這個簡化的優選實施例中，只有兩個動向的幀用于估算電影橫向運動矢量。其他實施例中，更多的幀可能被用來估算橫向運動矢量。橫向運動矢量的算法已被描述合作專利申請中。這些算法或已知的其他算法可以用于格式轉換芯片。無論哪種算法，它都是運動矢量檢測模塊1235所執行。亮度計算如前所述，這種算法是在亮度模塊1230中實施。亮度計算的其他算法可以用于其他的實施例。
亮度模塊1230和運動矢量檢測模塊1225也輸入3De印s光密度和同步模塊1235。對于優選的實施例，當前幀的算法已在圖5，6中描述，該算法在3De印s光密度和同步模塊 1225實施，該模塊以運動矢量檢測1225和亮度1230作為輸入以計算最優化的連續3De印s 眼鏡鏡片的光密度。如果沒有檢測到橫向運動，那么右側鏡片的輸出設置為一個數字值，表示清晰的狀態，而左側的鏡片上的輸出設置為一個數字值，也表示清晰的狀態。
控制信息由3De印s光密度和同步模塊1235計算，進一步說明參見圖13。如果運動矢量在左向右方向，就在左側鏡片的輸出設置為一個數字值，表示清晰的狀態，在右側鏡片的輸出設置為光密度最佳值，該值由3De印sOD和同步模塊用光密度算法得出。如果運動矢量是在右到左的方向，那么左邊的鏡片輸出設置為一個數字值，表示由3De印s光密度和同步模塊計算出的最優光密度，右側鏡片設置為一個數字值，表示清晰的狀態。控制信息輸出，并傳遞1195到連續3De印s濾光眼鏡。所有的輸出值與相應的幀同步。也就是說，當視頻和3De印s處理模塊1290輸出一個動態影像幀到數字音頻/視頻輸出端1259，同一幀輸出到模擬音頻/視頻輸出1240，它還將輸出和發送1195連續3De印s濾光眼鏡同一幀的控制信息。在其他的實施例，視頻和3De印s處理模塊1290可全部或部分嵌入在一個視頻格式轉換芯片的電路中。
連續可調3De印s濾光眼鏡的優化控制光學密度連續可調3De印s濾光眼鏡是3De印s濾光眼鏡進一步發展。它們的特點是，接收和利用控制信息不斷調整3De印s濾光眼鏡的最佳光密度，最大限度地產生二維動畫視頻視為三維的Pulfrich幻象。但是，數字電視已高達120赫茲刷新率，電致變色材料很多無法改變光密度如此之快。即使是材料能夠改變得那么快，不斷緩和連續可調3De印s 濾光眼鏡光學密度的變化，以使之具有連貫性和不改變狀態過急也是可取的。在控制單元 103，連續可調3De印s濾光眼鏡實施優化處理影片的刷新率使之同步于眼鏡的算法。類似于格式轉換芯片采用輸入格式轉換為輸出格式以適應于適當的監視器，連續可調3De印s 濾光眼鏡采取觀賞眼鏡的最佳光學密度以適應于制造眼鏡鏡片的物質。
在連續可調3De印s濾光眼鏡中，控制眼鏡鏡片的信息與每一個電影幀同步更新。該控制單元(詳見圖18連續可調3De印s濾光眼鏡)實現的算法利用此信息來優化3D效果，并提供了比以前3De印s濾光眼鏡更顯著的優勢。一個重要的優勢是，不同的連續可調 3De印s眼鏡的不同光電材料的濾光片可獲得相同的控制信息，但仍以適應于其鏡片原料優化方式操作。在典型的操作中，連續可變3De印s濾光眼鏡可以接收的新的鏡片狀態控制信息，這一接收甚至可以在完成前一步的狀態轉換之前。雖然連續可調3De印s濾光眼鏡可與每幀的電影同步，這一特別與快門眼鏡相似，但他們完全與快門眼鏡的操作不同。快門眼鏡是一種雙圖像系統以使左眼和右眼的圖像幀同步。雖然連續可調3De印s濾光眼鏡優選實施例可以同步到每一個電影幀，他們提供了一個與每個眼睛光傳輸控制而不斷變化的光密度。快門眼鏡系統始終有一個不透光的光截獲狀態_決定于圖像是右眼圖像還是左眼圖像。相反，連續可調3De印s濾光眼鏡要求有兩個鏡片總是有通過鏡片的光傳輸，而只是不斷調整與同步進行的電影影像的動向相應的最優光密度透射率。為快門眼鏡拍攝的電影不能用光密度持續可調3De印s濾光眼鏡觀看，反之，快門眼鏡也不能用于任何可以用光學密度持續可調3De印s濾光眼鏡觀看的電影。
圖13是一個表格1300顯示控制連續可調3De印s濾光眼鏡的信息。控制信息由電影的幀1320組織起來一-這是指控制信息的傳輸與電影輸出的幀同步。如果電影以60Hz 輸入，但經過格式轉換后輸出到100Hz的屏幕顯示器，那么連續可調3De印s濾光眼鏡控制信息將被同步到100Hz的輸出的幀速率。一個幀1320有幀編號1301，左側的鏡片的光密度1303，右側鏡片的光密度1305，分級的運動矢量值1307，運動矢量的方向1309 ('-'為從右方向左方的橫向移動；'+ '為從左到右的橫向運動，不運動為'0')，以及亮度1311。
控制信息需要非常低的帶寬。如果以字符格式傳輸的幀編號為1301的信息有9 個字符，每五個字符設為左側鏡片光密度1303，右鏡片光密度1305，運動矢量1307，亮度 1311，l個字符為方向1309，這樣每一幀一共有30個字符。對于在120Hz快速輸出格式，這仍然是一個低帶寬的每秒3600字符的傳輸，這傳輸量可以輕易地被市場上廉價的數字傳輸/接收(發射/接收)芯片處理。這種控制信息足以適用于所有的連續可調3De印s濾光眼鏡不同實施例。在優選實施例中連續可調3De印s濾光眼鏡100的控制單元103將得到控制信息1300，但只使用了所需信息的子集。在連續可調3De印s濾光眼鏡中，唯一所需的控制信息，是優選的左側鏡片光密度1303和右鏡片光密度1305。在另一實施例，一個裝在連續可調3De印s濾光眼鏡框架上的920光電二極管可用于提供亮度計算給第一替代實施例的控制單元103。在這種情況下，光密度計算和視頻處理模塊和3De印s傳播沒有使用，但必須重新在連續可調3De印s濾光眼鏡的控制單元103計算。使用第一替代實施例中控制單元103執行的算法，每一幀的運動方向1309將隨著920 光電二極管的亮度值輸入，以適當控制連續可調3De印s濾光眼鏡101的左106和右105鏡片。同樣，其他的實施例可以使用不同的控制信息1300的子集來控制連續可調3De印s濾光眼鏡101 。一個連續可調3De印s濾光眼鏡的好處是，如果兩個觀眾坐在并排，一個戴著有控制單元103的優選實施例算法的眼鏡(圖5和圖6)，第二個觀眾的眼鏡納入了第一替代實施例的控制單元(圖8)算法，兩者都可以用各自的眼鏡的最佳狀態來觀看電影。
