本发明涉及一种三维显示器， 特另 I胆不限于涉及一种允许用户交互的三维 显不器。

背景技术

三维显示系统是众所周知的， 并且其落入多种技术分类。 立体系统依赖于 向观众的双眼显示两个不同的图像。 这可以通过将两个图像投影到同一屏幕， 并且为观众提供极化眼镜或者具有彩色滤光片 的眼镜来实现， 使得第一图像仅 能为观众的右眼所见， 而第二图像仅能为观众的左眼所见。 也存在不需要眼镜 的裸眼立体系统， 其通过视差屏障或者柱状透镜阵列分别向每只 眼睛显示分离 图像。

在立体系统中， 向观众的左眼和右眼显示的图像是相同的图像 ， 不论观众 相对于图像的位置如何。 因此， 观众无法看到图像的侧面或者背面， 而简单地 向其显示具有视差的单个透视图。 现己使用眼追踪设备来跟随用户的注视， 并 实时调整图像。 然而， 这些系统仅适用于单个观众观看。

体三维显示器也是已知技术， 其包括 "体扫描"设备。 这类显示器快速地 将三维图像切片投影到运动的二维表面上， 依赖于视觉暂留以向观众显示三维 图像。 然而， 由于这类设备中的显示体必须包含快速运动的 机械部分， 由于不 可能触碰图像而不造成伤害， 使用体扫描显示器作为交互设备是不可能的。 这 些显示器也不适于在诸如笔记本电脑、 平板电脑和手机的移动设备中使用。

"静态体"设备也是已知技术， 其避免在显示体中使用运动部分。 一种示 例静态体显示设备将激光会聚到空中一点， 其在该点电离空气， 从而形成一个 等离子球。 这种显示器在显示体中不需要运动部分， 但是显示的图像由相当大 的像素构成， 所以显示分辨率很低。这类显示器也限于单一 颜色或者少量颜色。

三维图像也能够通过全息摄影术产生。 然而， 已知的全息显示器并不提供 用户交互。

现存的雾气、 空气、 水屏幕都是透射式的屏幕， 即 影仪和观众位于屏幕 两侧， 被屏幕隔开。 当投影仪把图像投掷到屏幕上时， 这些屏幕把图像的光散 射， 使得不同位置的观众都可以看到图像。 然而这类屏幕不能显示三维图像。

许多上述己有类型的三维显示器产生虚拟图像 ， 或者限于显示器内部的图 像。 与现实相对的， 虚拟图像不能樾虫摸并因此不能 共用户交互。

本发明的一个目标是提供一种三维交互显示器 ， 其减少或实质上避免了上 述问题。

发明内容

根据本发明的第一方面， 一种三维显示系统， 包括显示器外壳、 某种可以 对光线进行散射的介质和用于将二维图像投影 到介质中或介质上的多个投影 仪， 每个 影仪具有调整从投影仪到投影图御巨离的部件 ， 并且每个投影仪枢 轴安装到显示器外壳， 以调整投影二维图像相对于投影仪的水平和垂 直位置。

这种介质即可以对投入其中的光进行散射， 也可以对投在介质表面的光进 行散射或漫透射， 比如说雾气屏， 空气屏， 7}：幕屏都可以对投射到该屏幕表面 的图像的光进行散射或漫透射， 从而扩大图像的可视区域。 这种介质还可以是 固体或其他状态， 不局限于气体和液体。 本发明的第一方面一共包括三个优选 实例： 带有透射式雾气屏阵列的三维交互式显示器、 带有反射式雾气屏阵列的 三维交互式显示器和将雾气屏阵列与三维交互 式显示器结合的一种外形设计。

通过ΐί共多个投影仪， 能够从多个二维图像分量形成一个三维图像。 这提 供了能够像真实物体一样从许多角度观看的三 维图像。 由于每个图像分量具有 小视场， 通过组合小的图像分量构成三维图像的方法有 很大优点， 并小视场将 使像差降低为最小。

理想地， 小的图像分量将合并在一起以形成单个三维图 像。 然而， 即使当 二维图像略微分离也可能会获得弓 I人注目的三维效果， 并且有时可能会形成多 个不相交的三维图像。

通过 共可调整投射方向的投影仪， 并将 仪枢轴安装在外壳中， 能够 调整每个二维图像分量的位置。 因此能够显示许多不同的三维图像， 并且能够 形成运动图像。 在显示器中不存在运动部件， 所以能够安全地触摸投影图像。 图像可以是高分辨率和多色的， 并且观看图像无需特殊设备。 多个观众能够同 时观看该显示。

