本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)
技術(shù)領(lǐng)域：
的圖像采集方法以及虛擬現(xiàn)實(shí)圖像顯示方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般采用球方圖(Equirectangular)作為數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)格式。球方圖是基于球面投影(SphericalProject)的一種數(shù)據(jù)格式，也就是人們常見的帶有經(jīng)緯度的地圖方式，把三維的球面圖像展現(xiàn)在一幅二維長(zhǎng)方形畫面上，以便于二維圖像處理。VR全景數(shù)據(jù)一般由多個(gè)攝像頭同時(shí)拍攝。目前高清的VR系統(tǒng)需要將攝像傳感芯片采集的360°全景數(shù)據(jù)傳送到電腦設(shè)備上，經(jīng)過特殊的專業(yè)軟件的處理后生成二維球方圖數(shù)據(jù)。再經(jīng)過MPEG/H.264/H.265數(shù)碼壓縮后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)云服務(wù)系統(tǒng)。接收端獲取生成球方圖格式的數(shù)據(jù)后，再轉(zhuǎn)換成為立方圖(Cube-Map)格式數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染處理，并依據(jù)觀察者的視角(FOV,FieldofView)和轉(zhuǎn)角，截取可視范圍的圖像在投影平面上分屏(左、右眼分開)顯示。球方圖映射(EquirectangularProjection)的生成過程必須把球面轉(zhuǎn)換為二維平面圖，因而在球面的南北兩極的極點(diǎn)位置必須做拉伸處理，為此引入了大量的冗余畫面點(diǎn)陣。它的點(diǎn)陣像數(shù)要比同樣精度的立方圖(Cube-Map)的點(diǎn)陣像素多出25％并且由于球面和平面的非線性關(guān)系造成除了在球面的赤道線線上以外的所有的點(diǎn)陣位置都有不同程度的失真。在球面的兩極的位置上失真則為無窮大。從數(shù)學(xué)原理來說，立方圖和二維球方圖之間的轉(zhuǎn)換經(jīng)過了從正方體到球體，球面到球方圖的兩次轉(zhuǎn)換。每個(gè)步驟都會(huì)因?yàn)殡娮釉O(shè)備精度的限制帶來進(jìn)一步的計(jì)算損耗。由于立方圖是三維渲染的標(biāo)準(zhǔn)格式，因而使用球方圖作為VR數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)格式等于為VR系統(tǒng)傳輸增加了一道轉(zhuǎn)換操作。二者之間的轉(zhuǎn)換所耗費(fèi)的系統(tǒng)資源隨著視頻的精度而遞增。一個(gè)10分鐘的高清全景視頻需要處理3千億個(gè)像數(shù)點(diǎn)，可見每次轉(zhuǎn)換的計(jì)算量之沉重。而且每次球面和平面之間的轉(zhuǎn)換都會(huì)產(chǎn)生誤差，給設(shè)備廠家在計(jì)算精度和產(chǎn)品成本之間的取舍帶來更多的負(fù)擔(dān)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有的VR系統(tǒng)存在的上述問題，現(xiàn)提供一種旨在改善上述技術(shù)問題的圖像采集方法、虛擬現(xiàn)實(shí)圖像傳輸及顯示方法，具體技術(shù)方案如下：一種圖像采集方法，應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其中提供至少五個(gè)圖像采集裝置，用以采集圖像；還包括以下步驟：步驟S1、自當(dāng)前位置通過所述圖像采集裝置同時(shí)的采集各個(gè)方向的圖像；步驟S2、定義一空間立方體，使所述空間立方體的六個(gè)平面對(duì)應(yīng)六個(gè)不同方向，將關(guān)聯(lián)于所述六個(gè)方向的所述圖像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)所述六個(gè)平面的平面圖像；步驟S3、傳輸或者保存關(guān)聯(lián)于所述空間立方體的所述平面圖像；步驟S4、移動(dòng)至下一位置重復(fù)所述步驟S1，或者于當(dāng)前位置等待預(yù)定時(shí)間周期后重復(fù)所述步驟S1。優(yōu)選的，所述步驟S1中，將采集到的各個(gè)方向的圖像，根據(jù)所述圖像的成像平面的位置，將所述圖像將拼合成一多面體。