圖14是一個框圖1400顯示連續可調3De印s濾光眼鏡操作。在連續可調3De印s 濾光眼鏡101中，所有電路都采用電池104供電1401，其中包括控制單元103，信號接收單位102，左鏡片106，和右鏡片105。以前在圖13中描述的控制信息IIO被信號接收單元102 接收并發送1403到控制單元103。控制單元103執行一個特別的算法，該算法適應于右鏡片105和左鏡片106的制作材料，并控制左鏡片106的控制電路1403，和右鏡片的控制電路 1405。這種方法具有很大的優勢。控制信息110是各種眼鏡通用的，即所有眼鏡收到同樣的控制信息。眼鏡的控制單元103執行最后的眼鏡專用優化，翻譯成控制信號，該信號適用于特定鏡片使用的材料，以控制連續可調3De印s濾光眼鏡。兩名觀眾坐在并排收看數字電視相同的視頻，但佩戴的連續可調3De印s眼鏡的濾光片有完全不同的特性的晶體材料，將分別看到針對他們眼鏡而優化的三維幻象電影。對于優選實施例中控制單元103算法的細節將在圖18詳細描述。
電光學透鏡光密度持續可調3De印s濾光眼鏡優選使用電致變色鏡片的實施例。電致變色是由電勢導致一些化學物質的可逆顏色顯示的現象。有許多不同的化學品包括不限于聚苯胺，紫羅堿，多酸氧化鎢。在每個類別內，不同混合物產生不同性質的顏色，透光率，和轉換時間。例如某些電致變色材料可能只會影響紫外線光_而不是可見光_顯得像一個透明的塑料，因為它們不影響可見光。電致變色已是幾十的研究對象，他們的主要用于'聰明窗戶'，在這里他們可以可靠地控制光線和允許通過窗戶的熱量，并已在汽車行業用于適應各種照明條件自動變色后視鏡。每一個電致變色材料配方特色有所不同。有些電致變色材料可能需要幾秒鐘從一個到另一個狀態改變光密度，其他材料的轉換可能接近于瞬間。對于許多的電致變色材料的顏色的變化是持久性的，電勢只需要運用一次。對于這樣的'持久'電光材料，只有電子通斷脈沖是必要的，但非持久性材料需要持續的電子電勢。其他材料在電勢存在時可達到狀態，但后來慢慢泄漏電勢并變回原狀。這些材料可能需要維護，以維持其狀態。
持續可調3De印s濾光眼鏡優選的實施例可從一個持久的電致變色材料制造。對于一些電致變色材料，從亮到暗的光密度轉換時間(圖16)不同于從暗到亮的光密度轉換時間(圖17)。雖然電致變色材料可用于光密度連續可調3De印s濾光片，任何響應電勢的光密度可變的光學材料都可用于優選實施例。這包括但不限于液晶或SPDs(懸浮顆粒設備)。SPDs是一種幾乎瞬間反應的材料，但需要非常高的電勢以改變狀態更快。在選擇鏡片材料時，應該尋求轉換時間更短的材料。鏡片材料的光學傳輸時間應考慮到優化電致變色或電子光學鏡片的3De印s濾光眼鏡的操作。在未來，新型光電材料將被發現，并可能被善加利用于這一發明。圖15 1500顯示了一個具有輸出光密度1503的電致變色材料特征性操作曲線 1510，該曲線是以光密度為Y軸，電壓1501為X軸。一個0.3光密度相當于約50%的光傳輸率(1523)。一個0. 6光密度相當于約25光傳輸率(1522)。光密度0. 9相當于約12. 5% 的光傳輸率(1521)。為了獲得所需的特定的光密度，人們只需要施加正確的電壓。在這個例子中，3De印s濾光眼鏡鏡片由這樣的電致變色材料制作，如果需要的光密度分別為50% 的光傳輸率1523，那么3De印s濾光眼鏡控制器會施加1伏特電壓1534于整個電致變色鏡片。一伏1534與特征特征操作曲線1510相交于0. 3光密度(1503)對應于50%的光傳輸率1523。圖15是一個典型的操作特性曲線。根據材料的化學配方，特性曲線可能會有所不同。其他的實施例可能使用一種以上的材料層，每層材料可以響應控制信號。例如，一
層材料可能影響有限范圍的可見光，另一層可能影響不同范圍的可見光。操作特性曲線圖15將提供足夠的控制，如果電致變色鏡片可以瞬間改變狀態。但
是，許多電致變色材料不能立即對施加的電勢響應，必須用一定的時間轉換到所需的光密
度狀態。連續可調3De印s濾光眼鏡也需要考慮該鏡片制造的材料的轉換時間。圖16 1600顯示了一個典型轉換時間曲線1603，該曲線表示當一個2. OV的電勢應
用于電致變色材料上時，其轉換時間與光密度函數的曲線。這是一個'慢'的電致變色材
料的轉換時間與光密度函數的曲線。這個假設的電致變色材料具有一個最高的光密度值為
0. O，或清晰狀態1604和一個最暗的光密度值為1. 5，或稱為暗狀態。該材料可以有0. 0和
1. 5之間的任何光密度，只要將2V電壓施加到合適的時間長度。如果材料有光密度0. 0或清晰狀態1604， 2V的電壓施加于該材料，它將用2秒的時間來改變狀態以達到變暗的1. 5 光密度(深色)1605。這顯示在轉換時間曲線1603中。作為一個例子，如果材料有O. 3光密度，控制信號110的接收單位102指示目標鏡片應改變到0. 6的光密度，那么轉換時間曲線1603將指示控制單元103適用2V的電壓0. 4 秒在該鏡片上。0.3光學密度1610與轉換時間曲線1603相交于點1611，在曲線上對應于 0. 4秒1612。 0. 6光學密度1620與轉換時間曲線1603相交于點1621，在曲線上對應于0. 8 秒1622。差異的絕對值abs(O. 8-0. 4) = 0. 4秒鐘，這是2V的電壓需施加于鏡片使其光密度從O. 31610變為0. 61620的時間長度。過了這段時間長度，電壓就不用施加了，因為電致變色已經鎖定在新的狀態。這是一個例子說明如控制單元103所用的算法利用1603轉換時間曲線控制右鏡片105和左鏡片106。