每个 仪包括光源、 显示屏幕和变焦镜头。 每个投影仪还包括波面调制 器。 由于相比传统机械变焦透镜能够实质上节省空 间且减少改变焦距所需要的 时间， 提高效率。 具有光源、 显示屏幕和变焦镜头的投影仪以传统方式操作 以 将图像投影到显示屏幕上， 会聚到通过变焦镜头和该处提供的调制器的调 整而 确定的点。

变焦镜头可以是液体变焦邀竟。 由于相比传统机械变焦透镜能够实质上节 省空间， 液体变焦特别适用于移动使用的显示设备。

每个膨碰一步包括膨仪外壳， 其呈长方棱柱体。 由于许多这类投影 仪都有效地安装到框架上， 这种形状是有益的。

每个 i ^影仪可选地包括圆锥平截头体形的外壳， 显示屏幕置于外壳的窄端 附近而变焦镜头置于宽端附近。 由于外壳壁吸收的光最少， 因此这种形状是有 益的， 从而能够进行有效的操作。

至少提供一个摄像机， 其连接到具有图像处理软件的计算机。 摄像机安装 到显示设备的显示体上， 以检测与投影图像相关的真实对象的存在和位 置。

当提供一个摄像机和计算机时， 数字或其他符号构成每个投影二维图像分 量的一部分， 图像处理软件配置为从摄像机或多个摄像机的 视频信号或多个视 频信号中检测存在或不存在数字或其他符号。 通过这种方法， 计算机能够识别 出投影图像中的任何部分是否己经被存在的某 些物理障碍散射， 所述物理障碍 例如是用户的手。

数字可能投影在人眼看不见的电磁波谱部分， 例如紫外或红外波谱。 第一个优选实例就是带有透射式雾气屏阵列的 三维交互式显示器， 将雾气 屏幕拍成阵列放置在地面或悬挂在屋顶天棚（ 不局限于上述 的摆放)， 用计 算机控制某些个喷射管喷射介质和投影仪投掷 图像分量， 其他的喷射管则不喷 射介质。 当投影仪把图像投掷到该屏幕位置处， 喷射管喷介质， 使图像被散射 或漫透射扩大了可视区域。

雾气屏阵列由很多个喷射管组成阵列， 每个喷射管为（但不局限于） 圆柱 形与三维显示器相连并被计算机控制， 每个喷射管可以自由活动， 当许多喷射 管与三维显示器一起工作的时候可以显示复杂 的三维图形。 每个喷射管在三维 显示器的控制下工作或停止工作， 当某些喷射管在计算机控制下工作， 其他喷 射管则不工作， 这样使得整个阵列只显示用户想要显示的三维 图像， 避免了过 多不必要的雾气使得可见度降低或破坏像质。 喷射管与喷射管之间有一定的空 隙使得喷射管可以自由活动。 不同投影仪将图像投射到不同的喷射管喷射的 雾 气屏幕上， 这些图像组合在一起形成三维图像。

第二个优选实例就是带有反射式雾气屏阵列的 三维交互式显示器， 与第一 个优选实例相似， 将雾气屏幕拍成阵列放置在地面或悬挂在屋顶 天棚， 用计算 机控制每个喷射管喷射介质和投影仪投掷图像 分量， 其他的喷射管则不喷射介 质。 雾气屏阵列由很多个喷射管组成阵列， 每个喷射管为（但不局限于） 圆柱 形与三维显示器相连并被计算机控制， 每个喷射管可以自由活动， 当许多喷射 管与三维显示器一起工作的时候可以显示复杂 的三维图形。 每个喷射管在三维 显示器的控制下工作或停止工作， 当某些喷射管在计算机控制下工作， 其他喷 射管则不工作， 这样使得整个阵列只显示用户想要显示的三维 图像， 避免了过 多不必要的雾气使得可见度降低或破坏像质。 喷射管与喷射管之间有一定的空 隙使得喷射管可以自由活动。 不同投影仪将图像投射到不同的喷射管喷射的 雾 气屏幕上， 这些图 合在一起形成三维图像。

