[发明专利]一种修正VR大视场角畸变的方法

权利要求书

1.一种修正VR大视场角畸变的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过在矩形的显示屏上增加一个透镜，然后通过透镜来观看该显示屏，可获得更大的大视场角，可解决大视场角办法成本过高的问题；

S2、对畸变的图像进行“桶型”畸变处理，当人们通过畸变透镜去看，这些经过“桶型”反畸变处理的图像看起来转化为正常图像；

S3、“桶型”畸变处理是利用的反畸变算法来解决：

径向畸变主要由低阶径向分量控制，但也可以使用布朗畸变模型进行校正，该模型基于Conrady的早期工作，也称为Brown-Conrady模型，Brown-Conrady模型可以校正由于透镜中的物理元素未完全对准而引起的径向变形和切向变形，切向变形也称为偏心变形；

S4、利用软件通过反向扭曲来纠正这些畸变，涉及确定哪个失真像素对应于每个未失真像素时，由于畸变方程的非线性，这并非无关紧要；分别对红、绿、蓝三种颜色进行变形，可以显著降低横向色差；扭曲或不扭曲需要两组系数或反演非线性问题；

S5、基于顶点位移的解决方案，这个方案是目前最有效的，首先它不需要渲染中间纹理，几何结构通过自定义的定点着色器已经产生了畸变，这个方法已知摄像头的位置，我们用已经“桶型”畸变的2D渲染结果代替顶点，在这种方案中，不需要二次渲染，我们可以节省拷贝渲染到纹理的步骤，这种方法需要在每个已经畸变的网格上有一定的顶点密度，比如，四个顶点的矩形非常靠近摄像头的渲染情况，畸变这些顶点滞后，仍然是一个4个顶点的扁平的矩形，不会有“桶型”的效果；

S6、Cardboard Unity SDK的默认方法是不使用MSAA渲染16位渲染材质，但即便是在这样的设置之下，大部分的低端设备都会在几分钟之内出现发热问题，在转用了顶点位移技术之后，CDL选择渲染到全32位的屏幕缓冲区，减少色带，并根据设备配置启用2倍到4倍的MSAA，这样可以将帧率大致维持在60fps；另外，在根据“镜头空间”变形场景之后，我们还避免了由变形渲染目标产生的像素丢失问题，也避免了渲染到更高分辨率缓冲区所造成的额外时间耗费。

2.根据权利要求1所述的一种修正VR大视场角畸变的方法，其特征在于：

x_u＝x_d+(x_d-x_c)(K₁r²+K₂r⁴+…)+(P₁(r²+2(x_d-x_c)²)+2P₂(x_d-x_c)(y_d-y_c))(1+P₃r²+P₄r⁴…)

y_u＝y_d+(y_d-y_c)(K₁r²+K₂r⁴+…)+(2P₁(x_d-x_c)(y_d-y_c)+P₂(r²+2(y_d-y_c)²))(1+P₃r²+P₄r⁴…)，

其中：(x_d，y_d)＝透镜在像平面上投影的扭曲像点；

(x_u，y_u)＝理想针孔相机投影的无畸变像点；

(x_c，y_c)＝畸变中心；

和…＝无穷级数；

桶形畸变通常对K1具有负项，而枕形畸变将具有正值；胡子畸变将具有非单调的径向几何序列，其中对于某些r，该序列将更改符号；为了建模径向畸变，除Brown-Conrady的偶次多项式模型外，除法模型通常提供更准确的近似值：

使用先前定义的相同参数；对于径向畸变，这种划分模型通常比Brown Conrady模型更受青睐，因为它需要较少的术语来描述更准确的严重畸变。