將0. 3的光密度的鏡片轉換成0. 6光學密度的鏡片控制單元將施加 400毫秒的2V電壓。這是一個簡化的以說明和教學為目的例子。其他的電致變色材料可能有其他的操作特征，有特別的指數，負指數，或邏輯型(S型)的關系。在這個例子中，2V的電壓用于狀態與狀態之間的轉變。它用于以下條件下(a)該電致變色配方下，電壓越高，其從明亮轉變為暗的光密度的速度越快；(b)其從明亮狀態轉變為暗的光密度狀態需要優化。其他材料可能需要不同的電壓施加于其上才能實現狀態之間的轉變。在這些個案中，運作的原則是一致的，對鏡片的幀控制單元103使用在右側105和左側106鏡片所使用的材料的操作特征，以確定電勢和電勢施加的時間長度以控制鏡片狀態之間的轉換。在上面的例子中，花了 400毫秒(0. 4秒)以使連續可調3De印s濾光眼鏡由0. 3 光密度轉換成0.6光密度。在這一光密度轉變的時間內，48幀的視頻已被放映。鏡片的操作比一個有120赫茲(8. 3毫秒)刷新率數字電視要慢許多。這種明顯的問題實際上是一個優勢。在這個例子中，在每個視頻幀(每8. 3毫秒)放映時，連續可調3De印s濾光眼鏡正在接受新的控制值。這些先進的3De印s眼鏡'不斷'趨近最佳值，這對2D/3D觀看有真正的優勢。首先，請注意，在一個場景中，動向將展現出一致性，目標光密度可能不會改變很大。假設一輛汽車高速通過現場，其亮度，速度和運動方向將保持在大約相同的值，因此，鏡片的控制和同步的信息將大致相同。在這個例子中，雖然鏡片將用O。 4秒達到他們的目標光密度，并且將會有48個3De印s鏡片控制值相應于放映的48幀的視頻，他們可能會針對差不多鏡片光密度。一旦達到目標，連續的鏡片設置將類似，因此鏡片將快速響應以符合這些連續幀的值-一相鄰幀之間的轉換通常在8. 3毫秒之間。然后鏡片不斷接近最佳值，擁有這一特點的鏡片相對于'瞬間'禾P'突然'改變OD值的鏡片具有明顯的觀看的優勢。此外，由于連續可調3De印s眼鏡鏡片的控制單元1403針對具體的鏡片轉換控制信號，控制信號將不包含任何3De印s眼鏡的具體信息。因此，當2人看同樣的星期日下午的足球比賽，但每人佩戴不同的連續可調3De印s眼鏡(不同廠商，或來自同一廠家的不同型號)具有不同的電致變色材料的操作特征，每人都會分別從他們的眼鏡得到3De印s的最佳的視覺效果。
在其他的實施例中，傳輸的控制和同步信息可能并非與每幀相應。這可能發生在不同的供應商的電視機上。在這種情況下則不必更改連續可調3De印s濾光眼鏡，他們將繼續操作所收到的控制信號和電致變色材料的最佳組合。再一次假設我們的2名假想觀眾。他們在中間轉移到另一觀看地點看一個有60Hz的刷新率的數字電視，該電視只隔一幀傳輸一個3De印s濾光眼鏡的幀控制信息(30次每秒)，他們每個人仍然有最佳的視覺效果。
圖15顯示了從0.3光密度轉換到0.6光密度的替代方法，該方法適用1. 18V的電勢。目標光密度0. 61542相交電致變色材料特性曲線1544于1. 18V電壓1546。因此，采用1. 18伏特的電壓會將鏡片光密度從0. 3轉換到0. 6。 1. 18V電壓的轉換時間曲線沒有顯示，但將采用類似圖16轉換時間曲線(即2.0V電勢)來確定施加1. 18V到鏡片的時間長度。一般情況下，施加任何大于1. 18V和小于2. OV的電壓以適當的轉換時間都將有助于改變鏡片的狀態。在優選的實施例中，轉換鏡片光密度值從O. 3至0. 6，我們使用了 2. OV電壓的轉換時間曲線，因為我們假設一個鏡片材料的特點是高電壓的應用造成更迅速的轉換時間。在優選的實施例中，我們力求轉換時間的最大化。其他實施例可能追求電子光學材料其他特點的最大化。圖17 1700顯示了一個典型的轉換時間曲線1703，該曲線是負電勢為-2.0V應用于電致變色材料上的轉換時間與歌迷的的函數。這是一個'慢'轉換時間為1602的電致變色材料的光密度函數。假設該電致變色材料的光密度為0.0，或清晰狀態1604其黑暗狀態1605的光密度是1. 5，或暗光狀態。該材料可以具有0. 0和1. 5之間的任何光密度，如果適當時間長度的2V電壓的話。如果材料具有光密度2. 0或暗光狀態1606，也一個-2V的電勢施加在該材料上，該材料需用2秒鐘改變狀態到光密度為0的狀態1604。這顯示在1703 轉換時間曲線上。舉例來說，如果該材料具有0. 6光密度，接收單位102接收到的幀控制信號110表明目標鏡片應該變到0. 3光密度，那么1轉換時間曲線1703將被控制單元103執行以持續 1. l秒施加-2V的電勢于該鏡片上。0.6光學密度1720交與轉換時間曲線1703于點1721，在曲線上對應是1. 35 1722。 0. 3光學1710與轉換時間曲線1703交叉于點1711，在曲線上對應于O. 25秒1712。此差異的絕對值(1. 35-0. 25) = 1. 1秒鐘，這一時間長度是-2V的電勢需施加于鏡片上以促成從1720的0.6光密度到光密度0.3 1710的變化。過了這段時間長度，就不需施加電勢，因為電致變色除了會鎖定在新的狀態上。這一個例子說明一個算法如何用于連續可調3De印s濾光眼鏡的控制單元103以利用轉換時間曲線1703來控制右鏡片105和左鏡片106。若要將鏡片的光密度從0. 36轉換至0. 3，控制單元需對鏡片施加-2V的電勢并持續1. 1秒。在一般情況下，光密度(x軸)和轉換時間(Y軸)的關系針對于任何具體的電光學材料可以用響應面函數來表示y = F(x， v)。第一導數df(x， v)/dy提供了轉換時間相對于任何電壓的'V'的變率。要獲得該物質改變狀態的轉換時間以施加電勢'v'的方式使其光密度從0D1移至0D2，控制單元103將給以下積分賦值
Min(反應時間)=min / / df(x，v)dxdv 涵蓋從到0D2的范圍，并且在全部的值中{v :-2v < v < +2}.
