[发明专利]一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法

权利要求书

1.一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，包括以下步骤：

S1：在三维引擎中建立场景图像；

S2：建立用于调节场景图像的材质球material文件，并通过CG语言对材质球material文件的着色器文件进行编写，利用着色器文件对引入的场景图像进行处理，并将图像颜色亮度变量、极坐标半径变量、边缘模糊程度变量、旋转角度变量开放出来，变为可视化调节控件；

S3：建立图像效果处理程序，将该程序挂载到三维引擎的相机上，并将S2建立的材质球material文件作为该图像效果处理程序的调用对象，对S1所述的场景图像进行图像效果处理；

S4：利用S2开放的可视化调节控件，对经S3处理后的场景图像的颜色亮度、极坐标半径、边缘模糊程度、旋转角度进行初步调整；

S5：建立终端控制软件，通过TCP远程通信协议在终端控制界面上对场景图像的颜色亮度、极坐标半径、边缘模糊程度、旋转角度进行可视化调节；

所述S2的具体步骤包括：

S21：通过着色器文件读取场景图像，并将其作为图像资源输入，在着色器的顶点函数中读取图像像素的UV坐标，同时获取其周边四个像素点的UV坐标，随后进行边缘像素模糊处理；

S22：利用S21中获取的图像像素UV坐标，将极坐标的圆心移动到屏幕中心，根据极坐标转换公式，在着色器中获得极坐标下每个像素点所对应的半径和弧度；

S23：通过图像像素的转换关系，建立数学转换模型，根据极坐标的半径和弧度输出图像像素的UV坐标；

S24：利用S23中获取的图像像素UV坐标获取初步图像像素输出，之后将输出的初步图像像素的颜色和亮度参数进行计算，最终得到经着色器处理的图像。

2.如权利要求1所述的一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，

所述S1中，所述三维引擎为Unity3D引擎，所述场景图像是二维图片、普通视频或三维立体场景。

3.如权利要求1所述的一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，

所述S21中，UV坐标的计算公式：

（1）

其中，_BlurRadius为边缘模糊程度调整参数；float2()是CG语言内置变量，代表float类型的二元向量；_MainTexSize是Unity3D引擎中的内置四维变量，其作用在于根据屏幕分辨率快速获取屏幕像素的某个值；

边缘像素模糊处理的计算公式：

（2）

其中，tex2D()函数是CG程序中用来对贴图进行采样的函数；_MainTex为CG语言自定义的四维变量。

4.如权利要求1所述的一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，

所述S22中，极坐标下每个像素点的半径和弧度的计算公式：

（3）

其中，J_uv为二维向量，J_uv.x代表U坐标，J_uv.y代表V坐标；_CircleRadius为半径调节参数；atan2()为CG语言的内置函数，返回以弧度表示的y/x的反正切。

5.如权利要求1所述的一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，

所述S23中，数学转换模型的作用在于，根据图像像素在极坐标下的半径和弧度计算极坐标图像在笛卡尔坐标系下的UV坐标；

所述数学转换模型的公式为：

（4）

其中，（5）

由于场景图像作为着色器的采样图像，场景宽度和场景高度分别转换为采样中的U,V，在着色器中U,V的范围都是0～1，因此ScreenWidth=1，ScreenHeight=1，以上数学模型简化为：

（6）。