[發明專利]一種修正VR大視場角畸變的方法

在審

• 申請號: 202110103695.6
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN113160067A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 黃衛
• 申請（專利權）人: 睿愛智能科技（上海）有限責任公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T15/00;G06T19/00
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 文珊

1.一種修正VR大視場角畸變的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過在矩形的顯示屏上增加一個透鏡，然后通過透鏡來觀看該顯示屏，可獲得更大的大視場角，可解決大視場角辦法成本過高的問題；

S2、對畸變的圖像進行“桶型”畸變處理，當人們通過畸變透鏡去看，這些經過“桶型”反畸變處理的圖像看起來轉化為正常圖像；

S3、“桶型”畸變處理是利用的反畸變算法來解決：

徑向畸變主要由低階徑向分量控制，但也可以使用布朗畸變模型進行校正，該模型基于Conrady的早期工作，也稱為Brown-Conrady模型，Brown-Conrady模型可以校正由于透鏡中的物理元素未完全對準而引起的徑向變形和切向變形，切向變形也稱為偏心變形；

S4、利用軟件通過反向扭曲來糾正這些畸變，涉及確定哪個失真像素對應于每個未失真像素時，由于畸變方程的非線性，這并非無關緊要；分別對紅、綠、藍三種顏色進行變形，可以顯著降低橫向色差；扭曲或不扭曲需要兩組系數或反演非線性問題；

S5、基于頂點位移的解決方案，這個方案是目前最有效的，首先它不需要渲染中間紋理，幾何結構通過自定義的定點著色器已經產生了畸變，這個方法已知攝像頭的位置，我們用已經“桶型”畸變的2D渲染結果代替頂點，在這種方案中，不需要二次渲染，我們可以節省拷貝渲染到紋理的步驟，這種方法需要在每個已經畸變的網格上有一定的頂點密度，比如，四個頂點的矩形非常靠近攝像頭的渲染情況，畸變這些頂點滯后，仍然是一個4個頂點的扁平的矩形，不會有“桶型”的效果；

S6、Cardboard Unity SDK的默認方法是不使用MSAA渲染16位渲染材質，但即便是在這樣的設置之下，大部分的低端設備都會在幾分鐘之內出現發熱問題，在轉用了頂點位移技術之后，CDL選擇渲染到全32位的屏幕緩沖區，減少色帶，并根據設備配置啟用2倍到4倍的MSAA，這樣可以將幀率大致維持在60fps；另外，在根據“鏡頭空間”變形場景之后，我們還避免了由變形渲染目標產生的像素丟失問題，也避免了渲染到更高分辨率緩沖區所造成的額外時間耗費。

2.根據權利要求1所述的一種修正VR大視場角畸變的方法，其特征在于：

x_u＝x_d+(x_d-x_c)(K₁r²+K₂r⁴+…)+(P₁(r²+2(x_d-x_c)²)+2P₂(x_d-x_c)(y_d-y_c))(1+P₃r²+P₄r⁴…)

y_u＝y_d+(y_d-y_c)(K₁r²+K₂r⁴+…)+(2P₁(x_d-x_c)(y_d-y_c)+P₂(r²+2(y_d-y_c)²))(1+P₃r²+P₄r⁴…)，

其中：(x_d，y_d)＝透鏡在像平面上投影的扭曲像點；

(x_u，y_u)＝理想針孔相機投影的無畸變像點；

(x_c，y_c)＝畸變中心；

和…＝無窮級數；

桶形畸變通常對K1具有負項，而枕形畸變將具有正值；胡子畸變將具有非單調的徑向幾何序列，其中對于某些r，該序列將更改符號；為了建模徑向畸變，除Brown-Conrady的偶次多項式模型外，除法模型通常提供更準確的近似值：

使用先前定義的相同參數；對于徑向畸變，這種劃分模型通常比Brown Conrady模型更受青睞，因為它需要較少的術語來描述更準確的嚴重畸變。