CN115482325B - 画面渲染方法、装置、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种画面渲染方法、装置、系统、设备及介质，涉及人工智能技术领域，尤其涉及增强现实、虚拟现实、计算机视觉、深度学习等技术领域，可应用于元宇宙、虚拟数字人等场景。实现方案为：接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及将第一渲染图发送至第一客户端，以使第一客户端将接收到的第一渲染图融合到背景场景渲染图中。

Description

画面渲染方法、装置、系统、设备及介质

技术领域

本公开涉及人工智能技术领域，尤其涉及增强现实、虚拟现实、计算机视觉、深度学习等技术领域，可应用于元宇宙、虚拟数字人等场景，具体涉及一种画面渲染方法、装置、渲染系统、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能硬件技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理等技术；人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音识别技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习、大数据处理技术、知识图谱技术等几大方向。

元宇宙(Metaverse)是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。

在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。

发明内容

本公开提供了一种画面渲染方法、装置、渲染系统、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种画面渲染方法，其中，该方法应用于渲染系统的云服务端，渲染系统还包括至少一个客户端，该方法包括：接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及将第一渲染图发送至第一客户端，以使第一客户端将接收到的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，背景场景渲染图由第一客户端基于用户视线信息针对虚拟场景中的背景场景渲染得到。

根据本公开的另一方面，提供了一种画面渲染装置，其中，该装置应用于渲染系统的云服务端，渲染系统还包括至少一个客户端，该装置包括：接收单元，被配置为接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；第一获取单元，被配置为基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及发送单元，被配置为将第一渲染图发送至第一客户端，以使第一客户端将接收到的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，背景场景渲染图由第一客户端基于用户视线信息针对虚拟场景中的背景场景渲染得到。

根据本公开的另一方面，提供了一种渲染系统，包括云服务端和至少一个客户端，其中，云服务端，被配置用于执行下述操作：接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及将第一渲染图发送至第一客户端；以及至少一个客户端中的每个客户端被配置用于执行下述操作：将该客户端相应的用户视线信息上传至云服务端；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的背景场景相应的背景场景渲染图；接收由云服务端发送的相应的第一渲染图；以及将相应的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，以获得虚拟场景渲染图。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述画面渲染方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行上述画面渲染方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现上述画面渲染方法。

根据本公开的一个或多个实施例，通过应用云服务端进行虚拟场景中的第一前景目标等复杂元素的渲染，并通过客户端进行背景场景的渲染，从而能够优化虚拟场景渲染的计算资源利用，节省云服务端的计算资源以及云-端之间的数据传输资源。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。

图1示出了根据本公开的实施例的可以在其中实施本文描述的各种方法的示例性系统的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的画面渲染方法的流程图；

图3示出了根据本公开的实施例的获取第一渲染图的流程图；

图4示出了根据本公开的实施例的确定多个用户视线的至少一个中心视线的流程图；

图5示出了根据本公开的示例性实施例的用户视线以及用户视线汇聚面的示意图；

图6示出了根据本公开的示例性实施例的针对第二渲染图的处理流程示意图；

图7示出了根据本公开的实施例的画面渲染装置的结构框图；

图8示出了根据本公开的示例性实施例的渲染系统的示意图；

图9示出了能够用于实现本公开的实施例的示例性电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个要素与另一要素区分开。此外，提及“第一”要素并不必然需要提供“第二”要素。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。

在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

目前，元宇宙已日渐成为互联网的行业新热点。人们可以在元宇宙空间开会、看演出、社交、玩游戏等活动。互联网行业当前提及的元宇宙是指三维形态的元宇宙。

现有的商业元宇宙系统，要求用户使用手机或虚拟现实头戴式显示设备作为显示终端，但这些终端并不具备强大的渲染能力，这使得在一些线上发布会和重要的线上会议中，渲染画质差的问题。

