[发明专利]基于三维点云的初始视角控制和呈现方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于三维点云的初始视角控制和呈现方法及系统，包括：读取并解析三维媒体流；确定初始视点、初始视点的法向量方向、初始视点的正方向向量；反馈用户位置对于初始视点的相对位移；确定内容制作方指定的缩放尺度，或确定根据用户位置与初始视点的相对位移计算的深度值设定的缩放尺度。本发明提供的基于三维点云的初始视角及呈现方法，支持用户在初始消费三维媒体内容时观看到内容制作方指定的初始角度即感兴趣区域，同时支持三维媒体内容的缩放，即尺度变换。此外，在实时交互的场景下，用户观看到的视野范围能够根据用户与初始视点的相对位置进行调整，依据用户交互行为充分提高视觉媒体消费自由度，提供身临其境的用户体验。

技术领域

本发明涉及3D媒体数据封装与消费过程的设计领域，具体地，涉及一种基于三维点云的初始视角控制和呈现方法及系统。

背景技术

随着信息技术的快速发展，基于文字、图片、传统视频的消费模式趋于成熟，提供更高逼真度、更强交互性、更多元化的视觉通信逐渐成为发展热点。视觉通信通过精确渲染的三维点云、六自由度全方位体验、虚实结合实时交互等技术手段，为用户提供不受时间、地域、现实条件限制的、身临其境的真实体验的同时，更给新应用带来无限空间。

视觉媒体数据生成、传输、处理和呈现等方面与传统媒体数据存在较大的不同，视觉媒体数据更加复杂多元。为满足用户的呈现需求，相应的数据描述方法也受到了广泛的关注。得益于三维扫描技术和系统日趋成熟，三维点云数据在学术界和工业界引起了广泛的关注。

三维点云是空间中一系列点的几何，记录了被扫描物体表面各点的一组的三维坐标信息和多种属性信息，如纹理、材质、法向量、反射强度等。三维点云数据是真实物体的几何描述，是一种新的三维模型数据格式，作为视觉通信场景下表达信息的主要载体，不仅可以有效的表示视觉媒体服务中的静态实物和场景，还可以实时渲染精确的立体模型，真实地描述动态实物或场景信息。因此，三维点云数据可以为用户带来虚实结合、实时交互的沉浸式消费体验。

目前对于如何存储、传输三维点云数据已有一定的研究，但现有三维点云封装信息只考虑了点云数据整体呈现效果，并未考虑不同场景下用户的呈现需求，如用户对于三维点云媒体的初始呈现需求。当用户打开点云媒体文件时，更希望直接消费感兴趣的区域，而不是某些奇怪的角度或不感兴趣区域。因此，为满足用户不同场景下的初始呈现需求，需要对三维点云媒体数据的封装信息进行扩展，对三维点云呈现时的初始视角信息进行定义，使用户在初始消费三维媒体内容时观看到内容制作方指定的初始观看角度即用户感兴趣区域，以满足用户对于三维视觉媒体的初始呈现需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于三维点云的初始视角控制和呈现方法及系统。

根据本发明提供的一种基于三维点云的初始视角控制和呈现方法，包括：

读取并解析三维媒体流；

确定初始视点、初始视点的法向量方向、初始视点的正方向向量；

反馈用户位置对于初始视点的相对位移；

确定内容制作方指定的缩放尺度，或确定根据用户位置与初始视点的相对位移计算的深度值设定的缩放尺度；

根据用户位置视点内的视野和深度，确定当前用户位置的观看视野范围；

呈现三维媒体流中观看视野范围的部分媒体内容或全部媒体内容。

优选地，还包括：

变更后视点位置和变更后视点的法向量方向。

优选地，所述初始视点的正方向向量为与呈现设备规定的正方向平行的方向向量，初始视点的正方向向量包括：以初始视点为坐标原点建立坐标系，确定初始视点以外的正方向向量终点的x坐标信息、y坐标信息、z坐标信息。

优选地，所述深度值为用户位置相对初始视点的距离。