圖像顯示方法和裝置、異形曲面幕布的定制方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像顯示方法和裝置。所述方法包括以下步驟：獲取原始畸變圖像；建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角；從球形模型的球心放射出射線與異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布；將所述原始畸變圖像填滿所述異形曲面幕布，完成圖像渲染；顯示所述渲染后的圖像。顯示出來的圖像準(zhǔn)確且實時。
【專利說明】
圖像顯示方法和裝置、異形曲面幕布的定制方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及圖像顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像顯示方法和裝置、異形曲面幕布的定制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頭戴式顯示設(shè)備是虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的一個重要硬件設(shè)備，它實時的獲取用戶頭部朝向，并將該方向上的景物呈現(xiàn)在用戶眼前。在這個過程中，實時、準(zhǔn)確是影響用戶沉浸感的兩個主要指標(biāo)。其中，實時是指在極短的時間內(nèi)將用戶視野朝向的圖像渲染完成并顯示出來;準(zhǔn)確是指:1.用戶看到的圖像要與先驗知識相匹配，例如地是平的，墻是直的；2.圖像各像素的像距一致，這樣用戶在旋轉(zhuǎn)頭部時，看到的圖像是在一個面上，而不會出現(xiàn)圖像中心近，周邊遠(yuǎn)(或者圖像中心遠(yuǎn)，周邊近)的不正常效果。
[0003]由于全景或廣角圖片的采集設(shè)備使用魚眼或廣角鏡頭的緣故，采集到的原始圖像存在很嚴(yán)重的鏡頭畸變，這樣畸變的圖片是不適合直接渲染顯示給人眼，需要做鏡頭反畸變操作。
[0004]傳統(tǒng)的頭戴式顯示設(shè)備進行圖像顯示有兩種方式，一種是直接將原始畸變圖像渲染到幕布上，減少圖像處理過程，加快顯示速度，但用戶通過頭戴式顯示設(shè)備看到的景物與在真實場景中看到的景物不一致，降低了準(zhǔn)確性；另一種方式是使用較低視角的拍攝設(shè)備來采集原始圖像，較低視角對應(yīng)的鏡頭，即使不做反畸變校正，圖像也能保證一定的準(zhǔn)確性，但一般頭戴式顯示設(shè)備的有效視角在80度以上，如果拍攝設(shè)備的鏡頭視角低于頭戴式顯示設(shè)備的視角，在正常的顯示狀態(tài)下，圖像邊緣會被用戶看到，如圖1所示，圖像呈現(xiàn)效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對傳統(tǒng)的頭戴式顯示設(shè)備不能兼顧圖像的準(zhǔn)確性和實時性的問題，提供一種圖像顯示方法，能準(zhǔn)確且實時的顯示圖像。
[0006]此外，還有必要提供一種圖像顯示裝置，能準(zhǔn)確且實時的顯示圖像。
[0007]此外，還有必要提供一種異形曲面幕布的定制方法和裝置，能準(zhǔn)確且實時的顯示圖像。
[0008]—種圖像顯示方法，包括:
[0009]獲取原始畸變圖像；
[0010]建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0011 ]對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0012]根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角；
[0013]從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布；
[0014]將所述原始畸變圖像填滿所述異形曲面幕布，完成圖像渲染；
[0015]顯示所述渲染后的圖像。
[0016]一種圖像顯示裝置，包括:
[0017]獲取模塊，用于獲取原始畸變圖像；
[0018]建立模塊，用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0019]反畸變處理模塊，用于對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0020]球形模型建立模塊，用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角；
[0021]球形化處理模塊，用于從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布；
[0022]渲染模塊，用于將所述原始畸變圖像填滿所述異形曲面幕布，完成圖像渲染；
[0023]顯示模塊，用于顯示所述渲染后的圖像。
[0024]—種異形曲面幕布的定制方法，包括:
[0025]建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0026]對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0027]根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角；
[0028]從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布。
[0029]—種異形曲面幕布的定制裝置，包括:
[0030]建立模塊，用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0031 ]反畸變處理模塊，用于對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0032]球形模型建立模塊，用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角；
[0033]球形化處理模塊，用于從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布。
[0034]上述圖像顯示方法和裝置、異形曲面幕布的定制方法和裝置，通過將原始畸變圖像填滿到經(jīng)過反畸變處理和球形化映射處理得到的異形曲面幕布上后，相當(dāng)于對原始畸變圖像進行了反畸變和球形化映射處理，完成了圖像渲染，顯示出來的圖像準(zhǔn)確且實時，且經(jīng)過球形化映射，當(dāng)視野發(fā)生同樣改變時，圖像映射距離保持不變。
【附圖說明】
[0035]圖1為拍攝設(shè)備視角和頭戴式顯示器視角關(guān)系圖；