優(yōu)選的，所述步驟S2中，具體包括以下步驟：步驟S21、建立一對(duì)應(yīng)所述空間立方體的三維坐標(biāo)[X,Y,Z]；步驟S22、選取所述多面體上一未轉(zhuǎn)換的面G；步驟S23、于選取的所述面上選取一未轉(zhuǎn)換的像素P'，并獲取所述像素P'于所述面G對(duì)應(yīng)的所述圖像采集裝置的有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')；步驟S24、根據(jù)選取的所述面G對(duì)應(yīng)的所述圖像采集裝置的取景方向與所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]之間的X軸轉(zhuǎn)角α，Y軸轉(zhuǎn)角β，Z軸轉(zhuǎn)角γ，計(jì)算獲得所述有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')于所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)；步驟S25、根據(jù)所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)，以及所述面G對(duì)應(yīng)的所述圖像采集裝置的朝向或位置，計(jì)算獲得所述面G對(duì)應(yīng)的所述圖像采集裝置對(duì)應(yīng)所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)的視線，與所述空間立方體內(nèi)表面的交點(diǎn)P(X,Y,Z)，并將所述交點(diǎn)P(X,Y,Z)作為所述像素P'于所述空間立方體上轉(zhuǎn)換后的位置進(jìn)行儲(chǔ)存；步驟S26、判斷所述面G上是否存在未轉(zhuǎn)換的像素，如有則返回所述步驟S23；步驟S27、判斷所述多面體是否存在未轉(zhuǎn)換的面，如有則返回所述步驟S22。優(yōu)選的，所述步驟S24中，通過以下算式，計(jì)算獲得所述有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')于所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)：XYZ=R(α,β,γ)×X′Y′Z′]]>其中，所述三維坐標(biāo)為依據(jù)右手法則的三維卡迪爾坐標(biāo)系，R(α,β,γ)為三維卡迪爾直角坐標(biāo)系的同心旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)，R(α,β,γ)表達(dá)式為：R(α,β,γ)＝R(α)×R(β)×R(γ)R(β)=cos(β)sin(β)0-sin(β)cos(β)0001]]>優(yōu)選的，所述步驟S25中，通過最大值算法Q＝MAX(|x|,|y|,|z|)和三角形等比關(guān)系，計(jì)算所述交點(diǎn)P(X,Y,Z)的位置，其矩陣表達(dá)式為：P(X,Y,Z)=Fx(Q)000Fy(Q)000Fz(Q)×XYZ.]]>優(yōu)選的，于所述空間立方體的每個(gè)平面上定義像素陣列，所述交點(diǎn)P(X,Y,Z)不在所述空間立方體的對(duì)應(yīng)的平面的像素陣列上時(shí)通過插值法，于所述像素陣列上對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)處生成過渡數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述插值法為線性近似法或雙三次插值法。優(yōu)選的，于所述空間立方體的每個(gè)面定義像素陣列，并于所述像素陣列設(shè)置精度冗余，所述多面體的兩個(gè)相鄰的面G上具有重疊的點(diǎn)時(shí)使相鄰的兩個(gè)面G中的第一面G1上重疊的點(diǎn)P1'(X',Y',Z')＝P1'(X'-f,Y'-f,Z'-f)，以及使相鄰的兩個(gè)面G中的第二面G2上重疊的點(diǎn)P2'(X',Y',Z')＝P1'(X'+f,Y'+f,Z'+f)，f為所述像素陣列的精度冗余值。優(yōu)選的，f＝0.5。優(yōu)選的，所述步驟S3中，傳輸所述平面圖像時(shí)將對(duì)應(yīng)所述空間立方體的六個(gè)平面中相鄰的三個(gè)平面對(duì)應(yīng)的所述平面圖像拼合為一第一平面圖像進(jìn)行傳輸，將所述空間立方體的其余三個(gè)相鄰的平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第二平面圖像進(jìn)行傳輸。優(yōu)選的，所述第一平面圖像包括所述空間立方體的頂面對(duì)應(yīng)的平面圖像、前面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及后面對(duì)應(yīng)的平面圖像，所述第二平面圖像包括所述空間立方體的左面對(duì)應(yīng)的平面圖像、后面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及右面對(duì)應(yīng)的平面圖像。優(yōu)選的，所述第一平面圖像及所述第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸。優(yōu)選的，所述第一平面圖像及所述第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸時(shí)對(duì)每一所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。