本發(fā)明涉及實(shí)景VR領(lǐng)域，特別是指一種漫游實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí))一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中；

現(xiàn)有技術(shù)中，有采用數(shù)字建模的方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字VR技術(shù)，也有實(shí)景拍攝為素材的實(shí)景VR技術(shù)，數(shù)字VR技術(shù)的做法是在建好的數(shù)字場(chǎng)景中放入水平的兩個(gè)虛擬相機(jī)，人的左右眼在場(chǎng)景中看到的視角就由這兩個(gè)虛擬相機(jī)提供，這樣佩戴VR頭盔的人在這個(gè)建好的三維數(shù)字場(chǎng)景中漫游時(shí)根據(jù)這兩個(gè)虛擬相機(jī)的視差就能夠提供很好的3D體驗(yàn)；而實(shí)景VR的做法大多是利用全景相機(jī)拍攝一段視頻加上一些常規(guī)電影的處理方式，但其實(shí)這只是全景視頻，只能通過(guò)播放的方式展現(xiàn)給觀看者，并非實(shí)景VR，它所呈現(xiàn)出來(lái)的3D立體效果和觀看者的互動(dòng)都沒(méi)有達(dá)到VR應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)，而VR是讓佩戴VR頭盔的人能夠在另外一個(gè)時(shí)空里面進(jìn)行游走和互動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)；

因此迫切需要一種能夠真正實(shí)現(xiàn)實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種通過(guò)利用人眼的結(jié)構(gòu)和特殊的拍攝與呈現(xiàn)技巧創(chuàng)建一個(gè)能夠讓人在3D實(shí)景VR中進(jìn)行漫游的視覺(jué)效果，打造3D實(shí)景VR里面新的互動(dòng)模式，漫游實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種漫游實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法，包括如下步驟：

S1：沿需要漫游的方向進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景；

S2：根據(jù)觀看者的瞳距及全景視頻的參數(shù)確定側(cè)向真3D時(shí)雙眼幀差及正向假3D時(shí)數(shù)字場(chǎng)景中雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離；

S3：漫游中出現(xiàn)頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別計(jì)算出在全景視頻中應(yīng)調(diào)取的雙眼場(chǎng)景和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)場(chǎng)景。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述S1步驟為：

沿需要漫游的方向勻速進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述S1步驟為：

沿需要漫游的方向上規(guī)則或不規(guī)則路線勻速進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述S2步驟為：

根據(jù)觀看者的瞳距、全景視頻的拍攝行進(jìn)速度和全景視頻拍攝的幀率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定側(cè)向真3D時(shí)雙眼幀差及正向假3D數(shù)字場(chǎng)景中雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述S3步驟為：

漫游中出現(xiàn)頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別計(jì)算出在全景視頻中應(yīng)調(diào)取的雙眼場(chǎng)景和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)場(chǎng)景。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，通過(guò)如下公式計(jì)算雙眼的幀差：

t＝int(sin(yaw)·t_max) yaw∈[0,2π]

其中，yaw表示觀看者頭部的水平旋轉(zhuǎn)角度，t_max表示側(cè)向真3D時(shí)雙眼的幀差；t表示在yaw角度下雙眼的幀差。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，通過(guò)如下公式計(jì)算雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)的距離：

d＝abs(cos(yaw))·d_max yaw∈[0,2π]

其中，yaw表示觀看者頭部的水平旋轉(zhuǎn)角度，d_max表示正向假3D時(shí)雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離，d表示在yaw角度下雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離。

本發(fā)明技術(shù)方案根據(jù)觀看者的瞳距及相應(yīng)的參數(shù)確定側(cè)向真3D時(shí)雙眼幀差及正向假3D時(shí)數(shù)字場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)之間的距離，并在觀看者旋轉(zhuǎn)頭部觀看時(shí)通過(guò)公式計(jì)算相應(yīng)的雙眼幀差及虛擬相機(jī)之間的距離，進(jìn)而調(diào)取全景視頻中雙眼對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)場(chǎng)景，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正向假3D技術(shù)到側(cè)向真3D技術(shù)之間的平滑過(guò)度，這樣實(shí)現(xiàn)了普通全景視頻無(wú)法達(dá)到的3D沉浸式視覺(jué)效果，及互動(dòng)感受

