[发明专利]一种VR巨幕影院模式下的畸变预处理方法

说明书

本发明涉及一种VR巨幕影院模式下的畸变预处理方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、记视角中轴线初始位置为与巨幕影院场景中的虚拟电影屏幕的垂直中轴线重叠，视角中轴线偏离初始位置的角度按顺时间方向记为α；步骤2、如果α等于0度，此时畸变模式和二维场景畸变模式相同，即只需要处理光学畸变；步骤3、如果α位于fov度到360‑fov度之间，此时用户观测方向只包括巨幕影院场景的边界时，此时畸变模式为三维场景畸变模式；步骤4、如果α位于0度到fov度之间或者360‑fov度到360度之间，此时畸变处理方式为混合畸变模式。本发明能给用户带来影院巨幕观影体验的同时不为视频内容本身带来更多的畸变显示效果。

技术领域

本发明属于VR光学成像技术领域，涉及VR显示屏画面的畸变预处理方法，尤其是一种VR巨幕影院模式下的畸变预处理方法。

背景技术

VR(virtual reality虚拟现实)设备通过光学透镜让用户能随时体验到巨大的屏幕的观看效果，例如用VR设备播放视频，能让用户体验到类似在电影院观看电影的效果，同时VR设备本身具备的沉浸式效果能给用户带来身临其境的感受。但是，其光学成像系统及图像成像单元的成像原理会造成一定程度的畸变，需要在渲染时加入预畸变处理步骤，使VR显示屏的画面最终经过光学系统被用户接收到的图像无畸变。

一般VR的显示畸变主要分为两种，二维场景和三维场景。

二维场景：主要为普通视频全屏播放时的畸变处理，此时造成畸变的影响因素只有光学系统的畸变，只需要对光学系统的畸变系数进行多项式拟合，将拟合的光学畸变系数用于视频画面的渲染时预处理即可。

三维场景：主要为虚拟三维场景内容的显示和全景视频播放两种，其中全景视频播放包括360度全景视频及180度等不定角度的半全景视频。虚拟三维场景和全景视频播放的场景在VR设备上显示时，通常用球面或柱面坐标系来模拟用户观测位置和三维场景之间的关系，即虚拟三维场景和全景视频播放都会被当作一个球面或者柱面的三维场景来进行显示。显示屏只会显示三维场景中某个区域的画面，即设定一个投影平面，将三维场景中的某个区域的内容投影到当前投影平面，显示屏显示的内容即为投影平面上的内容。而投影的过程本身会带来畸变(投影畸变)，再加上光学系统本身造成的畸变效果(光学畸变)，通常三维场景下的畸变结果要更为严重，同时由于畸变预处理的过程无法完全消除畸变，所以最终的显示效果三维场景要较二维场景有更明显的畸变效果。

目前，巨幕影院模式通过生成虚拟的电影院三维场景来模拟电影院观影的效果，场景中包括巨幕电影屏和其它影院场景。用户能通过转动头部来看来整个影院场景，面向银幕时，为播放的视频内容，也可转头观察虚拟影院内的环境,用户播放的电影内容通过贴图的方式显示在虚拟影院场景中的电影屏上，然后整个个显示当作三维场景的显示畸变来处理。如前所述，由于投影畸变的引入，特别是投影畸变的恢复效果通常要明显地低于光学畸变的恢复效果，这种情况下观看视频时用户体验到的效果将比二维场景下观看视频的畸变效果要严重得多。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种VR巨幕影院模式下的畸变预处理方法，能够使三维场景中影院边界和屏幕区域的过渡区域的内容在VR设备显示屏上的显示效果更加平滑。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种VR巨幕影院模式下的畸变预处理方法，包括以下步骤：

步骤1、记视角中轴线初始位置为与巨幕影院场景中的虚拟电影屏幕的垂直中轴线重叠，视角中轴线偏离初始位置的角度按顺时针方向记为α，α范围为0度到360度之间；

步骤2、如果α等于0度，此时畸变模式和二维场景畸变模式相同，即只需要处理光学畸变；

步骤3、如果α位于fov度到360-fov度之间，此时用户观测方向只包括巨幕影院场景的边界时，即只有影院边界部分在用户视野中，此时畸变模式为三维场景畸变模式；