背景技術(shù)：

1、顯示視覺信息通常通過使用控制向所有方向發(fā)光的多個小像素的顏色和亮度的顯示器來實現(xiàn)。關(guān)于這種顯示器上的三維場景的信息通常表示為該3d場景的單個2d圖像投影。這可能不是觀看3d場景的最佳方式。盡管存在改善視覺體驗的多個顯示范例，但是可以爭辯的是，最佳視覺體驗將由可以根據(jù)位置和觀看方向而產(chǎn)生亮度和顏色的任何任意分布的顯示器產(chǎn)生。這種亮度分布通常被稱為光場或全光功能。具有足夠精度的光場顯示器能夠顯示人類觀看者難以識別的合成光場。

2、人類的大腦部分地通過接收來自用于定向每只眼睛的肌肉的信號來感知和確定觀察對象的深度。這種眼睛會聚使用簡單的三角測量方法來估計物距。大腦將眼睛的相對角取向與所確定的焦深相關(guān)聯(lián)。連接到單眼晶狀體的眼肌自動地調(diào)節(jié)該晶狀體的形狀，使得眼睛聚焦到與兩只眼睛會聚的距離相同的距離。正確的視網(wǎng)膜聚焦提示(cue)導(dǎo)致在觀察的焦平面之外的物體上的自然圖像模糊和自然的動態(tài)視差效應(yīng)。在自然環(huán)境中，眼睛會聚和視網(wǎng)膜聚焦提示是相干的。正確的視網(wǎng)膜聚焦提示可能需要非常高的角密度光場，這可能涉及產(chǎn)生某些挑戰(zhàn)(例如，產(chǎn)生能夠發(fā)射必要光線的足夠精確的3d顯示器)。另外，人造圖像的渲染可能需要高度的保真度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)一些實施例的操作用于發(fā)射多個發(fā)射光束的顯示設(shè)備(該顯示設(shè)備被配置為使得發(fā)射光束中的至少一者包含來自多個內(nèi)部光學(xué)路徑的貢獻(xiàn))的示例方法可以包括：確定至少第一發(fā)射光束的目標(biāo)光束值；將所述目標(biāo)光束值分成多個光束值分區(qū)(partition)，每個光束值分區(qū)與所述內(nèi)部光學(xué)路徑中對所述第一發(fā)射光束有貢獻(xiàn)的對應(yīng)一個內(nèi)部光學(xué)路徑相關(guān)聯(lián)；以及至少部分地基于所述光束值分區(qū)，選擇沿著所述內(nèi)部光學(xué)路徑中對所述第一發(fā)射光束有貢獻(xiàn)的的至少一個內(nèi)部光學(xué)路徑的至少一個透明度可控像素的透射率值。

2、對于示例方法的一些實施例，選擇所述透射率值包括迭代地調(diào)整多個透明度可控像素的透射率值，以減小多個誤差項之和，每個誤差項是(i)出射光束的光束值分區(qū)與(ii)所述內(nèi)部光學(xué)路徑之一的對應(yīng)貢獻(xiàn)之間的平方差。該迭代調(diào)整可被執(zhí)行以基本上最小化所述多個誤差項之和。

3、對于示例方法的一些實施例，至少多個誤差項可被表示為(li,p-di,plitarget2，其中l(wèi)i，,p是內(nèi)部光學(xué)路徑p對發(fā)射光束i的貢獻(xiàn)，其中l(wèi)itarget是發(fā)射光束i的目標(biāo)光束值，以及其中di,plitarget是波束值分區(qū)。

4、對于示例方法的一些實施例，li,p是因子的乘積，所述因子可包括沿所述光學(xué)路徑p的至少一個透明度可控像素的至少一個透射率值和貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)ci,p。