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單介紹，顯而易見(jiàn)，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種漫游實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法的流程圖；

圖2為全景視頻的拍攝示意圖；

圖3為瞳距與全景視頻中幀差的關(guān)系示意圖；

圖4為做為計(jì)算基礎(chǔ)的數(shù)字場(chǎng)景示意圖；

圖5為在數(shù)字場(chǎng)景中雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-5所示，本發(fā)明提出的一種漫游實(shí)景VR的3D呈現(xiàn)方法，包括如下步驟：

沿需要漫游的方向勻速行進(jìn)拍攝全景視頻；見(jiàn)圖2

沿需要漫游的方向勻速進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景；具體的，沿需要漫游的方向勻速進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景；當(dāng)然在本發(fā)明中，根據(jù)需要可以選擇規(guī)則的線路也可以選擇不規(guī)則的線路，具體的為沿需要漫游的方向上規(guī)則或不規(guī)則路線勻速進(jìn)行全景視頻拍攝，用以建立數(shù)字場(chǎng)景；

根據(jù)觀看者的瞳距及全景視頻的參數(shù)確定側(cè)向真3D時(shí)雙眼幀差及正向假3D時(shí)數(shù)字場(chǎng)景中雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離；具體的，根據(jù)觀看者的瞳距、全景視頻的拍攝行進(jìn)速度和全景視頻拍攝的幀率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定側(cè)向真3D時(shí)雙眼幀差及正向假3D時(shí)數(shù)字場(chǎng)景中雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離；

漫游中出現(xiàn)頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別計(jì)算出在全景視頻中應(yīng)調(diào)取的雙眼場(chǎng)景和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)場(chǎng)景；具體的，漫游中出現(xiàn)頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)，分別計(jì)算出在全景視頻中應(yīng)調(diào)取的雙眼場(chǎng)景和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離。

在本發(fā)明中，可以通過(guò)如下公式計(jì)算出雙眼的幀差和雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離：

通過(guò)如下公式計(jì)算雙眼的幀差：

t＝int(sin(yaw)·t_max) yaw∈[0,2π]

其中，yaw表示觀看者頭部的水平旋轉(zhuǎn)角度，t_max表示側(cè)向真3D時(shí)雙眼的幀差；t表示在yaw角度下雙眼的幀差。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，通過(guò)如下公式計(jì)算雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)的距離：

d＝abs(cos(yaw))·d_max yaw∈[0,2π]

其中，yaw表示觀看者頭部的水平旋轉(zhuǎn)角度，d_max表示正向假3D時(shí)雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離，d表示在yaw角度下雙眼對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)之間的距離。

下面結(jié)合具體的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明：

在拍攝全景視頻的過(guò)程中拍攝視角的高度要兼顧到觀看者的視覺(jué)高度，在沿需要漫游的方向拍攝全景視頻的過(guò)程中，將拍攝設(shè)備(全景相機(jī))置于一運(yùn)動(dòng)的地盤(pán)上進(jìn)行勻速進(jìn)行，并在前進(jìn)的過(guò)程中進(jìn)行全景視頻的拍攝；

本發(fā)明中的技術(shù)方案，當(dāng)觀看者面向漫游行進(jìn)方向時(shí)雙眼看到的立體場(chǎng)景是同一個(gè)場(chǎng)景經(jīng)過(guò)假3D技術(shù)處理過(guò)的效果(也稱正向假3D)，而當(dāng)將頭部轉(zhuǎn)到與漫游行進(jìn)方向垂直時(shí)看到的是全景視頻中的兩個(gè)場(chǎng)景，其幀差距離等于觀看者的瞳距(也稱側(cè)向真3D)：

根據(jù)拍攝行進(jìn)速度及拍攝幀率可以計(jì)算出相鄰兩幀之間的距離，觀看者面向垂直于漫游行進(jìn)方向觀看側(cè)向真3D效果時(shí)雙眼的幀差距離應(yīng)該等于觀看者的瞳距，而當(dāng)觀看者面向漫游行進(jìn)方向觀看正向假3D效果時(shí)通過(guò)調(diào)整雙眼虛擬相機(jī)之間的距離參數(shù)可以找到適合觀看者瞳距的匹配值。