为提升画面渲染质量，相关技术中将渲染任务整体迁移到云端，但这样加大了云端的渲染负担，且浪费了客户端的渲染能力，还带来了交互延迟。

根据本公开的实施例，提供了一种画面渲染方法，通过应用云服务端进行虚拟场景中的第一前景目标等复杂元素的渲染，并通过客户端进行背景场景的渲染，从而能够实现端-云一体的渲染架构，优化虚拟场景渲染的计算资源利用，节省云端计算资源以及端-云之间的数据传输资源。

下面将结合附图详细描述本公开的实施例。

图1示出了根据本公开的实施例可以将本文描述的各种方法和装置在其中实施的示例性系统100的示意图。参考图1，该系统100包括一个或多个客户端设备101、102、103、104、105和106、服务器120以及将一个或多个客户端设备耦接到服务器120的一个或多个通信网络110。客户端设备101、102、103、104、105和106可以被配置为执行一个或多个应用程序。

在本公开的实施例中，服务器120可以运行使得能够执行本公开的画面渲染方法的一个或多个服务或软件应用。

在某些实施例中，服务器120还可以提供其他服务或软件应用，这些服务或软件应用可以包括非虚拟环境和虚拟环境。在某些实施例中，这些服务可以作为基于web的服务或云服务提供，例如在软件即服务(SaaS)模型下提供给客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户。

在图1所示的配置中，服务器120可以包括实现由服务器120执行的功能的一个或多个组件。这些组件可以包括可由一个或多个处理器执行的软件组件、硬件组件或其组合。操作客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户可以依次利用一个或多个客户端应用程序来与服务器120进行交互以利用这些组件提供的服务。应当理解，各种不同的系统配置是可能的，其可以与系统100不同。因此，图1是用于实施本文所描述的各种方法的系统的一个示例，并且不旨在进行限制。

用户可以使用客户端设备101、102、103、104、105和/或106来上传用户视线信息。客户端设备可以提供使客户端设备的用户能够与客户端设备进行交互的接口。客户端设备还可以经由该接口向用户输出信息。尽管图1仅描绘了六种客户端设备，但是本领域技术人员将能够理解，本公开可以支持任何数量的客户端设备。

客户端设备101、102、103、104、105和/或106可以包括各种类型的计算机设备，例如便携式手持设备、通用计算机(诸如个人计算机和膝上型计算机)、工作站计算机、可穿戴设备、智能屏设备、自助服务终端设备、服务机器人、游戏系统、瘦客户端、各种消息收发设备、传感器或其他感测设备等。这些计算机设备可以运行各种类型和版本的软件应用程序和操作系统，例如MICROSOFT Windows、APPLE iOS、类UNIX操作系统、Linux或类Linux操作系统(例如GOOGLE Chrome OS)；或包括各种移动操作系统，例如MICROSOFT WindowsMobile OS、iOS、Windows Phone、Android。便携式手持设备可以包括蜂窝电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)等。可穿戴设备可以包括头戴式显示器(诸如智能眼镜)和其他设备。游戏系统可以包括各种手持式游戏设备、支持互联网的游戏设备等。客户端设备能够执行各种不同的应用程序，例如各种与Internet相关的应用程序、通信应用程序(例如电子邮件应用程序)、短消息服务(SMS)应用程序，并且可以使用各种通信协议。

网络110可以是本领域技术人员熟知的任何类型的网络，其可以使用多种可用协议中的任何一种(包括但不限于TCP/IP、SNA、IPX等)来支持数据通信。仅作为示例，一个或多个网络110可以是局域网(LAN)、基于以太网的网络、令牌环、广域网(WAN)、因特网、虚拟网络、虚拟专用网络(VPN)、内部网、外部网、区块链网络、公共交换电话网(PSTN)、红外网络、无线网络(例如蓝牙、WIFI)和/或这些和/或其他网络的任意组合。

服务器120可以包括一个或多个通用计算机、专用服务器计算机(例如PC(个人计算机)服务器、UNIX服务器、中端服务器)、刀片式服务器、大型计算机、服务器群集或任何其他适当的布置和/或组合。服务器120可以包括运行虚拟操作系统的一个或多个虚拟机，或者涉及虚拟化的其他计算架构(例如可以被虚拟化以维护服务器的虚拟存储设备的逻辑存储设备的一个或多个灵活池)。在各种实施例中，服务器120可以运行提供下文所描述的功能的一个或多个服务或软件应用。

