[發明專利]一種虛擬立體場景的構建方法、裝置及立體顯示設備

有效

• 申請號: 201610409173.8
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN106228613B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 劉江
• 申請（專利權）人: 深圳超多維光電子有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T15/10;G06F3/01
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,安利霞

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別涉及一種虛擬立體場景的構建方法、裝置及立體顯示設備。

背景技術

隨著立體顯示技術和虛擬與現實VR(Virtual Reality)技術的不斷完善和成熟，廣大民眾對于立體顯示的興趣和需求也在不斷的增加。實現立體顯示的關鍵在于構建分別被觀察者左眼和右眼接收的具有細微差異的不同圖像，由于左右眼接收到的視覺圖像不同，大腦綜合了左右眼兩幅圖像的信息對圖像進行疊加重生，從而使觀看者產生立體感。

目前，大部分立體應用和VR應用均致力于虛擬場景的立體顯示部分的開發上。虛擬場景是利用計算機，通過OpenGL(Open Graphics Library，開放圖形庫)等圖形引擎構建，并通過顯示器呈現在真實場景中。所謂真實場景，是指人真實的觀察空間，人在真實場景下的固定位置通過人眼接收顯示器所顯示的虛擬場景。

為了實現虛擬場景的立體顯示，可以結合計算機圖形學系統將虛擬場景轉換為虛擬立體場景，從而將虛擬立體場景呈現在真實場景中。但是，現有技術中，通常利用固定的轉換參數將虛擬場景線性的轉換為虛擬立體場景，這種線性轉換的方式，可能導致虛擬立體場景不能與真實觀察空間即真實場景較好的適配，從而無法達到較佳的立體效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種虛擬立體場景的構建方法、裝置及立體顯示設備，解決現有技術中利用固定的轉換參數將虛擬場景線性的轉換為虛擬立體場景，從而無法達到較佳的立體效果的問題。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種虛擬立體場景的構建方法，包括：

獲取虛擬場景的像素的深度數據；

根據所述深度數據，確定所述虛擬場景中虛擬單攝像機到最近物體的距離與虛擬單攝像機到最遠物體的距離；

根據所述虛擬單攝像機到最近物體的距離和虛擬單攝像機到最遠物體的距離，確定左右虛擬攝像機的視間距和投影參數；

根據所述左右虛擬攝像機的視間距和所述虛擬單攝像機，得到左右虛擬攝像機；

根據所述左右虛擬攝像機和所述左右虛擬攝像機各自的投影參數，對所述虛擬場景進行非對稱透視投影變換，從而構建虛擬立體場景。

進一步來說，所述獲取虛擬場景的像素的深度數據的步驟包括：

從所述虛擬場景的深度緩存區中讀取所述虛擬場景每個像素的深度數據。

進一步來說，所述根據所述深度數據，確定所述虛擬場景中虛擬單攝像機到最近物體的距離與虛擬單攝像機到最遠物體的距離的步驟包括：

遍歷所述深度數據，查找所述深度數據中的深度最大值和深度最小值；

將所述深度最小值映射到虛擬場景下虛擬單攝像機到近裁剪平面的距離和虛擬單攝像機到遠裁剪平面的距離之間，得到所述虛擬場景中虛擬單攝像機到最近物體的距離，將所述深度最大值映射到虛擬場景下虛擬單攝像機到近裁剪平面的距離和虛擬單攝像機到遠裁剪平面的距離之間，得到所述虛擬場景中虛擬單攝像機到最遠物體的距離；

或者

將所述深度數據的數據范圍映射到虛擬場景下虛擬單攝像機到近裁剪平面的距離和虛擬單攝像機到遠裁剪平面的距離之間，得到映射深度數據；

獲取所述映射深度數據中的深度最小值和深度最大值，并根據所述深度最小值和所述深度最大值分別確定所述虛擬單攝像機到最近物體的距離和所述虛擬單攝像機到最遠物體的距離。

進一步來說，通過以下公式將深度數據映射到虛擬場景下虛擬單攝像機到近裁剪平面的距離和虛擬單攝像機到遠裁剪平面的距離之間：

其中，Z_sence為映射后的深度數據，Z'_buffer為映射前的深度數據，N_V為虛擬單攝像機到近裁剪平面的距離，F_V為虛擬單攝像機到遠裁剪平面的距離。

進一步來說，所述獲取所述映射深度數據中的深度最小值和深度最大值的步驟包括：

根據所述映射深度數據構建深度信息直方圖；

根據所述深度信息直方圖，獲取所述映射深度數據中的深度最小值和深度最大值。

進一步來說，所述根據所述虛擬單攝像機到最近物體的距離和虛擬單攝像機到最遠物體的距離，確定左右虛擬攝像機的視間距和投影參數的步驟包括：

根據真實場景中最大凸出距離下的第一視差與最大凹進距離下的第二視差之間的比值與虛擬場景中虛擬單攝像機到最近物體的距離下的第三視差與虛擬單攝像機到最遠物體的距離下的第四視差之間的比值相等，從而根據所述虛擬單攝像機到最近物體的距離和所述虛擬單攝像機到最遠物體的距離，確定左右虛擬攝像機的視間距和投影參數。