5、對于示例方法的一些實施例，選擇透射率值可以包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值：其中：i是發(fā)射光束上的索引；p是內(nèi)部光學(xué)路徑上的索引；wi是與相應(yīng)光束i相關(guān)聯(lián)的加權(quán)；ci,p是與內(nèi)部光學(xué)路徑p對出射光束i的貢獻(xiàn)成比例的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)；m是復(fù)用幀的數(shù)量；m是復(fù)用幀上的索引；n是透明度可控像素層的數(shù)量；n是在透明度可控像素層上的索引；f(n,p,i)是層n內(nèi)沿內(nèi)部光學(xué)路徑p的到發(fā)射光束i的透明度可控像素的索引；tn,m,f(n,p,i)是復(fù)用幀m期間層n內(nèi)透明度可控像素f(n,p,i)的透射率值；di,p是分區(qū)常數(shù)；以及是發(fā)射光束i的目標(biāo)光束值。

6、對于示例方法的一些實施例，其中選擇透射率值可包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值：其中：i是發(fā)射光束上的索引；p是內(nèi)部光學(xué)路徑上的索引；ci,p是與內(nèi)部光學(xué)路徑p對出射光束i的貢獻(xiàn)成比例的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)；n是透明度可控的像素層的數(shù)量；n是在透明度可控像素層上的索引；f(n,p,i)是層n內(nèi)沿內(nèi)部光學(xué)路徑p的到發(fā)射光束i的透明度可控像素的索引；tn,f(n,p,i)是層n內(nèi)透明度可控像素f(n,p,i)的透射率值；di,p是分區(qū)常數(shù)；以及是發(fā)射光束i的目標(biāo)光束值。

7、對于示例方法的一些實施例，其中選擇透射率值可包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值：其中：i是發(fā)射光束上的索引；p是內(nèi)部光學(xué)路徑上的索引；wi是與相應(yīng)光束i相關(guān)聯(lián)的加權(quán)；ci,p是與內(nèi)部光學(xué)路徑p對出射光束i的貢獻(xiàn)成比例的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)；n是透明度可控像素層的數(shù)量；n是在透明度可控像素層上的索引；f(n,p,i)是層n內(nèi)沿內(nèi)部光學(xué)路徑p的到發(fā)射光束i的透明度可控像素的索引；tn,f(n,p,i)是層n內(nèi)透明度可控像素f(n,p,i)的透射率值；di,p是分區(qū)常數(shù)；以及是發(fā)射光束i的目標(biāo)光束值。

8、對于示例方法的一些實施例，其中選擇透射率值可包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值：其中：i是發(fā)射光束上的索引；p是內(nèi)部光學(xué)路徑上的索引；ci,p是與內(nèi)部光學(xué)路徑p對出射光束i的貢獻(xiàn)成比例的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)；m是復(fù)用幀的數(shù)量；m是復(fù)用幀上的索引；n是透明度可控像素層的數(shù)量；n是在透明度可控像素層上的索引；f(n,p,i)是層n內(nèi)沿內(nèi)部光學(xué)路徑p的到發(fā)射光束i的透明度可控像素的索引；tn,m,f(n,p,i)是復(fù)用幀m期間層n內(nèi)透明度可控像素f(n,p,i)的透射率值；di,p是分區(qū)常數(shù)；以及是發(fā)射光束i的目標(biāo)光束值。

9、對于示例方法的一些實施例，確定至少所述第一發(fā)射光束的所述目標(biāo)光束值可以基于表征光場的信息。

10、對于示例方法的一些實施例，可以使用非負(fù)張量因子分解(non-negative?tensorfactorization，ntf)來執(zhí)行透射率值的選擇。

11、對于示例方法的一些實施例，可以基于對應(yīng)的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)ci,p來選擇每個分區(qū)常數(shù)di,p的值。

12、對于示例方法的一些實施例，可以選擇每個分區(qū)常數(shù)di,p的值以與對應(yīng)的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)ci,p成比例。

13、對于一些實施例，該方法還包括：至少部分地基于所述光束值分區(qū)，選擇在所述內(nèi)部光學(xué)路徑中的至少一者的開始處的至少一個發(fā)光元件的亮度值(或表示光輸出的其他值)。

