用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法、裝置及電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方 法、裝置及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 虛擬與現(xiàn)實(shí)簡稱VR(Virtual Reality)，意指通過技術(shù)手段創(chuàng)造出一種逼真的虛 擬的現(xiàn)實(shí)效果。目前，虛擬與現(xiàn)實(shí)設(shè)備已經(jīng)逐漸成熟和完善，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在影視和游戲等 領(lǐng)域，越來越多的用戶開始選擇虛擬與現(xiàn)實(shí)設(shè)備來體驗(yàn)3D (3維，3Dimensions)立體內(nèi)容。
[0003] 在用戶通過虛擬與現(xiàn)實(shí)設(shè)備來體驗(yàn)3D立體內(nèi)容時，為了讓用戶體驗(yàn)到非常逼真 的現(xiàn)實(shí)效果，同步觀察視角就變得非常重要，即，在用戶改變頭部的位置從而改變眼睛的觀 察視角時，用戶所觀看的3D立體內(nèi)容的觀察方位即虛擬場景的觀察視角要隨之變化，從而 帶給用戶強(qiáng)烈的代入感和現(xiàn)實(shí)感。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)虛擬與現(xiàn)實(shí)設(shè)備是采用頭戴式的方式來實(shí)現(xiàn)3D顯示的，而且 在同步觀察視角時會給一部分用戶帶來不適，例如，眼睛不舒服等，從而對整個3D立體內(nèi) 容的體驗(yàn)造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明的目的在于提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法、裝置及電子設(shè) 備，提供了一種新的同步觀察視角的方式。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方 法，包括：
[0007] 跟蹤用戶的頭部位置，獲取用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)；
[0008] 當(dāng)用戶的頭部位置發(fā)生變化時，根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場景的原觀察矩陣 或原投影矩陣進(jìn)行變換，得到新的觀察矩陣或新的投影矩陣；
[0009] 根據(jù)所述新的觀察矩陣或新的投影矩陣，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像，從而 對虛擬場景的觀察視角進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)虛擬場景下的觀察視角與用戶頭部位置變化后的觀 察視角同步。
[0010] 其中，
[0011] 在所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，對虛擬場景的原觀察矩陣或原投影矩陣進(jìn)行變換 前，所述方法還包括：
[0012] 對所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波處理，得到平滑濾波處理后的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)；
[0013] 所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，對虛擬場景的原觀察矩陣或原投影矩陣進(jìn)行變換包 括：
[0014] 根據(jù)所述平滑濾波處理后的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，對虛擬場景的原觀察矩陣或原投影矩 陣進(jìn)行變換。 陽01引其中，
[0016] 所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場景的原觀察矩陣進(jìn)行變換，得到新的觀察矩 陣包括：
[0017] 根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定用戶頭部的旋轉(zhuǎn)矩陣；
[0018] 根據(jù)所述用戶頭部的旋轉(zhuǎn)矩陣、虛擬場景的視差偏轉(zhuǎn)矩陣W及虛擬場景的原觀察 矩陣，確定新的觀察矩陣。
[0019] 其中，所述方法還包括：
[0020] 根據(jù)預(yù)先配置或者根據(jù)用戶輸入的設(shè)置參數(shù)確定虛擬場景的視間距信息；
[0021] 根據(jù)所述確定的視間距信息確定虛擬場景的視差偏轉(zhuǎn)矩陣。 陽02引其中，
[0023] 所述視差偏轉(zhuǎn)矩陣包括第一視圖視差偏轉(zhuǎn)矩陣W及第二視圖視差偏轉(zhuǎn)矩陣；述新 的觀察矩陣包括第一視圖觀察矩陣和第二視圖觀察矩陣；
[0024] 所述根據(jù)所述用戶頭部的旋轉(zhuǎn)矩陣、虛擬場景的視差偏轉(zhuǎn)矩陣W及虛擬場景的原 觀察矩陣，確定新的觀察矩陣的步驟包括：
[0025] 根據(jù)所述用戶頭部的旋轉(zhuǎn)矩陣、虛擬場景的第一視圖視差偏轉(zhuǎn)矩陣W及虛擬場景 的原觀察矩陣，確定第一視圖觀察矩陣；W及
[00%] 根據(jù)所述用戶頭部的旋轉(zhuǎn)矩陣、虛擬場景的第二視圖視差偏轉(zhuǎn)矩陣W及虛擬場景 的原觀察矩陣，確定第二視圖觀察矩陣；
[0027] 所述根據(jù)所述新的觀察矩陣，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像的步驟包括：