優(yōu)選的，對(duì)所述多面體的每個(gè)面的交界處通過高斯標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布對(duì)所述面的邊緣的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素與臨界的冗余點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素，或暗角效應(yīng)累積對(duì)應(yīng)的像素做加權(quán)平均。優(yōu)選的，通過硬件查表實(shí)現(xiàn)所述步驟S23至所述步驟S25中的計(jì)算。還包括，一種虛擬現(xiàn)實(shí)圖像傳輸方法，應(yīng)用于上述的圖像采集方法，所述步驟S3中，傳輸所述平面圖像時(shí)將對(duì)應(yīng)所述空間立方體的六個(gè)平面中相鄰的三個(gè)平面對(duì)應(yīng)的所述平面圖像拼合為一第一平面圖像進(jìn)行傳輸，將所述空間立方體的其余三個(gè)相鄰的平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第二平面圖像進(jìn)行傳輸。優(yōu)選的，所述第一平面圖像包括所述空間立方體的頂面對(duì)應(yīng)的平面圖像、前面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及后面對(duì)應(yīng)的平面圖像，所述第二平面圖像包括所述空間立方體的左面對(duì)應(yīng)的平面圖像、后面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及右面對(duì)應(yīng)的平面圖像。優(yōu)選的，所述第一平面圖像及所述第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸。優(yōu)選的，所述第一平面圖像及所述第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸時(shí)對(duì)每一所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。還包括，一種虛擬現(xiàn)實(shí)圖像顯示方法，其中，應(yīng)用于上述的圖像采集方法，還包括以下步驟：步驟S101、獲取所述空間立方體的每個(gè)平面的平面圖像；步驟S102、獲取觀測(cè)面G0的可視區(qū)W的所有像素位置；步驟S103、取所述可視區(qū)W一上未顯示的像素P”(X”,Y”,Z”)；步驟S104、計(jì)算所述像素P”(X”,Y”,Z”)于所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的位置P”(X,Y,Z)；步驟S105、根據(jù)像素P”的位置，計(jì)算所述觀測(cè)面G0對(duì)應(yīng)的視線與所述空間立方體的交點(diǎn)P0(X,Y,Z)；步驟S106、于所述可視區(qū)W的像素P”(X”,Y”,Z”)對(duì)應(yīng)的位置，顯示所述交點(diǎn)P0(X,Y,Z)對(duì)應(yīng)的所述平面圖像的像素顏色；步驟S107、判斷所述可視區(qū)W是否存在未顯示的像素，如有則返回所述步驟S103。優(yōu)選的，所述步驟S104中，通過以下算式算計(jì)所述像素P”(X”,Y”,Z”)于所述三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的位置P”(X,Y,Z)：XYZ=R(α0,β0,γ0)×X′′Y′′Z′′]]>其中，所述三維坐標(biāo)為依據(jù)右手法則的三維卡迪爾坐標(biāo)系，R(α0，β0，γ0)為三維卡迪爾直角坐標(biāo)系的同心旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)，α0，β0，γ0為觀測(cè)面G0的坐標(biāo)系與所述空間立方體對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)[X,Y,Z]的三軸的轉(zhuǎn)角，R(α0，β0，γ0)表達(dá)式為：R(α0，β0，γ0)＝R(α0)×R(β0)×R(γ0)R(γ0)=1000cos(y0)-sin(y0)0sin(y0)cos(y0)]]>R(β0)=cos(β0)sin(β0)0-sin(β0)cos(β0)0001]]>R(α0)=cos(α0)0sin(α0)010-sin(α0)0cos(α0).]]>優(yōu)選的，所述步驟S105中，通過最大值算法Q＝MAX(|x|,|y|,|z|)和三角形等比關(guān)系，計(jì)算所述交點(diǎn)P0(X,Y,Z)的位置，其矩陣表達(dá)式為：P(X,Y,Z)=Fx(Q)000Fy(Q)000Fz(Q)×XYZ.]]>優(yōu)選的，于所述空間立方體的每個(gè)平面上定義像素陣列，所述交點(diǎn)P0(X,Y,Z)不在所述空間立方體的對(duì)應(yīng)的平面的像素陣列上時(shí)，通過插值法于根據(jù)所述像素陣列上周圍的像素點(diǎn)處生成過渡數(shù)據(jù)并顯示于所述可視區(qū)W對(duì)應(yīng)的位置上。優(yōu)選的，所述插值法為線性近似法或雙三次插值法。上述技術(shù)方案的有益效果是：減少了冗余畫面點(diǎn)陣，消除了球方圖中球面對(duì)應(yīng)的赤道位置和南北兩極位置的失真。