[發(fā)明專利]一種基于DirectX9的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410431511.9
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104216533B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 龍愷;趙鵬;鄭華科;曹偉東;沈冰;龔濤
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346;G06F3/14
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 宋纓,孫健

技術領域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實顯示技術領域，特別是涉及一種基于DirectX9的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器。

背景技術

目前，虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器作為下一代游戲，虛擬現(xiàn)實交互的重要器材，未來是醫(yī)療，軍事訓練，影音娛樂領域必不可少的電子設備。但此類器材尚處在發(fā)展階段，國內尚未有成熟的產品。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于DirectX9的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器，具備全景式3D效果，并可以根據(jù)頭部轉角顯示相應方向上的畫面。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于DirectX9的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器，包括顯示屏和計算機，所述顯示屏通過計算機顯示圖像，所述計算機還連接有運動傳感器，所述運動傳感器將頭部轉角運動的數(shù)據(jù)交由計算機處理；所述計算機經過DirectX9紋理化、變形和回帖處理后形成符合雙眼視差標準的畫面?zhèn)鬏斨溜@示屏顯示。

所述運動傳感器將三軸方向上的航姿角度值傳輸至計算機，所述計算機控制虛擬場景中的攝像機角度在三軸方向分別加上運動傳感器在三軸方向上對應的航姿角度值；攝像機獲取到第一圖像后對第一圖像的紋理進行保存，計算機利用著色器對第一圖像的紋理進行反畸變得到畸變后的紋理，將畸變后的紋理貼到顯示屏的左半邊，調整虛擬場景中攝像機位置和角度，使其符合雙眼視差所需滿足的眉間距離，再次疊加上三軸方向的航姿角度值后獲取第二圖像，并保存第二圖像的紋理，計算機利用著色器對第二圖像的紋理進行反畸變得到畸變后的紋理，將畸變后的紋理貼到顯示屏的右半邊。

所述著色器根據(jù)位移公式將紋理上的每個像素點做位移變化，位移公式為：(r,θ)→(f(r)r,θ)，其中，r為當前像素點到屏幕中點的距離，θ為弧度，f(r)＝k₀+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶，k₀,k₁,k₂,k₃是根據(jù)透鏡的畸變系數(shù)得來的。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：本發(fā)明實現(xiàn)了雙眼視覺，全景式3D效果，仿佛置身于虛擬世界中。畫面可以根據(jù)頭部運動顯示相應畫面，跟蹤延時低，畫面跟隨性良好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實施方式涉及一種基于DirectX9的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器，包括顯示屏和計算機，所述顯示屏通過計算機顯示圖像，所述計算機還連接有運動傳感器，所述運動傳感器將頭部轉角運動的數(shù)據(jù)交由計算機處理；所述計算機經過DirectX9紋理化、變形和回帖處理后形成符合雙眼視差標準的畫面?zhèn)鬏斨溜@示屏顯示。

本發(fā)明可在電腦上將制作虛擬場景，利用DirectX9這款場景開發(fā)軟件，經過紋理化，變形，回帖這一系列圖像處理過程，形成符合雙眼視差標準的畫面，之后通過視頻傳輸線把畫面顯示到戴在頭上的頭盔內顯示屏幕上。同時，頭部顯示器內放置一塊運動傳感器和處理其原始數(shù)據(jù)的單片機。單片機通過USB與電腦通信，將運動傳感器測得的頭部運動情況轉化成電腦可識別的數(shù)據(jù)格式和內容，回傳給電腦。電腦根據(jù)得到的頭部運動角度，生成新一幀畫面，將此畫面再次傳輸給頭部的顯示器。以此循環(huán)，來實現(xiàn)所需要的全景式3D顯示效果，如圖1所示。

具體DirectX9的處理過程如下：

步驟一：讀取頭部運動傳感器回傳的三軸方向上的航姿角度值_x,_y,_z。

步驟二：當前虛擬場景中的攝像機角度在三軸方向分別加上_x，_y，_z，即x,y,z正交坐標系上相對三軸各自的偏量。設置好視窗大小，視角大小后繪制圖像。