這種反應面的表示，以及積分賦值的數值或分析的方法是眾所周知的，任何方法都可以使用。優選實施例在優化中是為了最大限度地減少響應時間。但是其他的實施例可以優化材料的其他特點。例如，最高和最低電壓來改變狀態可能對鏡片的使用壽命產生不利影響。在這種情況下，邊界條件可能會限制電壓的范圍值，這對鏡片的使用壽命影響較小。對于其他材料，電池壽命可能要取決于應用轉換電壓，這也可以做有意義優化以獲得更長的電池壽命。雖然優選實施例的優化以達到鏡片狀態響應時間的最大幅度的減少，其他的實施例可能會使用相同的原則，以優化制作鏡片的電光學材料的其他特點的。但是，在任何一個實施例中，可以使用一種雙重方法，其中首先計算最佳光密度，然后連續可調3De印s 濾光眼鏡101的控制單元103依據鏡片制造材料的特點優化這些值以控制眼鏡的鏡片狀態。圖18是一個框圖1800顯示為連續可調3De印s濾光眼鏡101優選實施例控制單元103的運作。優選實施例使用電致變色鏡片(a) —旦所需的光密度達到，鎖定其狀態； (b)應用工作特征曲線如圖15所示，(c)應用圖16的轉換時間曲線，施加2. OV的電勢以使鏡片以最快的時間從較低的光密度轉換到較高的光密度，以及(d)應用圖17的轉換時間曲線，施加_2. OV的電勢以使鏡片以最快的時間從較高的光密度轉換到較低的光密度。
當控制單元被啟動1801，它轉換到'信號接收單元模塊'1803并輸入'下一幀信號'1821。這將產生一個單獨幀"N"1320的控制信息1300，包括幀編號1301，左側鏡片的光密度1303，右側鏡片的光密度1305，運動矢量的標量1307，運動矢量的方向1309，和亮度1311。信息收到后，會被傳遞到左鏡片的處理程序。首先，左鏡片的電勢被'設置左鏡片電勢模塊'1805設置。在優選的實施例，我們將使用+2V的電勢，以使鏡片從低到高變化光密度，或-2V的電勢，以使鏡片從高的改變到一個較低的光密度。該值存儲為'左鏡片電勢'1822。然后在'左鏡片持續時間計算'模塊1807，我們使用來自前幀(N-l)的左鏡片的光密度值1303，當前幀的左鏡片光密度值，以及適當的傳輸時間曲線來計算持續時間，并將其存儲為"左鏡片時間'1823。如果左側鏡片的改變是從低到高的光密度，那么我們用圖16的傳輸時間曲線1600，如果左側鏡片的變化是從高到低的光密度，那么我們使用圖17 的傳輸時間曲線圖1700。該控制單元103然后轉到右側鏡片的處理。首先，右鏡片的電勢被計算，右鏡片電勢被'設置左鏡片電勢模塊'1805設置。在優選的實施例，我們將使用+2V的電勢，以使鏡片從低到高變化光密度，或用-2V的電勢，以使鏡片從高到低變化其光密度。該值存儲為 '右鏡片電勢'1832。然后在'右鏡片持續時間計算模塊'1811，我們使用來自前幀(N-l) 的右鏡片的光密度值1305，當前幀的右鏡片光密度值，以及適當的傳輸時間曲線來計算持續時間，并將其存儲為"右鏡片時間'1833。如果右側鏡片的改變是從低到高的光密度，那么我們用圖16的傳輸時間曲線1600，如果右側鏡片的變化是從高到低的光密度，那么我們使用圖17的傳輸時間曲線圖1700。該控制單元103然后換到'右側鏡片控制'1813并導致電路向右鏡片105提供 '右鏡片電勢'1832，其持續時間與'右鏡片持續時間'1833相同。該控制單元103然后轉到'左鏡片控制'1815并使電路向左邊鏡片106提供'左鏡片電勢'1822，其持續時間等于"左鏡片持續時間'1823。該控制單元然后轉換到讀取'下一幀信號'1821并執行與處理幀n相同的處理程序來處理幀n+l 。圖19 1900的框圖顯示了一個典型的連續可調3De印s眼鏡系統的運作。這是一個完整的系統。它通過連續3幀的視頻處理展示2D/3D 3De印s系統的運作，并使視頻的顯示與連續可調3De印s濾光眼鏡的控制信息的傳輸同步，以控制鏡片。第一列標記為'時間'，顯示3個連續幀的視頻在時間點tn 1901， tn+1 1911，以及tn+2 1921。舉例來說，如果視頻放映時以每秒60幀，那么每幀之間的時間(如tn+1_tn) 就是16. 667毫秒。首先考慮幀n 1903，在時間k 1901的處理。視頻和3De印s處理模塊 1920讀取1903視頻幀1902。視頻處理格式轉換被輸出1904和顯示為顯示幀1905。在此教學例，Video/3De印s處理只包括隔行，所以沒有新的幀在顯示視頻輸出流中創建。如果Video/3De印s處理模塊也進行了上變頻(或下變頻)轉換，則輸出的幀的數量會增加 (減少)。視頻和3De印s處理模塊已在圖11和圖12中描述。該視頻/3De印s處理也計算圖13所描述的控制信息1300。控制信息的傳輸1195與幀1905的展示同步。連續可調 3De印s眼鏡101接收信號IIO，控制單元103執行電致變色的具體算法以優化控制的連續調整3De印s濾光眼鏡和產生與電影同步的信號去設置右邊鏡片較暗的光密度1909和左邊鏡片較清晰的光密度。該控制單元103的運作已描述于圖14， 15， 16， 17和18。
處理在時間點tn+11911的下一個幀'n+l' 1912也是一樣。視頻幀1912被視頻 3De印s處理模塊1920讀取1913。視頻處理格式轉換被輸出1914和顯示1915為顯示幀 1915。在圖13描述的視頻/3De印s處理程序計算出控制信息1300。控制信息與輸出顯示幀1915同步輸送。連續可調3De印s眼鏡101接收器到信號110，并產生信號設置右側鏡片較暗的光密度1919并將左鏡片設為清晰。在這個例子中，與幀n+l相聯系的右邊鏡片1919的光密度比與幀n相聯系的左邊鏡片1909要暗。處理在時間點tn+21922的下一個幀'n+2' 1922也是一樣。視頻幀1922被視頻 3De印s處理模塊1920讀取1923。視頻處理格式轉換被輸出1924和顯示為顯示幀1925。在圖13描述的視頻/3De印s處理程序計算出控制信息1300。控制信息與輸出顯示幀1925 同步輸送1195。連續可調3De印s眼鏡101接收器到信號110，并產生信號設置右側鏡片較暗的光密度1929并將左鏡片設為清晰。在這個例子中，與幀n+2相聯系的右邊鏡片1929 的光密度比與幀n+l相聯系的左邊鏡片1919要更暗。圖202000是一個框圖說明一個IC芯片的優選實施例，該IC芯片為每個連續可調 3De印s濾光眼鏡101的鏡片產生優化的光密度信號。該芯片優選的實施例，是一個自包含的光密度計算器，計算并輸出光密度密度值為右2063和2064以使連續可調3De印s濾光眼鏡與電影的A/V 2061同步。該芯片2001地執行基于圖5和圖6中的優化光密度算法，或基于圖8描述的光密度算法。該芯片具有可配置的幀搜索參數(parms)2004用于識別和確定單個運動矢量(方向2032和速度2031)以使圖6中描述的運動幀的橫向運動特征化。