服务器120中的计算单元可以运行包括上述任何操作系统以及任何商业上可用的服务器操作系统的一个或多个操作系统。服务器120还可以运行各种附加服务器应用程序和/或中间层应用程序中的任何一个，包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、JAVA服务器、数据库服务器等。

在一些实施方式中，服务器120可以包括一个或多个应用程序，以分析和合并从客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户接收的数据馈送和/或事件更新。服务器120还可以包括一个或多个应用程序，以经由客户端设备101、102、103、104、105和/或106的一个或多个显示设备来显示数据馈送和/或实时事件。

在一些实施方式中，服务器120可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。服务器120也可以是云服务器，或者是带人工智能技术的智能云计算服务器或智能云主机。云服务器是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决传统物理主机与虚拟专用服务器(VPS，Virtual Private Server)服务中存在的管理难度大、业务扩展性弱的缺陷。

系统100还可以包括一个或多个数据库130。在某些实施例中，这些数据库可以用于存储数据和其他信息。例如，数据库130中的一个或多个可用于存储诸如音频文件和视频文件的信息。数据库130可以驻留在各种位置。例如，由服务器120使用的数据库可以在服务器120本地，或者可以远离服务器120且可以经由基于网络或专用的连接与服务器120通信。数据库130可以是不同的类型。在某些实施例中，由服务器120使用的数据库例如可以是关系数据库。这些数据库中的一个或多个可以响应于命令而存储、更新和检索到数据库以及来自数据库的数据。

在某些实施例中，数据库130中的一个或多个还可以由应用程序使用来存储应用程序数据。由应用程序使用的数据库可以是不同类型的数据库，例如键值存储库，对象存储库或由文件系统支持的常规存储库。

图1的系统100可以以各种方式配置和操作，以使得能够应用根据本公开所描述的各种方法和装置。

根据一些实施例，如图2所示，提供了一种画面渲染方法，其中，该方法应用于渲染系统的云服务端，渲染系统还包括至少一个客户端，该方法包括：步骤S201、接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；步骤S202、基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及步骤S203、将第一渲染图发送至第一客户端，以使第一客户端将接收到的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，背景场景渲染图由第一客户端基于用户视线信息针对虚拟场景中的背景场景渲染得到。

根据本公开的实施例，通过应用云服务端进行虚拟场景中的第一前景目标等复杂元素的渲染，并通过客户端进行背景场景的渲染，从而能够实现端-云一体的渲染架构，优化虚拟场景渲染的计算资源利用，节省云端计算资源以及端-云之间的数据传输资源。

在一些实施例中，本公开的渲染系统可以包括云服务端以及至少一个客户端，其中，云服务端例如可以为如图1所示的服务器120，至少一个客户端例如可以为手机、虚拟现实头戴式显示设备等具有显示面板的终端设备。

上述客户端可以通过终端设备的显示面板进行三维虚拟场景(例如元宇宙)的展示，并且用户也可以通过操作客户端基于三维虚拟场景进行相应的交互操作。

对于待渲染的虚拟场景，其中包括背景场景以及第一前景目标，其中，第一前景目标可以包括背景场景之外的其他虚拟物体。例如，虚拟场景为汽车发布会虚拟场景，则相应的背景场景则为会场场景，相应的第一前景目标则可以是会议虚拟主持以及发布会所展示的虚拟车辆。虚拟场景对应于一个虚拟空间坐标系，并且虚拟场景中的第一前景目标对应的虚拟模型均包括虚拟空间坐标系下的坐标信息。

当用户通过客户端观看该虚拟场景时，则该客户端在虚拟场景中对应于一个虚拟相机，这个虚拟相机同样包含其在背景场景之外的相应的坐标信息和位姿信息(即旋转角度)，这些信息可以共同反应用户的视线信息，并且上述信息可以通过客户端中相应的应用程序获得，并且响应于用户的操作，上述用户视线信息将会发生更改。

