用于虚拟和现实场景的立体显示方法、装置及电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及虚拟现实技术领域，特别设及一种用于虚拟和现实场景的立体显示方 法、装置及电子设备。
【背景技术】
[0002] 虚拟与现实简称VR(Virtual Reality)，意指通过技术手段创造出一种逼真的虚 拟的现实效果。目前，虚拟与现实设备已经逐渐成熟和完善，现已广泛应用在影视和游戏等 领域，越来越多的用户开始选择虚拟与现实设备来体验3D (3维，3Dimensions)立体内容。
[0003] 在用户通过虚拟与现实设备来体验3D立体内容时，为了让用户体验到非常逼真 的现实效果，同步观察视角就变得非常重要，即，在用户改变头部的位置从而改变眼睛的观 察视角时，用户所观看的3D立体内容的观察方位即虚拟场景的观察视角要随之变化，从而 带给用户强烈的代入感和现实感。
[0004] 现有技术中，大多数虚拟与现实设备是采用头戴式的方式来实现3D显示的，而且 在同步观察视角时会给一部分用户带来不适，例如，眼睛不舒服等，从而对整个3D立体内 容的体验造成影响。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的在于提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示方法、装置及电子设 备，提供了一种新的同步观察视角的方式。
[0006] 为了达到上述目的，本发明实施例提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示方 法，包括：
[0007] 跟踪用户的头部位置，获取用户头部位置的实时跟踪数据；
[0008] 当用户的头部位置发生变化时，根据所述实时跟踪数据对虚拟场景的原观察矩阵 或原投影矩阵进行变换，得到新的观察矩阵或新的投影矩阵；
[0009] 根据所述新的观察矩阵或新的投影矩阵，构建并显示虚拟场景的立体图像，从而 对虚拟场景的观察视角进行变换，实现虚拟场景下的观察视角与用户头部位置变化后的观 察视角同步。
[0010] 其中，
[0011] 在所述根据所述实时跟踪数据，对虚拟场景的原观察矩阵或原投影矩阵进行变换 前，所述方法还包括：
[0012] 对所述实时跟踪数据进行平滑滤波处理，得到平滑滤波处理后的实时跟踪数据；
[0013] 所述根据所述实时跟踪数据，对虚拟场景的原观察矩阵或原投影矩阵进行变换包 括：
[0014] 根据所述平滑滤波处理后的实时跟踪数据，对虚拟场景的原观察矩阵或原投影矩 阵进行变换。 阳01引其中，
[0016] 所述根据所述实时跟踪数据对虚拟场景的原观察矩阵进行变换，得到新的观察矩 阵包括：
[0017] 根据所述实时跟踪数据，确定用户头部的旋转矩阵；
[0018] 根据所述用户头部的旋转矩阵、虚拟场景的视差偏转矩阵W及虚拟场景的原观察 矩阵，确定新的观察矩阵。
[0019] 其中，所述方法还包括：
[0020] 根据预先配置或者根据用户输入的设置参数确定虚拟场景的视间距信息；
[0021] 根据所述确定的视间距信息确定虚拟场景的视差偏转矩阵。 阳02引其中，
[0023] 所述视差偏转矩阵包括第一视图视差偏转矩阵W及第二视图视差偏转矩阵；述新 的观察矩阵包括第一视图观察矩阵和第二视图观察矩阵；
[0024] 所述根据所述用户头部的旋转矩阵、虚拟场景的视差偏转矩阵W及虚拟场景的原 观察矩阵，确定新的观察矩阵的步骤包括：
[0025] 根据所述用户头部的旋转矩阵、虚拟场景的第一视图视差偏转矩阵W及虚拟场景 的原观察矩阵，确定第一视图观察矩阵；W及
[00%] 根据所述用户头部的旋转矩阵、虚拟场景的第二视图视差偏转矩阵W及虚拟场景 的原观察矩阵，确定第二视图观察矩阵；
