[發明專利]一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法

有效

• 申請號: 201710313000.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107133918B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 陳健
• 申請（專利權）人: 陳健;廈門匯鑫元軟件有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T17/00
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

1.一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在三維場景中創建虛擬相機，并以虛擬相機所在點O為中心點建立右手坐標系O-XYZ，將虛擬相機水平與垂直方向的視場角度設置為90°，方向朝向-Z軸，并保持俯仰角和翻滾角為0°；

S2、設定渲染圖片的形狀為正方形，其邊長為w，將虛擬相機分別朝向-Z、-X、+Z、+X、+Y以及-Y方向各渲染一張圖片，以獲得當前位置的六視圖；

S3、以虛擬相機所在點O為中心，分別建立球體與立方體，設定球體半徑為1，立方體邊長為2，立方體的各邊平行于X、Y、Z軸；

S4、計算球面任意點P的坐標，根據球面任意點P的坐標計算連線OP與立方體相交點Pc的坐標；

S5、設定所需全景圖的寬度與高度，將全景圖上的像素點一一映射到球面坐標系中，獲得全景圖像素點在球面坐標系的映射坐標；

S6、在W*H個像素點的全景圖中，對每個像素點p按寬度、高度方向分別循環，根據全景圖到球面坐標系中的映射坐標以及Pc點的坐標確定對應的采樣圖及采樣坐標；根據采樣坐標所對應的點在采樣圖中的顏色確定全景圖中像素點p的顏色，獲得所需全景圖，其中，W表示全景圖的寬度，H表示全景圖的高度；

其中，各采樣圖及其采樣坐標的確定方式如下，

當且時，球體上的全景圖在后視圖中采樣，采樣坐標為：

當且時，球體上的全景圖在左視圖中采樣，采樣坐標為：

當且時，球體上的全景圖在前視圖中采樣，采樣坐標為：

當且時，球體上的全景圖在右視圖中采樣，采樣坐標為：

當且時，球體上的全景圖在頂視圖中采樣，采樣坐標為：

當且時，球體上的全景圖在底視圖中采樣，采樣坐標為:

其中，xpc、ypc和zpc分別表示點Pc在X軸、Y軸和Z軸的坐標值，θ表示連線OP與YOZ平面的夾角，表示連線OP與XOZ平面的夾角。

2.根據權利要求1所述的一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法，其特征在于：步驟S4中，令連線OP與YOZ平面的夾角為θ，圍繞Y軸順時針方向旋轉為正向；令連線OP與XOZ平面夾角為P在y軸正半軸方向夾角為正。

3.根據權利要求2所述的一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法，其特征在于：步驟S4中，球面任意點P(x_p,y_p,z_p)在平面XOZ中的投影為B，連線OB交球面于點A，設M、N為OZ軸上的點，連線AM及BN平行于X軸，則由AM＝AO*sinθ及AO＝1可得由OM＝AO*cosθ及可得則球面任意點P的坐標為

OPc與OP共線，則有則相交點Pc(xpc,ypc,zpc)的坐標為

球面任意點P的坐標及相交點Pc的坐標根據其在坐標系O-XYZ中的位置取正負值。

4.根據權利要求3所述的一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法，其特征在于：步驟S5中，設定所需全景圖的寬度為W，高度為H，則全景圖上任意一點p(x,y)在球面坐標系的坐標值為

5.根據權利要求1所述的一種在三維場景中任意位置生成全景圖的方法，其特征在于：步驟S6中，采樣坐標所對應的點正好位于采樣圖的像素點q上時，像素點p取該像素點q的顏色,否則，取采樣坐標對應點的鄰域插值顏色或最鄰近點顏色。