在一些实施例中，当云服务端获取到用户视线信息后，即可针对该用户视线，对虚拟场景中的第一前景目标进行渲染。在一些实施例中，云服务端可以基于渲染管线技术对第一前景目标进行渲染，具体而言，可以基于用户视线信息，对第一前景目标对应的虚拟模型进行模型变换，并对其进行顶点着色、裁剪、投影变换、屏幕映射等几何阶段处理，随后对其进行三角形设定、三角形遍历、色素着色、融合等光栅化阶段处理，从而获得相应于该用户视线的第一渲染图。

在获取到第一渲染图，即可将其发送至客户端，其中，第一渲染图可以是一个由两个三角面片拼接而成长方形的二维图像，并且其中第一前景目标以外的部分像素均为透明。在一些实施例中，可以同时将该第一渲染图相应的图层深度信息下发至客户端，客户端可以基于图层深度信息，将第一渲染图进行缩放并融合到背景场景渲染图中的相应位置，从而获得融合后的该用户视线对应的完整的虚拟场景渲染图，并将该虚拟场景渲染图展示于客户端的显示面板或虚拟现实头戴式显示设备的显示面板上。

其中，图层深度信息例如可以基于虚拟空间坐标系下的虚拟相机的坐标信息以及第一前景目标的坐标信息获得。在一个示例中，图层深度信息也可以基于第一前景目标在该用户视线下相应的图像轮廓的高度或宽度以及第一前景目标的虚拟模型的高度或宽度，对图层深度信息进行估算。

其中，背景场景渲染图可以由客户端基于渲染管线技术渲染获得。

在一些实施例中，客户端可以实时将用户视线信息上传至云服务端，云服务端基于相应信息实时反馈相应于用户视线的实时第一渲染图，并相应的融合到实时渲染得到的背景场景渲染图中，从而向用户展示跟随用户视角实时变动的三维虚拟场景。

由此，通过上述画面渲染方法，能够进一步降低云服务端的计算消耗，节省用于传输渲染图的带宽，从而避免了上述所带来的画面延迟，提升了三维虚拟场景展示的实时性。

在一些情况下，渲染系统包括多个客户端，并且云服务端可以在同一时刻同时获取到分别来自于多个客户端的多个用户视线信息。

根据一些实施例，如图3所示，基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标相应的第一渲染图可以包括：步骤S301、基于多个用户视线信息，分别确定相应的多个用户视线；步骤S302、基于多个用户视线，确定多个用户视线的至少一个中心视线；步骤S303、针对至少一个中心视线中的每个中心视线，基于该中心视线，获取第一前景目标的与该中心视线相应的第二渲染图；以及步骤S304、针对与该中心视线相应的至少一个用户视线中的每个用户视线，基于第二渲染图以及该用户视线，获取该用户视线相应的第一渲染图。

由此，通过首先基于多个用户视线获取至少一个中心视线，并仅渲染中心视线对应的画面，再拟合获得各个用户视角的画面，从而进一步节省了云端渲染的计算资源，提升了渲染的效率。

对于来自于多个客户端的多个用户视线信息，分别确定每个用户视线信息对应的用户视线。

在一些实施例中，用户视线可以是相应于虚拟相机的坐标信息和位姿信息的虚拟空间中的一条射线。在一个示例中，用户视线可以通过虚拟相机的坐标信息以及第一前景目标的中心位置的坐标获得，可以为由虚拟相机指向第一前景目标的一条射线。

在一些示例性实施例中，可以基于上述方式获取到多个客户端对应的多个用户视线，并基于预设的合并规则对上述多个用户视线进行合并，从而获取到至少一个中心视线。其中，预设合并规则可以是中心视线与相应的用户视线之间的距离小于预设距离。

根据一些实施例，如图4所示，基于多个用户视线，确定多个用户视线的至少一个中心视线包括：步骤S401、基于第一前景目标在虚拟空间中的坐标信息，确定第一前景目标的用户视线汇聚面，用户视线汇聚面是以第一前景目标为中心的球面；步骤S402、确定多个用户视线与用户视线汇聚面的多个视线交点；步骤S403、基于多个视线交点，确定至少一个视线中心点；以及步骤S404、基于至少一个视线中心点中的每个视线中心点，确定该视线中心点相应的中心视线。

