CN105913473A - 一种卷页特效的实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视频处理技术领域，公开了一种卷页特效的实现方法及系统。本发明中，获取具有透明度的虚拟现实VR图像；以四边形的中心点为三维卷页模型的原点，四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标；其中，四边形的尺寸与VR图像的尺寸一致；根据具有透明度的虚拟现实VR图像，对三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。本发明相对于现有技术而言，使得具有透明度的虚拟现实VR图像在卷页时富有层次感，增加了卷页的真实感，提高观看的沉浸感。

Description

一种卷页特效的实现方法及系统

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及一种卷页特效的实现方法及系统。

背景技术

闲暇之余观看视频是人们日常生活中不可或缺的部分。随着视频技术的蓬勃发展，各类视频源井喷式增加，给用户观影提供了众多选择。目前，视频的种类多种多样，如普通视频、360视频、3D视频等等。并且随着3D视频产量以及质量的不断提升以及观影技术的迅速发展，人们可望在自己家中通过3D电视观看各类3D视频，并且也可方便地使用移动终端观看各类3D视频。

为了方便用户观看视频，视频应用可以提供视频预览功能，然而，目前的视频预览功能仅是针对推荐视频截取某一帧视频图像进行显示或者实时播放视频中的一部分内容，缺乏对视频内容的生动表现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷页特效的实现方法及系统，使得具有透明度的虚拟现实VR图像在卷页时富有层次感，增加了卷页的真实感，提高观看的沉浸感。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种卷页特效的实现方法，包含以下步骤：获取具有透明度的虚拟现实VR图像；以四边形的中心点为三维卷页模型的原点，所述四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将所述四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标；其中，所述四边形的尺寸与所述VR图像的尺寸一致；所述四边形内点的像素值与所述VR图像上点的像素值一一对应；对所述三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

本发明的实施方式还提供了一种卷页特效的实现系统，包含：获取模块，建模模块和渲染模块；所述获取模块用于获取具有透明度的虚拟现实VR图像；所述建模模块用于以四边形的中心点为所述三维卷页模型的原点，所述四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将所述四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标；其中，所述四边形的尺寸与所述VR图像的尺寸一致；所述四边形内点的像素值与所述VR图像上点的像素值一一对应；所述渲染模块用于根据具有透明度的虚拟现实VR图像，对所述三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

本发明实施方式相对于现有技术而言，对具有透明度的虚拟现实VR图像进行三维建模，以四边形的中心点为原点，四边形所在平面为XY平面，构建出三维卷页模型，并在三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标，根据虚拟现实VR图像，对坐标变换后的三维卷页模型进行渲染，从而得到具有卷页特效的VR图像。由此可见，本实施方式通过利用三维模型的坐标变换实现卷页的效果，从而使得卷页时具有富有层次感，增加了卷页的真实感，能够提高用户观看的沉浸感。

优选地，在所述构建三维卷页模型的步骤中，沿卷页方向对所述四边形进行细分，得到多个网格；在对所述三维卷页模型进行渲染的步骤中，按照网格的Z值从小到大的顺序，依次对所有网格进行渲染。通过这种渲染方式，可以使得卷页效果更加真实。

优选地，所述细分得到的各网格的宽度小于所述卷页半径。从而可以根据卷页半径的大小对VR图像进行细分，进而得到较为细腻的卷页效果。

优选地，在所述对所述四边形进行细分的步骤中，对所述四边形进行等间隔划分。从而使得卷页效果具有较佳的流畅性，增加卷页效果的逼真度，提高用户观看的沉浸感。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式卷页特效的实现方法的流程图；

图2是根据本发明第一实施方式三维卷页模型卷页的示意图；

图3是根据本发明第一实施方式卷页特效的实现方法的卷页前的VR图像示例图；

图4是根据图3的VR图像卷页后的效果示例图；

图5是根据本发明第一实施方式卷页特效的实现系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种卷页特效的实现方法，具体流程如图1所示，包含以下步骤：

步骤101：获取具有透明度的虚拟现实VR图像。

透明度是指一张图片的透明、半透明程度，其能够影响到多张图片复叠的效果，特别是随着3D视频以及虚拟现实(Virtual Reality，虚拟现实，简称VR)技术的发展，产生了大量的虚拟现实影片、图片等，在该些虚拟现实影片、图片等中存在大量具有透明度的图像。