与第一个优选实例不同之处在于， 当多个喷射管喷射的雾气浓度足够大的 时候， 投射到雾气上的光全部都被漫反射或散射， 从而形成二维或三维图像， 即投影仪和观众在屏幕的两侧， 而雾气很厚占据了一定的体积， 所以形成了三 维图像并且扩大了可视区域。

第三个优选实例就是外形的设计， 将雾气屏阵列和显示器做成花朵和砂粒 的外形， 造成^ Q的效果， 还可以在雾气中加入一些香料， 模仿花香。

必须强调的是， 上述散光介质不局限于雾气， 还可以是空气屏阵列、 水屏 幕阵列等， 此外还可以是其他状态的物质如固体等或者是 其他散光物质。

根据本发明的第二方面， 一种操作计算机的方法包括以下步骤：

(a)提供一种三维显示系统， 包括显示器外壳、某种可以对光线进行 ¾寸 的介质和用于将二维图像投影到介质中或介质 上的多个投影仪， 每个投影仪具 有调整从投影仪到投影图颜巨离的部件， 并且每个投影仪枢轴安装到显示器外 壳， 以调整投影二维图像相对于投影仪的水平和垂 直位置；

(b)在三维显示器上显示三维物体；

(c)在物体表面上显示与程序、 功能、 数据或者设备相关的符号；

(d)检测用户的手的位置是否在物体表面附近， 检测在物体表面附近是否 有其他物体； 以及 (e)根据检测到用户手的点附近显示的符号， 启动禾 »、激活功能、 数据或者激活与符号代表的设备相关的功能。

操作计 Ml的方法进一步包括以下步骤：

(f)减小在步骤（a) 中显示的对象的尺寸； 以及

(g)显示一个新对象， 其代表己启动程序功能、载入数据的元素、或 者用 户在步骤 (c) 中选择的符号代表的设备的内容。

本操作计算机的方法提供了高度可视的人机交 互， 用户体验到三维空间的 优势， 从而理解例如其观看的数据组织。 相比传统二维界面， 这允许用户快速 理解复杂的互»据和功能。

根据本发明的第三方面， 一种浏览万维网的方法包括以下步骤：

(a)一种三维显示系统，包括显示器外壳、某种 可以对光线进行散射的介 质和用于将二维图像投影到介质中或介质上的 多个投影仪， 每个投影仪具有调 整从投影仪到投影图御巨离的部件， 并且每个投影仪枢轴安装到显示器外壳， 以调整投影二维图像相对于投影仪的水平和垂 直位置；

(b)在三维显示器上显示第一网页；

(c)检测用户的手的位置是否在显示的网页附近 ，检测在显示的网页附近 是否有其他物体； 以及

(d)如果检测到用户手位于第一网页上的超链接 附近，则缩小第一网页并 以较大尺寸显示该超链接的目标网页。

与本发明第二方面的方法类似， 这种方法向用户提供对其访问的网页的互 联特性的进一步感知和理解。 当访问任何特定页面时用户不仅能够知晓从该 页 面其将去往何处， 还能够知晓从何处能够到达该处。 用这种方法， 更易实现包 括回溯到先前访问站点的非线性浏览并且信息 更易为用户思想吸收。