附圖說明圖1為本發(fā)明的圖像采集方法的實(shí)施例的步驟流程圖；圖2為本發(fā)明的圖像采集方法的步驟S2的實(shí)施例的步驟流程圖；圖3為本發(fā)明的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像顯示方法的的實(shí)施例的步驟流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。本發(fā)明提供一種圖像采集方法，應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其中，提供至少五個(gè)圖像采集裝置，用以采集圖像；如圖1所示，還包括以下步驟：步驟S1、自當(dāng)前位置通過圖像采集裝置同時(shí)的采集各個(gè)方向的圖像；步驟S2、定義一空間立方體，使空間立方體的六個(gè)平面對(duì)應(yīng)六個(gè)不同方向，將關(guān)聯(lián)于六個(gè)方向的圖像轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)六個(gè)平面的平面圖像；步驟S3、傳輸或者保存關(guān)聯(lián)于空間立方體的平面圖像；步驟S4、移動(dòng)至下一位置重復(fù)步驟S1，或者于當(dāng)前位置等待預(yù)定時(shí)間周期后重復(fù)步驟S1。上述技術(shù)方案中圖像采集為對(duì)VR全景數(shù)據(jù)的其基于多鏡頭硬件采集的處理方式。于優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述的圖像采集裝置可以是采樣鏡頭。進(jìn)一步的，當(dāng)采樣鏡頭的數(shù)量小于6并大于1時(shí)，采樣鏡頭需采用魚眼鏡頭，同時(shí)需通過魚眼鏡頭的曲面轉(zhuǎn)換函數(shù)對(duì)采樣鏡頭采集到的圖像進(jìn)行處理。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，作為圖像采集裝置的采集鏡頭可設(shè)計(jì)為同心多面體，即共有同一中心。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S1中，將采集到的各個(gè)方向的圖像，根據(jù)圖像的成像平面的位置，將圖像將拼合成一多面體。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S2中，如圖2所示，具體包括以下步驟：步驟S21、建立一對(duì)應(yīng)空間立方體的三維坐標(biāo)[X,Y,Z]；步驟S22、選取多面體上一未轉(zhuǎn)換的面G；步驟S23、于選取的面上選取一未轉(zhuǎn)換的像素P'，并獲取像素P'于面G對(duì)應(yīng)的圖像采集裝置的有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')；步驟S24、根據(jù)選取的面G對(duì)應(yīng)的圖像采集裝置的取景方向與三維坐標(biāo)[X,Y,Z]之間的X軸轉(zhuǎn)角α，Y軸轉(zhuǎn)角β，Z軸轉(zhuǎn)角γ，計(jì)算獲得有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')于三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)；步驟S25、根據(jù)三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)，以及面G對(duì)應(yīng)的圖像采集裝置的朝向或位置，計(jì)算獲得面G對(duì)應(yīng)的圖像采集裝置對(duì)應(yīng)三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)的視線，與空間立方體內(nèi)表面的交點(diǎn)P(X,Y,Z)，并將交點(diǎn)P(X,Y,Z)作為像素P'于空間立方體上轉(zhuǎn)換后的位置進(jìn)行儲(chǔ)存；步驟S26、判斷面G上是否存在未轉(zhuǎn)換的像素，如有則返回步驟S23；步驟S27、判斷多面體是否存在未轉(zhuǎn)換的面，如有則返回步驟S22。上述技術(shù)方案中，將圖像采集裝置采集的圖像合成產(chǎn)生立方圖數(shù)據(jù)，其數(shù)學(xué)原理基于從多面體表面平面到空間立方體表面平面的投影映射，目的在于把拍攝對(duì)象形成的成像平面，或稱觀測(cè)面(viewingplane)，用立體坐標(biāo)轉(zhuǎn)置的方式，從任意N面體(N>5)投射到三維立方圖(Cube-map)對(duì)應(yīng)的空間立方體的其中的一面。