此外，該芯片的優選實施例2001具有算法運算2003所必須的可配置的參數，如在銀幕上像素的分辨率等。 IC芯片2001上配有電源2085。該芯片有一個電影當前幀的A/V幀輸入端口 2002，耦合到一個幀寄存器的輸出端口。輸入幀信號2002不變地通過芯片2001，并被輸出于A/V 幀輸出端，并且與計算出的連續可調3De印s濾光眼鏡101的右邊鏡片的光密度2063和左邊鏡片的光密度值2604同步。該芯片具有輸入端口 2007以接收當前幀的運動矢量值，并耦合到運動矢量估計模塊的輸出。正如先前描述的，視頻格式轉換芯片計算運動矢量值，以補償逐行掃描和上變頻的運動，而IC芯片2001往往與這樣一個格式轉換芯片耦合。2001芯片也有一個輸入端口接收亮度值2005并與亮度確定模塊的輸出耦合，運動矢量值的2007和亮度值2005被存儲于芯片上載有的易失性內存2012中。該芯片2001的其的實施例可能用存儲芯片外的內存來存儲這些值。芯片2001的實施例選用非易失性內存2010來存儲幀搜索參數2004，該參數產生于橫向運動識別模塊2020所執行的算法。幀搜索參數已描述于圖5和圖6，該參數針對電影的橫向運動矢量的特點，劃定搜索當前幀的橫向運動矢量的范圍。這些參數包括電影幀的替代背景的上部和替代前景的下部區域的邊界。幀搜索參數2004的輸入端口具有輸入框搜索參數的設置，該輸入設置包括一個二進制開關來控制芯片是否會輸入，儲存和使用的幀搜索參數的新值，或使用已存儲的值。在正常使用情況下，幀搜索參數2004在任何單一放映中的改變將是不尋常的。計算光密度必要的計算參數也存儲在非易失性存儲器2010中。這些參數包括 (a)確定橫向動向是否存在的闕值(例如，圖6中-10dpi和10dpi的值650) ， (b)監視器的刷新率(如圖5的60Hz)，以及(c)顯示器的像素分辨率(如圖5中的100dpi)。算法參數2003的輸入端口輸入算法參數，并包括一個二進制開關來控制芯片是否會輸入，儲存和使用的算法的新值，或使用已存儲的值。正常使用的算法參數主要表征顯示裝置(如電視屏幕)的特征，一但設置很少會改變。"算法選擇"2006的輸入端允許2001芯片配置為使用電路以執行圖5和圖6的算法，或執行圖8中描述的算法。在圖5和圖6描述的算法需要輸入電影中的橫向運動的方向和速度，以及該幀的亮度，而在圖8描述的算法只需要輸入方向和該幀的亮度，而不需速度值。其他實施例中，'算法選擇'2006的輸入可能是儲存在非揮發性記憶體2010，只在必須時才需要改變。芯片2001上的電路單元使用這些輸入值的操作如下。A/V幀2002被輸入到芯片上，從而右光密度2063和左光密度2064的值被計算出來，并與A/V輸出2061相同步的幀 2062 —同輸出。A/V信號不需要任何計算或重新格式化。橫向運動定值單元2020含有電路用于實現前面描述的算法以確定一個最突出的在一個幀的背景區域中的運動目標和一個最突出的幀的前景區域中的對象，然后用這些識別的值來計算表征該幀的橫向運動的方向和速度值。輸入到橫向運動定值單元2020的是存儲在非易失性內存2010中的幀搜索參數2004和在易失性內存2012中的運動矢量值 2007。該輸出是計算出的速度('Vel'以dpi為單位)2031和運動方向2032 ( 'Dir'的負值代表從右到左的運動，正值代表從左到右的運動。)在一些實施例中，這些值可以存儲在揮發性記憶體。在光學密度計算單元2040實現了光學密度計算以確定連續可調3De印s濾光片眼鏡101的鏡片設置。優選的實施例中的元件已經設置了電路以實施圖5和圖6，以及圖8中描述的算法。該算法選擇元的輸入端2006決定哪一個計算電路要被使用。如果圖5和圖6 中描述的算法被使用那么橫向運動的速度值(Vel)2031和2032方向值(Dir)將被從橫向運動定值電路2020的輸出端讀取。此外，存在易失性存儲器2012中的亮度值(Lum)2033 也隨著存在非揮發性存儲器2010中的算法參數2003 —起被讀出。有了這些輸入值，光學密度計算單元2040的電路計算出右鏡片光密度(OD R)2051和左鏡片光密度(ODL) 2052的最佳值，并將它們傳遞給同步單元2050。如果圖8的算法被采用，那么橫向運動的方向值 2032(Dir)被從橫向運動定值電路的輸出端讀取，亮度2033 (Lum)值被從易失性存儲器中讀取，算法參數2003被從非易失性存儲器2010中讀取。有了這些輸入值，光學密度計算單元2040的電路計算出右鏡片光密度(0DR)2051和左鏡片光密度(ODL) 2052的最佳值，并將它們傳遞給同步單元2050。同步關聯單元2050將視頻幀2061與計算出的右鏡片光密度OD 2063和左鏡片光密度OD 2064同步輸出。隨著同步信號2062，該單位還通過A/V幀輸出2061輸出該幀圖片，并向右側鏡片輸出計算出的右鏡片光密度值2063和向左鏡片輸出左鏡片的光學密度值2064。雖然光學密度計算器2040具備電路一實施光在圖5和圖6和圖8中描述的光密度算法，其他的實施例可能包括其他的算法來計算可調3De印s濾光眼鏡101的右光密度2063 和左光密度2064。另外，雖然橫向運動定值單元2020只使用了圖5和圖6中描述的算法來確定一個電影幀的橫向運動特征(方向和速度)，其他的實施例可以選擇使用其他算法，如在圖7中描述的算法來表征一個電影幀的橫向運動。該集成電路芯片2001具有分立的左光密度2063和右光密度2064的獨立輸出。與其使用這些值來控制連續可變3De印s濾光眼鏡，這些值也可以用來確定一個雙影像三維圖像的幀。
該芯片的優選實施例具有A/V影像幀的輸入2002和輸出端口 2061，該芯片能夠使輸出的幀與計算出的右光密度2603與左光密度2604的輸出相同步。其他的實施例可能使用其他手段來使連續可調3De印s眼鏡101與影像幀同步，并不需要A/V影像幀2002的輸入。圖20顯示了一個具體體現為每一個連續可調3De印s濾光眼鏡的每一個鏡片計算最佳光密度信號的芯片，該芯片可以與其他芯片耦合，如視頻格式轉換芯片等，該芯片的電路可以被包括在這樣的芯片電路上。此外，圖20的電路可以連接到集成電路板上的其他集成電路芯片。圖21 2100是一個IC芯片2101的替代實施例的框圖2101，該芯片為連續可調 3De印s濾光眼鏡101的每個鏡片產生光密度的變化值2140。這個IC芯片2101的實施例執行了圖8的光密度計算方法，并有如下益處(1)它只需要方向，而不是橫向運動的速度，和(2)它可以以一個光電二極管920提供的亮度度量而直接實現在連續可調3De印s濾光眼鏡101上。電源2085被提供給IC芯片2101。由于圖8算法需要刷新率和顯示器的像素分辨率，這些值是通過Parms算法2003的電路提供，并存儲在非易失性存儲器2110。該值一旦更新，除非更換監測器，不需要變化。