本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種圖像生成方法及裝置。

背景技術：

隨著技術的進步，圖像顯示已經不再局限于二維空間(2D)的屏幕平面中，三維空間(3D)的畫面顯示越來越多的應用于人們的日常工作、學習和娛樂等方面。

在真實世界中，如圖1a所示，正常的人眼觀看物體O時，雙眼的視線聚合距離L與單眼的聚焦距離L’相等，即聚焦位置都處在所觀察的物體O上。然而，在當前的視差3D世界中，如圖1b所示，由于屏幕僅提供了所觀察光場的雙眼視差畫面，而并未提供單眼聚焦所需要的相應的光線方向信息，使得單眼的聚焦位置一直處在屏幕上，而雙眼由于視差匯聚至屏幕以外的虛擬物體上，即在視差3D世界中，雙眼的視線聚合距離L與單眼的聚焦距離L’不相等，進而造成人眼在觀看3D畫面時感到眩暈和不適。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種圖像生成方法及裝置，通過該渲染方法得到的渲染畫面，在應用于顯示時，能夠使得單眼聚焦距離與雙眼視線聚合距離一致。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案：

本發(fā)明實施例一方面提供一種圖像生成方法，包括：建立三維場景模型，所述三維場景模型包括虛擬三維物體、虛擬顯示屏、至少一個視點組，每個所述視點組由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成，不同視點組對應不同的虛擬瞳孔；確定從每個視點M_i到所述虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與所述虛擬顯示屏的多個交點且虛擬物點T_k對應的所有虛擬光路相交于所述虛擬物點T_k上；其中，1≤k≤n，1≤i≤S，S為建立的視點總數(shù)，所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}均位于所述虛擬顯示屏的視角范圍內；形成S幀渲染圖像，包括：根據(jù)所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)，以得到第i幀渲染圖像。

進一步的，每個所述視點組由一個發(fā)射視點和一個回溯視點構成；所述確定從每個視點M_i到所述虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與所述虛擬顯示屏的多個交點且虛擬物點T_k對應的所有虛擬光路相交于所述虛擬物點T_k上包括：在所述虛擬顯示屏的視角范圍內，模擬由所述發(fā)射視點發(fā)出經所述虛擬顯示屏到達所述虛擬三維物體表面的多條第一光線，獲取所述多條第一光線與所述虛擬顯示屏的第一交點，所述第一光線與所述虛擬三維物體表面的交點為虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}；模擬由多個所述虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}向所述回溯視點模擬發(fā)出第二光線，獲取多條所述第二光線與所述虛擬顯示屏的第二交點。

進一步的，所述在所述虛擬顯示屏的視角范圍內，模擬由所述發(fā)射視點發(fā)出經所述虛擬顯示屏到達所述虛擬三維物體表面的多條第一光線包括：在所述虛擬顯示屏的視角范圍內，模擬由所述發(fā)射視點向所述虛擬三維物體表面均勻發(fā)出多條第一光線。

進一步的，所述根據(jù)所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)包括：將所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定為所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)；或者，根據(jù)所述多條虛擬光路與所述虛擬顯示屏的垂線之間的角度、所述多個交點與所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的距離、所述虛擬三維物體所處在的光場的光照參數(shù)、所述虛擬三維物體表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，計算得到所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)。

進一步的，所述形成S幀渲染圖像還包括：采用插值法，將所述第i幀渲染圖像的分辨率調整至與所述虛擬顯示屏的分辨率一致。

本發(fā)明實施例另一方面提供一種圖像生成裝置，包括：建立模塊，用于建立三維場景模型，所述三維場景模型包括虛擬三維物體、虛擬顯示屏、至少一個視點組，每個所述視點組由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成，不同視點組對應不同的虛擬瞳孔；確定模塊，用于確定從每個視點M_i到所述虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與所述虛擬顯示屏的多個交點且虛擬物點T_k對應的所有虛擬光路相交于所述虛擬物點T_k上；其中，1≤k≤n，1≤i≤S，S為建立的視點總數(shù)，所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}均位于所述虛擬顯示屏的視角范圍內；圖像形成模塊，用于形成S幀渲染圖像，包括：根據(jù)所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)，以得到第i幀渲染圖像。