[0036]圖2為一個實施例中頭戴式顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為一個實施例中頭戴式顯示設(shè)備的圖像顯示的流程圖(請按原圖標(biāo)注箭頭)；
[0038]圖4為一個實施例圖像顯示方法的流程圖；
[0039]圖5為將矩形平面幕布反畸變?yōu)楫愋纹矫婺徊嫉氖疽鈭D；
[0040]圖6為原始畸變圖像和反畸變后的圖像的不意圖；
[0041]圖7為一個實施例中拍攝鏡頭的視場角縮放異形投影模型的示意圖；
[0042]圖8為一個實施例中從球心處放射無數(shù)條射線通過異型投影模型的四條邊的示意圖；
[0043]圖9為截出球面幕布一部分的示意圖；
[0044]圖10為一個實施例中圖像球形化后視野變化的過程示意圖；
[0045]圖11為一個實施例中異形曲面幕布的定制方法的流程圖；
[0046]圖12為一個實施例中圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0047]圖13為一個實施例中異形曲面幕布的定制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0048]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0049]圖2為一個實施例中頭戴式顯示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該頭戴式顯示設(shè)備包括通過系統(tǒng)總線連接的處理器、非易失性存儲介質(zhì)、內(nèi)存、聲音采集裝置、顯示屏和輸入裝置。其中，頭戴式顯示設(shè)備的非易失性存儲介質(zhì)存儲有操作系統(tǒng)，還包括一種圖像顯示裝置。該處理器用于提供計算和控制能力，支撐整個終端的運行。頭戴式顯示設(shè)備中的內(nèi)存為非易失存儲介質(zhì)中的圖像顯示裝置的運行提供環(huán)境。頭戴式顯示設(shè)備的顯示屏可以是液晶顯示屏或者電子墨水顯示屏等，輸入裝置可以是顯示屏上覆蓋的觸摸層，也可以是終端外殼上設(shè)置的按鍵、軌跡球或觸控板，也可以是外接的鍵盤、觸控板或鼠標(biāo)等。該頭戴式顯示設(shè)備可以是頭戴式顯示器等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖2中示出的結(jié)構(gòu)，僅僅是與本申請方案相關(guān)的部分結(jié)構(gòu)的框圖，并不構(gòu)成對本申請方案所應(yīng)用于其上的終端的限定，具體的終端可以包括比圖中所示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0050]圖3為一個實施例中頭戴式顯示設(shè)備的圖像顯示的原理示意圖。如圖3所示，建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型，采集拍攝鏡頭的參數(shù)，根據(jù)采集的拍攝鏡頭的參數(shù)對矩形投影模型進行反畸變處理和球形化處理得到定制幕布，將定制幕布作為顯示幕布，在圖像、視頻顯示前由CPU(Central Processing Unit，中央處理器)處理一次，通過GPU(Graphic Processing Unit，圖形處理器)將原始畸變圖像拉伸填滿顯示幕布，完成清染，并顯示渲染后的圖像。在視頻拍攝設(shè)備不變的條件下，定制幕布不變。
[0051]圖4為一個實施例圖像顯示方法的流程圖。如圖4所示，一種圖像顯示方法，可運行于頭戴式顯示設(shè)備上，包括以下步驟:
[0052]步驟402，獲取原始畸變圖像。
[0053]本實施例中，通過攝像頭等采集設(shè)備采集圖像。因攝像頭等采集設(shè)備使用的是魚眼或廣角鏡頭，采集到的原始圖像存在嚴(yán)重的鏡頭畸變，故該圖像為原始畸變圖像。
[0054]步驟404，建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型。
[0055]本實施例中，拍攝圖片是指需要顯示的素材。拍攝圖片的寬高比是指圖片的寬高像素個數(shù)比，如4:3，16:9等。矩形投影模型可為矩形平面幕布。建立了與拍攝圖片具有相同寬度比的矩形投影模型，將圖像按照該矩形投影模型投影到球形模型上去時不會發(fā)生任何的寬高比失真，保證圖像的準(zhǔn)確性。
[0056]步驟406，對該矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型。
[0057]本實施例中，對矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型是將拍攝出來變形的圖像還原，將原來的內(nèi)容畸變邊框為矩形的圖像變成內(nèi)容無畸變邊框變形的圖像。該矩形投影模型可為矩形平面幕布。
[0058]通過反畸變算法對矩形投影模型進行處理得到異形投影模型。反畸變算法進行處理的過程包括:坐標(biāo)變換和灰度重建。坐標(biāo)變換可分為從畸變圖像到理想圖像的前向映射方法和從理想圖像到畸變圖像的后向映射方法;灰度重建的方法有鄰近插值法、雙線性插值法和立方卷積插值法。反畸變算法采用已有的畸變校正算法。
[0059]圖5為將矩形平面幕布反畸變?yōu)楫愋纹矫婺徊嫉氖疽鈭D。如圖5所示，矩形平面幕布的邊框變?yōu)楫愋纹矫婺徊嫉倪吙颉?br>[0000]圖6為原始畸變圖像和反畸變后的圖像的不意圖。如圖6所不，第一幅圖為原始畸變圖像，經(jīng)過反畸變處理后得到第二幅圖，即反畸變后的圖像。
[0061]步驟408，根據(jù)拍攝鏡頭的水平方向視場角與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角。
[0062]本實施例中，拍攝鏡頭的水平方向視場角和豎直方向視場角可分別通過拍攝鏡頭的設(shè)計資料中獲取。該異形投影模型可為異形平面幕布。
[0063]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:
[0064]建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等。
[0065]因經(jīng)過鏡頭反畸變后，拍攝鏡頭的水平方向與豎直方向的視場角是同比例分布的，即通過豎直方向視場角和異形投影模型豎直中線限定，縮放的模型與水平方向的等大。
[0066]建立的球形模型可以不限定大小，因為圖像是按角度投影上去的，即半徑大，圖像也等比例放大投影上去；半徑小，圖像等比例縮小投影，但投影后圖像的球心角是相同的，從球心角看到的圖像也就相同。
[0067]圖7為一個實施例中拍攝鏡頭的視場角縮放異形投影模型的示意圖。如圖7所示，根據(jù)拍攝鏡頭的水平方向視場角等比例縮放異形投影模型，使得異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角剛好為拍攝鏡頭的水平方向視場角，豎直中線為弦對應(yīng)的球心角為拍攝鏡頭的豎直方向視場角。
