CN105578172A - 基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，将ogv格式的未合成的裸眼3D视频导入Unity3D引擎；在Unity3D引擎的场景中创建显示面板和相机，调整相机角度，获取显示面板图像；通过CS脚本控制裸眼3D视频内容的播放；将合成好的裸眼3D视频赋予所述材质球，在Unity3D引擎场景的显示面板上得到裸眼3D视频的显示；以及匹配裸眼3D视频与裸眼3D显示终端的参数，使裸眼3D视频在显示终端显示。本发明能够有效的解决裸眼3D视频内容基于不同硬件条件再制作周期长，成本高等问题，并展了裸眼3D显示技术的应用领域，推动了裸眼3D显示技术的发展。

Description

基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法

技术领域

本发明涉及裸眼3D视频显示技术领域，具体涉及一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法。

背景技术

Unity3D引擎是UnityTechnologies公司开发的一款3D游戏引擎，这款引擎因其强大的跨平台开发特性、绚丽的3D渲染效果以及自由丰富的人机交互功能而闻名出众。同时在近几年中，其强大的视频显示技术也得到了良好的发展以及利用，利用Unity3D的跨平台特性可以省去视频显示在不同平台上的移植工作，且在Unity3D引擎中播放视频不仅能够自由简单的控制视频的播放方式，也可通过Unity3D引擎强大的人机交互功能实时对视频进行交互控制，给开发者带来了巨大的便利。

裸眼3D显示是无需佩戴任何辅助设备(如3D眼镜、头盔等)的情况下，通过光柱透镜等先进光学技术与特殊算法定制的视频片源即可让观众获得前所未有的“高真实度”视觉体验，是一种新型的图像显示技术。基于多目视觉原理的裸眼3D显示技术在教育、展示、科学、影音及移动终端等领域具有重要的应用。

目前，裸眼3D显示技术为了获得更好的立体效果，往往采用多幅视差图像进行合成，观看者在不同观看位置只要看到其中的两幅图像就可以在大脑皮层中产生立体视觉，且随着观看者的水平移动，可以看到物体的不同角度侧面，进而产生运动视差。

现阶段裸眼3D显示内容主要以裸眼3D视频内容为主。但是，裸眼3D视频内容受限于无互动性，在不同平台移植困难，且在不同硬件条件下显示错误，需要重新修改以及渲染的问题，极大的提高了裸眼3D视频显示的成本，无法良好的推动裸眼3D显示技术的发展。

假若能够实现一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，便可极大地扩展裸眼3D显示技术的应用领域，增强裸眼3D视频显示的互动性，且可实时匹配不同硬件条件的裸眼3D显示终端，从而在很大程度上降低了裸眼3D视频内容再制作的成本，能够良好的推动裸眼3D显示技术的发展。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，用于解决裸眼3D视频内容基于不同硬件条件再制作周期长，成本高的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，它包括：

获取未合成的多视点裸眼3D视频；

将未合成的多视点裸眼3D视频转换为ogv格式；

将ogv格式的未合成的裸眼3D视频导入Unity3D引擎；

在Unity3D引擎的场景中创建显示面板和相机，调整相机角度，获取显示面板图像；

通过CS脚本控制裸眼3D视频内容的播放；

通过计算视点子像素映射矩阵，以及通过相应的shader作用于未合成的多视点裸眼3D视频，实现裸眼3D视频的合成；

在Unity3D引擎中创建材质球，并将材质球赋予所述显示面板；

将合成好的裸眼3D视频赋予所述材质球，在Unity3D引擎场景的显示面板上得到裸眼3D视频的显示；以及匹配裸眼3D视频与裸眼3D显示终端的参数，使裸眼3D视频在显示终端显示。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，计算视点映射矩阵方法包括：

根据多视点子像素映射矩阵的计算公式：确定2D显示屏上给定的RGB子像素应该取自哪个视点的RGB分量；其中，X为一个光栅周期在水平方向上覆盖RGB子像素的个数，(k，1)为RGB子像素的坐标位置，α为光栅轴相对于LCD显示屏垂直轴的倾斜夹角，k_off表示2D显示屏左上边缘与光栅单元边缘点的水平位移量，N_tot表示总视点个数。

根据本发明的另一个实施方案，所述相机摄像方式为正交式。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，所述显示面板的长度为裸眼3D视频内容视点数的整数倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，能够有效的解决裸眼3D视频内容基于不同硬件条件再制作周期长，成本高等问题，同时能够自由简单的控制裸眼3D视频播放方式，实时对裸眼3D视频进行交互控制，极大地扩展了裸眼3D显示技术的应用领域，显著推动了裸眼3D显示技术的发展。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，图1是本发明一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法的流程图，步骤为：

a.获取未合成的多视点裸眼3D视频。多视点裸眼3D视频内容的合成以及渲染都需要大量的人力、物力资源，这里选取未合成的多视点裸眼3D视频内容作为显示内容在于后续利用Unity3D引擎强大的渲染能力，实时合成，渲染多视点裸眼3D视频内容，从而节约大量的资源；

b.运用视频格式转换软件将未合成的多视点裸眼3D视频转换为ogv格式。Unity3D引擎对视频内容格式有着相应的要求，将裸眼3D视频内容转换为ogv格式能完美的兼容于Unity3D引擎中；

