[发明专利]一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统

权利要求书

1.一种针对粤剧的裸眼3D互动方法，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法适用于针对粤剧的裸眼3D互动系统，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元，其特征在于，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法包括如下步骤：

所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；

所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；

所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。

2.根据权利要求1所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从图元空间变换到世界空间中时具体包括：

验证所述图元所述是否存在子图元；

若所述图元不存在子图元，则将所述图元的三维顶点坐标作为世界空间中的位置坐标；

若所述图元存在子图元，则将所述图元的三维顶点通过变换矩阵M_model确定世界空间的位置坐标即：

其中p_x，p_y，p_z分别为图元在世界空间中的位置，θ为旋转轴的角度，k_x，k_y，k_z分别为缩放比例。

3.根据权利要求2所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从世界空间变换到观察空间时具体包括：

将所述图元的三维顶点通过变换矩阵M_view从世界空间变换到观察空间即：

其中t_x，t_y，t_z分别是世界空间中图像观察单元的位置坐标，-t_x，-t_y，-t_z表示图像观察单元移到世界空间中的逆过程，θ为旋转轴的角度。

4.根据权利要求3所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间时具体包括：

获取所述图像观察单元的最近图像的坐标范围Near、最远图像的坐标范围Far、视角FOV；

利用投影矩阵M_frustum计算图像的高度比Aspect即：

三维顶点坐标与所述投影矩阵M_frustum的乘积即可得到所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间P_clip的坐标即：

其中，x，y，z分别为图元的三维顶点坐标。

5.根据权利要求4所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间时具体包括：

获取裸眼显示单元的像素宽度pixelwidth、像素高度pixelheight；

根据屏幕映射公式将图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间，即：

其中，所述screen_x为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的横坐标，所述screen_y为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的纵坐标。

6.一种针对粤剧的裸眼3D互动系统，其特征在于，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元：

所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；

所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；

所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。