CN108429905B - 一种裸眼3d显示方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种裸眼3D显示方法、装置、电子设备及存储介质，属于3D显示技术领域。该方法包括：从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线；获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。该方法使得用户在无需借助外设(例如，VR眼镜，头戴式显示器)的情况下，仅凭肉眼即可体验到裸眼3D的视觉效果，极大地改善了用户得视觉体验。

Description

一种裸眼3D显示方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明属于3D显示技术领域，具体涉及一种裸眼3D显示方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着虚拟现实技术的发展，越来越多的虚拟现实软件进入了人们的生活，为了给用户带来更好的沉浸感，通常会要求用户长时间佩戴一些外设(例如，VR眼镜，头戴式显示器)来体验虚拟现实软件带来的视觉效果。

但是长时间的佩戴这些外设，会给用户带来些许困扰，比如长时间佩戴这些外设，用户会产生一些生理上的不良反应，如眩晕，恶心等。为了提高用户体验，应当尽可能的减少用户的繁琐操作从而使用户获得最完美的视觉效果体验感。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种裸眼3D显示方法、装置、电子设备及存储介质，以有效地改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种裸眼3D显示方法，包括：从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线；获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

结合第一方面的第一种实施方式，基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机，包括：从所述距离数据集中筛选出最大距离数据；获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则；基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

结合第一方面的第二种实施方式，基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机，包括：基于所述第一预设规则设置2－30个具有视差的虚拟摄像机。

结合第一方面的第三种实施方式，从视口坐标系中获取多个点，包括：从视口坐标系中获取4－81个不同的点。

结合第一方面的第四种实施方式，将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，包括：将每个虚拟摄像机获取到的图像内容通过shader进行合成。

第二方面，本发明实施例还提供了一种裸眼3D显示装置，包括：绘制模块，用于从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线；测距模块，用于获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；设置模块，用于基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；合成模块，用于将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

结合第二方面的第一种实施方式，所述设置模块包括：筛选单元，用于从所述距离数据集中筛选出最大距离数据；获取单元，用于获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则；设置单元，用于基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

结合第二方面的第二种实施方式，所述设置单元具体用于基于所述第一预设规则设置2－30个具有视差的虚拟摄像机。

结合第二方面的第三种实施方式，所述绘制模块具体用于从视口坐标系中获取4－81个不同的点，以每个点为起始点，按照每个点对应的预设方向绘制射线。

结合第二方面的第四种实施方式，所述合成模块具体用于将每个虚拟摄像机获取到的图像内容通过shader进行合成，并将合成后的图像显示出来。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器连接；所述存储器用于存储程序；所述处理器用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行上述第一方面实施例所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有处理器可执行的程序代码于计算机内，所述存储介质包括多条指令，所述多条指令被配置成使所述处理器执行上述第一方面实施例所述的方法。

本发明实施例提供的裸眼3D显示方法，包括：从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线；获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。该方法使得用户在无需借助外设(例如，VR眼镜，头戴式显示器)的情况下，仅凭肉眼即可体验到裸眼3D的视觉效果，极大地改善了用户得视觉体验。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种裸眼3D显示方法的流程图。

图3示出了本发明实施例提供的视口坐标系中的9个点的分布示意图。

图4示出了本发明实施例提供的图2中的步骤S103的流程图。

图5示出了本发明实施例提供的一种裸眼3D显示装置的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的一种电子设备100的结构框图。所述电子设备100包括：裸眼3D显示装置110、存储器120、存储控制器130和处理器140。

所述存储器120、存储控制器130、处理器140各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述裸眼3D显示装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器120中或固化在所述电子设备100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器140用于执行存储器120中存储的可执行模块，例如所述裸眼3D显示装置110包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read－Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read－Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read－Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器120用于存储程序，所述处理器140在接收到执行指令后，执行所述程序，后述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的电子设备100所执行的方法可以应用于处理器140中，或者由处理器140实现。

处理器140可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中，在本发明实施例中，所述电子设备100可以是，但不限于网络服务器、数据库服务器、云端服务器等。

第一实施例

请参阅图2，为本发明实施例提供的一种应用于上述电子设备100的解调方法，下面将结合图2对其所包含的步骤进行说明。

步骤S101：从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线。

从视口坐标系中采取多个点来发射多条具有物理属性的射线，例如，从视口坐标系中获取4－81个不同的点来绘制射线，即从视口坐标系中获取的点的数量在该范围内的任一数值均可。即以每个点为起始点，按照每个点对应的预设方向绘制射线，进而得到多条具有物理属性的射线。其中，在计算机图形理论中的视口坐标系中规定，左下角为视口坐标系的原点(0，0)右上角为(1，1)，即0表示屏幕的最左边，0.5表示屏幕中间，1表示屏幕最右边。作为一种可选的实施方式，从视口坐标系中采取9个点来发射9条具有物理属性的射线，如图3所示。这9个点的坐标分别被装到名为ScreenWidth和ScreenHeight的两个集合中，每个集合包括3个元素(0，0.5，1)，其中，集合中每个元素的含义代表视口坐标系中的点，也就是0表示屏幕的最左边，0.5表示屏幕中间，1表示屏幕最右边。例如，位于图3中最下一排从左到右的坐标依次为(0，0)、(0.5，0)、(1，0)；位于图3中最中间一排从左到右的坐标依次为(0，0.5)、(0.5，0.5)、(1，0.5)；位于图3中最上一排从左到右的坐标依次为(1，0)、(1，0.5)、(1，1)。然后通过双层For循环来调用ViewportPointToRay函数，ViewportPointToRay函数是Unity3D中从视口坐标发射射线的函数，该函数有1个参数Position，Position代表要发射射线的位置，这个位置就是上述中的9个点。其中，需要说明的是，从视口坐标系中获取的点并不限于9个。