[0068]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:
[0069]建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0070]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等;根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0071]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0072]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0073]步驟410，從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布。
[0074]在一個實施例中，從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布的步驟包括(1)(2):
[0075](I)從該球形模型的球形放射出多條射線與該異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體；
[0076]圖8為一個實施例中從球心處放射無數(shù)條射線通過異型投影模型的四條邊的示意圖。如圖8所示，從球心處放射無數(shù)條射線通過異型投影模型的四條邊，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體。
[0077](2)沿該球形模型的徑向延長該喇叭口，與該球形模型的球面相交，截出該球形模型的一部分，將該截出的該球形模型的一部分作為異形曲面幕布。
[0078]圖9為截出球面幕布一部分的示意圖。如圖9所示，沿球星模型的徑向延長喇叭口，與球形模型的球面相交，截出了該球形模型的一部分，該截出的球形模型的一部分作為異形曲面幕布，當(dāng)視角位于球心處時，看到的球形模型邊界構(gòu)成的形狀應(yīng)與異型投影模型相同。將原始畸變圖像拉伸填滿至該異形曲面幕布，即相當(dāng)于對圖像進行拍攝鏡頭反畸變和球形化映射，并同時完成圖像渲染任務(wù)。
[0079]圖10為一個實施例中圖像球形化后視野變化的過程示意圖。如圖10所示，圖像經(jīng)過球形化映射后，當(dāng)視野發(fā)生同樣改變時，圖像映射距離保持不變，圖中空心實線像與空心虛線像深度相同。
[0080]步驟412，將該原始畸變圖像填滿該異形曲面幕布，完成圖像渲染。
[0081]本實施例中，將原始畸變圖像拉伸填滿異形曲面幕布，完成圖像渲染。
[0082]步驟414，顯示該渲染后的圖像。
[0083]上述圖像顯示方法，通過將原始畸變圖像填滿到經(jīng)過反畸變處理和球形化映射處理得到的異形曲面幕布上后，相當(dāng)于對原始畸變圖像進行了反畸變和球形化映射處理，完成了圖像渲染，顯示出來的圖像準(zhǔn)確且實時，且經(jīng)過球形化映射，當(dāng)視野發(fā)生同樣改變時，圖像映射距離保持不變。
[0084]需要說明的是，圖像顯示方法還可應(yīng)用于其他顯示設(shè)備上。
[0085]圖11為一個實施例中異形曲面幕布的定制方法的流程圖。如圖11所示，一種異形曲面幕布的定制方法，包括以下步驟:
[0086]步驟1102，建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型。
[0087]本實施例中，拍攝圖片是指需要顯示的素材。拍攝圖片的寬高比是指圖片的寬高像素個數(shù)比，如4:3，16:9等。矩形投影模型可為矩形平面幕布。建立了與拍攝圖片具有相同寬度比的矩形投影模型，將圖像按照該矩形投影模型投影到球形模型上去時不會發(fā)生任何的寬高比失真，保證圖像的準(zhǔn)確性。
[0088]步驟1104，對該矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型。
[0089]本實施例中，對矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型是將拍攝出來變形的圖像還原，將原來的內(nèi)容畸變邊框為矩形的圖像變成內(nèi)容無畸變邊框變形的圖像。該矩形投影模型可為矩形平面幕布。
[0090]通過反畸變算法對矩形投影模型進行處理得到異形投影模型。反畸變算法進行處理的過程包括:坐標(biāo)變換和灰度重建。坐標(biāo)變換可分為從畸變圖像到理想圖像的前向映射方法和從理想圖像到畸變圖像的后向映射方法;灰度重建的方法有鄰近插值法、雙線性插值法和立方卷積插值法。反畸變算法采用已有的畸變校正算法。
[0091]步驟1106，根據(jù)拍攝鏡頭的水平方向視場角與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角。
[0092]本實施例中，拍攝鏡頭的水平方向視場角和豎直方向視場角可分別通過拍攝鏡頭的設(shè)計資料中獲取。該異形投影模型可為異形平面幕布。
[0093]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:
[0094]建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等。
[0095]因經(jīng)過鏡頭反畸變后，拍攝鏡頭的水平方向與豎直方向的視場角是同比例分布的，即通過豎直方向視場角和異形投影模型豎直中線限定，縮放的模型與水平方向的等大。
[0096]建立的球形模型可以不限定大小，因為圖像是按角度投影上去的，即半徑大，圖像也等比例放大投影上去；半徑小，圖像等比例縮小投影，但投影后圖像的球心角是相同的，從球心角看到的圖像也就相同。
[0097]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:
[0098]建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0099]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等;根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0100]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0101]在一個實施例中，根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角的步驟包括:建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等；
