[發明專利]一種渲染3D場景的幾何結構的渲染方法和圖形處理系統

有效

• 申請號: 201810897111.5
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109413403B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: S·菲尼
• 申請（專利權）人: 想象技術有限公司
• 主分類號: H04N13/106
• 分類號: H04N13/106;H04N13/122;H04N13/332
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

本申請公開了用于頭戴式顯示器的單通道渲染。描述了一種渲染3D場景的幾何結構以用于在非標準投影顯示器上顯示的方法。該方法包括：將3D場景的幾何結構投影到2D投影平面中，其中在投影平面中限定圖像區域；使用變換將幾何結構從投影平面映射到圖像空間中，其中為每個圖像區域定義相應的變換；以及在圖像空間中渲染幾何結構，以確定要在非標準投影顯示器上顯示的圖像的圖像值。這些變換被配置用于將幾何結構映射到圖像空間中，以便抵消由非標準投影顯示器的光學裝置引入的失真。

技術領域

本公開涉及用于頭戴式顯示器的單通道渲染。

背景技術

頭戴式顯示器(HMD)是可佩戴的顯示設備，其提供靠近佩戴者的一個或兩個眼睛的顯示表面。它們通常用于為佩戴者提供沉浸式虛擬現實或增強現實體驗。顯示表面與佩戴者眼睛的緊密程度和/或顯示器與用戶頭部的物理附接與在離觀看者眼睛許多厘米(或更遠)的監視器或電視屏幕上渲染圖形相比引入了額外的挑戰。例如，如果檢測到頭部運動和顯示對應于新觀看方向的更新的渲染圖像之間的等待時間太長，則可能導致佩戴者經歷暈動病。

第二個問題是由于希望為每只眼睛提供寬視場。為了以成本有效且符合人體工程學的方式實現這一點，并且也為了調整圖像的感知聚焦深度距離，透鏡或透鏡系統通常放置在每只眼睛和HMD的顯示屏之間。這通常導致需要將“失真的”圖像(即，相對于通常由圖形光柵化系統或者甚至例如消費者相機產生的圖像失真)發送到顯示器。透鏡消除了這種失真，從而產生了由眼睛看到的圖像。

下面描述的實施例僅作為示例被提供且不是解決對于頭戴式顯示器的已知圖形處理系統的任何或所有缺點的實現的限制。

發明內容

提供本概述來以簡化形式引入在以下詳細描述中將進一步描述的精選的概念。本概述不旨在標識出要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，亦不旨在用于限定要求保護的主題的范圍。

描述了一種渲染3D場景的幾何結構以用于在非標準投影顯示器上顯示的方法。該方法包括：將3D場景的幾何結構投影到2D投影平面中，其中在投影平面中限定圖像區域；使用變換將幾何結構從投影平面映射到圖像空間中，其中為每個圖像區域定義相應的變換；以及在圖像空間中渲染幾何結構，以確定要在非標準投影顯示器上顯示的圖像的圖像值。這些變換被配置用于將幾何結構映射到圖像空間中，以便抵消由非標準投影顯示器的光學裝置引入的失真。

可選地，變換是線性變換。

可選地，圖像區域是圖塊。

可選地，投影平面中的圖像區域是失真圖塊，并且對于圖像區域的每一個的相應變換將圖像區域映射到圖像空間中的未失真圖塊。

可選地，圖像區域是半圖塊。

可選地，該方法還包括將所確定的圖像的圖像值輸出到幀緩沖器。

可選地，非標準投影顯示器是頭戴式顯示器。

可選地，將3D場景的幾何結構投影到2D投影平面包括將圖像空間中的像素細分成多個圖像區域，每個圖像區域包括一組像素。

可選地，使用變換將幾何結構從投影平面映射到圖像空間包括對圖像區域中的每個頂點應用線性變換以將頂點位置從圖像空間映射到投影平面。

可選地，對圖像區域中的每個頂點應用線性變換以將頂點位置從圖像空間映射到投影平面包括對圖像區域中的每個頂點將線性變換應用到投影平面中的X坐標和Y坐標，并且保持其他頂點屬性不變。