由此，基于多个视线交点获取至少一个中心视线交点，从而能够更加准确的获取中心视线的同时，减小计算量。

图5示出了根据本公开的示例性实施例的用户视线以及用户视线汇聚面的示意图。

在一些实施例中，如图5所示，可以首先基于第一前景目标相应的虚拟模型在虚拟空间坐标系中的坐标信息，确定第一前景目标501相应的用户视线汇聚面502。其中，用户视线汇聚面502可以为以第一前景目标501的中心点为球心的一个球面。随后，在获取到每个用户视线503的基础上，可以分别获取每个用户视线503与用户视线汇聚面502的视线交点，并在获取到多个视线交点的基础上，确定至少一个视线中心点504。在一些示例性实施例中，视线中心点可以基于预设规则确定，上述预设规则例如可以为视线中心点与其相应的视线交点之间的距离小于预设阈值。

在确定视线中心点后，即可基于每个视线中心点确定其相应的中心视线。在一些示例性实施例中，中心视线可以为相应的视线中心点指向第一前景目标的中心点的射线。

根据一些实施例，基于多个视线交点，确定至少一个视线中心点包括：对多个视线交点进行聚类，以将多个视线交点的至少一个聚类中心确定为至少一个视线中心点。

在一些实施例中，对多个视线交点进行聚类可以应用Meanshift聚类算法来进行，由此，通过聚类的方式获取实线中心点，获取到的中心视线效果更好，更加适用于后续的图像仿射变换。

在一些实施例中，在获取到至少一个中心视线后，可以基于每个中心视线对应的视角，分别通过上述渲染管线技术，获取到每个中心视线相应的第二渲染图。随后即可基于每个与该中心视线相应的用户视线，将该第二渲染图进行映射变换，从而获得每个用户视线相应的第一渲染图。

根据一些实施例，基于第二渲染图以及该用户视线，获取该用户视线相应的第一渲染图包括：基于第二渲染图的图像边界，拟合得到第二渲染图相应的多边形边界；基于多边形边界，将第二渲染图划分为多个三角面片；以及基于该用户视线和相应的中心视线，对多个三角面片中的每个三角面片进行仿射变换，以获取该用户视线相应的第一渲染图。

由此，通过将基于中心视线渲染得到的第二渲染图进行边界提取、多边形拟合以及三角剖分，获取该渲染图的多个三角面片，并基于用户视线信息和中心视线进行仿射变换，从而获得该用户视线相应的第一渲染图；由此，无需对每个用户视角的渲染图均进行渲染，即可获得不同用户相应的渲染图，减少了计算资源的消耗，提升了渲染的效率。

图6示出了根据本公开的示例性实施例的针对第二渲染图的处理流程示意图。

如图6所示，首先针对第二渲染图601进行轮廓提取，从而获得提取轮廓后的渲染图602。在一些示例性实施例中，可以基于第二渲染图601中的透明像素，通过例如漫水算法进行第二渲染图601的轮廓提取。

随后可以针对提取轮廓后的渲染图602，将其轮廓拟合为一个多边形边界，从而获得具有多边形边界的渲染图603，在一些示例性实施例中，对轮廓进行多边形拟合可以通过从轮廓上的任意一个像素点开始，延与轮廓线相切的方向延伸，直到轮廓线与该直线的平均距离大于预设阈值时，确定一个多边形边界的一个顶点，并继续基于上述方式进行拟合，直至获得一个闭合的多边形边界。

随后，可以基于多边形边界的每个顶点，对具有多边形边界的渲染图603进行三角剖分(例如delauney三角剖分)，从而获得划分为多个三角面片的渲染图604。

在一些实施例中，可以基于用户视线信息，首先获取其相应视角下的二维图像的轮廓以及相应的多边形边界，并相应的获取该多边形边界的多个三角面片，随后可以通过图像仿射变换，将第二前景渲染图中的每个三角面片映射到用户视线相应的二维图像轮廓中的相应的三角面片中，从而获取到该用户视线相应的第一渲染图

