[发明专利]基于光照强度显示虚拟物体的方法及设备

权利要求书

1.一种基于光照强度显示虚拟物体的方法，其特征在于，应用于增强现实AR场景，包括：

获取摄像头采集的真实环境的各帧彩色图像，以及惯性测量单元IMU采集的每一帧彩色图像对应的所述摄像头的姿态数据，

针对每一帧彩色图像，生成所述彩色图像对应的局部光照图，并根据所述局部光照图的分辨率以及所述摄像头的视场角，确定所述局部光照图中各个像素点的球面坐标；

根据各帧彩色图像对应姿态数据，以及各帧局部光照图各自包含的像素点的球面坐标，将各帧局部光照图统一映射至球面载体上，得到全景纹理贴图；

根据所述全景纹理贴图，提取所述真实环境的光照强度，并根据提取的光照强度，显示虚拟物体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述彩色图像对应的局部光照图，包括：

确定所述彩色图像的球面高斯参数；

根据所述球面高斯参数，生成所述彩色图像对应的局部光照图。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述局部光照图的分辨率以及所述摄像头的视场角，确定所述局部光照图中各个像素点的球面坐标，包括：

针对每一个像素点，执行以下操作：

根据所述摄像头的水平视场角、所述局部光照图的横向分辨率、以及所述像素点的横坐标，确定所述像素点对应的球面经度；

根据所述摄像头的竖直视场角、所述局部光照图的纵向分辨率、以及所述像素点的纵坐标，确定所述像素点对应的球面纬度；

根据所述球面载体的半径、所述球面经度、以及所述球面经纬度，确定所述像素点的球面坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，每个像素点的球面坐标的确定公式如下：

x_w＝r*cos(longitude)*cos(latitude)

y_W＝r*cos(longitude)*sin(latitude)

z_w＝r*sin(latitude)

其中，u表示像素点的横坐标，v表示像素点的纵坐标，FOV_H表示所述摄像头的水平视场角，FOV_V表示所述摄像头的竖直视场角，W表示所述局部光照图的横向分辨率，H表示所述局部光照图的纵向分辨率，r表示所述球面载体的半径，longitude表示像素点对应的球面经度，latitude表示像素点对应的球面纬度，(x_w，y_W，z_w)表示像素点的球面坐标。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于光照提取停止指令，停止获取所述摄像头采集的真实环境的彩色图像，以及所述摄像头的姿态数据。

6.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备支持AR技术，包括摄像头、惯性测量单元IMU、存储器、显示器、处理器，所述摄像头、所述IMU、所述存储器、所述显示器与所述处理器通过总线连接：

所述摄像头用于采集真实环境的彩色图像；

所述IMU用于测量所述摄像头的姿态数据；

所述存储器存储有计算机程序，所述处理器根据所述计算机程序，执行以下操作：

获取所述摄像头采集的真实环境的各帧彩色图像，以及所述IMU采集的每一帧彩色图像对应的所述摄像头的姿态数据，

针对每一帧彩色图像，生成所述彩色图像对应的局部光照图，并根据所述局部光照图的分辨率以及所述摄像头的视场角，确定所述局部光照图中各个像素点的球面坐标；

根据各帧彩色图像对应姿态数据，以及各帧局部光照图各自包含的像素点的球面坐标，将各帧局部光照图统一映射至球面载体上，得到全景纹理贴图；

根据所述全景纹理贴图，提取所述真实环境的光照强度，并根据提取的光照强度，通过所述显示器显示虚拟物体。