進一步的，每個所述視點組由一個發(fā)射視點和一個回溯視點構成；所述確定模塊包括：所述光線模擬單元，用于在所述虛擬顯示屏的視角范圍內，模擬由所述發(fā)射視點發(fā)出經所述虛擬顯示屏到達所述虛擬三維物體表面的多條第一光線；所述交點獲取單元，用于獲取所述多條第一光線與所述虛擬顯示屏的第一交點，所述第一光線與所述虛擬三維物體表面的交點為虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}；所述光線模擬單元，還用于模擬由多個所述虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}向所述回溯視點模擬發(fā)出第二光線；所述交點獲取單元，還用于獲取多條所述第二光線與所述虛擬顯示屏的第二交點。

進一步的，所述光線模擬單元具體用于在所述虛擬顯示屏的視角范圍內，模擬由所述發(fā)射視點向所述虛擬三維物體表面均勻發(fā)出多條第一光線。

進一步的，所述圖像形成模塊具體用于將所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定為所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)；或者，根據(jù)所述多條虛擬光路與所述虛擬顯示屏的垂線之間的角度、所述多個交點與所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的距離、所述虛擬三維物體所處在的光場的光照參數(shù)、所述虛擬三維物體表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及所述多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，計算得到所述虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)。

進一步的，所述圖像形成模塊還用于采用插值法，將所述第i幀渲染圖像的分辨率調整至與所述虛擬顯示屏的分辨率一致。

本發(fā)明實施例提供一種圖像生成方法及裝置，該圖像生成方法包括建立三維場景模型，該三維場景模型包括虛擬三維物體、虛擬顯示屏、至少一個視點組，每個視點組由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成，不同視點組對應不同的虛擬瞳孔；確定從每個視點M_i到虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與虛擬顯示屏的多個交點且虛擬物點T_k對應的所有虛擬光路相交于所述虛擬物點T_k上；其中，1≤k≤n，1≤i≤S，S為建立的視點總數(shù)，多個虛擬物點均位于虛擬顯示屏的視角范圍內；形成S幀渲染圖像，包括：根據(jù)多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)，以得到第i幀渲染圖像。

由于上述S幀渲染圖像是根據(jù)虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，通過位于至少一個虛擬瞳孔上視點組中的每個視點M_i到虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的多條虛擬光路其中每個虛擬物點對應的所有虛擬光路均相交于虛擬物點上，獲取虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)而得到的，這樣一來，通過一個虛擬瞳孔中視點組中的至少兩個視點可獲取至少2幀渲染圖像，即通過一個虛擬瞳孔即可獲取具有三維效果的渲染圖像；并且一個虛擬瞳孔對通過該瞳孔中的視點組所獲取的渲染圖像的聚焦距離，與兩個虛擬分別通過對應虛擬瞳孔中的視點組獲取具有三維效果的渲染圖像時的視線聚合距離相同，即單眼聚焦距離與雙眼視線聚合距離的聚焦位置均處于虛擬三維物體表面，進而使得當該渲染畫面應用于顯示時，能夠使得單眼聚焦距離與雙眼視線聚合距離一致。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a為現(xiàn)有技術提供一種真實世界中人眼觀看圖像的光路示意圖；

圖1b為現(xiàn)有技術提供一種視差3D世界中人眼觀看圖像的光路示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種基于光場渲染的圖像生成方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種基于光場渲染的圖像生成方法的光路結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的另一種基于光場渲染的圖像生成方法的光路結構示意圖；

圖5a為本發(fā)明實施例提供的一種調整渲染圖像分辨率與虛擬顯示屏分辨率一致的結構示意圖；

圖5b為本發(fā)明實施例提供的另一種調整渲染圖像分辨率與虛擬顯示屏分辨率一致的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種基于光場渲染的圖像生成裝置。

附圖標記：

01-虛擬三維物體；02-虛擬顯示屏；03-視點組；10-建立模塊；20-確定模塊；30-圖像形成模塊。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種圖像生成方法，如圖2所示，該方法包括：

步驟S101、建立三維場景模型，如圖3所示，該三維場景模型包括虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個視點組03，每個視點組03由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成，不同視點組對應不同的虛擬瞳孔。

本領域的技術人員應當理解到，當上述至少一個視點組為兩個時，如果該兩個視點組是模擬同一個人的兩個虛擬瞳孔上的兩個視點組，則該兩個視點組的相對位置應該符合大部分人的兩個眼睛瞳孔的相對位置；如果該兩個視點組是模擬不同人的虛擬瞳孔上的視點組，則對該兩個視點組的相對位置不做限定。