由此，当一个虚拟场景同时有成千上万个用户观看时，可以通过上述方式将用户视线聚类为20个以内的中心视线，从而，云服务端无需对每个用户上传的用户视线都相应的进行渲染，从而大大节省了云服务端的计算资源，同时也进一步提升了画面展示的实时性。

根据一些实施例，如图7所示，提供了一种画面渲染装置700，其中，装置700应用于渲染系统的云服务端，渲染系统还包括至少一个客户端，装置700包括：接收单元710，被配置为接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；第一获取单元720，被配置为基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及发送单元730，被配置为将第一渲染图发送至第一客户端，以使第一客户端将接收到的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，背景场景渲染图由第一客户端基于用户视线信息针对虚拟场景中的背景场景渲染得到。

上述画面渲染装置700中单元710-单元730所执行的操作与上述画面渲染方法中的步骤S201-步骤S203的操作类似，在此不做赘述。

根据一些实施例，渲染系统可以包括多个客户端，云服务端在同一时刻可以获取到分别来自于多个客户端的多个用户视线信息，并且其中，第一获取单元可以包括：第一确定子单元，被配置为基于多个用户视线信息，分别确定相应的多个用户视线；第二确定子单元，被配置为基于多个用户视线，确定多个用户视线的至少一个中心视线；以及执行子单元，被配置为针对至少一个中心视线中的每个中心视线，执行下述模块的操作，执行子单元包括：第一获取模块，被配置为基于该中心视线，获取第一前景目标的与该中心视线相应的第二渲染图；以及第二获取模块，被配置为针对与该中心视线相应的至少一个用户视线中的每个用户视线，基于第二渲染图以及该用户视线，获取该用户视线相应的第一渲染图。

根据一些实施例，第二确定子单元可以包括：第一确定模块，被配置为基于第一前景目标在虚拟空间中的坐标信息，确定第一前景目标的用户视线汇聚面，用户视线汇聚面是以第一前景目标为中心的球面；第二确定模块，被配置为确定多个用户视线与用户视线汇聚面的多个视线交点；第三确定模块，被配置为基于多个视线交点，确定至少一个视线中心点；以及第四确定模块，被配置为基于至少一个视线中心点中的每个视线中心点，确定该视线中心点相应的中心视线。

根据一些实施例，第三确定模块可以被进一步配置为：对多个视线交点进行聚类，以将多个视线交点的至少一个聚类中心确定为至少一个视线中心点。

根据一些实施例，第二获取模块可以被进一步配置为：基于第二渲染图的图像边界，拟合得到第二渲染图相应的多边形边界；基于多边形边界，将第二渲染图划分为多个三角面片；以及基于该用户视线和相应的中心视线，对多个三角面片中的每个三角面片进行仿射变换，以获取该用户视线相应的第一渲染图。

根据一些实施例，提供了一种渲染系统，包括云服务端和至少一个客户端，其中，云服务端，被配置用于执行下述操作：接收由至少一个客户端中的第一客户端上传的用户视线信息，其中，第一客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，用户视线信息包括虚拟相机在虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的第一前景目标的第一渲染图；以及将第一渲染图发送至第一客户端；以及至少一个客户端中的每个客户端被配置用于执行下述操作：将该客户端相应的用户视线信息上传至云服务端；基于用户视线信息，获取虚拟场景中的背景场景相应的背景场景渲染图；接收由云服务端发送的相应的第一渲染图；以及将相应的第一渲染图融合到背景场景渲染图中，以获得虚拟场景渲染图。

图8示出了根据本公开的示例性实施例的渲染系统的示意图。

如图8所示，该渲染系统中包括云服务端810和客户端820，并且该系统被配置用于执行下述操作：步骤S801、客户端820将相应的用户视线信息上传至云服务端810；步骤S802、云服务端810基于用户视线信息，获取第一前景目标的第一渲染图；步骤S803、云服务端810将第一渲染图发送至相应的客户端820；步骤S804、客户端820基于用户视线信息，获取虚拟场景中的背景场景相应的背景场景渲染图；以及步骤S805、客户端820将第一渲染图融合到背景场景渲染图中，以获得虚拟场景渲染图。