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S24中，通過以下算式，計(jì)算獲得有效視區(qū)上的坐標(biāo)位置P'(X',Y',Z')于三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的坐標(biāo)位置P'(X,Y,Z)：XYZ=R(α,β,γ)×X′Y′Z′]]>其中，所述三維坐標(biāo)為依據(jù)右手法則的三維卡迪爾坐標(biāo)系，R(α,β,γ)為三維卡迪爾直角坐標(biāo)系的同心旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)，R(α,β,γ)表達(dá)式為：R(α,β,γ)＝R(α)×R(β)×R(γ)R(β)=cos(β)sin(β)0-sin(β)cos(β)0001]]>于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S25中，通過最大值算法Q＝MAX(|x|,|y|,|z|)和三角形等比關(guān)系，計(jì)算交點(diǎn)P(X,Y,Z)的位置，其矩陣表達(dá)式為：P(X,Y,Z)=Fx(Q)000Fy(Q)000Fz(Q)×XYZ.]]>上述技術(shù)方案，采用三維卡迪爾空間一個(gè)平面到另一平面的投射的數(shù)學(xué)方式，可以避免其他投射方式所遇到的開平方和其他高次方的運(yùn)算，便于使用芯片技術(shù)生成運(yùn)算單元，用并行處理的芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)高速處理的能力。同時(shí)，由于在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)運(yùn)行環(huán)境固定，全部轉(zhuǎn)換關(guān)系的系數(shù)可以預(yù)處理。從而避開了除法、開平方等繁重的算術(shù)運(yùn)算。進(jìn)一步優(yōu)化后可以避開三角函數(shù)的計(jì)算。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，于空間立方體的每個(gè)平面上定義像素陣列，交點(diǎn)P(X,Y,Z)不在空間立方體的對(duì)應(yīng)的平面的像素陣列上時(shí)通過插值法，于像素陣列上對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)處生成過渡數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案中，交點(diǎn)P(X,Y,Z)不在空間立方體的對(duì)應(yīng)的平面的像素陣列上是指交點(diǎn)P(X,Y,Z)可能落在對(duì)應(yīng)的像素陣列上的幾個(gè)像素之間，因此可通過插值法計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的過渡數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，插值法為線性近似法或雙三次插值法。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，于空間立方體的每個(gè)面定義像素陣列，并于像素陣列設(shè)置精度冗余，多面體的兩個(gè)相鄰的面G上具有重疊的點(diǎn)時(shí)使相鄰的兩個(gè)面G中的第一面G1上重疊的點(diǎn)P1'(X',Y',Z')＝P1'(X'-f,Y'-f,Z'-f)，以及使相鄰的兩個(gè)面G中的第二面G2上重疊的點(diǎn)P2'(X',Y',Z')＝P1'(X'+f,Y'+f,Z'+f)，f為像素陣列的精度冗余值。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，f＝0.5。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)應(yīng)不同圖像采集裝置采集的面G的像素陣列位置可設(shè)置成錯(cuò)位的形式，以提高拼接質(zhì)量。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，由圖像采集裝置的圖像傳感器對(duì)兩個(gè)面G拼接處的邊緣做動(dòng)態(tài)白平衡調(diào)整。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S3中，傳輸平面圖像時(shí)將對(duì)應(yīng)空間立方體的六個(gè)平面中相鄰的三個(gè)平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第一平面圖像進(jìn)行傳輸，將空間立方體的其余三個(gè)相鄰的平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第二平面圖像進(jìn)行傳輸。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像包括空間立方體的頂面對(duì)應(yīng)的平面圖像、前面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及后面對(duì)應(yīng)的平面圖像，第二平面圖像包括空間立方體的左面對(duì)應(yīng)的平面圖像、后面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及右面對(duì)應(yīng)的平面圖像。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像及第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像及第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸時(shí)對(duì)每一數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。