[0028] 利用所述第一視圖觀察矩陣擅染生成虛擬場景的第一視圖，并利用所述第二視圖 觀察矩陣擅染生成虛擬場景的第二視圖；
[0029] 根據(jù)擅染生成的所述第一視圖和第二視圖，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像。
[0030] 其中，所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場景的原投影矩陣進(jìn)行變換，得到新的 投影矩陣的步驟包括：
[0031] 根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定虛擬場景的立體圖像的投影位置偏移信息；
[0032] 根據(jù)所述確定的投影位置偏移信息和所述虛擬場景的原投影矩陣，構(gòu)建新的投影 矩陣。
[0033] 其中，所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定虛擬場景的立體圖像的投影位置偏移信 息包括：
[0034] 根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)和所述原投影矩陣的視點(diǎn)距近投影平面的距離，確定虛擬 場景的立體圖像的投影位置偏移信息。 陽03引其中，
[0036] 所述新的投影矩陣包括第一視圖投影矩陣和第二視圖投影矩陣；其中，
[0037] 所述根據(jù)所述確定的投影位置偏移信息和所述虛擬場景的原投影矩陣，構(gòu)建新的 投影矩陣包括：
[0038] 根據(jù)所述確定的投影位置偏移信息和所述原投影矩陣，構(gòu)建第一視圖投影矩陣和 第二視圖投影矩陣；
[0039] 所述根據(jù)所述新的投影矩陣，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像的步驟包括：
[0040] 利用所述第一視圖投影矩陣擅染生成虛擬場景的第=視圖，并利用第二視圖投影 矩陣擅染生成虛擬場景的第四視圖；
[0041] 根據(jù)擅染生成的所述第=視圖和第四視圖，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示裝置，包括：
[0043] 第一跟蹤獲取模塊，用于跟蹤用戶的頭部位置，獲取用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù) 據(jù)；
[0044] 處理模塊，用于當(dāng)用戶的頭部位置發(fā)生變化時，根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場 景的原觀察矩陣或原投影矩陣進(jìn)行變換，得到新的觀察矩陣或投影矩陣；
[0045] 立體顯示模塊，用于根據(jù)所述新的觀察矩陣或投影矩陣，構(gòu)建并顯示虛擬場景的 立體圖像，從而對虛擬場景的觀察視角進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)虛擬場景下的觀察視角與用戶頭部 位置變化后的觀察視角同步。
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法，包括：
[0047] 跟蹤用戶的頭部位置，獲取用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)；
[0048] 根據(jù)用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定用于虛擬場景的模擬鼠標(biāo)的移動量； W例根據(jù)所述模擬鼠標(biāo)的移動量，修改所述模擬鼠標(biāo)的位置信息，W使實(shí)現(xiàn)根據(jù)修改 后的所述模擬鼠標(biāo)的位置信息生成并顯示虛擬場景的立體圖像，從而對虛擬場景的觀察視 角進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)虛擬場景下的觀察視角與用戶頭部位置變化后的觀察視角同步。
[0050] 其中，所述根據(jù)用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定虛擬場景的模擬鼠標(biāo)的移動 量的步驟包括：
[0051] 根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定所述用戶頭部的實(shí)時轉(zhuǎn)動角度；
[0052] 根據(jù)所述用戶頭部的實(shí)時轉(zhuǎn)動角度，確定用于虛擬場景的模擬鼠標(biāo)的移動量。
[0053] 其中，所述根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定所述用戶頭部的實(shí)時轉(zhuǎn)動角度的步驟包 括：
[0054] 獲取用戶頭部的當(dāng)前帖的跟蹤數(shù)據(jù)和該用戶頭部前一帖的跟蹤數(shù)據(jù)；
[0055] 獲取當(dāng)前帖的跟蹤數(shù)據(jù)和前一帖的跟蹤數(shù)據(jù)的差值，并由所述差值確定所述實(shí)時 轉(zhuǎn)動角度。
[0056] 其中，所述根據(jù)所述用戶頭部的實(shí)時轉(zhuǎn)動角度，確定用于虛擬場景的模擬鼠標(biāo)的 移動量的步驟包括：
[0057] 將所述用戶頭部的實(shí)時轉(zhuǎn)動角度與一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換系數(shù)相乘，得到用于虛擬場景的所 述模擬鼠標(biāo)的移動量。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示裝置，包括：
