[發明專利]結合云端全局光照渲染的VR三維場景立體畫面生成方法

有效

• 申請號: 201910948464.8
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110728743B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陳純毅;楊華民;蔣振剛;李華
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06T15/06
• 分類號: G06T15/06;G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種結合云端全局光照渲染的VR三維場景立體畫面生成方法。本方法提出利用云端渲染生成立體畫面的左眼子圖，并根據左眼子圖獲得右眼子圖的大量像素的顏色值，同時在云端渲染得到右眼子圖的那些不能從左眼子圖找到對應像素的像素顏色。本方法在把立體畫面圖像傳送給用戶時，只傳送左眼子圖以及右眼子圖的那些不能在左眼子圖中找到對應像素的像素顏色給用戶，可減少在網絡上傳送的立體畫面圖像數據量。

技術領域

本發明屬于虛擬三維場景立體畫面渲染技術領域，涉及一種結合云端全局光照渲染的VR三維場景立體畫面生成方法。

背景技術

近年來，虛擬現實行業得到很大的發展，人們對虛擬現實產品的需求越來越強烈。虛擬三維場景立體畫面渲染是虛擬現實中的關鍵技術。虛擬三維場景立體畫面渲染對計算機硬件的要求比較高，為了使用虛擬現實產品，用戶需要購買價格昂貴的專業圖形計算機。伴隨著云計算技術的成熟，人們提出用云計算來實現虛擬三維場景立體畫面渲染，以便讓用戶只花費很少的投資就可以使用虛擬現實產品。利用云端渲染技術可把虛擬三維場景畫面渲染計算放在云端執行，并通過網絡把渲染生成的畫面傳送給用戶，從而讓用戶看到虛擬三維場景的畫面圖像。在云端渲染生成的立體畫面需要通過網絡傳送給用戶，受網絡帶寬限制，很明顯減少立體畫面圖像的傳送數據量可以提高用戶虛擬現實體驗的流暢感。

為了增強體驗效果，絕大多數虛擬現實應用都配備立體畫面顯示功能。當前，虛擬現實應用中的立體畫面顯示普遍采用雙目立體顯示方式，立體畫面實際上包含左右眼兩張子圖。立體畫面的左右眼子圖盡管有差異，但卻存在很明顯的相似性。換句話說，立體畫面的左右眼子圖存在很強的相關性。因此，在通過網絡傳送立體畫面時，沒有必要分別單獨傳輸左眼子圖和右眼子圖。在渲染立體畫面時，可先渲染左眼子圖，然后利用左右眼虛擬相機的空間位置關系，根據左眼子圖獲得右眼子圖的許多像素的顏色值。本發明提出利用云端渲染生成左眼子圖，并根據左眼子圖獲得右眼子圖的大量像素的顏色值，同時在云端渲染得到右眼子圖的那些不能從左眼子圖找到對應像素的像素顏色，另外只傳送左眼子圖以及右眼子圖的那些不能在左眼子圖中找到對應像素的像素顏色給用戶，從而減少在網絡上傳送的立體畫面圖像數據量。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種結合云端全局光照渲染的VR三維場景立體畫面生成方法，實現在云端渲染VR三維場景立體畫面并傳送給用戶，最終在用戶端重建完整的立體畫面圖像。

本發明的技術方案是這樣實現的：

1)本方法第一部分把VR三維場景模型從用戶端VR應用程序加載到遠程云端，具體步驟如下：

把用戶端VR應用程序中的三維場景模型A001通過網絡傳送到遠程云端，從而確保用戶端VR應用程序和遠程云端各有一份三維場景模型A001的拷貝。

2)本方法第二部分渲染VR三維場景的全局光照效果立體畫面，具體步驟如下：

步驟Step201：用戶端VR應用程序通過網絡把當前觀察參數對應的左右眼虛擬相機參數傳送給遠程云端；

步驟Step202：在用戶端VR應用程序和遠程云端中分別同時開始執行步驟Step202-1和步驟Step202-2；

步驟Step202-1：在用戶端VR應用程序中，根據當前觀察參數對應的左眼虛擬相機參數，利用光線投射技術，從左眼虛擬相機對應的視點位置發射穿過左眼虛擬相機的虛擬像素平面上的各個像素中心點的光線A002，計算光線A002與三維場景模型A001的幾何對象的離左眼虛擬相機對應的視點最近的交點A003，記錄交點A003在世界坐標系中的位置，交點A003是一個可視場景點；可視場景點與虛擬相機的虛擬像素平面上的像素一一對應；

步驟Step202-2：在遠程云端中，執行如下操作：