[發(fā)明專利]一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410530195.0
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104571492B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱夢堯;賀君煒;辜城村;陳燕;盧好峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法，屬于虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前虛擬現(xiàn)實聲渲染的球面聲源一般采用Monte Carlo分布方法，其球面聲源表面的位置分布為

(1)

其中，為水平角，為仰角，、分布表示在區(qū)間內(nèi)的隨機(jī)數(shù)。

這種分布方法由于仰角的概率密度分布函數(shù)無法完全收斂于，導(dǎo)致聲源表面的位置分布無法滿足聲源的全向性要求，從而引起真實性誤差。表現(xiàn)為虛擬現(xiàn)實聲的體念感更加弱化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的的位置分布方法，以滿足聲源全向性的要求并獲得更加真實的虛擬現(xiàn)實聲。

本發(fā)明提供的一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法，該方法通過將聲源表面的位置分布轉(zhuǎn)化為圓盤上單元塊的位置分布處理，然后反推出聲源表面的位置分布，包括下列步驟：

步驟一 ：將球面聲源的表面劃分為上、下半球面，取其一半球面，將其劃分為若干個圓環(huán)，每個圓環(huán)劃分為若干個面積相等的單元塊，單元塊內(nèi)任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為，其中表示水平角，表示仰角；

步驟二：通過Lambert映射，將半球面投影到二維平面上的圓盤上，其單元塊內(nèi)點(diǎn)坐標(biāo)為，其中，表示二維平面圓盤上的圓環(huán)半徑；

步驟三：將二維平面上的圓盤劃分為若干個面積相等的單元塊，不同圓環(huán)之間滿足表達(dá)式：

(4)

其中，、分別表示圓盤上第、個圓環(huán)的半徑，、表示第、個圓環(huán)內(nèi)單元塊的數(shù)量；

步驟四：計算出二維平面圓盤上每個單元塊的縱橫比，然后通過，計算出球面上每個單元塊的縱橫比；

步驟五：通過方程(4)、縱橫比，從內(nèi)環(huán)向外環(huán)或者外環(huán)向內(nèi)環(huán)，遞歸地計算出半球面上每個圓環(huán)的仰角，其表達(dá)式：

(11)

其中，表示圓盤上第個圓環(huán)的半徑，表示第個圓環(huán)內(nèi)單元塊的數(shù)量，、分別表示第、個圓環(huán)的仰角，每個圓環(huán)內(nèi)的所有單元塊的仰角相等；

步驟六：計算球面上每個單元塊的水平角，獲得半球面上所有單元塊的位置分布：，

其中，表示球面上第個圓環(huán)內(nèi)的第個單元塊內(nèi)任意位置處的水平角，表示球面上第個圓環(huán)內(nèi)的第個單元塊內(nèi)任意位置處的仰角；

步驟七：根據(jù)上、下半球面的對稱關(guān)系，計算出球面上所有單元塊的位置分布。

本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于：由于采用了上述的球面聲源表面的位置分布方法，使得仰角幾乎完全收斂于，從而使得聲源的全向性得到保證，并表現(xiàn)為虛擬現(xiàn)實聲的真實性得到保證。

附圖說明

圖1為 本發(fā)明的一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法的算法流程圖；

圖2為上半球面被劃分為500個等面積的單元塊示意圖；

圖3為上半球投影到單位圓盤上的500個等面積的單元塊示意圖；

圖4為聲源表面的位置仰角的概率密度函數(shù)；

圖5為球面上的聲線位置分布示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

在本發(fā)明球面聲源表面的位置分布方法的算法流程圖如圖1所示，主要是通過將聲源表面的位置分布轉(zhuǎn)化為圓盤上單元塊的位置分布處理，然后反推出聲源表面的位置分布。

本發(fā)明，即一種虛擬現(xiàn)實聲渲染中球面聲源表面的位置分布方法，包括下列步驟：

步驟一 ：將球面聲源的表面劃分為上、下半球面，取其一半球面，將其劃分為若干個圓環(huán)，每個圓環(huán)劃分為若干個面積相等的單元塊，單元塊內(nèi)任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為，其中表示水平角，表示仰角；

步驟二：通過Lambert映射 ，

(2)

即

(3)

將半球面投影到二維平面上的圓盤上，單元塊內(nèi)點(diǎn)坐標(biāo)為；

步驟三：將二維平面上的圓盤劃分為若干個面積相等的單元塊，不同圓環(huán)之間滿足表達(dá)式：

(4)

其中、分別表示圓盤上第、個圓環(huán)的半徑，、表示第、個圓環(huán)內(nèi)單元塊的數(shù)量；

步驟四：計算二維平面出圓盤上每個單元塊的縱橫比，然后通過，計算出球面上每個單元塊的縱橫比：

(5)

其中，、分別表示圓盤上第、個圓環(huán)的半徑，、表示第、個圓環(huán)內(nèi)單元塊的數(shù)量；

縱橫比還可以為

(6)

其中表示圓盤上單元塊的面積，