[发明专利]虚拟三维图像显示系统及方法

说明书

本发明的实施例公开了一种虚拟三维图像显示系统及方法。所述图像显示方法包括以下步骤：惯性测量单元获取使用者头部的实时状态数据；姿态解算单元对上述实时状态数据进行处理得到姿态解算数据；判断单元对姿态解算数据进行分析，从而判断使用者的状态；传输函数调整单元根据使用者的状态调用不同的传输函数；场景渲染单元根据调用的传输函数进行场景渲染，在使用者的显示端显示虚拟三维图像。根据本发明的实施例，可以选择不同的传输函数进行画面渲染，以提高图像渲染引擎的计算效率。

技术领域

本发明的实施例涉及图像处理技术，具体的说是一种虚拟三维图像显示系统及方法。

背景技术：

虚拟现实技术，又称灵境技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到虚拟环境中。虚拟现实技术中创建虚拟世界的方法是一种基于光线投射的体绘制技术，虚拟现实技术创造出的图像通常通过头戴式显示端(例如VR眼镜)来展现给使用者，使用者穿戴好设备后所看到的图像还原度高，真实性强，虚拟现实技术呈现的图像具有很强的沉浸感和用户的融入感。

为了达到这种视觉效果，虚拟现实技术呈现的图像通常图像质量高，对图像渲染引擎提出了很高的要求，图像渲染引擎需要处理的数据量大；同时，为了能够使图像与使用者之间具有实时交互性，虚拟现实技术对数据的传输速度以及传输质量都提出了更高的要求。

虚拟现实技术的数据通过图像渲染引擎进行图像的数据处理，之后将处理后的图像数据传输到显示端，在显示端呈现三维图像。然而依照使用者现在对于图像渲染引擎的使用方式，图像渲染引擎需要处理的数据量大，处理延迟高，即使是高端的图像渲染引擎也无法提供给使用者最优的虚拟现实体验。如何在优化图像渲染引擎的运算效率，在保证图像渲染引擎的运算延迟的前提下提供符合人眼感知的高质量的三维图像是关键问题。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种虚拟三维图像显示系统及方法，由此通过对使用者进行状态判断，不同的状态下调用不同的传输函数，从而提高图像渲染引擎的运算能力。

本发明的实施例提供了一种虚拟三维图像显示方法，包括以下步骤：惯性测量单元获取使用者头部的实时状态数据；姿态解算单元对上述实时状态数据进行处理得到姿态解算数据；判断单元对姿态解算数据进行分析，从而判断使用者的状态；传输函数调整单元根据使用者的状态调用不同的传输函数；场景渲染单元根据调用的传输函数进行场景渲染，在使用者的显示端显示虚拟三维图像。

本发明的实施例提供了一种虚拟三维图像显示方法，包括以下步骤：状态获取单元获取使用者头部的实时状态数据；位姿预测单元对上述头部实时状态数据进行处理得到位姿解算数据，根据位姿解算数据对使用者头部的位姿进行预测得到位姿预测数据；判断单元对位姿解算数据以及位姿预测数据进行分析，从而判断使用者的状态；传输函数调整单元根据使用者的状态调用不同的传输函数；场景渲染单元根据调用的传输函数进行场景渲染，在使用者的显示端显示虚拟三维图像。

根据本发明的实施例，判断单元对姿态解算数据进行分析，从而判断使用者的状态的步骤包括：在判断单元中预设判断阈值；判断单元根据姿态解算数据与预设判断阈值进行比较确定使用者的状态。

根据本发明的实施例，传输函数调整单元根据使用者的状态调用不同的传输函数的步骤包括：向传输函数调整单元中预设对应判断单元中预设的不同状态结果的传输函数；判断单元判断出的状态结果输入传输函数调整单元中，传输函数调整单元根据状态结果调用对应的传输函数。

根据本发明的实施例，同一阈值两侧的状态对应的两个传输函数之间存在指数或/和线性关系。

根据本发明的实施例，传输函数调整单元中所有的传输函数均对图像的关键部分进行标注，场景渲染单元调用任一传输函数进行渲染均可清晰显示关键部分的图像。