在投影或其他觀看設備上，一個芯片，如視頻格式芯片，計算并提供方向值2105和亮度值2005。請注意，橫向運動速度在圖8中描述的算法中是不需要的，因而不用輸入。方向值2105和亮度值2005被閱讀和存儲在易失性內存2120中。在此實施例，并非計算和輸出左鏡片光密度和右鏡片光密度，而是只有一個差異值2140被計算和輸出。這將允許該芯片實施例減少輸出焊腳，從而減少功耗要求，并有更小的封裝。為了說明差異值改變是否適用于左側或右側的鏡片，一個鏡片更換指示標2142也同時輸出。如果鏡片更換指標值為'O'，那么兩個鏡片重新設置為默認清晰狀態。如果鏡片的變化指標為'l'值，則只有左側的鏡片受到影響，而且只從它的最后設置狀態(0D Last)加入鏡片變化差異值2140(0D，威-0U以得到一個新的狀態(OD current)。如果鏡片的變化指標是值'2'，那么只有右鏡片受到影響，它的最后狀態(ODLast)加入鏡片變化差異值 2140(0Dcurrent-ODLast)即達到新的鏡片狀態(ODcurrent)。鏡片光密度變化差異值0D 2140和鏡片更換價值指標2142是由光學密度計算器 2130以圖8的2131算法而計算出來的。它從非易失性內存2110中讀取算法參數2003，從易失性記憶存儲器2122中讀取方向值2105，并從易失性內存2121中讀取亮度值2005。該單元2130執行計算并將計算出的0D值以'光密度電流'2123的形式存儲在易失性存儲器中，并且保持最后一個計算出的0D值的記錄。該單元2130輸出鏡片光密度變化差異值0D 2140和鏡片更換價值指標2142的方式如前所述。圖22 2200顯示連續可調3De印s濾光眼鏡101包括一個IC芯片2101產生連續可調3De印s濾光眼鏡各鏡片的光密度變化信號的變化。它與圖9的連續可調3De印s濾光眼鏡101有相同的透視圖，但增加了圖21的IC芯片2101和一個連接集成電路芯片2101和控制單元103的接口 2202。標有'Rx'的接收器102耦合到IC芯片2101。接收器102輸出算法參數2003和方向值2105到IC芯片2101，該芯片執行計算并輸出鏡片光密度變化值 (ALensOD 2140)到集成電路芯片2101 (標有'ODIC')，伴隨著鏡片更換指標2142指示是否是連續可調3De印s眼鏡101的右側鏡片105還是左側鏡片106須變化到新的狀態。接收器輸出的算法參數2003和方向的價值2105到2101的IC芯片執行計算并輸出三角洲變化(A 106濾光片是將改變到一個新的狀態。103控制單元和集成電路芯片2101相互連接 2202，用于輸出從2101 IC芯片的計算結果到控制單元103。集成電路芯片2101執行如圖 21所描述的計算。這項實施例的優勢，如先前所示，是個發光二極管讀取的亮度值可用于計算，由于光電二極管920安裝在眼鏡架上，該亮度將是到達眼鏡框的光亮度最佳的替代值。
亞優化設置雖然人們對視覺信號如何是由大腦處理缺乏全面的知識，但是深度知覺對精確的條件是不敏感的。例如，在傳統的雙影像三維系統，電影的兩個拍攝鏡頭相距2.5英寸(平均跨眼距離)，但有著顯著不同的眼距的觀眾仍然認為電影的立體感沒有被歪曲。明顯的不同深度知覺并沒有出現在一個人更換眼鏡，電影場景變換鏡頭時出現。
上述3De印s濾光眼鏡優選實施例使用了最佳的優化設置，亞優化的設置使用在最佳設置的一定范圍或圍繞最佳設置的間隔值內仍能明顯地提供三維深度，其效果往往與最佳設置并無二致。更準確地說，無論是同步的時間，以及光密度的設置都會有圍繞最佳設置的廣泛變化區間。作為一個例子，我們所描述的最優3De印s設置針對一個有IOO赫茲顯
示頻率的電視(每秒ioo幀幀設置)，如果將一個幀的光密度設置在時間上接近的其他幀
上，出色的3D效果將仍然可以展現。此外，即使是中性密度濾鏡的光學密度設置為一個與最佳設置近似的值，良好的3維效果也能展現。在上面的首選實施例中，我們描述了鏡頭的最優控制-針對每個視頻幀采取準確的光密度值。3De印s眼鏡的其他設施例中可以使用光密度的亞優化設置。由于大腦能應付和調整的范圍相當廣泛，它對不準確的3De印s設置有很大的耐受性。下面是一些例子使用次優設置，但觀眾往往不能看出任何與最佳設置有任何區別。例如，如果一個幀'#N'的計算出的最佳設置是左鏡頭清晰，右鏡頭取40%光密度，那么次優設置的左設置為5%，而右鏡頭的設置為35%將在效果上一樣好，從觀眾角度的視角，他們將無法看到任何的深度上的與最佳設置的差異。從觀眾的角度來看，無論是最優和次優將表現出同樣的三維效果。大腦調整次優圖像的深度知覺以使其接近它預期的立體視覺。一個典型的次優設置利用大腦的這一特點，可以將計算出的鏡片的最佳光密度調整值增加或減少0%至10%的程度。另一個例子是計算連續五個幀的影像序列中的第一幀的最佳設置，并使用它去設置幀1， 2， 3， 4和5，然后取一個新的最佳設置只并使用在隨后的5個幀中，等等。這樣一個典型的次優設置可以只計算第N幀的最佳光密度調整值，但使用它的設置作為后序的N+n 幀的光密度值("n"是一個基于經驗的幀數，將取決于圖像的橫向移動速度等因素)。
其它實施例其他的實施例可能開發其他手段，以優化設置中性濾光鏡片的透過率。在特殊場所，可以設置較暗或更亮的濾光片優化不同波長的光線。此外，其他的不同于視網膜反應曲線的因素可能被用來計算一個中性濾光片的最優值。在實施例優選例中，亮度是唯一決定視網膜反應時間的因素。但是，研究發現，其他不太重要的因素會影響視網膜的反應時間，包括但不限于，長時間的預備期，使用某些常用藥物，溫度和睡眠狀況等。這些已知的因素可能被善加利用。或者，連續可調3De印s濾光眼鏡可能有允許按客戶要求的控制值計算，如閾值的設定，視網膜反映曲線使用的參數等，
42使連續可調3De印s濾光片眼鏡，可依據個人的要求定制。雖然優選實施例使用了固定的2. 5英寸的距離滯后延遲影像，其他的實施例可能使用其他的固定距離。具體的其他一些實施例也可以使用瀏覽設備和觀眾的距離-一這是一個與屏幕距離的優選法。不光是精確距離，替代距離也可采用。例如，為個人電影設備如 iPod上的收看可以使用l英尺的距離。當連續可調3De印s眼鏡使用于個人電腦或個人DVD 播放機，可以假設觀眾與顯示屏幕之間的距離為1.5英尺。對于一個大屏幕數字或投影電視，以顯示屏的大小為基礎的觀看距離可以使用。在電影院場地的觀看距離可能被設置為 50英尺。優選的實施例是用作教學用途。其他較復雜的算法也可用于計算濾波鏡片的設置。這些算法可能不僅有運動，運動方向和速度，以及作為參數輸入的亮度，也可能允許輸入其他值，或作為常數設定輸入值，如眼距也可用于計算。連續可調3De印s濾光眼鏡可以將觀眾的個體差異作為定制的規格。例如，平均跨眼距離為2. 5英寸，個人之間的差異很大。