步骤102：以四边形的中心点为三维卷页模型的原点，四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标。本实施方式中四边形的尺寸与VR图像的尺寸一致，并且四边形内点的像素值与VR图像上点的像素值一一对应。具体而言，构建三维卷页模型包含子步骤1020～子步骤1028：

子步骤1020：以四边形的中心点为原点，四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，沿卷页方向对四边形进行细分，得到多个网格。

首先，基于获取的VR图像，构建三维卷页模型。如图2所示，以四边形的中心点为原点，以四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型。其中，四边形的尺寸与VR图像的尺寸一致，即对整个VR图像进行卷页。为了计算四边形的顶点和纹理坐标，可以沿任意方向将四边形划分为多份，得到n个网格，n的值越大，四边形细分得越多，三维卷页模型的坐标越精确，卷页的效果越细腻。

请参阅图2所示，假设四边形的4个顶点分别为topLeft，topRight，bottomLeft，bottomRight，从右下角bottomRight向左上角topLeft卷页，卷页方向为bottomRight与点F连线201的方向，那么可以沿卷页方向对四边形进行细分，图中四边形内的斜线即为细分线，所有细分线之间相互平行，且与连线201垂直。图中两条细分线202，203与部分四边形的边204，205构成一个网格。

此外，需要说明的是，对四边形进行等间隔划分，可以使得卷页效果具有较佳的流畅性，增加卷页效果的逼真度，提高用户观看的沉浸感。另外，细分得到的各网格的宽度w小于卷页半径，可以根据卷页半径的大小对VR图像进行细分，进而得到较为细腻的卷页效果。

子步骤1021：确定卷页起始点和终点。

卷页起始点为四边形各顶点中在卷页方向上最先参与卷页的点，终点为四边形各顶点在卷页方向上最后参与卷页的点。图2所示卷页模型中，bottomRight与点F连线201的方向为卷页方向，可以看出，最先参与卷页的点是bottomRight，最后参与卷页的点是topLeft。

子步骤1022：根据卷页起始点，终点，卷页方向以及卷页时间，确定每次卷页的分界线。

具体而言，可以通过以下步骤确定卷页的分界线：

1、计算经过终点topLeft，并与卷页方向垂直的第一直线Line_topLeft。

由于四边形内的细分线与卷页方向垂直，Line_topLeft也与卷页方向垂直，因此，Line_topLeft与细分线平行，也就是说，也可以通过topLeft作细分线的平行线得到Line_topLeft。

2、计算经过起始点bottomRight，并与第一直线垂直的第二直线(也就是，连线201)，以及第一直线和第二直线的交点F。

3、沿第二直线201从起始点bottomRight至交点F进行插值。

假设需要在time时间内完成卷页特效，为了实现比较细腻的卷页效果，可以将time时间段分成若干段，按时间推进，生成不同时间的卷页图。较为简单的方法是将time划分成与网格数相同的数目，也就是说，每次卷页向前推进一个网格，那么插值间隔为t＝time/n。在实际实现中，一般time在0～1秒之间取值。

在实际计算时，以t为插值因子，先计算bottomRight到点F的插值点P(x1，y1)＝intp(bottomRight(x，y)，F(x，y)，t)。

然后经过每一个插值点，求得与第二直线垂直的第三直线Line_montion及其法向量，所求得的第三直线即为分界线。具体地说，已知角度angle(即图中角度alpha)，斜率k＝tan(angle)，过点P(x1，y1)，求得分界线Line_montion的方程kx-y+y1-kx1＝0以及分界线的法向量N(fX，fY)＝(k,-1)。

通过上述步骤，确定每次卷页的分界线之后，在步骤1023至1028中实现在三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标。

子步骤1023：计算四边形上的任意点到分界线的距离distance。

设定卷页半径为R，四边形上任意一点(x,y)到直线line_montion的距离可采用下式计算：

distance＝(k*x+(-1)*y+y1-k*x1)/(k*k+1)。

其中，k为法向量N的fX分量，-1为法向量N的fY分量。

子步骤1024：判断distance是否小于或者等于0。如果distance大于0，则执行步骤1025，如果distance小于或者等于0，则执行步骤1026。

子步骤1025：判断Distance是否小于卷曲圆周的周长。如果Distance小于卷曲圆周的周长，则执行步骤1027，如果distance大于或者等于卷曲圆周的周长，则执行步骤1028。