在一些实施例中，上述渲染系统中的云服务端也可通过执行与上述画面渲染方法类似的操作，以获取第一渲染图，在此不做赘述。

根据本公开的实施例，还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

参考图9，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备900的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图9所示，电子设备900包括计算单元901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的计算机程序或者从存储单元908加载到随机访问存储器(RAM)903中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM903中，还可存储电子设备900操作所需的各种程序和数据。计算单元901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

电子设备900中的多个部件连接至I/O接口905，包括：输入单元906、输出单元907、存储单元908以及通信单元909。输入单元906可以是能向电子设备900输入信息的任何类型的设备，输入单元906可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、轨迹板、轨迹球、操作杆、麦克风和/或遥控器。输出单元907可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元908可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元909允许电子设备900通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

计算单元901可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元901的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元901执行上文所描述的各个方法和处理，例如上述画面渲染方法。例如，在一些实施例中，上述画面渲染方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元908。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 902和/或通信单元909而被载入和/或安装到电子设备900上。当计算机程序加载到RAM903并由计算单元901执行时，可以执行上文描述的上述画面渲染方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元901可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上述画面渲染方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。

Claims (11)

1.一种画面渲染方法，其中，所述方法应用于渲染系统的云服务端，所述渲染系统还包括多个客户端，所述方法包括：

接收分别来自于所述多个客户端的多个用户视线信息，其中，所述多个客户端中每个客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，所述多个用户视线信息中的每个用户视线信息包括该用户视线信息对应客户端的虚拟相机在所述虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；

基于所述多个用户视线信息，分别确定相应的多个用户视线；

基于所述多个用户视线，确定所述多个用户视线的至少一个中心视线，其中，所述至少一个中心视线中的每个中心视线基于所述多个用户视线中的与该中心视线对应的至少一个第一用户视线合并获得；

针对所述至少一个中心视线中的每个中心视线，执行下述操作：

基于该中心视线，获取所述虚拟场景中的第一前景目标的与该中心视线相应的第二渲染图；以及

针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中的每个第一用户视线，基于该第一用户视线对所述第二渲染图进行映射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图；以及

针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中每个第一用户视线对应的第一渲染图，将该第一渲染图发送至与该第一用户视线对应的第一客户端，以使所述第一客户端将接收到的所述第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，所述背景场景渲染图由所述第一客户端基于所述第一客户端对应的用户视线信息针对所述虚拟场景中的背景场景渲染得到。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述多个用户视线，确定所述多个用户视线的至少一个中心视线包括：

基于所述第一前景目标在所述虚拟场景中的坐标信息，确定所述第一前景目标的用户视线汇聚面，所述用户视线汇聚面是以所述第一前景目标为中心的球面；

确定所述多个用户视线与所述用户视线汇聚面的多个视线交点；

基于所述多个视线交点，确定至少一个视线中心点；以及

基于所述至少一个视线中心点中的每个视线中心点，确定该视线中心点相应的中心视线。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述多个视线交点，确定至少一个视线中心点包括：

对所述多个视线交点进行聚类，以将所述多个视线交点的至少一个聚类中心确定为所述至少一个视线中心点。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述基于该第一用户视线对所述第二渲染图进行映射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图包括：

基于所述第二渲染图的图像边界，拟合得到所述第二渲染图相应的多边形边界；

基于所述多边形边界，将所述第二渲染图划分为多个三角面片；以及

基于该第一用户视线和相应的中心视线，对所述多个三角面片中的每个三角面片进行仿射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图。

5.一种画面渲染装置，其中，所述装置应用于渲染系统的云服务端，所述渲染系统还包括多个客户端，所述装置包括：

接收单元，被配置为接收分别来自于所述多个客户端的多个用户视线信息，其中，所述多个客户端中每个客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，所述多个用户视线信息中的每个用户视线信息包括该用户视线信息对应客户端的虚拟相机在所述虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；