連續可調3De印s濾光眼鏡替代實施例可以通過允許自定義此值控制個體差異，這可以通過調整指輪類型設置，或將參數輸入3De印s濾光眼鏡控制器。例如，可能有3檔位手動控制開關，使觀眾改變計算中使用的跨眼距離為21/4 英寸(小)，272英寸(平均)，或23/4英寸(大)。在其他的實施例中，可利用一臺計算機連接到主計算設備設置連續可調3De印s眼鏡的定制參數。另一個替代的實施例已表明Pulfrich錯覺深度的影響程度是由于在兩個眼睛視網膜反應時間差。這意味著，屬于連續可調3De印s濾光眼鏡鏡片可采用很多設置以提供相同的深度錯覺。例如圖5顯示了鏡片的最佳設置為一個鏡片清晰對應于120毫秒的視網膜反映(輸入亮度值0. 5)，同時，中性鏡片被設置為一個光密度以產生-0. 6的亮度以使視網膜反應時間相差為42毫秒或162毫秒。另一個具有相同深度知覺的設置是，如果0. 42毫秒的反應視網膜時間差來自一個鏡片是黑暗的以使眼睛收到0. 0的亮度相當于150毫秒的視網膜反應時間而另一只眼睛有視網膜反應時間192毫秒(150+42 = 192毫秒)，對應眼睛的鏡片的光密度使接收的亮度為-O. 95。第一種情況是最佳的，因為我們有一個清晰的和暗的鏡片和眼睛看到所需的深度是可接收的最多的光量。在第二種情況鏡片都是暗的，雖然較為'清晰'的鏡片阻礙光線低于暗鏡片。但是在某些情況下，這種做法可能會有好處，例如能更好地控制了鏡片的響應時間。雖然一些光電材料改變狀態似乎可以在瞬間完成(如液晶材料)，其他材料可能有緩慢的響應時間。在這種情況下，連續可調3De印s濾光眼鏡可能會采取更多的狀態以實現所需的兩眼不同的視網膜照明程度，可以使用一個'灰色'的比深色鏡片清晰的鏡片，以達到鏡片改變狀態的反應閾值。也就是說，如果實現鏡片的'清晰'的狀態時間過長，可能采用一個雖然清晰，但阻礙了一些光線的鏡片，和一個更'黑'的鏡片以提供所需的連續可調3De印s濾光眼鏡在視網膜上造成的反應時間區別。在另一項實施例中，不同于固定一個對象在屏幕上不同的幀幀之間的距離"d'，它可以選擇光學密度以使深度錯覺的程度是一個貫穿于電影有動向的所有幀的不變量。
在另一實施例，多個對象的運動矢量用來提供一種視差估計，以此用于選擇中性密度鏡片優化光學密度的標準。在其他的實施例中，觀眾可以控制鏡片變暗的允許的程度。舉例來說，比較緩慢的從左到右的運動要求中性濾光片大大變暗。對于一些觀眾，這可能有問題，或不可取的，讓
他們控制鏡片的變暗程度是合理的。一個這樣的控制將允許用戶指定允許變暗的上限，例
如有5個設置設定相應的50%，60%，70%，80%和90%為最高的變黑范圍。該算法的實施例可以還包括啟發式的經驗判斷以以達到最佳的3D效果。例如，在
黑暗的影院一個黑暗的場景展示動向時，中性密度鏡片的展現最佳三維效果的最佳設置可
能被認為'太黑'。或者，中性密度鏡片的最佳設置可能需要一個被認為是太長的轉換才能
達到這樣一個黑暗的狀態值。在這些情況下閾值也可被納入以取代'最佳'設置值，使中
性濾光片不能采取特定的范圍以外的值。這些范例中一些經驗啟發式的值可提供有益的用途。實驗啟發式還可以用來解決其他問題。例如，有人指出，Pulfrich幻象在橫向運動 '太快'時將不再出現。這種現象仍未被完全理解-一但解決這一問題的啟發式規則，可在任何使用的算法決定中性濾光片的光密度，這樣，當橫向運動'太快了'，連續可調3De印s 濾光眼鏡可采用清晰一清晰的狀態。這是啟發式規則起到有益的用途的例子。我們注意到，攝影師們早就認識到行動太快不會有良好的拍攝效果，所以電影一般不會出現此問題。
優選實施例為啟發式規則何時可以使用提供了一個例子。該實施例的優選目標是提供恒定深度知覺，在這個意義上，它根據一個人的正常跨眼距離。如前文所述，這是通過優化控制中性濾光片的光密度實現的。但是，如果觀眾在一個黑暗的場地，觀看電影的黑暗場景，或橫向屏幕動向過于緩慢，未必能保持這種恒定的深度知覺，啟發式規則可用于慢慢降解深度感知的程度。如前所述，很少有人會注意到這種情況，因為它大大小于全部由遠攝或廣角鏡片所拍攝的場景在空間變化上造成的困擾。在另一個實施例，為單圖像系統的3De印s濾光眼鏡計算光密度優化的算法可能被在雙圖像成像系統中使用。雙圖像系統需要兩個圖像(或幀)對應每一個傳統的電影幀。兩個圖像之一是左眼的影像，另一個是右眼的圖像。與單影像的成像系統相比，雙圖像系統需兩倍的幀的視頻，需要特殊的格式，特殊的投影儀，以及除了觀看光柵屏幕外的特別觀看設備。利用本發明優選的實施例，在亮度和移動的方向和速度的基礎上，我們描述了如何確定最佳的中性濾光片的光密度。使用這種計算可以控制和同步連續可調3De印s濾光眼鏡，我們還可以利用這些值生成雙影像系統的第二個視頻幀。為了解釋的清楚起見，這一計算結果被稱為"0D-最優值'，并采用最優的連續可調3De印s濾光眼鏡中性濾光片光密度值。這種雙重成像系統的實施例，不是使用優化的光密度來控制連續可調3De印s濾光眼鏡，而是用來生成雙影像三維電影的第二個幀。如果算法的結果是沒有在電影幀之間的橫向移動，那么復制該幀圖像以產生兩幀相同圖像，即右眼的圖像和左眼的影像。如果算法的結果是橫向運動的方向是從左向右，那么第二個幀將被復制并添加著色以達到"OD最優值'。這一重復的加了陰影的圖像將被用作右眼的圖像，原來的幀作為左眼圖像使用。如果算法的結果是，橫向運動方向是從右到左，那么第二個幀將被復制并隨著添加著色以達到'0D最優'。這一重復的加了陰影的圖像將被用作左眼的圖像，原來的幀作為右眼圖像使用。由于這實施例是替代雙圖像系統，右眼圖像和左眼圖像必須直接輸送到相應的眼睛，這可以通過使用雙重圖像觀看系統來實現，包括快門眼鏡，頭部頭盔顯示器，人造偏振片或透鏡屏幕等。由于這是雙重影像系統，它不能用于佩戴連續可調3De印s濾光眼鏡的觀眾。有些三維觀看系統使用暗的鏡片，所以對這一系統計算'光密度最優'會略有不同。光柵和頭盔顯示器將如前所述，但快門眼鏡和偏光3D系統用暗的鏡片，這一亮度的降低必須計入該算法的輸入值。在另一個實施例，三維可視眼鏡可以制有轉換開關以用于(1)單一影像的連續可調3De印s眼鏡，(2)雙圖像系統眼鏡。作為一個例子，假設一個立體的雙重成像系統，用兩個電致變色材料，一個是要么清晰或者紅色變暗，另一個是清晰或藍色變暗。這種材料可用于構建電子操作的立體眼鏡。如果連續可調3De印s眼鏡由這種電致變色材料制造，那么它可以切換到運作連續可調3De印s眼鏡或雙像立體眼鏡。在另一個實施例中，一個耳機接口裝在在連續可調3De印s眼鏡上，使音頻信號可以通過耳機播放。本發明的優選例也可以將視頻和3De印s處理直接配置在視頻格式轉換的半導體芯片中。另外的做法是將視頻格式轉換的半導體芯片的輸出值輸入到視頻和3De印s處理專用的半導體芯片中使用。雙重影像的替代實施例同樣可以使用一個視頻轉換芯片實現影像處理以生成"OD最優值'用于制作雙重影像系統的第二圖像，并將圖像分配到正確的眼睛。雖然發明的優選和替代的實施例已被描述和說明，這些實施例和其實現的方式可以有許多修改，這些修改都包括在本發明的保護范圍中。
