一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，包括以下步驟：（1）以目標(biāo)物為中心為初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)建立空間坐標(biāo)；（2）在初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)之間插入N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)，其中，N=1,2,3,…；所述過(guò)渡視點(diǎn)插入的方法為：（3）根據(jù)初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)坐標(biāo)建立圓球模型，選擇半徑不變圓球模型或半徑漸變圓球模型；（4）通過(guò)圓球模型計(jì)算各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)的坐標(biāo)值，獲得初始視點(diǎn)到終止視點(diǎn)的視角切換路徑。本發(fā)明通過(guò)外軌跡球的方式，簡(jiǎn)化了兩點(diǎn)之間圓弧上過(guò)渡視點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算的復(fù)雜度；對(duì)于離三維場(chǎng)景（目標(biāo)物）距離不等的情況，采用半徑漸變圓球模型，實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)的平滑轉(zhuǎn)換。
【專利說(shuō)明】一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在3D虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，對(duì)于場(chǎng)景中的物體，經(jīng)常需要從不同的視點(diǎn)來(lái)獲取不同的視角影像，來(lái)滿足用戶的需求。從一個(gè)視點(diǎn)切換到另外一個(gè)視點(diǎn)，當(dāng)視點(diǎn)位置差別比較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生圖像跳躍現(xiàn)象。現(xiàn)有的方法就是在這兩個(gè)視點(diǎn)之間直接變換，造成場(chǎng)景變換不連續(xù)，產(chǎn)生跳躍效果。有的方法通過(guò)加入過(guò)渡視點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)平滑切換，但是視角變換軌跡算法復(fù)雜，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)硬件的要求比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供新型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法的設(shè)計(jì)方案。
[0004]一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，包括以下步驟:(1)以目標(biāo)物為中心為初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)建立空間坐標(biāo)；(2)在初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)之間插入N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)，其中，N=I, 2，3，…；所述過(guò)渡視點(diǎn)插入的方法為:(3)根據(jù)初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)坐標(biāo)建立圓球模型，選擇半徑不變圓球模型或半徑漸變圓球模型；(4)通過(guò)圓球模型計(jì)算各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)的坐標(biāo)值，獲得初始視點(diǎn)到終止視點(diǎn)的視角切換路徑。
[0005]具體的，所述半徑不變圓球模型或半徑漸變圓球模型選擇方法為:若初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)與目標(biāo)物的距離相等時(shí)，則采用半徑不變圓球模型，若初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)與目標(biāo)物的距離不相等時(shí)，則采用半徑漸變圓球模型。
[0006]更具體的，采用半徑不變圓球模型時(shí)的各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算方法為:
(1)計(jì)算初始視點(diǎn)或終止視點(diǎn)到目標(biāo)物的距離R，并令初始視點(diǎn)或終止視點(diǎn)坐標(biāo)滿足
x2+y2+z2=R2即R圓球的半徑；(II)根據(jù)初始視點(diǎn)的坐標(biāo)(x1,y1,z1)及終止坐標(biāo)(x2
,y2 , Z2 )計(jì)算N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)中第η個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)的坐標(biāo)(xm,ym,zm):
【權(quán)利要求】
1.一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，包括以下步驟: (1)以目標(biāo)物為中心為初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)建立空間坐標(biāo)； (2)在初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)之間插入N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)，其中，N=I,2，3，…； 其特征在于，所述過(guò)渡視點(diǎn)插入的方法為: (3)根據(jù)初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)坐標(biāo)建立圓球模型，選擇半徑不變圓球模型或半徑漸變圓球模型； (4)通過(guò)圓球模型計(jì)算各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)的坐標(biāo)值，獲得初始視點(diǎn)到終止視點(diǎn)的視角切換路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，其特征在于，所述半徑不變圓球模型或半徑漸變圓球模型選擇方法為:若初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)與目標(biāo)物的距離相等時(shí)，則采用半徑不變圓球模型，若初始視點(diǎn)及終止視點(diǎn)與目標(biāo)物的距離不相等時(shí)，則采用半徑漸變圓球模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，其特征在于，采用半徑不變圓球模型時(shí)的各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算方法為: (I)計(jì)算初始視點(diǎn)或終止視點(diǎn)到目標(biāo)物的距離R，并令初始視點(diǎn)或終止視點(diǎn)坐標(biāo)滿足X2 +y2 +Z2 = Λ2 ,即R圓球的半徑； (II)根據(jù)初始視點(diǎn)的坐標(biāo)(A，Λ，A)及終止坐標(biāo)(A，方，5)計(jì)算N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)中第η個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)的坐標(biāo)(Xb ,凡，):
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，其特征在于，采用半徑漸變圓球模型時(shí)的各個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算方法為: Ca)分別計(jì)算初始視點(diǎn)與終止視點(diǎn)到目標(biāo)物的距離為和Ji2 ； (b)計(jì)算N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)中第η個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)到目標(biāo)物的距離！^為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自由視角切換方法，其特征在于，所述過(guò)渡視點(diǎn)插入的方法還包括直線模型法:根據(jù)初始視點(diǎn)的坐標(biāo)(?, J?k，A)和終止視點(diǎn)的坐標(biāo)(?，JT2 , Z2 )計(jì)算N個(gè)過(guò)渡視點(diǎn)中第η個(gè)視點(diǎn)坐標(biāo)(Xn , , A )為:

【文檔編號(hào)】G06T19/00GK103871109SQ201410132834
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】劉建, 臧成杰, 戈志偉, 張荃, 陳杰, 鐘晨 申請(qǐng)人:深圳市德賽微電子技術(shù)有限公司