[发明专利]图像渲染方法及系统

说明书

本发明公开了一种图像渲染方法及系统，包括：获取步骤，获取待渲染图像的图像帧，其中，所述图像帧包括多个关键帧和多个参考帧，一个关键帧对应多个参考帧，所述关键帧为具体的场景光学信息，参考帧为关键帧的深度信息；处理步骤，根据所述多个关键帧和多个参考帧得到两种运动场，其中，所述两种运动场包括：所述关键帧与参考帧之间的运动场，不同关键帧之间的运动场；渲染步骤，根据多个处理后的关键帧渲染得到渲染图像。本发明通过利用两种不同尺度的运动场，实现了360°全景图渲染效果。

技术领域

本发明涉及计算机多媒体技术领域，特别涉及一种图像渲染方法及系统。

背景技术

随着头戴式显示器技术的快速发展，虚拟现实(VR)技术变得日益成熟。虽然近些年头戴式显示器设备越来越多地问世，但是虚拟现实的内容还是极大地受到了技术瓶颈的限制。为了实现更加具有真实感的真实场景VR内容，需要大量人工的繁杂的三维场景重建工作。

目前来说，生成真实场景的VR内容的主要办法是全景图和双目立体全景图。全景图的生成是通过拼贴多张普通照相机所拍摄到的图片的方法来实现的。但是由于全景图的固有图片属性，它不具备场景的深度信息。也就是说，全景图仅是利用了头戴式显示器的一种二维图像浏览功能。双目立体全景图虽然提供了两个眼睛不同的渲染内容，但是仅仅只是一种立体视觉。所以它所能提供的只是在一个水平面上的圆上运动的正确渲染效果。

一种在任意位置上进行完美的三维视觉的渲染的办法就是将整个场景的几何信息给完整地重建出来。这样的话，任意视角的图像就可以通过简单的照相机投影变换来进行渲染。这种办法是目前头戴式显示器渲染虚拟场景的主流手段。但是目前的三维重建技术主要致力于从多视角的图像当中重建出某个三维物体。这些物体大多体型较小，且拍摄视角可以自由确定。当试图重建一个360°的外周场景时，场景的体积大小和拍摄视角的局限使得这个方法变得不再可行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种图像渲染方法。该图像渲染方法通过利用两种不同尺度的运动场：关键帧与参考帧的运动场和关键帧与关键帧的运动场，来实现大范围的真实场景的渲染。关键帧与参考帧的运动场实现了关键帧周围视角的鲁棒估计，而关键帧与关键帧的运动场保证了高质量的平滑关键帧切换，实现了360°全景图渲染效果。

本发明的另一个目的在于提出一种图像渲染系统。

为了实现上述目的，本发明的一方面公开了一种图像渲染方法，包括：获取步骤，获取待渲染图像的图像帧，其中，所述图像帧包括多个关键帧和多个参考帧，一个关键帧对应多个参考帧，所述关键帧为具体的场景光学信息，参考帧为关键帧的深度信息；处理步骤，根据所述多个关键帧和多个参考帧得到两种运动场，其中，所述两种运动场包括：所述关键帧与参考帧之间的运动场，不同关键帧之间的运动场；渲染步骤，根据多个处理后的关键帧渲染得到渲染图像。

根据本发明的图像渲染方法，通过利用两种不同尺度的运动场：关键帧与参考帧的运动场和关键帧与关键帧的运动场，来实现大范围的真实场景的渲染。关键帧与参考帧的运动场实现了关键帧周围视角的鲁棒估计，而关键帧与关键帧的运动场保证了高质量的平滑关键帧切换，实现了360°全景图渲染效果。

另外，根据本发明上述实施例的图像渲染方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，获取待渲染图像的关键帧的方法包括：建立一个固定半径的采样球，相隔固定的经度和纬度，在球面上进行朝向与球面法向方向相同，进行采样以获取关键帧。

进一步地，获取待渲染图像的参考帧的方法包括：在所述关键帧的周围划分一个固定半径的采样球，在采样球上相隔固定的角度，在球面上进行朝向与球面法向方向相同，进行采样以获取参考帧。