[0059] 第二跟蹤獲取模塊，用于跟蹤用戶的頭部位置，獲取用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù) 據(jù)；
[0060] 確定模塊，用于根據(jù)所述用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)，確定用于虛擬場景的模 擬鼠標(biāo)的移動量；
[0061] 位置修改模塊，用于根據(jù)所述模擬鼠標(biāo)的移動量，修改所述模擬鼠標(biāo)的位置信息， W使實(shí)現(xiàn)根據(jù)修改后的所述模擬鼠標(biāo)的位置信息生成并顯示虛擬場景的立體圖像，從而對 虛擬場景的觀察視角進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)虛擬場景下的觀察視角與用戶頭部位置變化后的觀察 視角同步。
[0062] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的電子設(shè)備，包括：
[0063] 殼體、處理器、存儲器、顯示器、電路板和電源電路，其中，電路板安置在殼體圍成 的空間內(nèi)部，處理器和存儲器設(shè)置在電路板上；電源電路，用于為電子設(shè)備的各個電路或器 件供電；存儲器用于存儲可執(zhí)行程序代碼；處理器通過讀取存儲器中存儲的可執(zhí)行程序代 碼來運(yùn)行與可執(zhí)行程序代碼對應(yīng)的程序，W用于執(zhí)行W下步驟：
[0064] 跟蹤用戶的頭部位置，獲取用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)； 陽〇化]當(dāng)用戶的頭部位置發(fā)生變化時，根據(jù)所述實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場景的原觀察矩陣 或原投影矩陣進(jìn)行變換，得到新的觀察矩陣或新的投影矩陣；
[0066] 根據(jù)所述新的觀察矩陣或投影矩陣，構(gòu)建并顯示虛擬場景的立體圖像，從而對虛 擬場景的觀察視角進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)虛擬場景下的觀察視角與用戶頭部位置變化后的觀察視 角同步。
[0067] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案至少具有如下有益效果：
[0068] 本發(fā)明實(shí)施例的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法、裝置及電子設(shè)備中，通過 跟蹤用戶的頭部位置，在用戶頭部位置發(fā)生變化時，利用用戶頭部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對 虛擬場景的觀察矩陣、投影矩陣或模擬鼠標(biāo)的位置信息進(jìn)行變換或修改，從而利用變換或 修改后的觀察矩陣、投影矩陣或模擬鼠標(biāo)的位置信息構(gòu)建虛擬場景的立體圖像，從而實(shí)現(xiàn) 虛擬場景的觀察視角與用戶頭部位置變化后的觀察視角的同步，而且，能夠在一定程度上 減輕用戶在使用虛擬與現(xiàn)實(shí)設(shè)備時在同步觀察視角時所產(chǎn)生的不適感，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0069] 圖1表示本發(fā)明實(shí)施例一提供的用于虛擬與現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法的流程圖；
[0070] 圖2表示本發(fā)明提供的觀察視角的同步方法中用戶頭部位置的跟蹤數(shù)據(jù)的示意 圖；
[0071] 圖3表示本發(fā)明實(shí)施例二提供的用于虛擬與現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示裝置的組成結(jié) 構(gòu)圖；
[0072] 圖4表示本發(fā)明實(shí)施例=提供的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法的流程圖；
[0073] 圖5表示本發(fā)明實(shí)施例四提供的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法的流程圖；
[0074] 圖6表示本發(fā)明實(shí)施例五提供的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法的流程圖； [00巧]圖7表示本發(fā)明實(shí)施例五提供的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方法中投影示 意圖；
[0076] 圖8表示本發(fā)明實(shí)施例六提供的用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示裝置的組成結(jié) 構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0077] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0078] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中虛擬和現(xiàn)實(shí)場景同步觀察視角時會給一部分用戶帶來不 適，影響用戶對3D立體內(nèi)容的體驗(yàn)的問題，提供一種用于虛擬和現(xiàn)實(shí)場景的立體顯示方 法、裝置及電子設(shè)備，通過跟蹤用戶的頭部位置，在用戶頭部位置發(fā)生變化時，利用用戶頭 部位置的實(shí)時跟蹤數(shù)據(jù)對虛擬場景的觀察矩陣