[0027] 所述根据所述新的观察矩阵，构建并显示虚拟场景的立体图像的步骤包括：
[0028] 利用所述第一视图观察矩阵擅染生成虚拟场景的第一视图，并利用所述第二视图 观察矩阵擅染生成虚拟场景的第二视图；
[0029] 根据擅染生成的所述第一视图和第二视图，构建并显示虚拟场景的立体图像。
[0030] 其中，所述根据所述实时跟踪数据对虚拟场景的原投影矩阵进行变换，得到新的 投影矩阵的步骤包括：
[0031] 根据所述实时跟踪数据，确定虚拟场景的立体图像的投影位置偏移信息；
[0032] 根据所述确定的投影位置偏移信息和所述虚拟场景的原投影矩阵，构建新的投影 矩阵。
[0033] 其中，所述根据所述实时跟踪数据，确定虚拟场景的立体图像的投影位置偏移信 息包括：
[0034] 根据所述实时跟踪数据和所述原投影矩阵的视点距近投影平面的距离，确定虚拟 场景的立体图像的投影位置偏移信息。 阳03引其中，
[0036] 所述新的投影矩阵包括第一视图投影矩阵和第二视图投影矩阵；其中，
[0037] 所述根据所述确定的投影位置偏移信息和所述虚拟场景的原投影矩阵，构建新的 投影矩阵包括：
[0038] 根据所述确定的投影位置偏移信息和所述原投影矩阵，构建第一视图投影矩阵和 第二视图投影矩阵；
[0039] 所述根据所述新的投影矩阵，构建并显示虚拟场景的立体图像的步骤包括：
[0040] 利用所述第一视图投影矩阵擅染生成虚拟场景的第=视图，并利用第二视图投影 矩阵擅染生成虚拟场景的第四视图；
[0041] 根据擅染生成的所述第=视图和第四视图，构建并显示虚拟场景的立体图像。
[0042] 本发明实施例还提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示装置，包括：
[0043] 第一跟踪获取模块，用于跟踪用户的头部位置，获取用户头部位置的实时跟踪数 据；
[0044] 处理模块，用于当用户的头部位置发生变化时，根据所述实时跟踪数据对虚拟场 景的原观察矩阵或原投影矩阵进行变换，得到新的观察矩阵或投影矩阵；
[0045] 立体显示模块，用于根据所述新的观察矩阵或投影矩阵，构建并显示虚拟场景的 立体图像，从而对虚拟场景的观察视角进行变换，实现虚拟场景下的观察视角与用户头部 位置变化后的观察视角同步。
[0046] 本发明实施例还提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示方法，包括：
[0047] 跟踪用户的头部位置，获取用户头部位置的实时跟踪数据；
[0048] 根据用户头部位置的实时跟踪数据，确定用于虚拟场景的模拟鼠标的移动量； W例根据所述模拟鼠标的移动量，修改所述模拟鼠标的位置信息，W使实现根据修改 后的所述模拟鼠标的位置信息生成并显示虚拟场景的立体图像，从而对虚拟场景的观察视 角进行变换，实现虚拟场景下的观察视角与用户头部位置变化后的观察视角同步。
[0050] 其中，所述根据用户头部位置的实时跟踪数据，确定虚拟场景的模拟鼠标的移动 量的步骤包括：
[0051] 根据所述实时跟踪数据，确定所述用户头部的实时转动角度；
[0052] 根据所述用户头部的实时转动角度，确定用于虚拟场景的模拟鼠标的移动量。
[0053] 其中，所述根据所述实时跟踪数据，确定所述用户头部的实时转动角度的步骤包 括：
[0054] 获取用户头部的当前帖的跟踪数据和该用户头部前一帖的跟踪数据；
[0055] 获取当前帖的跟踪数据和前一帖的跟踪数据的差值，并由所述差值确定所述实时 转动角度。
[0056] 其中，所述根据所述用户头部的实时转动角度，确定用于虚拟场景的模拟鼠标的 移动量的步骤包括：
[0057] 将所述用户头部的实时转动角度与一预设转换系数相乘，得到用于虚拟场景的所 述模拟鼠标的移动量。