步骤S102：获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集。

获取每条射线与利用图像渲染引擎(如Unity3D引擎)渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集。

作为一种可选的实施方式，获取9条射线与利用Unity3D引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到包含9个距离数据的距离数据集。例如，调用Unity3D引擎中的Physics.RaycastHit函数来获取所要计算的数据信息，Physics.RaycastHit函数需要3个参数Ray，RaycastHit，Distance。其中，Ray代表射线，也就是上述中的9条射线；RaycastHit代表被射线碰撞到的物体，射线碰撞到物体以后会停止发射；Distance代表射线的发射距离，本发明选择发射无限距离的射线。

其中，上述的图像渲染引擎可以适用于任何图形渲染引擎，并非局限于Unity3D引擎。

步骤S103：基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

在获取到每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据后，基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。根据该距离数据集中的某一距离数据以及与之对应的预设规则去设置多个安装位置和/或角度不同的虚拟摄像机，以保证多个虚拟摄像机所采集到的图像信息不同，来模拟裸眼3D技术中的视差屏障技术，从而实现裸眼3D的视觉效果。作为一种可选的实施方式，以图4所包含的步骤对这一过程进行说明。

步骤S201：从所述距离数据集中筛选出最大距离数据。

作为一种可选的实施方式，从上述距离数据集中筛选出最大距离数据，例如，通过排序算法来筛选出最大距离数据。

步骤S202：获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则。

在获得最大距离后，获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则。

步骤S203：基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

在获得最大距离后，基于所述第一预设规则去设置多个安装位置和/或角度不同的虚拟摄像机，以保证多个虚拟摄像机所采集到的图像信息不同。例如，基于所述第一预设规则设置2－30个具有视差的虚拟摄像机，即虚拟摄像机的数量在该范围内的任一数值均可。

其中，最为一种可选的实施方式，可以是在虚拟场景里建立15个虚拟摄像机的方式来实现裸眼3D视觉效果。其中，设置的虚拟摄像机的数量不限于15个。

步骤S104：将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

在设置好虚拟摄像机后，将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，即将各个虚拟摄像机获取到的图像内容合成在一张图片上面，然后将该合成图片显示出来即可达到最终裸眼3D视觉体验。作为一种可选的方式，在进行图像合成时，可以是通过shader进行合成。

本发明实施例还提供了一种裸眼3D显示装置110，如图5所示。该裸眼3D显示装置110包括：绘制模块111、测距模块112、设置模块113和合成模块。

绘制模块111，用于从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线。

测距模块112，用于获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集。

设置模块113，用于基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。其中，该设置模块113包括：筛选单元、筛选单元和设置单元。

筛选单元，用于从所述距离数据集中筛选出最大距离数据。

筛选单元，用于获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则。

设置单元，用于基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

合成模块114，用于将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明实施例所提供的裸眼3D显示装置110，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，笔记本电脑，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种裸眼3D显示方法，其特征在于，包括：

从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线；

获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；

基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；

将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机，包括：

从所述距离数据集中筛选出最大距离数据；

获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则；

基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机，包括：

基于所述第一预设规则设置2－30个具有视差的虚拟摄像机。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从视口坐标系中获取多个点，包括：

从视口坐标系中获取4－81个不同的点。

5.一种裸眼3D显示装置，其特征在于，包括：

绘制模块，用于从视口坐标系中获取多个点，以每个点为起始点，按照每个点对应的预设方向绘制射线；

测距模块，用于获取每条射线与利用图像渲染引擎渲染出来的虚拟物体发生碰撞所需的距离数据，得到距离数据集；

设置模块，用于基于所述距离数据集中的某一距离数据以及与该距离数据相应的预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机；

合成模块，用于将每个虚拟摄像机获取到的图像内容进行合成，并将合成后的图像显示出来。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述设置模块包括：

筛选单元，用于从所述距离数据集中筛选出最大距离数据；

获取单元，用于获取与所述最大距离数据相应的第一预设规则；

设置单元，用于基于所述第一预设规则设置多个具有视差的虚拟摄像机。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述设置单元具体用于基于所述第一预设规则设置2－30个具有视差的虚拟摄像机。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述绘制模块具体用于从视口坐标系中获取4－81个不同的点，以每个点为起始点，按照每个点绘制射线。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器连接；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器用于调用存储于所述存储器中的程序，以执行如权利要求1－4任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有处理器可执行的程序代码于计算机内，所述存储介质包括多条指令，所述多条指令被配置成使所述处理器执行如权利要求1-4任一项所述的方法。

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