生成了空間立方體圖后理論上即可用于VR全景顯示，但從實(shí)際而言，數(shù)據(jù)必須通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程以供數(shù)據(jù)分享。但空間立方體數(shù)據(jù)是三維表面上的數(shù)據(jù)，不適于直接用于傳輸。將其拆分為多幅平面圖形后就能接入到視頻網(wǎng)絡(luò)的二維圖像數(shù)據(jù)壓縮通道。最大限度地發(fā)揮數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)效率。上述技術(shù)方案將空間立方體數(shù)據(jù)拆分成為兩個(gè)并行的數(shù)據(jù)流，視頻標(biāo)準(zhǔn)H.264/H.265都支持MVC(MultiViewCoding，多視頻編碼)。因此可以將拆分后的空間立方體數(shù)據(jù)直接依照MVC格式送入視頻壓縮通道。在接收端使用MVC解碼器解碼后可以直接得到空間立方體格式的原始數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接收端得到空間立方體數(shù)據(jù)后，根據(jù)觀看設(shè)備發(fā)送來的觀看視區(qū)和轉(zhuǎn)動(dòng)的信息，截取立方圖里的相關(guān)數(shù)據(jù)展示到顯示平面上。立方圖格式是三維空間渲染的默認(rèn)格式，可以與渲染引擎對(duì)接，產(chǎn)生所需的渲染效果。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，對(duì)多面體的每個(gè)面的交界處通過高斯標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布對(duì)面的邊緣的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素與臨界的冗余點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素，或暗角效應(yīng)累積對(duì)應(yīng)的像素做加權(quán)平均。由于不同的圖像采集裝置在不同的角度上采光不勻可能造成的暗角效應(yīng)(vignettingeffect)在兩個(gè)圖像采集裝置對(duì)應(yīng)的不同的面G交界處引起的亮度反差，從而需要對(duì)面G的拼接處進(jìn)行邊緣亮度平衡。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，可采用高斯標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布進(jìn)行邊緣亮度平衡處理。具體可通過下式進(jìn)行計(jì)算：f(x)=12πe-x2/2]]>其中，f(x)為密度函數(shù)，令密度函數(shù)f(x,u,sigma)令u＝0,sigma＝1求得x＝0,0.5,1,1.5,2,2.5,3的對(duì)應(yīng)值f(x,0,1)＝[1,0.882496792,0.606530568,0.324652462,0.135335285,0.043936931,0.015565322]；用f(x,0,1)來對(duì)面G邊緣的像素與臨界的冗余像素或暗角效應(yīng)累積分布的做加權(quán)平均，由此而實(shí)現(xiàn)面G對(duì)應(yīng)的平面圖像的平滑過渡。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，通過硬件查表實(shí)現(xiàn)步驟S23至步驟S25中的計(jì)算。一旦多面體圖像采集裝置的工業(yè)設(shè)計(jì)完成后，每個(gè)圖像采集裝置對(duì)應(yīng)的面G的轉(zhuǎn)角就固定了。因此上述技術(shù)方案中旋轉(zhuǎn)函數(shù)的系數(shù)R(α,β,γ)成為已知數(shù)。每個(gè)面G上的像素點(diǎn)陣的位置也是已知數(shù)。因此上述技術(shù)方案中計(jì)算所需的系數(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)完成的時(shí)候已經(jīng)預(yù)先可知。因此空間立方體每個(gè)面上的像素陣列與相關(guān)的面G上的像素陣列具有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。將這些固定關(guān)系的數(shù)值預(yù)先設(shè)置好，存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中。在合成VR全景圖像時(shí)無需再做算術(shù)運(yùn)算，只要查表就可得到相對(duì)的旋轉(zhuǎn)位置，然后可按照后續(xù)步驟來完成相應(yīng)的操作。經(jīng)過上述優(yōu)化后，處理流程中的多次三角函數(shù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算只需用一步查表就能完成。