[发明专利]一种三维虚拟成像方法

说明书

本发明的技术方案包括一种三维虚拟成像方法，用于实现：对根据光的反射原理，当观察者改变观察位置和角度时，调整虚拟摄像头的方向和位置以及对应的采集图像区域，从而到达虚拟成像装置成像随观察者位置和角度的改变而改变，虚拟摄像机采集到对应区域的图像信息后，再加入凸面镜算法生成新的图像信息并在虚拟成像装置中呈现。本发明的有益效果为：使虚拟成像装置的虚拟成像随观察者的视角信息改变而改变，加入凸面镜算法，使应该变大的图像位置变大，更真实还原车辆后视镜成像，改善用户的使用体验，增强真实感，使VR模拟学车学员更容易掌握车辆倒车过程中的点位和驾驶技巧。

技术领域

本发明涉及一种三维虚拟成像方法，属于图像技术领域。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

不少利用VR技术来代替现实生活中的场景，如线下购物、虚拟游戏甚至还有线下学车等等，而本发明就是要解决VR模拟学车中的部分真实感欠缺的问题。

VR模拟学车即通过VR眼镜，车辆动感模拟和软件真实还原现实考场场景，让学员学习驾驶车辆的基本知识。

例如：基础的车辆器件学习，方向盘练习，离合练习；必须的科目二5项练习，科目三道路练习；晋级的安全文明驾驶学习。

车辆后视镜的三维虚拟成像算法就是通过计算机图形学模拟真实的后视镜成像效果，最终达到的效果是VR模拟学车学员，能通过VR车辆后视镜对车辆和环境观察，而通过每个教学练习。相对一般的镜子成像技术，本后视镜成像拥有真车的凸面镜效果和视角反射效果，更能真实重现真车后视镜，而当前VR模拟驾驶中车的后视镜成像与现实生活中的生活中的实际成像具有较大差距，现有的镜子成像技术是固定视角，就是说它不能根据观察者的观察角度和位置改变而改变镜子的成像；现有的镜子成像技术是平面镜的成像，而一般车辆后视镜是凸面镜。因为上面的两点限制，致使现有的镜子成像技术不能真实的还原VR后视镜的真实成像，学员在VR模拟学车中，倒车时的点位不能对正，导致不能完成练习，严重影响了用户的使用观感，严重的还会影响用户在现实生活中驾驶车辆的车感，对车距估计不足导致引发交通事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种三维虚拟成像方法，对根据光的反射原理，当观察者改变观察位置和角度时，调整虚拟摄像头的方向和位置以及对应的采集图像区域，从而到达虚拟成像装置成像随观察者位置和角度的改变而改变，虚拟摄像机采集到对应区域的图像信息后，再加入凸面镜算法生成新的图像信息并在虚拟成像装置中呈现。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种三维虚拟成像方法，其特征在于，包括以下步骤：一种三维虚拟成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、读取VR环境信息，获取人眼视角信息和虚拟成像装置信息，其中人眼视角信息包括人眼视角位置信息，虚拟成像装置信息包括虚拟成像装置尺寸和位置信息；S200、根据获取的人眼视角信息和虚拟成像装置信息，计算人眼对虚拟成像装置的入射向量；S300、根据入射向量和虚拟成像装置的位置信息计算成像区域的反射向量；S400、调整虚拟摄像机的朝向，旋转到与反射向量同向的方向；S500、虚拟成像装置获取虚拟摄像机采集的图像信息，经过凸面镜成像算法处理后，由虚拟成像装置呈现。

进一步的，所述位置信息为三维坐标。

进一步的，所述S200包括：

建立入射向量计算式：

InputDir＝虚拟成像装置三维坐标-人眼视角三维坐标

其中InputDir为入射向量，其中虚拟成像装置三维坐标由虚拟成像装置信息获取，其中人眼视角三维坐标由人眼视角信息获取。

进一步的，所述根S300包括：获取虚拟成像装置的向前向量，记为mirrorForwardV；计算成像区域的反射向量：