[发明专利]一种适用于VR实时渲染应用的异步帧外插管线方法和系统

权利要求书

1.一种适用于VR实时渲染应用的异步帧外插管线方法，其特征在于，包括：

获取相机与图像参数信息，将画面运动拆分为相机平移运动、场景中物体运动和相机旋转运动；

利用视差映射原理，对所述相机平移运动进行处理得到相机平移后的第一外插图像；所述利用视差映射原理，对所述相机平移运动进行处理得到相机平移后的第一外插图像包括：根据后处理着色器的第一纹理坐标计算上一时刻相机位置下的第二纹理坐标，其中，所述相机与图像参数信息包括颜色缓冲；根据两步迭代的视差映射方法计算深度值和目标纹理坐标，并根据所述目标纹理坐标对上一帧的所述颜色缓冲进行采样生成相机平移新视点下的初步图像；采用临近点采样的方法对所述初步图像的遮挡与边缘处进行修正，检测当前采样是否位于初步图像中物体的边界，并通过多次采样取平均值的方式对所述深度值进行修正得到第一修正深度值；判断在所述物体边缘处是否出现采样错误，并在出现采样错误的情况下对深度值进行修正得到第二修正深度值；利用所述第二修正深度值计算偏移量和对应修正后的目标纹理坐标，并根据修正后目标纹理坐标重新进行采样以生成相机平移新视点下的第一外插图像；

利用相机平移运动修正算法，对所述场景中物体运动进行游戏引擎渲染的第一运动向量变换，得到所述第一外插图像对应的物体运动的第二运动向量，并利用不动点迭代方法进行帧外插得到第二外插图像；所述利用相机平移运动修正算法，对所述场景中物体运动进行游戏引擎渲染的第一运动向量变换，得到所述第一外插图像对应的物体运动的第二运动向量，并利用不动点迭代方法进行帧外插得到第二外插图像包括：对所述场景中物体运动进行游戏引擎渲染的第一运动向量变换，得到所述第一外插图像对应的物体运动的第二运动向量，并对所述第二运动向量进行去相机移动与头部移动修正；利用不动点迭代方法，对修正后的第二运动向量进行物体运动平滑得到第二外插图像；

对所述场景中物体运动进行游戏引擎渲染的第一运动向量变换，得到所述第一外插图像对应的物体运动的第二运动向量，并对所述第二运动向量进行去相机移动与头部移动修正包括：对每个顶点计算当前帧的纹理坐标与前一帧的纹理坐标之差，并生成所述第一运动向量；将所述第一运动向量变换到合成帧的相机空间下，得到所述第二运动向量，其中，所述合成帧位于所述当前帧与所述前一帧之间；对所述第一运动向量和所述第二运动向量进行去相机移动与头部移动修正；

将所述第二外插图像进行相机旋转运动的平滑计算，得到最终目标外插图像。

2.根据权利要求1所述的一种适用于VR实时渲染应用的异步帧外插管线方法，其特征在于，所述“将所述第一运动向量变换到合成帧的相机空间下，得到所述第二运动向量”包括：

利用相机平移运动平滑的算法，计算像素着色器的每一个纹理坐标在当前帧的纹理坐标；

对所述第一运动向量进行采样；

令所述当前帧对应的纹理坐标与所述第一运动向量之差为所述当前帧的纹理坐标对应的顶点在前一帧的纹理坐标；

对前一帧的深度值进行采样，并生成当前帧的纹理坐标在当前帧的深度值；

设定固定误差常量，判断所述前一帧的深度值与所述当前帧的深度值之差是否大于所述固定误差常量；

若大于，则所述当前帧的纹理坐标对应的像素在前一帧是被遮挡的，并利用当前帧的深度值替代所述前一帧的深度值；

利用相机变换矩阵与相机投影矩阵，计算所述前一帧的纹理坐标对应的世界空间顶点变换到当前帧的下一帧所在相机位置下的纹理坐标；

根据所述下一帧所在相机位置下的纹理坐标计算所述第二运动向量，并将所述第二运动向量写入渲染缓冲区。

3.根据权利要求2所述的一种适用于VR实时渲染应用的异步帧外插管线方法，其特征在于，所述利用不动点迭代方法，对修正后的第二运动向量进行物体运动平滑得到第二外插图像包括：

利用深度加权的固定区间收缩法选取初始点；

将所述初始点代入物体运动平滑方程，并利用不动点迭代方法求解得到所述第二外插图像。