此處需要說明的是，上述三維場景模型包括虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個視點組03是指，可以如圖3所示，虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個視點組03依次排布，即虛擬顯示屏02位于虛擬三維物體01和至少一個視點組03之間，從不同視點向虛擬三維物體01上的同一位置發(fā)出的多條光路與虛擬顯示屏02具有多個交點；還可以是虛擬顯示屏02、虛擬三維物體01、至少一個視點組03依次排布，即虛擬三維物體01位于虛擬顯示屏02和至少一個視點組03之間，從不同視點向虛擬三維物體01上的同一位置發(fā)出的光路的延長線與虛擬顯示屏02具有多個交點；本發(fā)明對此不作限定，以下實施例均是以虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個視點組03依次排布為例，對本發(fā)明做進一步的說明。

此處還需要說明的是，每個視點組03由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成是指，一個虛擬瞳孔對應一個視點組03，該視點組中可以包括2個視點，也可以包括多個視點，例如10個視點，且不同的視點之間的最大距離不超過2.5mm，以符合瞳孔的尺寸，保證多個視點落入個虛擬瞳孔，形成一個視點組03。當然，位于虛擬瞳孔上的視點組03中的視點個數(shù)越多，該模擬越接近真實的人眼，但是視點個數(shù)的增多也會使得模擬過程中的運算量大幅增加，因此，在一般的模擬過程，可以選擇2-5個視點進行模擬。

步驟S102、確定從每個視點M_i到虛擬三維物體01表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的多個交點且虛擬物點T_k對應的所有虛擬光路相交于所述虛擬物點T_k上；其中，1≤k≤n，1≤i≤S，S為建立的視點總數(shù)，多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}均位于虛擬顯示屏02的視角范圍內。

此處需要說明的是，上述虛擬顯示屏02的視角范圍是指，視點組03中每個視點M_i與虛擬顯示屏02的邊緣上每一點的連線的延長線構成的封閉曲面所覆蓋的區(qū)域。

具體的，如圖3所示，以兩個視點M₁和M₂(即S＝2)，虛擬三維物體01表面的五個虛擬物點{T₁,T₂,T₃,T₄,T₅}(即n＝5)為例，視點M₁到虛擬三維物體01表面的五個虛擬物點{T₁,T₂,T₃,T₄,T₅}的五條虛擬光路與虛擬顯示屏02存在五個交點同樣對于視點M₂到虛擬三維物體01表面的五個虛擬物點{T₁,T₂,T₃,T₄,T₅}具有五條虛擬光路與虛擬顯示屏02存在五個交點從而使得同一個虛擬物點對應的所有虛擬光路均相交于該虛擬物點上，即相交于T₁，相交于T₂，相交于T₃，相交于T₄，相交于T₅；其他視點與上述類似，此處不再贅述。

步驟S103、形成S幀渲染圖像，包括：根據(jù)多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，以得到第i幀渲染圖像。

具體的，如圖3所示，兩個視點M₁和M₂分別形成一幀渲染圖像，即總共形成2幀渲染圖像，其中，針對于視點M₁，可以根據(jù)虛擬三維物體01表面的五個虛擬物點{T₁,T₂,T₃,T₄,T₅}的色彩參數(shù)，確定虛擬顯示屏02上的五個交點的色彩參數(shù)，得到第1幀渲染圖像；同理針對視點M₂得到第2幀渲染圖像，此處不再贅述。另外，采用該方法得到的渲染圖像可以應用于虛擬現(xiàn)實顯示中，也可以應用于增強現(xiàn)實顯示中，本發(fā)明對此不作限定。

由于上述S幀渲染圖像是根據(jù)虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，通過位于至少一個虛擬瞳孔上視點組中的每個視點M_i到虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的多條虛擬光路其中每個虛擬物點對應的所有虛擬光路均相交于虛擬物點上，獲取虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)而得到的，這樣一來，通過一個虛擬瞳孔中視點組中的至少兩個視點可獲取至少2幀渲染圖像，即通過一個虛擬瞳孔即可獲取具有三維效果的渲染圖像；并且一個虛擬瞳孔對通過該瞳孔中的視點組所獲取的渲染圖像的聚焦距離，與兩個虛擬分別通過對應虛擬瞳孔中的視點組獲取具有三維效果的渲染圖像時的視線聚合距離相同，即單眼聚焦距離與雙眼視線聚合距離的聚焦位置均處于虛擬三維物體表面，進而使得當該渲染畫面應用于顯示時，能夠使得單眼聚焦距離與雙眼視線聚合距離一致。