c.将ogv格式的未合成的裸眼3D视频内容导入Unity3D引擎。相对于普通视频，裸眼3D视频内容更占资源，优先将裸眼3D视频内容导入Unity3D引擎可以有效的提升裸眼3D视频内容的播放效率；

d.在Unity3D引擎的场景中创建显示面板以及相机，调整相机角度，获取显示面板图像。相机的具体摄像方式为正交式，显示面板的长度为裸眼3D视频内容视点数的整数倍；通过相机实时获取显示面板的图像，并将获取图像在Unity3D的game窗口实时显示，有利于进行裸眼3D视频内容的调试工作；

e.编写CS脚本，实现裸眼3D视频内容的播放，暂停等功能，并将脚本赋予显示面板；通过脚本的编写实时控制裸眼3D视频内容的播放方式；

f.跟据裸眼3D显示特点，计算出视点子像素映射矩阵，并编写相应的Shader作用于未合成的多视点裸眼3D视频，实现裸眼3D视频的合成；计算出视点子像素映射矩阵，编写实现合成算法的Shader，同时运用Shader控制裸眼3D视频内容的参数，其中计算视点映射矩阵方法：首先，确定2D显示屏上给定的RGB子像素应该取自哪个视点的RGB分量，下式为多视点子像素映射矩阵的计算公式：

$Q=N_{tot}\frac{(k+k_{off}-3l\tan \mathrm{\α})\mathrm{mod}X}{X}$

其中，X为一个光栅周期在水平方向上覆盖RGB子像素的个数，(k，1)为RGB子像素的坐标位置，α为光栅轴相对于LCD显示屏垂直轴的倾斜夹角，k_off表示2D显示屏左上边缘与光栅单元边缘点的水平位移量，N_tot表示总视点个数，也就是参与合成的视差图像数量。根据上式可计算出2D显示屏上的每个子像素的灰度值应该取自于哪幅视差图像的相应坐标位置的灰度值；编写相应的Shader作用于未合成的多视点裸眼3D视频，实现裸眼3D视频的合成。Shader不仅实现裸眼3D视频内容的合成，同时控制裸眼3D视频内容的相关参数。

g.在Unity3D引擎中创建材质球，并将材质球赋予显示面板；要在Unity3D引擎中实现裸眼3D视频内容的显示，需要材质球将裸眼3D视频内容呈现在显示面板上；

h.将合成好的裸眼3D视频内容赋予材质球，在Unity3D引擎场景的显示面板得到裸眼3D视频内容正确的显示。将裸眼3D视频内容赋予显示面板的材质球，得到裸眼3D视频内容的显示。由于步骤f中通过编写的Shader实现了裸眼3D视频内容的合成，由此在Unity3D引擎的Game窗口呈现出合成之后模糊效果的裸眼3D视频内容；

i.将PC端连接到裸眼3D显示终端，匹配裸眼3D视频内容与裸眼3D显示终端的参数，在裸眼3D显示终端得到正确的裸眼3D视频显示效果。PC端连接裸眼3D显示终端，将PC端信号输出到裸眼3D显示终端，运用f步骤中的Shader匹配裸眼3D视频内容与裸眼3D显示终端的参数，裸眼3D显示终端显示裸眼3D视频内容，然后，利用光栅的分光作用，使不同视差图像的光线在空间分离，当观察者在合适的观看位置处，左右眼可分别接收到来自不同视点的信息，从而产生立体视觉，实现对裸眼3D视频内容的正确显示。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，其特征在于它包括：

获取未合成的多视点裸眼3D视频；

将未合成的多视点裸眼3D视频转换为ogv格式；

将ogv格式的未合成的裸眼3D视频导入Unity3D引擎；

在Unity3D引擎的场景中创建显示面板和相机，调整相机角度，获取显示面板图像；

通过CS脚本控制裸眼3D视频内容的播放；

通过计算视点子像素映射矩阵，以及通过相应的shader作用于未合成的多视点裸眼3D视频，实现裸眼3D视频的合成；

在Unity3D引擎中创建材质球，并将材质球赋予所述显示面板；

将合成好的裸眼3D视频赋予所述材质球，在Unity3D引擎场景的显示面板上得到裸眼3D视频的显示；以及匹配裸眼3D视频与裸眼3D显示终端的参数，使裸眼3D视频在显示终端显示。

2.根据权利要求1所述的基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，其特征在于计算视点映射矩阵方法包括：

根据多视点子像素映射矩阵的计算公式：确定2D显示屏上给定的RGB子像素应该取自哪个视点的RGB分量；其中，X为一个光栅周期在水平方向上覆盖RGB子像素的个数，(k,1)为RGB子像素的坐标位置，α为光栅轴相对于LCD显示屏垂直轴的倾斜夹角，k_off表示2D显示屏左上边缘与光栅单元边缘点的水平位移量，N_tot表示总视点个数。

3.根据权利要求1所述的基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，其特征在于所述相机摄像方式为正交式。

4.根据权利要求1所述的基于Unity3D引擎的裸眼3D视频显示方法，其特征在于所述显示面板的长度为裸眼3D视频内容视点数的整数倍。