14、根據(jù)一些實施例的示例裝置可以包括：處理器，被配置為至少執(zhí)行：確定用于顯示設(shè)備的至少第一發(fā)射光束的目標(biāo)光束值，所述顯示設(shè)備可操作以發(fā)射多個發(fā)射光束，所述顯示設(shè)備被配置為使得所述發(fā)射光束的至少一個包括來自多個內(nèi)部光學(xué)路徑的貢獻(xiàn)；將所述目標(biāo)光束值分成多個光束值分區(qū)，每個光束值分區(qū)與所述內(nèi)部光學(xué)路徑中對所述第一發(fā)射光束有貢獻(xiàn)的對應(yīng)一個內(nèi)部光學(xué)路徑相關(guān)聯(lián)；以及至少部分地基于所述光束值分區(qū)，選擇沿著所述內(nèi)部光學(xué)路徑中的對所述第一發(fā)射光束有貢獻(xiàn)的至少一個內(nèi)部光學(xué)路徑的至少一個透明度可控像素的透射率值。

15、示例裝置的一些實施例還可以包括：發(fā)光層；以及覆蓋所述發(fā)光層的至少兩個空間光調(diào)制器層，所述空間光調(diào)制器層包括多個透明度可控像素，所述多個透明度可控像素包括所述至少一個透明度可控像素，其中所述內(nèi)部光學(xué)路徑從所述發(fā)光層延伸穿過所述至少兩個空間光調(diào)制器層。

16、對于示例裝置的一些實施例，多個所述內(nèi)部光學(xué)路徑可以穿過至少一個分束元件。

技術(shù)特征：

1.一種用于渲染光場的方法，包括：

2.一種用于渲染光場的裝置，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述slm包括堆疊的空間光調(diào)制器(slm)，其中每個所述內(nèi)部光學(xué)路徑穿過所述slm的相應(yīng)透明度可控像素，且其中所述選擇透射率值包括：選擇所述slm的所述透明度可控像素的透射率值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述選擇所述透射率值包括：迭代地調(diào)整所述透射率值，以減小所述誤差項的所述總和。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述誤差項被表示為

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，li,p是因子的乘積，所述因子包括位于沿所述光學(xué)路徑p的至少一個透明度可控像素的至少一個透射率值和貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)ci,p。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，每個分區(qū)常數(shù)di,p的值是基于相應(yīng)的貢獻(xiàn)強(qiáng)度常數(shù)ci,p而被選擇的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述選擇所述透射率值包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述選擇所述透射率值包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述選擇所述透射率值包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述選擇所述透射率值包括：選擇透射率值以基本上最小化以下表達(dá)式的值

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中確定至少所述出射光束的所述目標(biāo)光束值是基于表征光場的信息的。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述透射率值的所述選擇是通過使用非負(fù)張量因子分解(ntf)而被執(zhí)行的。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括：至少部分地基于所述光束值分區(qū)，在至少一個所述內(nèi)部光學(xué)路徑的開始處，選擇至少一個發(fā)光元件的光輸出。

15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述顯示設(shè)備還包括：

技術(shù)總結(jié)
描述了用于使用顯示設(shè)備來顯示光場的系統(tǒng)和方法，其中多個內(nèi)部光學(xué)路徑對每個相應(yīng)輸出光束有貢獻(xiàn)，并且其中每個光學(xué)路徑穿過所述顯示的至少一個透明度可控像素。在示例方法中，目標(biāo)光場被分區(qū)成多個光場分區(qū)，其總和為所述目標(biāo)光場。每個光場分區(qū)與所述內(nèi)部光學(xué)路徑的子集相關(guān)聯(lián)。選擇所述顯示設(shè)備的像素值以最小化每條路徑對其相應(yīng)光場分區(qū)的貢獻(xiàn)中的總誤差。本文所述的方法可用于選擇包括衍射元件(例如，衍射光柵)的顯示設(shè)備中的像素值。

技術(shù)研發(fā)人員：朱卡-塔帕尼·馬基寧,M·阿拉馬基
受保護(hù)的技術(shù)使用者：PCMS控股公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10