[發明專利]虛擬三維圖像顯示系統及方法

在審

• 申請號: 201910960912.6
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110728749A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 周顯軍;董蒨;劉帥;陳鑫;郝希偉;魏賓
• 申請（專利權）人: 青島大學附屬醫院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/70;G06F3/01
• 代理公司: 11493 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王鵬鑫

本發明的實施例公開了一種虛擬三維圖像顯示系統及方法。所述圖像顯示方法包括以下步驟：慣性測量單元獲取使用者頭部的實時狀態數據；姿態解算單元對上述實時狀態數據進行處理得到姿態解算數據；判斷單元對姿態解算數據進行分析，從而判斷使用者的狀態；傳輸函數調整單元根據使用者的狀態調用不同的傳輸函數；場景渲染單元根據調用的傳輸函數進行場景渲染，在使用者的顯示端顯示虛擬三維圖像。根據本發明的實施例，可以選擇不同的傳輸函數進行畫面渲染，以提高圖像渲染引擎的計算效率。

技術領域

本發明的實施例涉及圖像處理技術，具體的說是一種虛擬三維圖像顯示系統及方法。

背景技術：

虛擬現實技術，又稱靈境技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，使用戶沉浸到虛擬環境中。虛擬現實技術中創建虛擬世界的方法是一種基于光線投射的體繪制技術，虛擬現實技術創造出的圖像通常通過頭戴式顯示端(例如VR眼鏡)來展現給使用者，使用者穿戴好設備后所看到的圖像還原度高，真實性強，虛擬現實技術呈現的圖像具有很強的沉浸感和用戶的融入感。

為了達到這種視覺效果，虛擬現實技術呈現的圖像通常圖像質量高，對圖像渲染引擎提出了很高的要求，圖像渲染引擎需要處理的數據量大；同時，為了能夠使圖像與使用者之間具有實時交互性，虛擬現實技術對數據的傳輸速度以及傳輸質量都提出了更高的要求。

虛擬現實技術的數據通過圖像渲染引擎進行圖像的數據處理，之后將處理后的圖像數據傳輸到顯示端，在顯示端呈現三維圖像。然而依照使用者現在對于圖像渲染引擎的使用方式，圖像渲染引擎需要處理的數據量大，處理延遲高，即使是高端的圖像渲染引擎也無法提供給使用者最優的虛擬現實體驗。如何在優化圖像渲染引擎的運算效率，在保證圖像渲染引擎的運算延遲的前提下提供符合人眼感知的高質量的三維圖像是關鍵問題。

發明內容

本發明的實施例的目的是提供一種虛擬三維圖像顯示系統及方法，由此通過對使用者進行狀態判斷，不同的狀態下調用不同的傳輸函數，從而提高圖像渲染引擎的運算能力。

本發明的實施例提供了一種虛擬三維圖像顯示方法，包括以下步驟：慣性測量單元獲取使用者頭部的實時狀態數據；姿態解算單元對上述實時狀態數據進行處理得到姿態解算數據；判斷單元對姿態解算數據進行分析，從而判斷使用者的狀態；傳輸函數調整單元根據使用者的狀態調用不同的傳輸函數；場景渲染單元根據調用的傳輸函數進行場景渲染，在使用者的顯示端顯示虛擬三維圖像。

本發明的實施例提供了一種虛擬三維圖像顯示方法，包括以下步驟：狀態獲取單元獲取使用者頭部的實時狀態數據；位姿預測單元對上述頭部實時狀態數據進行處理得到位姿解算數據，根據位姿解算數據對使用者頭部的位姿進行預測得到位姿預測數據；判斷單元對位姿解算數據以及位姿預測數據進行分析，從而判斷使用者的狀態；傳輸函數調整單元根據使用者的狀態調用不同的傳輸函數；場景渲染單元根據調用的傳輸函數進行場景渲染，在使用者的顯示端顯示虛擬三維圖像。

根據本發明的實施例，判斷單元對姿態解算數據進行分析，從而判斷使用者的狀態的步驟包括：在判斷單元中預設判斷閾值；判斷單元根據姿態解算數據與預設判斷閾值進行比較確定使用者的狀態。

根據本發明的實施例，傳輸函數調整單元根據使用者的狀態調用不同的傳輸函數的步驟包括：向傳輸函數調整單元中預設對應判斷單元中預設的不同狀態結果的傳輸函數；判斷單元判斷出的狀態結果輸入傳輸函數調整單元中，傳輸函數調整單元根據狀態結果調用對應的傳輸函數。

根據本發明的實施例，同一閾值兩側的狀態對應的兩個傳輸函數之間存在指數或/和線性關系。

根據本發明的實施例，傳輸函數調整單元中所有的傳輸函數均對圖像的關鍵部分進行標注，場景渲染單元調用任一傳輸函數進行渲染均可清晰顯示關鍵部分的圖像。