网页能够以标记语言撰写， 其中定义了每个元素的三维位置。 因此， 这种 网页对于根据本发明第三方面的显示和交互方 法是最优的。

可选地， 将定义了每个页面元素的三维位置的三维字体 应用于 HTML或 XHTML网页， 这些网页设计为在标准二维浏览器中显示。

附图说明

图 1示出根据本发明第一方面的三维显示系统的� �意透视图；

图 2示出作为图 1中三维显示系统的部件的投影仪没有散光介� �时可视区 狭小示意透视图；

图 3示出作为图 1中三维显示系统的部件的投影仪和散光介质� �大可视区 域的示意透视图。

图 4示出图 2投影仪的旋转安装；

图 5示出图 2投影仪的枢轴安装；

图 ό示出在框架上多个图 2投影仪的布置；

图 7示出图 1中没有散光介质时图像可视范围狭小；

图 8示出图 1中的散光介质对图像可视范围的扩大；

图 9示出带有落 射式雾气屏阵列的三维交互式显示器；

图 10示出带有悬 射式雾气屏阵列的三维交互式显示器；

图 11示出图 9和图 10中的喷雾管可自由移动；

图 12示出图 9和图 10中的喷气管和投影仪移动到不同位置显示图� ��； 图 13示出带有落地 射式雾气屏阵列的三维交互式显示器；

图 14示出带有悬挂式反射雾气屏幕阵列的三维交� ��式显示器；

图 15示出图 13中的反射式喷雾屏幕阵列散光扩大可视区域� ��

图 16示出图 14中的反射式喷雾屏幕阵列散光扩大可视区域� ��

图 17示出图 13和图 14中的喷雾管可自由移动；

图 18示出透射式雾气屏阵列截断三维图像光路；

图 19示出^ I寸式雾气屏阵列不截断三维图像光路；

图 20示出外形是花朵和砂石形状的带有雾气屏幕� ��三维显示器； 图 21示出图 20中的花朵形三维显示器关闭状态；

图 22示出图 20中的花朵形三维显示器半开状态；

图 23示出图 20中的花朵形三维显示器全开状态；

图 24示出图 20中的花朵形雾气屏幕关闭状态；

图 25示出图 20中的花朵形雾气屏幕全开状态；

图 26示出由图 1的显示设备膨的弯曲薄板的图像， 其正被真人触摸； 图 27示出由图 1的显示设备攝的流体表面的图像， 其正被真人触摸； 图 28示出由图 1的显示设备投影的软体表面的图像， 其正被真人触摸； 图 29示出由图 1的显示设备膨的类人图像；

图 30示出根据本发明第二方面的计算机操作界面� �� 图 31示出在图 30中图像部分被用户手触摸后， 图 30的界面； 图 32示出根据本发明第三方面的网页浏览器。 鶴实施例的描述

首先参考图 1， 一般地三维显示系统以 10标识。 显示系统 10包括多个投 影仪 12、多个摄像机 22、显示器壳体 24和计纖 26。 膨仪 12将二维图 像分量 102投影到显示系统 10前面的空间中。组合二维图像分量 102以形成三 维图像 100， 其中图像 100、 图像分量 102被物质 103散光， 从而扩大图像可视 区域。这种物质可以是气体屏幕、雾气屏幕、 7屏幕等， 也可以使其他状态（如 固体）等的物质。 本专利主要应用气体屏幕和雾气屏幕。

在图 2中示出每个膨仪 12的结构。 每个投影仪包括块壳体 14、 二维显 示屏幕 16、变焦镜头 18和调制器 20。壳体 14是长方棱柱体。二维显示屏幕 16 在长形壳体 14一端而变焦透镜 18在另一端。调制器 20位于两端之间距离实质 上四分之一处， 距变焦镜头 18比距显示屏幕 16近。

二维显示屏幕 16在本实施例中是计諫 26控制的 LCD显示器。显示屏幕 16是背光式的。 在使用中， 在显示屏幕 16上显示图像分量， 调节变焦镜头 18 和调制器 20以在距投影仪 12可调距离的空间点处显示清晰图像。 ±夬壳体 14由 不透光材料制成， 因此光不会穿过安装在同一框架上的膨仪 12之间， 而导致 干涉。 变焦镜头 18可以是液体变焦镜头， 例如在 GB专利 2432010 (三星） 中 公开的。

调制器 20和 /或镜头 18可能引入 ¾影图像分量 102的一 象差。畸变是可 能引入的一类像差,其可以被计算机 26预测并通过引入发送到二维显示屏幕 16 的图像的反向畸变来进行补偿。 球差也能够以此方法校正， 虽然在实践中许多 情况下观众不会注意到球差。

然而， 图像分量 102可视区域却很小，在这个区域内眼睛 112a可以看到图 像分量 102,而不在这个区域范围内的眼睛 112b、目艮睛 112c却看不到这个图像。 因此图 3中用雾气屏幕却可以解决这个问题。

图 3中示出雾气屏幕在空气中提供悬浮颗粒云（� �光物质） 103，形成半透 明雾。这允许膨仪 12膨出浮在空中的图像。 舰择雾气屏幕以产生无 障碍的雾， 其是对于观众是不可见的， 或者几乎不可见的。 影仪可选地能够被其他能够在空间中投影点、 像素或图像分量的设备替 代。 例如， 激光能够用于在气体中激发可见辐射。

