一种虚拟场景的球形全景渲染方法与流程

文档序号:13254315阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种虚拟场景的球形全景渲染方法,其特征在于,包括:根据光线追踪算法,获取球面每一条出射光线的方向;建立虚拟场景中物体从三维摄像机里的光学镜头的平面成像面,到球面成像面的映射关系;基于该映射关系修改每一条出射光线的方向;将修改后的每一条出射光线的方向数据传输至三维渲染引擎,由三维渲染引擎进行采样与滤波处理后,获得无畸变的球形全景图像。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取球面每一条出射光线的方向包括:该球面的全景投影采用标准设备坐标定义方位分离角δ与极角α;其中,方位分离角δ为视角方向逆时针度量,位于平面(u,w)上;极角α为相对于(u,w)平面的垂直面内向上旋转的角度;方位分离角δ和极角α与球体坐标角度β和ε之间的关系如下:ε=π—δ;β=π/2—α;在方位分离角δ所在方位方向平面与极角α所在极方向平面里,当物体在球面视点到空间点的距离r范围内时,光线在两个平面里分别进行跟踪运算,其中r2=xn2+yn2≤1.0,xn和yn为标准设备坐标系的点。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述建立虚拟场景中物体从三维摄像机里的光学镜头的平面成像面,到球面成像面的映射关系包括:球面放置于虚拟场景中物体与三维摄像机里的光学镜头之间;虚拟场景中物体的坐标记为(M1,M),通过三维摄像机里的光学镜头在成像面上成的实像坐标记为(N1,N);当在数字光学镜头前放置一个球面,当成像面上的实像(N1,N)被投射到球面上时会在球面上产生一个图像(P1,P);将光学镜头坐标系里任一点p(Xp,Yp)∈[-WHres/2,-WVres/2]×[WHres/2,WVres/2],转换成标准设备坐标系对应的点m(Xm,Ym)∈[-1,+1]×[-1,+1]2;其中,WHres≠WVres;WHres为视平面横向采样分辨率,WVres为视平面纵向采样分辨率;坐标变换满足以下公式:Xm=2.0×Xp/(WHres–1.0);Ym=2.0×Yp/(WVres–\t1.0)。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,基于该映射关系修改每一条出射光线的方向包括:根据标准设备坐标系对应的点m(Xm,Ym),计算方位分离角δ与极角α:δ=Xm×δmax;α=Ym×αmax;(δ,α)∈[-δmax,δmax]×[-αmax,αmax];其中,δmax=180°且αmax=90°时得到360°×180°的视域范围,FOV定义为2δmax×2αmax;对于各个出射光线向量均采用下述公式进行计算,获得修改后的光线向量pnew<px,py,pz>:px=sin(π/2-α)×sin(π-δ);py=cos(π/2-α);pz=sin(π/2-α)×cos(π-δ)。
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