極大地減低了硬件實(shí)現(xiàn)成本，加快了處理速度。本發(fā)明的技術(shù)方案中還包括，一種虛擬現(xiàn)實(shí)圖像傳輸方法，應(yīng)用于上述的圖像采集方法，步驟S3中，傳輸平面圖像時(shí)將對(duì)應(yīng)空間立方體的六個(gè)平面中相鄰的三個(gè)平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第一平面圖像進(jìn)行傳輸，將空間立方體的其余三個(gè)相鄰的平面對(duì)應(yīng)的平面圖像拼合為一第二平面圖像進(jìn)行傳輸。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像包括空間立方體的頂面對(duì)應(yīng)的平面圖像、前面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及后面對(duì)應(yīng)的平面圖像，第二平面圖像包括空間立方體的左面對(duì)應(yīng)的平面圖像、后面對(duì)應(yīng)的平面圖像以及右面對(duì)應(yīng)的平面圖像。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像及第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，第一平面圖像及第二平面圖像以并行數(shù)據(jù)流形式進(jìn)行傳輸時(shí)對(duì)每一數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。本發(fā)明的技術(shù)方案中還包括，一種虛擬現(xiàn)實(shí)圖像顯示方法，其中，應(yīng)用于上述的圖像采集方法，如圖3所示，還包括以下步驟：步驟S101、獲取空間立方體的每個(gè)平面的平面圖像；步驟S102、獲取觀測(cè)面G0的可視區(qū)W的所有像素位置；步驟S103、取可視區(qū)W一上未顯示的像素P”(X”,Y”,Z”)；步驟S104、計(jì)算像素P”(X”,Y”,Z”)于三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的位置P”(X,Y,Z)；步驟S105、根據(jù)像素P”的位置，計(jì)算觀測(cè)面G0對(duì)應(yīng)的視線與空間立方體的交點(diǎn)P0(X,Y,Z)；步驟S106、于可視區(qū)W的像素P”(X”,Y”,Z”)對(duì)應(yīng)的位置，顯示交點(diǎn)P0(X,Y,Z)對(duì)應(yīng)的平面圖像的像素顏色；步驟S107、判斷可視區(qū)W是否存在未顯示的像素，如有則返回步驟S103。上述技術(shù)方案中，可根據(jù)互動(dòng)跟蹤設(shè)備提供的轉(zhuǎn)角和縮放系數(shù)選定可視區(qū)W并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)置，其中可視區(qū)W的大小可依據(jù)互動(dòng)跟蹤設(shè)備的縮放設(shè)置進(jìn)行變化，可視區(qū)W與三維坐標(biāo)[X,Y,Z]的轉(zhuǎn)角可依據(jù)互動(dòng)跟蹤設(shè)備當(dāng)前的傾角進(jìn)行變化。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S104中，通過以下算式算計(jì)像素P”(X”,Y”,Z”)于三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的位置P”(X,Y,Z)：XYZ=R(α0,β0,γ0)×X′′Y′′Z′′]]>其中，所述三維坐標(biāo)為依據(jù)右手法則的三維卡迪爾坐標(biāo)系，R(α0，β0，γ0)為三維卡迪爾直角坐標(biāo)系的同心旋轉(zhuǎn)矩陣函數(shù)，α0，β0，γ0為觀測(cè)面G0的坐標(biāo)系與所述空間立方體對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)[X,Y,Z]的三軸的轉(zhuǎn)角，R(α0，β0，γ0)表達(dá)式為：R(α0，β0，γ0)＝R(α0)×R(β0)×R(γ0)R(γ0)=1000cos(y0)-sin(y0)0sin(y0)cos(y0)]]>R(β0)=cos(β0)sin(β0)0-sin(β0)cos(β0)0001]]>R(α0)=cos(α0)0sin(α0)010-sin(α0)0cos(α0).]]>于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，步驟S105中，通過最大值算法Q＝MAX(|x|,|y|,|z|)和三角形等比關(guān)系，計(jì)算交點(diǎn)P0(X,Y,Z)的位置，其矩陣表達(dá)式為：P(X,Y,Z)=Fx(Q)000Fy(Q)000Fz(Q)×XYZ.]]>于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，于空間立方體的每個(gè)平面上定義像素陣列，交點(diǎn)P0(X,Y,Z)不在空間立方體的對(duì)應(yīng)的平面的像素陣列上時(shí)，通過插值法于根據(jù)像素陣列上周圍的像素點(diǎn)處生成過渡數(shù)據(jù)并顯示于可視區(qū)W對(duì)應(yīng)的位置上。