可以设想的是， 部分或所有的投影仪构成能够投影全息图的结 构， 包括激 光器和具有先前记录全息图的摄影底片。

现在参考图 4和 5， 每个 ¾¾仪12安装在显示器壳体 24上， 使得其能够 以两个垂直轴 A-A和 B-B中任意一个为轴旋转， 垂直轴位于块 12的一端并与 显示屏幕 16位于一个平面内， 并且每个都垂直于显示屏幕 16的边。 每个投影 仪 12也能够沿投影仪壳体的棱柱体或平截头体的� ��轴旋转 90度。 配件是机械 的且能够通过计算机 26控制， 使得在使用中， 通过将投影仪 12以轴 A-A为轴 旋转而将每个投影图像分量 102沿着平行于显示系统 10表面的水平 X方向移 动， 通过将膨仪 12 以轴 B-B为轴旋转而将每个膨图像分量 102沿着平行 于显示系统 10表面的竖直 Y方向移动， 以及通过调整变焦镜头 18和调制器 20 而将每个投影图像分量 102沿着垂直于显示系统 10表面的 Z方向运动。壳体的 选择是有益的， 由于其能够更加灵活地布置形成三维图像 100的图像分量 102。

在本实施例中，显示屏幕 16是方形的。然而也可以使用其他形状的显示� �� 幕， 并且这是 90度旋转樹共不同二维图像分量 102的不同纵横比的情况。

图 ό示出显示器壳体 24内投影仪 12的一种布置。投影仪 12的布置可以被 选择以最好地适应显示器上将要在显示器上显 示的图像的形状。

在使用中， 如图 7所示， 三维图像 100通过显示设备 10投影， 并由多个图 像分量 102构成。 依赖于观众 112的位置， 部分图像分量 102将落入观众的视 野， 而其他的将不能看见。 这与真实三维物体的用户體一致： 只能看见不被 其他部分遮挡的部分。在图中， 目艮睛 112a會够看到图像分量 102， 目艮睛 112b和 112c则看不到。 每个图像分量在特定角度范围内能够被观察者 看到， 在角度范 围之外观察者不能看到。

图 8示出三维图像 100在散光介质 103的作用下，对图像的光线进行翻寸， 从而扩 W众的可视区域。 从眼镜 112a一直到眼镜 112g所有位置的观众 # " 以看到。 这种散光介质可以是（但不局限于） 空气屏幕、 雾气屏幕或者是水屏 幕等。 也可以是固体等其他状态。 本专利主要介绍雾气屏幕作为散光介质 103 并排成阵列。从图 9到图 19都是介绍各种雾气屏幕阵列扩大三维图像的� ��视区 域。 图 9示出产生散光物质扩大三维图像可视范围的� �个实施例:雾气屏阵列。 计龍 26控制三维显示器 10和雾气屏幕阵列 104， 三维显示器 10如上所述包 括多个投影仪 12， 雾气屏幕阵列 104则包括许多可以自由活动的喷雾管， 这些 喷雾管可分为两类：正在喷雾的喷雾管 105a和没有喷雾的喷雾管 105b。当三维 显示器 10中的投影仪 12将图像分量 102投掷到某个空间位置上时， 相应的喷 雾管 105a喷出的雾 103对其上的图像进行散射从而扩大图像的可视 区域，其他 不工作的喷雾管 105b则不喷雾， 避免影响图像成像质量。 将这些图像分量 102 组合到一起的时候， 则形成了三维图像 100， 眼睛 112在各个位置都可以看到。 本图显示的是落地式的雾气屏幕阵列 104。 雾气屏幕阵列同样可以悬挂在天棚 上， 由下图显示。

图 10示出带有悬挂式雾气屏幕阵列 104的三维显示器 10。 和落地式的雾 气屏幕阵列成像原理完全一致， 唯一的不同就是将雾气屏幕阵列 104悬挂在天 需要强调的是雾气屏幕阵列 104不局限于上述两种位置， 还可以放置在其 他位置。

图 11示出图 9和图 10中的喷雾管 105a可以自由运动并喷射雾气 103。 图 12示出图 9和图 10中， 计籠 26的控制下， 喷雾管 105a自由运动到 不同位置并喷射雾气 103 ,三维显示器 10的投影仪 12自由运动到不同位置并投 掷图像分量 102到雾气屏幕 103上， 其中投影仪 12和喷雾管 105a可以安置在 (但不局限于）墙上或天棚上。

图 13示出带有^!寸式雾气屏阵列 104的三维交互式显示器 10。 在计算机 26的控制下，三维显示器 10将三维图像 100投掷到雾气屏幕上 103，喷气管 105a 喷出很厚的雾气 103将图像 寸，从而扩大图像的可视区域。其余的喷雾管 105b 则不工作。 雾气屏阵列 104在地上。