此處需要說明的是，根據(jù)上述方法獲取的S幀渲染圖像，在用于顯示時，可以是根據(jù)時序周期性依次顯示該S幀渲染圖像，即在一個周期內，不同的時刻顯示不同的渲染圖像。

當然，可以是同時顯示S幀渲染圖像。例如，在同一時刻，在虛擬顯示屏02上直接獲取S幀渲染圖像，以2幀渲染圖像為例，在同一時刻，虛擬顯示屏02上第一行為第1幀渲染畫面，第二行為第2幀渲染畫面，然后將通過該虛擬顯示屏02獲取的S幀渲染圖像直接用于顯示。

又例如，可以是在不同的時刻，在一個周期內，在虛擬顯示屏02上獲取S幀獨立的渲染圖像，當該S幀獨立的渲染圖像在具體應用顯示時，將該S幀獨立的渲染圖像同時顯示，具體的，以渲染圖像包括2幀獨立的渲染圖像為例，在真實的顯示屏上第一行為第一幀渲染畫面，第二行為第二幀渲染畫面，當然此時通過真實顯示屏顯示的渲染畫面的分辨率，相對于通過在虛擬顯示屏02上獲取的獨立的渲染畫面的分辨率減半。

在此基礎上，上述每個視點組03可以由一個發(fā)射視點和一個回溯視點構成，在此情況下，上述步驟S102中，確定從每個視點M_i到虛擬三維物體01表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的多個交點包括：

在虛擬顯示屏02的視角范圍內，如圖3所示，以視點M₁為發(fā)射視點，以視點M₂為回溯視點為例。

首先，模擬由發(fā)射視點M₁發(fā)出經虛擬顯示屏02到達虛擬三維物體表面的多條第一光線，獲取多條第一光線與虛擬顯示屏02的第一交點第一光線與虛擬三維物體表面的交點為虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}。

然后，模擬由多個所述虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}向所述回溯視點M₂模擬發(fā)出第二光線，獲取多條第二光線與虛擬顯示屏02的第二交點

這樣一來，通過在發(fā)射視點向虛擬物點發(fā)出光線，然后從該虛擬物點向回溯視點發(fā)出光線，能夠使得發(fā)射視點到虛擬物點的光路與回溯視點到虛擬物點的光路準確快速的交匯于該虛擬物點的位置處，從而能夠在提高渲染速度的同時，使得獲取得到的渲染圖像更真實，當該渲染圖像應用于三維顯示時，具有更好的光場顯示效果。

此處需要說明的是，上述僅是以一個視點組03可以由一個發(fā)射視點和一個回溯視點構成為例進行說明的是，在實際的模擬過程以及應用中，例如，一個視點組03可以包括多個發(fā)射視點，以及與多個發(fā)射視點分別對應的回溯視點；又例如，一個視點組03可以包括一個發(fā)射視點和多個回溯視點；具體過程同上，此處不再贅述。當然，本發(fā)明對一個視點組03中的發(fā)射視點和回溯視點的個數(shù)不做限定，只要至少包括一個發(fā)射視點和與該發(fā)射視點對應的一個回溯視點，在虛擬顯示屏02處至少形成2幀渲染圖像即可。

在此基礎上，進一步優(yōu)先選的，上述在虛擬顯示屏02的視角范圍內，在模擬由發(fā)射視點M₁發(fā)出經虛擬顯示屏02到達虛擬三維物體01表面的多條第一光線包括：在虛擬顯示屏02的視角范圍內，模擬由發(fā)射視點M₁向虛擬三維物體01表面均勻發(fā)出多條第一光線，這樣一來，能夠在虛擬顯示屏02得到均勻分布的第一交點和第二交點進而使得形成的渲染畫面的更真實，不會出現(xiàn)圖像扭曲、失真等現(xiàn)象，特別是對于實現(xiàn)單眼聚焦3D，效果更明顯。

此處需要說明的是，上述向虛擬三維物體01表面均勻發(fā)出多條第一光線僅為本發(fā)明的較優(yōu)方案，在實際的應用中，可以是向虛擬三維物體01表面隨機的發(fā)出多條第一光線；也可以是根據(jù)預設的分布向虛擬三維物體01表面發(fā)出多條第一光線，本發(fā)明對此不作限定。

此外，上述步驟103中，根據(jù)多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)包括：

將多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定為虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，在此情況下，虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩與虛擬三維物體01表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩相同。