[0058] 本发明实施例还提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示装置，包括：
[0059] 第二跟踪获取模块，用于跟踪用户的头部位置，获取用户头部位置的实时跟踪数 据；
[0060] 确定模块，用于根据所述用户头部位置的实时跟踪数据，确定用于虚拟场景的模 拟鼠标的移动量；
[0061] 位置修改模块，用于根据所述模拟鼠标的移动量，修改所述模拟鼠标的位置信息， W使实现根据修改后的所述模拟鼠标的位置信息生成并显示虚拟场景的立体图像，从而对 虚拟场景的观察视角进行变换，实现虚拟场景下的观察视角与用户头部位置变化后的观察 视角同步。
[0062] 本发明实施例还提供一种用于虚拟和现实场景的电子设备，包括：
[0063] 壳体、处理器、存储器、显示器、电路板和电源电路，其中，电路板安置在壳体围成 的空间内部，处理器和存储器设置在电路板上；电源电路，用于为电子设备的各个电路或器 件供电；存储器用于存储可执行程序代码；处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代 码来运行与可执行程序代码对应的程序，W用于执行W下步骤：
[0064] 跟踪用户的头部位置，获取用户头部位置的实时跟踪数据； 阳〇化]当用户的头部位置发生变化时，根据所述实时跟踪数据对虚拟场景的原观察矩阵 或原投影矩阵进行变换，得到新的观察矩阵或新的投影矩阵；
[0066] 根据所述新的观察矩阵或投影矩阵，构建并显示虚拟场景的立体图像，从而对虚 拟场景的观察视角进行变换，实现虚拟场景下的观察视角与用户头部位置变化后的观察视 角同步。
[0067] 本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
[0068] 本发明实施例的用于虚拟和现实场景的立体显示方法、装置及电子设备中，通过 跟踪用户的头部位置，在用户头部位置发生变化时，利用用户头部位置的实时跟踪数据对 虚拟场景的观察矩阵、投影矩阵或模拟鼠标的位置信息进行变换或修改，从而利用变换或 修改后的观察矩阵、投影矩阵或模拟鼠标的位置信息构建虚拟场景的立体图像，从而实现 虚拟场景的观察视角与用户头部位置变化后的观察视角的同步，而且，能够在一定程度上 减轻用户在使用虚拟与现实设备时在同步观察视角时所产生的不适感，优化用户体验。
【附图说明】
[0069] 图1表示本发明实施例一提供的用于虚拟与现实场景的立体显示方法的流程图；
[0070] 图2表示本发明提供的观察视角的同步方法中用户头部位置的跟踪数据的示意 图；
[0071] 图3表示本发明实施例二提供的用于虚拟与现实场景的立体显示装置的组成结 构图；
[0072] 图4表示本发明实施例=提供的用于虚拟和现实场景的立体显示方法的流程图；
[0073] 图5表示本发明实施例四提供的用于虚拟和现实场景的立体显示方法的流程图；
[0074] 图6表示本发明实施例五提供的用于虚拟和现实场景的立体显示方法的流程图； [00巧]图7表示本发明实施例五提供的用于虚拟和现实场景的立体显示方法中投影示 意图；
[0076] 图8表示本发明实施例六提供的用于虚拟和现实场景的立体显示装置的组成结 构图。
【具体实施方式】
[0077] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0078] 本发明针对现有技术中虚拟和现实场景同步观察视角时会给一部分用户带来不 适，影响用户对3D立体内容的体验的问题，提供一种用于虚拟和现实场景的立体显示方 法、装置及电子设备，通过跟踪用户的头部位置，在用户头部位置发生变化时，利用用户头 部位置的实时跟踪数据对虚拟场景的观察矩阵