图 14示出悬挂式的带有反射式雾气屏阵列 104的三维交互式显示器 10。 必须强调的是， 本专利仅仅揭示出两种防止雾气屏幕阵列的方 式， 但不局限于 这两种。

图 15和图 16示出图 15和图 16中喷雾管 105a喷射出很厚的雾气屏幕 103, 而三维显示器 10中的投影仪 12将图像分量 102投掷到雾气屏幕 103上， 因为 雾气屏幕 103很厚， 将图像分量 102所有的光线者隨反射或散射回来， 所以扩 大了图像分量 102的可视区域， 使得从眼睛 112a到眼睛 112g都可以看到。 图 17示出图 15和图 16中喷雾管 105a可以自由运动并喷射雾气 103。 图 18示出用透射式雾气屏阵列 104显示图像分量 102的弊端。图中的喷雾 管 105a喷射出雾气屏幕 103，投影仪 12a需要将图像分量 102a投掷到如图所示 的右侧， 而 影仪 12b需要将图像分量 102b投掷到如图麻的左侧，但是雾气 屏幕 103的位置和透射式这种方式，即观测者 112和膨仪 12或三维显示器 10 必须在屏幕的两侧（见图 10)，使得他们各自的图像分量 102a和 102b的光路被 雾气屏幕 103所截断， 所以不能达到预期的效果。

图 19示出^ I寸式雾气屏阵列 104解决了这个问题。 图中的喷雾管 105a喷 射出雾气屏幕 103， 投影仪 12a将图像分量 102a投掷到如图所示的右侧， 投影 仪 12b将图像分量 102b投掷到如图麻的左侧， 雾气屏幕 103将图像分量 102 射或散射， 这种方式使得他们各自的图像分量 102a和 102b的光路不被雾 气屏幕 103所截断， 正确的成像在需要的位置上， 达到了预期的效果。

图 20示出外形是花朵和砂石形状的带有雾气屏幕� ��三维显示器 10和雾气 屏幕阵列 104。 与图 1相对应， 一般地三维显示系统以 10标识。 显示系统 10 包括多个 影仪 12、 多个摄像机 22、 显示器壳体 24和计 Ml 26。 投影仪 12将二维图像分量 102投影到显示系统 10前面的雾气屏幕阵列 103上。组合二 维图像分量 102以形成三维图像 100， 扩大成像可视区域， 每个投影仪 12都做 成花蕊形。 其中显示器壳体 24被分为三部分做成不同的形状： 花瓣形 24a、 花 盘和花托形 24b、砂粒状 24c。其中花瓣 24a负责保护投影仪 12， 可以闭合或张 开。 多个 影仪 12安装在花盘和花托 24b上。 当針花朵形三维显示器 10闭 合时， 砂粒状 24c底盘包裹花朵三维显示器 10如图 24所示。 内置的电动升降 机 106则负责控制花朵的升降。 同样的， 雾气屏幕阵列 104也做成花朵形， 喷 雾管 105a喷出雾气 103对图像分量 102和三维图像 100进行綱寸从而扩大成像 的可视区域， 其中正在工作的喷雾管 105a和不工作的喷雾管 105b都被做成花 蕊状。

图 21示出在整个花朵闭合的情况下图 20中的砂粒状 24c壳体， 在其上安 装多个 仪 12和多个摄像机 22。

图 22示出在整个花朵半开的情况下图 20中的三维显示器外形 10。在计算 机 26控制下升隐 106将花朵从沙砾状壳体 24c中升起， 花盘和花托形 24b托 着多个 ¾¾仪12， 花瓣 24a正在张开。

图 23示出在整个花朵全开的情况下图 20中三维显示系统以外形 10，花瓣 24a完全开放， 花瓣 24a完全张开， 花蕊（多个 仪 12)伸展。

图 24示出图 20中的花朵形雾气屏幕阵列 104闭合 ft况下， 花瓣闭合包裹 花蕊（喷雾管 105b)。

图 25示出图 20中的花朵形雾气屏幕阵列 104全开情况下， 花瓣全开， 花 蕊（喷雾管 105a)喷射雾气 103, 其他的喷雾管 105b不工作。

从图 21到图 25示出整个开花的过程， 即花朵与沙砾形状的带有雾气屏幕 的三维显示器启动的过程。 花朵 10在砂粒 24c中闭合， 然后从砂粒 24c中逐渐 升起， 开放， 与此同时花形雾气屏阵列 104也在逐渐开放喷雾 103， 当花朵 10 完全盛开时，三维图像 100显示在花朵 104中花蕊 105a喷射的雾气屏幕上 103。