4權利要求
用于觀看2D視頻的三維效果的光密度連續可調3Deeps濾光眼鏡，包括a)兩個鏡片，該鏡片由光密度連續可調的材料制成；b)一個連續光密度信號的接收裝置，該裝置接收以二維視頻幀序列中的一個突出圖像目標的運動矢量為基礎的連續光密度控制值；c)一個控制單元，該單元具有將連續光密度信號轉化成與幀序列同步的每個鏡片相應的光密度的機制。
2. 如權利要求1所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，進一步包括一個框架，在該框架上裝有兩個鏡片，信號接收裝置和控制裝置。
3. 如權利要求1所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，進一步包括一個有光密度平衡環境亮度的功能的IC芯片。
4. 如權利要求1所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，其信號接收裝置是一個無線接收器。
5. 如權利要求2所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，進一步包括一個電源安裝在框架上。
6. 如權利要求2所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，進一步包括一個光電傳感器安裝在框架上。
7. 如權利要求l所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，其中的具有連續可調光密度的材料選擇電致變色電材料，液晶，懸浮顆粒材料，以及極化光學材料。
8. 如權利要求1所述的光密度連續可調3De印s濾光眼鏡，其中，色光電材料和其控制機制是基于電壓的。
9. 一個提供光密度連續可調3De印s濾光眼鏡連續光密度控制值的方法設置兩個鏡片中性狀態的默認光密度值；取得2D視頻幀序列中的一個突出的圖像目標的運動矢量值；獲得該序列中一個幀的亮度值；計算該幀光密度值的調整值，此步驟包括以運動矢量產生的三維效果為基礎，計算視網膜反應延遲值；計算亮度值的調整量，以達到以亮度為基礎的視網膜延遲值；計算一個鏡片的光密度值以達到所需的亮度調整值；以默認光密度值為基礎計算算光密度調整值；編制2D視頻連續幀的光密度調整值以作為3De印s濾光眼鏡的光密度控制值。
10. 如權利要求9所述的提供連續光密度控制值的方法，進一步包括通過比較幀序列中圖像目標橫向運動量以確定運動矢量值。
11. 如權利要求9所述的提供連續光密度控制值的方法，還包括測量序列中一個幀的亮度值，或者包括一個為特殊效果而修改計算出的光密度調整值的步驟。
12. 如權利要求9所述的提供連續光密度控制值的方法，還包括使連續光密度控制值與顯示的該序列的幀同步。
13. 如權利要求9所述的提供連續光密度控制值的方法，還包括提供同步的連續光密度控制值給3De印s濾光眼鏡。
14. 一個生成連續的光密度控制信號以控制3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調鏡片的控制裝置，包括輸入裝置，以設置鏡片的中性狀態的默認光密度值；導入裝置，以輸入幀序列中突出目標圖像的運動矢量值；輸入裝置，以輸入序列中一個幀圖像的亮度值；計算裝置，以計算序列中該幀的光密度調整值，該計算包括以運動矢量產生的三維效果為基礎，計算視網膜反應延遲值；計算亮度值的調整量，以達到以亮度為基礎的視網膜延遲值；計算一個鏡片的光密度值以達到所需的亮度調整值；計算以默認光密度值為基礎計算算光密度調整值；編制裝置，以編制2D視頻連續幀的光密度調整值以作為3De印s濾光眼鏡的光密度控制值以及轉換裝置，以將連續光密度光密度控制值轉換成連續光密度控制信號。
15. 如權利要求14所述的連續光密度控制信號生成設備，進一步包括計算裝置，該裝置通過比較幀序列中圖像目標橫向運動量以確定運動矢量值。
16. 如權利要求14所述的連續光密度控制信號生成設備，進一步測量裝置，用于測量序列中一個幀的亮度值。
17. 如權利要求14所述的連續光密度控制信號生成設備，進一步包括同步裝置，以使連續光密度控制值與顯示的幀同步。
18. 如權利要求14所述的連續光密度控制信號生成設備，進一步包括傳輸裝置，以將同步的連續光密度控制信號傳輸給3De印s濾光眼鏡。
19. 一個集成電路芯片，用于提供連續光密度控制信號給優化的3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調的鏡片，該集成電路芯片包括第一個輸入端口與一個運動矢量估值模塊的輸出端口耦合，以接收運動矢量值的信號；第二個輸入端口與一個亮度確認模塊的輸出端耦合，以接收亮度值信號；第三個輸入端口與一個幀寄存器的輸出端口耦合；一個處理器單元執行一個光密度計算算法并生成以運動矢量值和一個注冊的幀的亮度值為基礎的光密度值；第一個輸出端口輸出光密度值信號；一同步關聯單元提供同步信號將該注冊幀與相應的光密度值同步；第二個輸出端口輸出該同步信號。
20. —個集成電路板，用于提供連續光密度控制信號給優化的3De印s濾光眼鏡的兩個光密度連續可調的鏡片，該集成電路板包括一個運動矢量估值模塊，用于提供運動矢量值信號；一個亮度確認模塊，以提供亮度值信號；一個幀寄存器用于寄存一個連續幀序列；一個處理器單元與運動矢量估值模塊，亮度確認模塊，和幀寄存器耦合，以執行一個光密度計算算法并生成以運動矢量值和該序列中一個幀的亮度值為基礎的光密度值；一個同步模塊，提供同步信號將該注冊序列中的幀與相應的光密度值同步；一個信號生成模塊，用于產生同步的光密度信號；以及一個轉輸模塊，以輸出同步的光密度信號。
全文摘要
連續可調3Deeps濾光眼鏡提供不斷變化的鏡片光密度，以優化二維電影放映的三維可視化。在披露的方法和手段中，可調3Deeps濾光眼鏡執行兩個獨立的優化，以實現優化的二維電影的3Deep視覺效果。首先，計算為實現二維的電影影像的3Deeps視覺效果的最佳的鏡片光密度值，然后，根據眼鏡鏡片制造材料的特點，連續不斷地將鏡片的光學密度調整到最佳光密度值。這項發明可以用于電視和電影的三維可視化(3Deeps)觀看。
文檔編號G02C7/10GK101738742SQ20091022337
公開日2010年6月16日申請日期2009年11月18日優先權日2008年11月20日
發明者羅納德·史蒂文·卡普弗, 肯尼思·馬丁·雅各布申請人:肯尼思·馬丁·雅各布;羅納德·史蒂文·卡普弗

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