子步骤1026：该点坐标不变，即该点不参与卷页。

子步骤1027：采用卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标。

若distance大于零且小于卷曲圆周的周长，则表示开始卷页，卷页后的点的坐标vertices(x,y,z)的计算公式如下：

ptCoiling.fX＝x-N.fX*distance；

ptCoiling.fY＝y-N.fY*distance；

vertices.x＝ptCoiling.fX+N.fX*sinAlpha；

vertices.y＝ptCoiling.fY+N.fY*sinAlpha；

vertices.z＝(1-cos(alpha))*R；

式中，Ptcoiling代表二维方向移动后的点的坐标，是一个中间值，ptCoiling.fX，ptCoiling.fY表示该坐标的两个分量；

sinAlpha＝R*sin(alpha)，sin(alpha)，cos(alpha)分别为角度alpha的正弦值和余弦值；

N.fX，N.fY分别为分界线的法向量N的两个分量；

vertices.x，vertices.y，vertices.z分别为卷页后的点的坐标的三个分量。

子步骤1028：采用继续卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标。

若distance大于零且大于卷曲圆周的周长，则表示步骤1027参与过卷页的点继续卷轴，卷轴后的点的坐标vertices(x,y,z)计算方式如下：

beta＝distance/[R*(1-t/2)]；

sinBeta＝R*(1-t/2)*sin(beta)；

vertices.x＝ptCoiling.fX+N.fX*sinBeta；

vertices.y＝ptCoiling.fY+N.fY*sinBeta；

vertices.z＝(1-cos(beta))*R*(1-t/2)；

式中，sin(beta)，cos(beta)分别为角度beta的正弦值和余弦值。

需要说明的是，这里举例说明了右下角向左上角卷页的计算公式，应当理解，任意方向卷页时卷页后的坐标的计算，根据上述公式适当做修改即可。

在建立三维卷页模型，并在三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标之后，执行步骤103，根据具有透明度的虚拟现实VR图像，对三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

具体而言，由于在三维卷页模型建立阶段，图像纹理坐标(也就是每一个点的像素值)就已经建立好了一一对应的关系，后续卷页过程中，纹理坐标不发生变化，变化的只是顶点坐标。当发生卷页的时候，图像会随着顶点的移动而移动。如图3所示为本实施方式卷页前的虚拟现实VR图像的一个示例，图4为采用本实施方式的卷页方法得到的卷页后的一个效果示例图。

此外，值得一提的是，可以按照网格的Z值从小到大的顺序，依次对所有网格进行渲染，可以使据卷页效果更加真实。其中，网格的Z值可以为网格中心点的Z坐标值。

由此可见，本实施方式在创建的三维卷页模型中将四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标。由于本实施方式将四边形分成多份，且采用插值方式计算卷页后的点坐标，从而可以根据卷页的节奏实时呈现卷页的效果，使得虚拟现实VR图像具有较强的层次感，从而增加虚拟现实VR影片或者图片等在预览时的真实感，提高用户观影的沉浸感。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第二实施方式涉及一种卷页特效的实现系统，该系统可以应用于各类视频应用中，包含获取模块，建模模块和渲染模块，如图5所示。

获取模块用于获取具有透明度的虚拟现实VR图像。

建模模块用于以四边形的中心点为三维卷页模型的原点，四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，建模模块还用于沿卷页方向对四边形进行细分，得到多个网格，并在三维卷页模型中将细分为多份的四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标。其中，四边形的尺寸与VR图像的尺寸一致，并且四边形内点的像素值与VR图像上点的像素值一一对应。

建模模块进一步包含：点获取模块，线获取模块，距离获取模块，卷页坐标计算模块。点获取模块用于确定卷页起始点和终点，其中，起始点为四边形各顶点中在卷页方向上最先参与卷页的点，终点为四边形各顶点中在卷页方向上最后参与卷页的点。线获取模块用于根据卷页起始点，终点，卷页方向以及卷页时间，确定每次卷页的分界线。距离获取模块用于计算四边形上的任意点到分界线的距离。卷页坐标计算模块用于在距离获取模块计算得到的距离大于零且小于卷曲圆周的周长时，采用卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标，并在距离获取模块计算得到的距离大于或者等于卷曲圆周的周长时，采用继续卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标。其中，卷曲圆周的周长根据卷页半径计算得到，卷页后点坐标的计算公式与第一实施方式中相同，在此不再赘述。