當然，還可以根據(jù)多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的垂線之間的角度、多個交點與多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的距離、虛擬三維物體01所處在的光場的光照參數(shù)、虛擬三維物體01表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，計算得到虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，這樣一來，獲取得到的渲染圖像與人眼真實看到的三維物體的圖像更貼近，更真實，特別是對于實現(xiàn)單眼聚焦3D，效果更明顯。

此處需要說明的是，上述得到虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，可以是模擬真實世界的三維物體，建立的虛擬三維物體01，該虛擬三維物體01所處的光場與真實接近，且通過光場的光照參數(shù)、虛擬三維物體01表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)獲取的渲染圖像與真實世界基本一致。還可以模擬與真實世界中三維物體不同的虛擬三維物體01，例如具有藝術或卡通效果的三維物體，通過光場的光照參數(shù)、虛擬三維物體01表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)獲取的渲染圖像可以在符合一定理論的基礎上，加入藝術效果，從而獲取與真實世界中不完全一致的渲染圖像。本發(fā)明對此不作限定。

具體的，可以采用通過線追跡法(Ray Tracing)來獲取相關的參數(shù)，以虛擬光路與虛擬顯示屏02的垂線之間的角度為例，如圖4所示，針對于同一個虛擬物點T₁而言，由于的不同視點M₁和M₂到該虛擬物點T₁的虛擬光路和與虛擬顯示屏02的垂線之間的角度β1與β2不同，在此情況下，根據(jù)該不同的角度結合多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，計算得到的虛擬顯示屏上01的多個交點的色彩參數(shù)會存在一定的差異，在此情況下，虛擬顯示屏02上的多個交點和的色彩與虛擬三維物體表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩之間存在一定的差異，該差異與人眼在不同角度所看到的三維物體的不同視覺效果更貼近，從而使得渲染的得到的三維物體更真實。

進一步的，上述步驟103中，形成S幀渲染圖像還包括：采用插值法，將第i幀渲染圖像的分辨率調整至與虛擬顯示屏02的分辨率一致。

具體的，可以采用最鄰近插值法、線性內插法、三次內插法或者樣條插值法，對第i幀渲染圖像的分辨率進行調整，本發(fā)明對此不作限定。

例如，如圖5a所示，獲取得到的第i幀渲染圖像，即圖5a中(1)，的分辨率(m×n)小于虛擬顯示屏，即圖5a中(2)，的分辨率(M×N)為例，其中，m小于M，n小于N。以調整渲染圖像的像素列數(shù)等于虛擬顯示屏的像素列數(shù)為例，如圖5a所示，可以在渲染圖像的部分區(qū)域中添加部分像素列，以使得渲染圖像的像素列數(shù)等于虛擬顯示屏的像素列數(shù)，具體的添加的像素列的色彩參數(shù)，可以通過上述插值法，通過對渲染圖像上與添加的像素列相鄰的像素列的多個像素點的色彩參數(shù)進行內插得到虛擬顯示屏02上對應添加的像素列的色彩參數(shù)；當然也可以是對渲染圖像上相鄰位置的像素列的多個像素點的色彩參數(shù)進行取平均值，以得到虛擬顯示屏02上對應添加的像素列的色彩參數(shù)。

又例如，如圖5b所示，獲取得到的第i幀渲染圖像，即圖5b中(1)，的分辨率(M×N)大于虛擬顯示屏，即圖5b中(2)，的分辨率(m×n)為例，其中，M大于m，N大于n。以調整渲染圖像的像素列數(shù)等于虛擬顯示屏的像素列數(shù)為例，如圖5b所示，可以在渲染圖像的部分區(qū)域中直接刪除部分像素列，以使得渲染圖像的像素列數(shù)等于虛擬顯示屏的像素列數(shù)。當然也可以通過上述插值法，在刪除部分像素列后，對渲染圖像上與刪除部分像素列相鄰的像素列的色彩參數(shù)進行計算，得到虛擬顯示屏02上對應位置像素列的色彩參數(shù)。

另外，對于調整渲染圖像的像素行數(shù)等于虛擬顯示屏的像素行數(shù)，與上述像素列數(shù)的調整相似，此處不再贅述。

本發(fā)明實施例還提供一種圖像生成裝置，該裝置可以是軟件或硬件，其中各個功能模塊的實現(xiàn)可以參考上述實施例，在此不再贅述，如圖6所示，該裝置包括：

建立模塊10，用于建立三維模型，如圖3所示，三維場景模型包括虛擬三維物體01、虛擬顯示屏02、至少一個視點組03，每個視點組03由位于同一個虛擬瞳孔上的至少兩個視點構成，不同視點組03對應不同的虛擬瞳孔。