[0102]步驟1108，從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布。
[0103]在一個實施例中，從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布的步驟包括:從該球形模型的球形放射出多條射線與該異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體;沿該球形模型的徑向延長該喇叭口，與該球形模型的球面相交，截出該球形模型的一部分，將該截出的該球形模型的一部分作為異形曲面幕布。
[0104]上述異形曲面幕布的定制方法，通過建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型，對矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型，將異形投影模型內(nèi)接到球形模型內(nèi)，且異形投影模型與球形模型在水平方向和豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角為拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角，經(jīng)球心放射出射線經(jīng)過異形投影模型的四條邊延長到球形模型，截出球形模型的球面，得到異形曲面幕布，該異形曲面幕布可對圖像進行反畸變和球形化處理，從而使得畸變圖像得到校正，經(jīng)過異形曲面幕布的圖像準(zhǔn)確且實時，且計算量小。
[0105]圖12為一個實施例中圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖12所示，一種圖像顯示裝置，包括獲取模塊1202、建立模塊1204、反畸變處理模塊1206、球形模型建立模塊1208、球形化處理模塊1210、渲染模塊1212、顯示模塊1214。其中:
[0106]獲取模塊1202用于獲取原始畸變圖像；
[0107]建立模塊1204用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0108]反畸變處理模塊1206用于對該矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0109]球形模型建立模塊1208用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平與豎直方向視場角；
[0110]球形化處理模塊1210用于從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布；
[0111]渲染模塊1212用于將該原始畸變圖像填滿該異形曲面幕布，完成圖像渲染；
[0112]顯示模塊1214用于顯示該渲染后的圖像。
[0113]上述圖像顯示方法，通過將原始畸變圖像填滿到經(jīng)過反畸變處理和球形化映射處理得到的異形曲面幕布上后，相當(dāng)于對原始畸變圖像進行了反畸變和球形化映射處理，完成了圖像渲染，顯示出來的圖像準(zhǔn)確且實時，且經(jīng)過球形化映射，當(dāng)視野發(fā)生同樣改變時，圖像映射距離保持不變。
[0114]該球形模型建立模塊1208還用于建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等；
[0115]或者該球形模型建立模塊1208還用于建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0116]或者，球形模型建立模塊1208還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0117]或者，球形模型建立模塊1208還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0118]該球形化處理模塊1210還用于從該球形模型的球形放射出多條射線與該異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體，以及沿該球形模型的徑向延長該喇叭口，與該球形模型的球面相交，截出該球形模型的一部分，將該截出的該球形模型的一部分作為異形曲面幕布。
[0119]圖13為一個實施例中異形曲面幕布的定制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖13所示，一種異形曲面幕布的定制裝置，包括建立模塊1302、反畸變處理模塊1304、球形模型建立模塊1306、球形化處理模塊1308。圖13中的模塊與圖12中對應(yīng)的模塊功能相同。
[0120]建立模塊1302用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型；
[0121]反畸變處理模塊1304用于對該矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型；
[0122]球形模型建立模塊1306用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將該異形投影模型內(nèi)接于該球形模型，且該異形投影模型與球形模型在水平與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為該拍攝鏡頭水平與豎直方向視場角；
[0123]球形化處理模塊1308用于從該球形模型的球心放射出射線與該異形投影模型的四條邊相連接，并截出該球形模型的球面得到異形曲面幕布。
[0124]該球形模型建立模塊1306還用于建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與該水平視場角相等；
[0125]或者球形模型建立模塊1306還用于建立球形模型，將該異形投影模型垂直于該球形模型的徑向放置，并根據(jù)該拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放該異形投影模型，以使該異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與該豎直視場角相等。
[0126]或者，球形模型建立模塊1306還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等；
[0127]或者，球形模型建立模塊1306還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。
