[发明专利]结合云端全局光照渲染的VR三维场景立体画面生成方法

说明书

本发明公开一种结合云端全局光照渲染的VR三维场景立体画面生成方法。本方法提出利用云端渲染生成立体画面的左眼子图，并根据左眼子图获得右眼子图的大量像素的颜色值，同时在云端渲染得到右眼子图的那些不能从左眼子图找到对应像素的像素颜色。本方法在把立体画面图像传送给用户时，只传送左眼子图以及右眼子图的那些不能在左眼子图中找到对应像素的像素颜色给用户，可减少在网络上传送的立体画面图像数据量。

技术领域

本发明属于虚拟三维场景立体画面渲染技术领域，涉及一种结合云端全局光照渲染的VR三维场景立体画面生成方法。

背景技术

近年来，虚拟现实行业得到很大的发展，人们对虚拟现实产品的需求越来越强烈。虚拟三维场景立体画面渲染是虚拟现实中的关键技术。虚拟三维场景立体画面渲染对计算机硬件的要求比较高，为了使用虚拟现实产品，用户需要购买价格昂贵的专业图形计算机。伴随着云计算技术的成熟，人们提出用云计算来实现虚拟三维场景立体画面渲染，以便让用户只花费很少的投资就可以使用虚拟现实产品。利用云端渲染技术可把虚拟三维场景画面渲染计算放在云端执行，并通过网络把渲染生成的画面传送给用户，从而让用户看到虚拟三维场景的画面图像。在云端渲染生成的立体画面需要通过网络传送给用户，受网络带宽限制，很明显减少立体画面图像的传送数据量可以提高用户虚拟现实体验的流畅感。

为了增强体验效果，绝大多数虚拟现实应用都配备立体画面显示功能。当前，虚拟现实应用中的立体画面显示普遍采用双目立体显示方式，立体画面实际上包含左右眼两张子图。立体画面的左右眼子图尽管有差异，但却存在很明显的相似性。换句话说，立体画面的左右眼子图存在很强的相关性。因此，在通过网络传送立体画面时，没有必要分别单独传输左眼子图和右眼子图。在渲染立体画面时，可先渲染左眼子图，然后利用左右眼虚拟相机的空间位置关系，根据左眼子图获得右眼子图的许多像素的颜色值。本发明提出利用云端渲染生成左眼子图，并根据左眼子图获得右眼子图的大量像素的颜色值，同时在云端渲染得到右眼子图的那些不能从左眼子图找到对应像素的像素颜色，另外只传送左眼子图以及右眼子图的那些不能在左眼子图中找到对应像素的像素颜色给用户，从而减少在网络上传送的立体画面图像数据量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结合云端全局光照渲染的VR三维场景立体画面生成方法，实现在云端渲染VR三维场景立体画面并传送给用户，最终在用户端重建完整的立体画面图像。

本发明的技术方案是这样实现的：

1)本方法第一部分把VR三维场景模型从用户端VR应用程序加载到远程云端，具体步骤如下：

把用户端VR应用程序中的三维场景模型A001通过网络传送到远程云端，从而确保用户端VR应用程序和远程云端各有一份三维场景模型A001的拷贝。

2)本方法第二部分渲染VR三维场景的全局光照效果立体画面，具体步骤如下：

步骤Step201：用户端VR应用程序通过网络把当前观察参数对应的左右眼虚拟相机参数传送给远程云端；

步骤Step202：在用户端VR应用程序和远程云端中分别同时开始执行步骤Step202-1和步骤Step202-2；

步骤Step202-1：在用户端VR应用程序中，根据当前观察参数对应的左眼虚拟相机参数，利用光线投射技术，从左眼虚拟相机对应的视点位置发射穿过左眼虚拟相机的虚拟像素平面上的各个像素中心点的光线A002，计算光线A002与三维场景模型A001的几何对象的离左眼虚拟相机对应的视点最近的交点A003，记录交点A003在世界坐标系中的位置，交点A003是一个可视场景点；可视场景点与虚拟相机的虚拟像素平面上的像素一一对应；

步骤Step202-2：在远程云端中，执行如下操作：