适用于异形成像面的虚拟画面成像方法、装置及应用与流程

本申请涉及成像领域，特别是涉及一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法、装置及应用。

背景技术：

1、vr影像通过借助计算机系统及传感器技术生成三维环境创造出一种前所未有的人机交互方式，由于其能够模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，观众得以沉浸在虚拟境界中，甚至可以360度查看周围场景，进而使得观众有身临其境的真实体验感。为了给观众营造可供观看的三维虚拟环境，需要在3d场景中通过虚拟相机提供展示渲染好的场景的视图，虚拟相机最终会将三维的场景渲染成一幅幅二维的图片，进而使得观众可以通过它的视口进行观察。

2、相机处理计算时主要涉及到两个矩阵，第一个是线性变换矩阵，它负责定义场景物体的位置和朝向，第二个是投影矩阵，它负责将三维场景物体投影到二维视口中。现有技术在利用虚拟相机实现虚拟现实的三维图像渲染时采用的技术手段为：创建一个由vr应用程序控制的唯一的主相机，并额外添加两个模拟左右眼的相机来处理渲染，这两个模拟左右眼的相机的视口宽度为屏幕宽度的一半并采用特殊的投影矩阵以处理反畸变问题，但是这些传统的虚拟相机均只能在矩形平面窗口上进行渲染计算，无法很好地在异形成像面上进行渲染。

3、针对比较特殊的规则的异形成像面而言，现有技术的确是可以用1-2个维度的曲率数据进行描述，但无法适用于更复杂的异形成像面；且现有技术中与成像面的几何形状高度相关的反畸变算法也不具有扩展性，使得针对每一成像面都需要单独设计一个匹配的反畸变算法。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法、装置及应用，解决了异形成像面上的画面渲染成像问题，且可实现全视角的画面成像。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，包括以下步骤：

3、在虚拟空间内构建异形成像面的异形成像面三维模型；

4、将所述异形成像面三维模型划分为多个mesh；

5、针对每一帧虚拟画面，获取观察点在世界坐标系的观察坐标点；

6、自所述坐标点向mesh的每个mesh顶点作射线，并取所述射线同所述虚拟画面对应的虚拟场景的第一个相交点，获取所述相交点的色彩并赋值于所述射线对应的mesh顶点；

7、对所述异形成像面三维模型进行uv展开得到uv图，将所述mesh顶点的色彩映射至所述uv图中得到贴图信息；

8、将所述贴图信息输出给显像设备以将所述虚拟画面投射至所述异形成像面上。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种适用于异形成像面的虚拟画面成像装置，包括：

10、三维模型构建单元，用于在虚拟空间内构建异形成像面的异形成像面三维模型；

11、划分单元，用于将所述异形成像面三维模型划分为多个mesh；

12、观察点获取单元，用于针对每一帧虚拟画面，获取观察点在世界坐标系的观察坐标点；

13、赋值单元，用于自所述坐标点向mesh的每个mesh顶点作射线，并取所述射线同所述虚拟画面对应的虚拟场景的第一个相交点，获取所述相交点的色彩并赋值于所述射线对应的mesh顶点；

14、贴图生成单元，用于对所述异形成像面三维模型进行uv展开得到uv图，将所述mesh顶点的色彩映射至所述uv图中得到贴图信息；

15、投射单元，用于将所述贴图信息输出给显像设备以将所述虚拟画面投射至所述异形成像面上。

16、第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法。

17、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法。

18、本发明的主要贡献和创新点如下：

19、本申请实施例提供了一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法、装置及应用，该方案将异形成像面在虚拟空间中构建对应的异形成像面三维模型，并对异形成像面三维模型进行自遮挡计算后通过uv图的处理得到投射在异形成像面上的贴图信息，解决了异形成像面上的画面渲染成像问题，且可实现全视角的画面成像。

20、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

技术特征：

1.一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，在“对所述mesh进行自遮挡后保留未被遮挡的mesh”步骤中，以所述坐标点为参考点获取所述mesh的边缘点，连线所有边缘点得到闭合曲线，若仅存在一条闭合曲线则保留所述mesh的全部；若存在至少两条闭合曲线，则自最内侧的闭合曲线起依次向外剔除每条闭合曲线的遮挡面以保留未被遮挡的mesh。

3.根据权利要求2所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，所述mesh的边缘点包括mesh边线点、mesh突变点以及mesh对称点，其中所述mesh边线点为点的一侧有面、另一侧没有面的点，所述mesh突变点为两侧的面的法向量不一致且切向量在该点发生突变的点，所述mesh对称点为两侧的面的法向量和切向量均匀变化，但点的切向量同该点和所述坐标点的连线同向或反向的点。

4.根据权利要求2所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，在“自最内侧的闭合曲线起依次向外剔除每条闭合曲线的遮挡面以保留未被遮挡的mesh”步骤中，以每条闭合曲线为底，所述坐标点为顶点做当前闭合曲线的椎体，保持椎体顶部各结构线相对角度关系不变的情况下将所述椎体向远离所述坐标点的方向延伸得到椎体范围，剔除位于所述椎体范围内且不与所述所述闭合曲线形成的闭合面重叠的遮挡面。

5.根据权利要求1所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，在“取所述射线同所述虚拟画面对应的虚拟场景的第一个相交点”步骤中，所述异形成像面模型位于所述虚拟场景中，取所述虚拟场景内除去所述异形成像面模型外的场景画面同所述射线的相较的第一个点作为相交点。

6.根据权利要求1所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，在“将所述贴图信息输出给显像设备以将所述虚拟画面投射至所述异形成像面上”步骤中，获取所述异形成像面的拼接方式，依据所述拼接方式同等切割所述异形成像面三维模型，获取切割后的异形成像面三维模型的边界在所述uv图上的投影作为遮罩，将所述遮罩遮盖后的贴图信息输出给显像设备进行投射。

7.根据权利要求1所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法，其特征在于，异形成像面指的是不规则的封闭的可被三维建模的成像面。

8.一种适用于异形成像面的虚拟画面成像装置，其特征在于，包括：

9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1到7任一所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1到7任一所述的适用于异形成像面的虚拟画面成像方法。

技术总结
本发明提供一种适用于异形成像面的虚拟画面成像方法、装置及应用，该方案将异形成像面在虚拟空间中构建对应的异形成像面三维模型，并对异形成像面三维模型进行自遮挡计算后通过UV图的处理得到投射在异形成像面上的贴图信息，解决了异形成像面上的画面渲染成像问题，且可实现全视角的画面成像。

技术研发人员：魏娉婷,夏敏鸿,秦睿子
受保护的技术使用者：杭州一隅千象科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15