从图 21到图 25示出整个花朵闭合的过程， 即花朵与沙砾形状的带有雾气 屏幕的三维显示器关闭的过程， 此过程和上述开¾1程完全相反。

三维图像 100能够响应于物理物体的存在，允许用户与三 维显示器 10上的 图像 100交互。

图 26到 28示出多个示例交互。图 26中，投影图像 100是弯曲薄板。可以 看到， 三维图像励如物理 的弯曲薄板那样响应用户的触摸。 在图 27中， 投影图像 100是流体表面。 当用户手 110碰到图像时， 可以看到从接触点向外 出现波动或波纹。在图 28中， 投影图像 100是柔软且无弹力材料的表面， 例如 沙体。 当用户手 110碰到膨图像的表面时， 在表面上形成一个沟， 并且 手 no移开后保持原状。 在图中， 手 no从图 边到右边水平移动， 从而形 成线形沟。

三维交互，不限于图 26到 28中的上述例子，能够通过使用摄像机 22实现。 摄像机 22置于图像 100 影的区域上。如图 29，每个图像分量 102通过数字标 识。 数字很小使得其对用户是非遮挡和近乎不可见 的。 数字可以投影在电磁频 谱不可见部分， 例如紫外或红外部分。 计算机 26从摄像机 22接收视频信号， 并且， 由于该图像分量 102中的数字不再可见， 而能够识别由于对象存在使图 像分量 102散射的情形。 用这种方法， 能够识别出外部对象的位置， 通过调整 发送到显示屏幕 16的视频信号、 12的变焦镜头 18和调制器 20、机械配 件上投影仪 12的角度位置使得職的三维图像 100作出适当 ^2。 可选地， 可以向计算机 26提供图像处理软件， 其能够检测在摄像机 22视 场内对象的位置和运动。由于其无需通过数字 遮挡投影图像 100，因此这种方法 是有益的。 的图像处理技术在 Dellaert等（2000) 的 Structure from Motion without Correspondence, IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition以及 Hartley禾口 Zisserman(2004 )的 Multiple View Geometry in Computer Vision, Cambridge University Press中描述。激光器、雷达或能够检测 空间中对象位置的类似技术也能够使用以获得 相同效果。

摄像机 22也能够用于记录运动的人 寸象。 来自摄像机 22的视频流可以 被计算机 26用于利用己知技术构建场景的三维模型。三� ��模型随后通过三维显 示设备 10播放。 所述记录能够被存储并通过， 例如电邮传输到另一个人。

在图 30中，三维计算界面 120包括第一三维球 122的投影图像，其由三维 显示系统 10 影。连接到计難的不同存储设备通过第一球 122表面上的字母 或符号 124表示。 程序或数据文件也能够通过类似字母或者符号 表示。 当用户 触摸到 符号时， 这能够被任一上述方法检测到， 第一球 122的尺寸减小并 且第二球 126被¾影以 ， 例如选择存储设备中的文件或目录、 选择辦的 功能、或者选择数据文件中的数据， 如图 31所示。在任何特定时间可能打开数 个程序、 目录或者文件， 每个都通过其自己的球表示， 较小的球表示当前没有 体验用户交互的背景任务。 能够理解的是， 除球形外的其他形状也能同样用来 H W1系统内的设备、 禾 Mif和数据。

图 32示出三维网页浏览器 130。 与三维计算界面 120类似， 网页 132被浏 览器 130表示为球。 当用户触摸第一職面的一部分时， 腿第一球被标识以 表示到其他网站的链接， 减小第一球的尺寸并且显示大尺寸的第二球以 表示链 接的页面。 网页 132在标志语言中被特别地设计以用于三维显示 ， 其标识出每 个分量的三维位置。 可选地， 三维字体本地应用到传统二维 HTML或 XHTML 网页。 浏览器可以同时显示多个网页。 为兼容的目的， 网页浏览器 130也能够 显示二维网页 134而不增加三维字体定义。 三维视频可以插入网页中。

显示器壳体和不透光膨仪壳体可以由塑料制成 ， 特别地可以由可降解生 物塑料制成以降低在使用期结束时该设备的环 : ^影响。