渲染模块用于根据具有透明度的虚拟现实VR图像，对三维卷页模型进行渲染，即按照网格的Z值从小到大的顺序，依次对所有网格进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种卷页特效的实现方法，其特征在于，包含以下步骤：

获取具有透明度的虚拟现实VR图像；

以四边形的中心点为三维卷页模型的原点，所述四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将所述四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标；其中，所述四边形的尺寸与所述VR图像的尺寸一致；所述四边形内点的像素值与所述VR图像上点的像素值一一对应；

对所述三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

2.根据权利要求1所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，在所述构建三维卷页模型的步骤中，包含以下子步骤：

确定卷页起始点和终点；其中，所述起始点为所述四边形各顶点中在卷页方向上最先参与卷页的点，所述终点为所述四边形各顶点中在卷页方向上最后参与卷页的点；

根据所述卷页起始点，终点，卷页方向以及卷页时间，确定每次卷页的分界线；

在所述在三维卷页模型中将所述四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标的步骤中，包含以下子步骤：

计算所述四边形上的任意点到所述分界线的距离；

如果所述计算得到的距离大于零且小于卷曲圆周的周长，则采用卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标；

如果所述计算得到的距离大于或者等于卷曲圆周的周长，则采用继续卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标；

其中，所述卷曲圆周的周长根据卷页半径计算得到。

3.根据权利要求2所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，在所述根据所述卷页起始点，终点，卷页方向以及卷页时间，确定每次卷页的分界线的步骤中，包含以下子步骤：

计算经过所述终点，并与所述卷页方向垂直的第一直线；

计算经过所述起始点，并与所述第一直线垂直的第二直线，以及第一直线和第二直线的交点；

沿第二直线从所述起始点至所述交点进行插值；

经过每一个插值点，求得与所述第二直线垂直的第三直线及其法向量；其中，所述第三直线为所述分界线。

4.根据权利要求1所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，在所述构建三维卷页模型的步骤中，沿卷页方向对所述四边形进行细分，得到多个网格；

在对所述三维卷页模型进行渲染的步骤中，按照网格的Z值从小到大的顺序，依次对所有网格进行渲染。

5.根据权利要求4所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，所述细分得到的各网格的宽度小于所述卷页半径。

6.根据权利要求4所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，在所述对所述四边形进行细分的步骤中，对所述四边形进行等间隔划分。

7.根据权利要求4所述的卷页特效的实现方法，其特征在于，所述网格的Z值为所述网格中心点的Z坐标值。

8.一种卷页特效的实现系统，其特征在于，包含：获取模块，建模模块和渲染模块；

所述获取模块用于获取具有透明度的虚拟现实VR图像；

所述建模模块用于以四边形的中心点为所述三维卷页模型的原点，所述四边形所在平面为XY平面，构建三维卷页模型，并在三维卷页模型中将所述四边形上的点坐标变换成卷页后的点坐标；其中，所述四边形的尺寸与所述VR图像的尺寸一致；所述四边形内点的像素值与所述VR图像上点的像素值一一对应；

所述渲染模块用于根据具有透明度的虚拟现实VR图像，对所述三维卷页模型进行渲染，得到具有卷页特效的VR图像。

9.根据权利要求8所述的卷页特效的实现系统，其特征在于，所述建模模块包含：点获取模块，线获取模块，距离获取模块，卷页坐标计算模块；

所述点获取模块用于确定卷页起始点和终点；其中，所述起始点为所述四边形各顶点中在卷页方向上最先参与卷页的点，所述终点为所述四边形各顶点中在卷页方向上最后参与卷页的点；

所述线获取模块用于根据所述卷页起始点，终点，卷页方向以及卷页时间，确定每次卷页的分界线；

所述距离获取模块用于计算所述四边形上的任意点到所述分界线的距离；

所述卷页坐标计算模块用于在所述距离获取模块计算得到的距离大于零且小于卷曲圆周的周长时，采用卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标；并在所述距离获取模块计算得到的距离大于或者等于卷曲圆周的周长时，采用继续卷页计算公式计算该点对应的卷页后的点坐标；

其中，所述卷曲圆周的周长根据卷页半径计算得到。

10.根据权利要求8所述的卷页特效的实现系统，其特征在于，所述建模模块还用于沿卷页方向对所述四边形进行细分，得到多个网格；

所述渲染模块还用于按照网格的Z值从小到大的顺序，依次对所有网格进行渲染。