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，插值法為線性近似法或雙三次插值法。上述虛擬現(xiàn)實(shí)圖像顯示方法采用立方圖(Cube-Map)轉(zhuǎn)置的過程來實(shí)現(xiàn)。這樣一來，VR圖像顯示的流程和VR圖像采集的流程有相當(dāng)多的共同成分。二者的通用性為硬件和芯片系統(tǒng)廠家提供了一個(gè)通用化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的選擇，進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大了市場(chǎng)和成本優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的空間立方體格式數(shù)據(jù)可快速的轉(zhuǎn)換為現(xiàn)有的球方圖格式，其原理是，把空間立方體六面的平面圖像，映射到一個(gè)正態(tài)化的的球面上。再把球面展開為二維的球方圖(EquirectangularProjection)表達(dá)方式。具體過成為：步驟A、提供一關(guān)聯(lián)到空間立方體的三維坐標(biāo)[X,Y,Z]；步驟B、對(duì)于二維球方圖上的每個(gè)像素位置(i,j)，求得球方圖上的點(diǎn)陣位置(i,j)所代表的球體在三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的位置(X,Y,Z)；具體可通過下式計(jì)算：X=cos(4×j×πheight-1)cos(2×i×πwidth-1)]]>Y=sin(4×j×πheight-1)]]>Z=cos(4×j×πheight-1)sin(2×i×πwidth-1)]]>步驟C、根據(jù)(X,Y,Z)的位置，計(jì)算它與三維坐標(biāo)[X,Y,Z]上的空間立方體的交點(diǎn)P，其中，P點(diǎn)的位置計(jì)算可以利用簡(jiǎn)單的最大值算法Q＝MAX(|x|,|y|,|z|)和相似三角形的等比關(guān)系來得出結(jié)果；步驟D、交點(diǎn)P的位置如果不在像素陣列上的話，根據(jù)精度標(biāo)準(zhǔn)要求使用相應(yīng)的插值法生成區(qū)間過渡數(shù)據(jù)；優(yōu)選的，可根據(jù)精度和質(zhì)量要求，選擇線性近似法或雙三次插值法，也可以選用鄰近像素法；步驟F、重復(fù)步驟B，直到得到球方圖上所有的像素為止。于上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，當(dāng)硬件設(shè)備的工業(yè)設(shè)計(jì)完成后，球方圖上的每個(gè)像素位置(i,j)和空間立方體的交點(diǎn)P的關(guān)系就固定了下來；因此上述運(yùn)算的計(jì)算系數(shù)可以預(yù)先算出結(jié)果。例如，i或j的選值都是預(yù)先可知的，因此對(duì)應(yīng)如下式：和中的三角函數(shù)的運(yùn)算都可以根據(jù)給定的i,j數(shù)值預(yù)先計(jì)算出結(jié)果。因此，在硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)，可用查表方式找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，避免了繁重的三角運(yùn)算。上述技術(shù)方案中，所有的設(shè)計(jì)方法都是以“單眼”顯示信息的方式來加以描述。同樣的方法予以簡(jiǎn)單的重復(fù)可以擴(kuò)展到兩組數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“雙眼”立體視頻360°的VR圖像的生成和傳遞。立體VR圖像的每一個(gè)通道都可以采用上述的方式予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出了一個(gè)基于立方圖(CUBE-MAP)數(shù)據(jù)格式的“端-到-端”(End-To-End)全程VR系統(tǒng)的解決方案，在這個(gè)方案里，VR圖像數(shù)據(jù)的采集合成和VR圖像數(shù)據(jù)的屏幕顯示，二者具有類同的通用基礎(chǔ)算法。為硬件和芯片系統(tǒng)廠家提供了一個(gè)通用化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的良好選擇。本發(fā)明提出的技術(shù)方案不含復(fù)雜的計(jì)算，不受系統(tǒng)精度和復(fù)雜度的制約，可根據(jù)不同的系統(tǒng)要求來擴(kuò)展處理功能，例如，立方圖合成算法，只要替換了外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)表單后，就可以支持不同的攝像傳感設(shè)備。極大地提高了應(yīng)用的靈活性，又不增加運(yùn)算的復(fù)雜度。上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3