[发明专利]一种三维全景空间立体图像生成方法

摘要

本发明方法涉及一种三维全景空间立体图像生成方法，属于计算机图像处理技术和光电显示技术领域。此方法针对全景(4π立体角空间)显示系统的特点(超大视场角，即水平、垂直方向均为360度，远大于人眼视场角)，以及大尺寸立体显示的问题，提出了一种基于立体视角分割的全景立体图像生成方法。打破现有的立体图像生成方法；通过建立经纬划分、局部空间角范围解算等模型，实现了高沉浸感全景立体图像的生成。此方法可实现4π空间立体角的大视场高分辨率立体图像的生成，解决工业设计、虚拟制造、军事仿真、天文气象、影视娱乐等领域对多用户、多角度、同时进行立体观察的需要；同时，可用推广到其他大视场角、高沉浸感图像的生成应用中。

主权项

一种三维全景空间立体图像生成方法，其特征在于，其实现步骤如下：实现步骤：步骤1：建立4π立体角空间，初始化一个以O点为原点，R为半径的球体(1)，这里R为正数；步骤2：将球体(1)用球面的纬度线等分m份，用球面的经度线等分n份，其中m和n为整数，由相邻两条经度线和相邻两条纬度线相交得到四个交点，由这四个交点组成一个平面四边形，在南极和北极处得到一个三角形，将南极点和北极点看作一条直线，则在南极和北极处得到的三角形也是平面四边形；以下统称这些平面四边形和三角形为几何多边形；步骤3：选择任意一个几何多边形(2)，连接几何多边形(2)的两组相对边的中心点得到两条直线，这两条直线的交点为几何多边形(2)的几何中心；建立笛卡尔子坐标系(3)，即以O点为原点，O点朝着几何多边形(2)的几何中心的连线方向为Y轴正方向；过几何多边形(2)沿纬度方向两侧边的中心点和O点的平面为XOY坐标平面；垂直于XOY平面，且指向北极的方向为Z轴正方向；根据右手定则可确定X轴正方向；步骤4：在笛卡尔子坐标系(3)下，将几何多边形(2)沿着X轴正方向平移距离detaX得到几何多边形(21)，将几何多边形(2)沿着X轴负方向平移距离detaX得到几何多边形(22)；将O点沿着X轴正方向平移距离detaX得到点O1，将O点沿着X轴负方向平移距离detaX得到O2；步骤5：在几何多边形(21)所在平面上，选取几何多边形(21)的最小外接矩形(23)。由最小外接矩形(23)的4个顶点和O1点建立四棱锥(4)；在几何多边形(22)所在平面上，选取几何多边形(22)的最小外接矩形(25)。由最小外接矩形(25)的4个顶点和O2点建立四棱锥(5)；步骤6：使用四棱锥(4)和四棱锥(5)分别作为左眼和右眼的视锥，再经过渲染得到图像(6)和图像(7)；步骤7：将图像(6)落在几何多边形(21)中的像素保留，其他像素清空，得到可匹配几何多边形(21)形状的视口图像(8)；将图像(7)落在几何多边形(22)中的像素保留，其他像素清空，得到可匹配几何多边形(22)形状的视口图像(9)；步骤8：将视口图像(8)和视口图像(9)按照像素视角对应关系映射到显示屏幕上，得到屏幕图像(10)和屏幕图像(11)，屏幕图像(10)和屏幕图像(11)构成立体图像对。利用本发明方法能够提高投影显示系统的沉浸感和冲击力，在保证更宽视场角和更高分辨率的同时，实现多用户、多视场角体验。