確定模塊20，用于確定從每個視點M_i到虛擬三維物體01表面多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的多個交點其中，1≤i≤S，S為建立的視點總數(shù)，多個虛擬物點均位于虛擬顯示屏02的視角范圍內。具體的，當采用前述的線追跡法來確定相關的多個交點以及相關參數(shù)時，該確定模塊20也可以稱之為追跡模塊。

圖像形成模塊30，用于形成S幀渲染圖像，包括：根據(jù)多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，以得到第i幀渲染圖像。

需要說明的是，本實施例中的各模塊可以為單獨設置的處理器，也可以為集成在該圖像生成裝置的某一個處理器中實現(xiàn)，也可以以程序代碼的形式存儲于圖像生成裝置的存儲器中，由圖像生成裝置的某一個處理器調用并執(zhí)行以上各個單元的功能。這里所述的處理器可以是一個中央處理器(英文全稱：Central Processing Unit，英文簡稱：CPU)，圖形處理器(英文全稱：Graphics Processing Unit，英文簡稱：GPU)或者是特定集成電路(英文全稱：Application Specific Integrated Circuit，英文簡稱：ASIC)，或者是被配置成實施本發(fā)明實施例的一個或多個集成電路。

本發(fā)明實施例提供一種圖像生成裝置，應用于如上所述的任一種圖像生成方法，具有與前述實施例提供的圖像生成方法相同的有益效果。由于前述實施例已經對該圖像生成方法的有益效果進行了詳細的描述，此處不再贅述。

進一步的，在每個視點組由一個發(fā)射視點和一個回溯視點構成的情況下，上述確定模塊20包括：光線模擬單元用于在虛擬顯示屏02的視角范圍內，模擬由發(fā)射視點發(fā)出經虛擬顯示屏到達虛擬三維物體表面的多條第一光線；交點獲取單元用于獲取多條第一光線與虛擬顯示屏的第一交點；光線模擬單元還用于第一光線與虛擬三維物體01表面的交點為虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}。模擬由多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}向回溯視點模擬發(fā)出第二光線；交點獲取單元還用于獲取多條第二光線與虛擬顯示屏02的第二交點。

這樣一來，通過在發(fā)射視點向虛擬物點發(fā)出光線，然后從該虛擬物點向回溯視點發(fā)出光線，能夠使得發(fā)射視點到虛擬物點的光路與回溯視點到虛擬物點的光路準確快速的交匯于該虛擬物點的位置處，從而能夠在提高渲染速度的同時，使得獲取得到的渲染圖像更真實，當該渲染圖像應用于三維顯示時，具有更好的光場顯示效果。

另外，上述光線模擬單元具體用于在虛擬顯示屏02的視角范圍內，模擬由發(fā)射視點向虛擬三維物體01表面均勻發(fā)出多條第一光線，能夠在虛擬顯示屏02得到均勻分布的第一交點和第二交點進而使得形成的渲染畫面的更真實，不會出現(xiàn)圖像扭曲、失真等現(xiàn)象，特別是對于實現(xiàn)單眼聚焦3D，效果更明顯。

進一步的，上述圖像形成模塊30具體用于將多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，確定為虛擬顯示屏上的多個交點的色彩參數(shù)。

或者，上述圖像形成模塊30具體用于根據(jù)多條虛擬光路與虛擬顯示屏02的垂線之間的角度、多個交點與多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}之間的距離、虛擬三維物體01所處在的光場的光照參數(shù)、虛擬三維物體01表面的材質中的至少一種參數(shù)，以及多個虛擬物點{T₁,T₂,…,T_n}的色彩參數(shù)，計算得到虛擬顯示屏02上的多個交點的色彩參數(shù)，這樣一來使得獲取得到的渲染圖像與人眼真實看到的三維物體的圖像更貼近，更真實，特別是對于實現(xiàn)單眼聚焦3D，效果更明顯。

在此基礎上，上述圖像形成模塊30還用于采用插值法，將第i幀渲染圖像的分辨率調整至與虛擬顯示屏02的分辨率一致。具體的，圖像形成模塊30可以采用最鄰近插值法、線性內插法、三次內插法或者樣條插值法，對第i幀渲染圖像的分辨率進行調整，本發(fā)明對此不作限定。

本領域普通技術人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。