第一获取单元，包括：

第一确定子单元，被配置为基于所述多个用户视线信息，分别确定相应的多个用户视线；

第二确定子单元，被配置为基于所述多个用户视线，确定所述多个用户视线的至少一个中心视线，其中，所述至少一个中心视线中的每个中心视线基于所述多个用户视线中的与该中心视线对应的至少一个第一用户视线合并获得；以及

执行子单元，被配置为针对所述至少一个中心视线中的每个中心视线，执行下述模块的操作，所述执行子单元包括：

第一获取模块，被配置为基于该中心视线，获取所述虚拟场景中的第一前景目标的与该中心视线相应的第二渲染图；以及

第二获取模块，被配置为针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中的每个第一用户视线，基于该第一用户视线对所述第二渲染图进行映射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图；以及

发送单元，被配置为对于所述至少一个中心视线中的每个中心视线，针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中每个第一用户视线对应的第一渲染图，将该第一渲染图发送至与该第一用户视线对应的第一客户端，以使所述第一客户端将接收到的所述第一渲染图融合到背景场景渲染图中，其中，所述背景场景渲染图由所述第一客户端基于所述第一客户端对应的用户视线信息针对所述虚拟场景中的背景场景渲染得到。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二确定子单元包括：

第一确定模块，被配置为基于所述第一前景目标在所述虚拟场景中的坐标信息，确定所述第一前景目标的用户视线汇聚面，所述用户视线汇聚面是以所述第一前景目标为中心的球面；

第二确定模块，被配置为确定所述多个用户视线与所述用户视线汇聚面的多个视线交点；

第三确定模块，被配置为基于所述多个视线交点，确定至少一个视线中心点；以及

第四确定模块，被配置为基于所述至少一个视线中心点中的每个视线中心点，确定该视线中心点相应的中心视线。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第三确定模块被进一步配置为：

对所述多个视线交点进行聚类，以将所述多个视线交点的至少一个聚类中心确定为所述至少一个视线中心点。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其中，所述第二获取模块被进一步配置为：

基于所述第二渲染图的图像边界，拟合得到所述第二渲染图相应的多边形边界；

基于所述多边形边界，将所述第二渲染图划分为多个三角面片；以及

基于该第一用户视线和相应的中心视线，对所述多个三角面片中的每个三角面片进行仿射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图。

9.一种渲染系统，包括云服务端和多个客户端，其中，

所述云服务端，被配置用于执行下述操作：

接收分别来自于所述多个客户端的多个用户视线信息，其中，所述多个客户端中每个客户端相应的虚拟相机位于待渲染的虚拟场景中，所述多个用户视线信息中的每个用户视线信息包括该用户视线信息对应客户端的虚拟相机在所述虚拟场景中的坐标信息和位姿信息；

基于所述多个用户视线信息，分别确定相应的多个用户视线；

基于所述多个用户视线，确定所述多个用户视线的至少一个中心视线，其中，所述至少一个中心视线中的每个中心视线基于所述多个用户视线中的与该中心视线对应的至少一个第一用户视线合并获得；

针对所述至少一个中心视线中的每个中心视线，执行下述操作：

基于该中心视线，获取所述虚拟场景中的第一前景目标的与该中心视线相应的第二渲染图；以及

针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中的每个第一用户视线，基于该第一用户视线对所述第二渲染图进行映射变换，以获取该第一用户视线相应的第一渲染图；以及

针对与该中心视线相应的至少一个第一用户视线中每个第一用户视线对应的第一渲染图，将该第一渲染图发送至与该第一用户视线对应的客户端；以及

所述多个客户端中的每个客户端被配置用于执行下述操作：

将该客户端相应的用户视线信息上传至所述云服务端；

基于所述用户视线信息，获取所述虚拟场景中的背景场景相应的背景场景渲染图；

接收由所述云服务端发送的相应的第一渲染图；以及

将相应的第一渲染图融合到所述背景场景渲染图中，以获得虚拟场景渲染图。

10.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

11.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-4中任一项所述的方法。