當(dāng)觀看者沿漫游行進(jìn)方向向兩側(cè)轉(zhuǎn)頭時(shí)：

根據(jù)計(jì)算公式可以計(jì)算出雙眼場(chǎng)景的幀差會(huì)越來(lái)越大，亦即側(cè)向真3D的效果會(huì)越來(lái)越明顯；而在同時(shí)根據(jù)計(jì)算公式可以計(jì)算出雙眼場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)距離會(huì)越來(lái)越小，亦即正向假3D的效果會(huì)越來(lái)越弱；

反之當(dāng)觀看者的頭部從漫游行進(jìn)的側(cè)向轉(zhuǎn)向正向時(shí)：

根據(jù)計(jì)算公式可以計(jì)算出雙眼場(chǎng)景的幀差會(huì)越來(lái)越小，亦即側(cè)向真3D的效果會(huì)越來(lái)越弱；而在同時(shí)根據(jù)計(jì)算公式可以計(jì)算出雙眼場(chǎng)景中的虛擬相機(jī)距離會(huì)越來(lái)越大，亦即正向假3D的效果會(huì)越來(lái)越明顯；

為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明中的變化，通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明：

設(shè)置實(shí)施例初始條件：

設(shè)全景視頻拍攝時(shí)，拍攝進(jìn)行的速度為21厘米/秒，視頻拍攝速度為30幀/秒，設(shè)定瞳距為7厘米，對(duì)應(yīng)的虛擬相機(jī)距離為dmax(通過(guò)調(diào)整雙眼虛擬相機(jī)之間的距離參數(shù)可以找到適合觀看者瞳距的匹配值)，則可以計(jì)算出在側(cè)向真3D時(shí)在全景視頻中選取的兩個(gè)場(chǎng)景之間的幀差為10(t_max＝10)；

實(shí)施例1：

當(dāng)觀看者沿漫游方向觀看時(shí)

雙眼場(chǎng)景的幀差為：

t＝int(sin0°)*10幀＝0幀

雙眼場(chǎng)景中虛擬相機(jī)之間的距離為：

d＝abs(cos0°)*d_max＝d_max

此時(shí)使用的是同一個(gè)場(chǎng)景，雙眼看到的是當(dāng)前圖像的假3D效果

實(shí)施例2：

當(dāng)觀看者頭部沿漫游行進(jìn)方向向右轉(zhuǎn)動(dòng)30°，則根據(jù)公式可以計(jì)算出在視頻中需要調(diào)取的雙眼幀差及在雙眼場(chǎng)景中虛擬相機(jī)之間的距離分別為：

雙眼場(chǎng)景的幀差為：

t＝int(sin30°)*10幀＝5幀

雙眼場(chǎng)景中虛擬相機(jī)之間的距離為：

d＝abs(cos30°)*d_max＝0.866d_max；

此時(shí)看到的是真假3D的混合效果；

實(shí)施例3：

當(dāng)觀看者頭部向右轉(zhuǎn)動(dòng)90度時(shí)：

雙眼場(chǎng)景的幀差為：

t＝int(sin90°)*10幀＝10幀

雙眼場(chǎng)景中虛擬相機(jī)之間的距離為：

d＝abs(cos90°)*d_max＝0

此時(shí)看到的是側(cè)向真3D的效果；

因此當(dāng)觀看者面向漫游方向時(shí)看到的是假3D效果，當(dāng)觀看者頭部向左右兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)看到的是真假3D的混合效果，當(dāng)觀看者頭部旋轉(zhuǎn)角度越來(lái)越大時(shí)，d會(huì)越來(lái)越小，亦即假3D的效果成分逐漸變小，，雙眼幀差會(huì)越來(lái)越大，亦即真3D的效果成分會(huì)越來(lái)越大，當(dāng)觀看者頭部轉(zhuǎn)向與漫游行進(jìn)方向垂直時(shí)觀看到的是真3D效果，從而實(shí)現(xiàn)了從假3D效果向真3D效果的平滑過(guò)度，；同理，當(dāng)頭部從側(cè)向向漫游行進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，d會(huì)越來(lái)越大，亦即假3D效果成分越來(lái)越大，雙眼幀差會(huì)越來(lái)越小，亦即逐漸失去真3D的效果成分。從而實(shí)現(xiàn)了從真3D向假3D的平滑過(guò)度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。