[0128]該球形化處理模塊1308還用于從該球形模型的球形放射出多條射線與該異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體，以及沿該球形模型的徑向延長該喇叭口，與該球形模型的球面相交，截出該球形模型的一部分，將該截出的該球形模型的一部分作為異形曲面幕布。
[0129]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一非易失性計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)等。
[0130]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種圖像顯示方法，包括: 獲取原始畸變圖像； 建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型； 對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型； 根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角； 從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布； 將所述原始畸變圖像拉伸填滿所述異形曲面幕布，完成圖像渲染； 顯示所述渲染后的圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述豎直視場角相等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布的步驟包括: 從所述球形模型的球形放射出多條射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體； 沿所述球形模型的徑向延長所述喇叭口，與所述球形模型的球面相交，截出所述球形模型的一部分，將所述截出的所述球形模型的一部分作為異形曲面幕布。7.—種異形曲面幕布的定制方法，包括: 建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型； 對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型； 根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角； 從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述豎直視場角相等。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角包括: 建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布的步驟包括: 從所述球形模型的球形放射出多條射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體； 沿所述球形模型的徑向延長所述喇叭口，與所述球形模型的球面相交，截出所述球形模型的一部分，將所述截出的所述球形模型的一部分作為異形曲面幕布。13.一種圖像顯示裝置，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取原始畸變圖像； 建立模塊，用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型； 反畸變處理模塊，用于對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型； 球形模型建立模塊，用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角； 球形化處理模塊，用于從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布； 渲染模塊，用于將所述原始畸變圖像拉伸填滿所述異形曲面幕布，完成圖像渲染； 顯示模塊，用于顯示所述渲染后的圖像。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述球形模型建立模塊還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述球形模型建立模塊還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放所述異形投影模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述豎直視場角相等。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述球形模型建立模塊還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的水平視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型水平中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述球形模型建立模塊還用于建立球形模型，將所述異形投影模型垂直于所述球形模型的徑向放置，并根據(jù)所述拍攝鏡頭的豎直視場角等比例縮放球形模型，以使所述異形投影模型豎直中線為弦對應(yīng)的球心角與所述水平視場角相等。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述球形化處理模塊還用于從所述球形模型的球形放射出多條射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，構(gòu)建一個類似喇叭口的椎體，以及沿所述球形模型的徑向延長所述喇叭口，與所述球形模型的球面相交，截出所述球形模型的一部分，將所述截出的所述球形模型的一部分作為異形曲面幕布。19.一種異形曲面幕布的定制裝置，其特征在于，包括: 建立模塊，用于建立與拍攝圖片具有相同寬高比的矩形投影模型； 反畸變處理模塊，用于對所述矩形投影模型進行反畸變處理得到異形投影模型； 球形模型建立模塊，用于根據(jù)拍攝鏡頭的水平與豎直方向視場角建立球形模型，將所述異形投影模型內(nèi)接于所述球形模型，且所述異形投影模型與球形模型在水平方向與豎直方向交接點所組成的對應(yīng)方向的球心角分別為所述拍攝鏡頭水平方向視場角與豎直方向視場角； 球形化處理模塊，用于從所述球形模型的球心放射出射線與所述異形投影模型的四條邊相連接，并截出所述球形模型的球面得到異形曲面幕布。
【文檔編號】G06T3/00GK105869110SQ201610184479
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】余志雄, 王曜
【申請人】騰訊科技（深圳）有限公司