[发明专利]一种基于头戴VR设备的光场显示系统及实现方法

说明书

本发明属于虚拟现实技术领域，公开了一种基于头戴VR设备的光场显示系统及实现方法，所述基于头戴VR设备的光场显示方法包括：根据VR设备提供的当前视点位置，实时渲染出当前视点的左眼视图及右眼视图；将光场渲染所得的新视点左眼视图及右眼视图送入VR显示设备显示。所述基于头戴VR设备的光场显示系统包括：光场渲染模块，根据VR设备提供的当前视点位置，实时渲染出当前视点的左眼视图及右眼视图；VR显示模块，将光场渲染所得的新视点左眼视图及右眼视图送入VR显示设备显示。本发明建立了基于头戴VR设备的光场显示系统，可以在头戴VR设备上有效显示光场源，并保证其显示质量；具有复杂度低、适用性广、实用性强的特点。

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于头戴VR设备的光场显示系统及实现方法。

背景技术

近年来，随着3D视频业务的兴起，光场作为一种新兴的视觉类媒体信息源，凭借其自身独特优势得到了业界的广泛关注。基于光场的自由视点视频系统可以为用户实时呈现动态三维场景任意视点、任意朝向的新视点图像，为用户带来更加全面的场景信息。与此同时，各式各样的虚拟现实(Virtual Reality,VR)显示设备也逐渐流行。其中，头戴VR设备的沉浸式立体视觉体验及自由视点的特性恰好与光场源的特性相符。在这种情况下，建立基于头戴VR的光场显示系统，对有效解决当前光场显示方法的缺陷，提升当前VR设备显示图像/视频的自由度(Degree ofFreedom,DOF)，具有十分重要的意义。。当前的头戴VR设备通常用于显示具有3自由度的立体视频或全景视频，输入的视频源可以直接在VR设备进行显示。而对于具有6自由度特性的光场源，通常包含若干视角图像构成的全光信息。若要在头戴VR设备上获得任意视角的图像输出，需要对输入信号进行光场渲染处理。因此，如何将光场源进行有效处理，使其匹配VR设备输入，同时保证光场质量不受损伤，是基于VR设备的光场显示系统需要解决的问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：1.针对当前光场数据源，头戴VR显示设备无法直接显示任意视角的图像，需要经过若干处理步骤；2.光场数据在处理过程中容易导致光场质量受损。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于头戴VR设备的光场显示系统及实现方法。

本发明是这样实现的，一种基于头戴VR设备的光场显示方法，所述基于头戴VR设备的光场显示方法包括：

步骤一：根据VR设备提供的当前视点位置，利用光场渲染实时渲染出当前视点的左眼视图及右眼视图；

步骤二：将光场渲染所得的新视点左眼视图及右眼视图送入VR显示设备显示。

进一步，所述步骤一中光场渲染的实现方法包括以下两个子步骤：光场渲染包括场景构建和光场成像。

所述场景构建主要依据光场源及输入采集参数在虚拟场景中重构出光场源所表示的场景，实现光场场景构建。具体而言，依据采集参数所提供相机间距在虚拟场景中重构相机面；依据采集参数相机分辨率重构出像面；在此基础上，利用光场源信息可以重构出相应的光场场景。

所述光场成像利用VR显示设备提供的左右眼虚拟视点位置信息确定待插值光线的位置，在重构的场景中记录新视点所采集光线与相机面及像面的交点坐标，利用已采样光线中与其最邻近的光线通过双线性插值方法确定各待插值光线的光线值，当所有待插值光线的光线值全部获得时，左右眼对应的光场新视点图像即可输出。

进一步，所述步骤二中VR显示的实现方法包括以下步骤：

被送入头戴VR显示设备的新视点的左右眼视图在模型渲染过程中，无法直接输入到送显的帧缓冲区内，必须结合VR基础场景模型通过模型渲染操作才能实现在VR设备的左右屏幕上分别显示左右眼视图；

进一步，所述VR基础场景模型根据已知的视域范围以及视点到场景位置的距离来确定。