CN107577338A - 一种全景图像的投射方法、装置及头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全景图像的投射方法、装置及头戴显示设备，该投射方法包括：识别待投射的全景图像的当前分辨率；根据当前分辨率设置用于投射全景图像的球体的当前段数；根据当前段数将全景图像投射至球体的表面上。通过本发明的实施例，就可以根据待投射的全景图像的分辨率自适应设置球体的段数投射全景图像，可以在保证头戴显示设备能够清晰、流畅地显示全景图像的同时，还可以保证头戴显示设备的运行速度。

Description

一种全景图像的投射方法、装置及头戴显示设备

技术领域

本发明涉及多媒体投射技术领域，更具体地，涉及一种全景图像的投射方法、装置及头戴显示设备。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术。虚拟现实技术将是支撑一个定性和定量相结合，感性认识和理性认识相结合的综合集成多维信息空间的关键技术。随着网络的速度的提升，基于虚拟现实技术的一个互联网时代正悄然走来，它将极大地改变人们的生产和生活方式。

对于目前的头戴显示设备，全景图像都是投射在一个球体上，而球体的段数是预先设定的固定值、无法做法分辨率自适配，因此，在段数较少的球体上投射高清全景图像时，会出现图像不清晰、不流畅等问题；在段数较多的球体上投射分辨率低的全景图像时，会占用头戴显示设备较大内存，影响头戴显示设备的运行速度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够解决上述问题之一的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种全景图像的投射方法，包括：

识别待投射的全景图像的当前分辨率；

根据所述当前分辨率设置用于投射所述全景图像的球体的当前段数；

根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上。

可选的是，所述根据所述当前分辨率设置用于投射所述多媒体影片的球体的当前段数的步骤包括：

查找预先存储的反映分辨率和球体的段数之间的对应关系的对照表，确定对应所述当前分辨率的段数；

设置所述当前段数等于确定的段数。

可选的是，所述根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上包括：

沿着预设的切线将所述球体展开，得到纹理贴图；

将所述全景图像完整覆盖在所述纹理贴图上；

根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面。

可选的是，所述根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面包括：

根据所述当前段数将所述纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将所述球体表面分割为相同数量的球体网格；

将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

根据本发明的第二方面，提供了一种全景图像的投射装置，包括：

识别模块，用于识别待放映的全景图像的当前分辨率；

设置模块，用于根据所述当前分辨率设置用于投射所述全景图像的球体的当前段数；

投射模块，用于根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上。

可选的是，所述设置模块包括：

查找单元，用于查找预先存储的反映分辨率和球形屏幕的段数之间的对应关系的对照表，确定对应所述当前分辨率的段数；

设置单元，用于设置所述当前段数等于确定的段数。

可选的是，所述投射模块包括：

展开单元，用于沿着预设的切线将所述球体展开，得到纹理贴图；

覆盖单元，用于将所述全景图像完整覆盖在所述纹理贴图上；

映射单元，用于根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面。

可选的是，所述映射单元包括：

分割子单元，用于根据所述当前段数将所述纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将所述球体表面分割为相同数量的球体网格；

映射子单元，用于将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

根据本发明的第三方面，提供了一种头戴显示设备，包括根据本发明第二方面所述的投射装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种头戴显示设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据本发明第一方面所述的投射方法。

本发明的一个有益效果在于，通过本发明的投射方法的实施例，就可以根据待投射的全景图像的分辨率自适应设置球体的段数投射全景图像，可以在保证头戴显示设备能够清晰、流畅地显示全景图像的同时，还可以保证头戴显示设备的运行速度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一种全景图像的投射方法的一种实施方式的流程图；

图2a为根据本发明像素格的示意图；

图2b为图2a中像素格在段数偏小时的纹理网格示意图；

图2c为图2b中纹理网格映射至球体网格的示意图；

图2d为图2a中像素格在段数匹配时的纹理网格示意图；

图2e为图2d中纹理网格映射至球体网格的示意图；

图3为根据本发明一种全景图像的投射方法的另一种实施方式的流程图；

图4为根据本发明一种全景图像的投射方法的再一种实施方式的流程图；

图5为根据本发明一种全景图像的投射装置的一种实施结构的方框原理图；

图6为根据本发明一种全景图像的投射装置的另一种实施结构的方框原理图；

图7为根据本发明一种全景图像的投射装置的再一种实施结构的方框原理图；

图8为根据本发明一种头戴显示设备的一种实施结构的方框原理图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的球形屏幕无法与待放映的全景图像的分辨率进行自适应匹配，导致放映高清全景图像时会出现不清晰、不流畅的问题，提供了一种全景图像的投射方法。

图1为根据本发明一种全景图像的投射方法的一种实施方式的流程图。

根据图1所示，该投射方法包括以下步骤：

步骤S110，识别待投射的全景图像的当前分辨率。

具体的，该全景图像可以是虚拟现实全景图片或者是虚拟现实全景视频中的任意一帧。

可选的是，识别待投射的全景图像的当前分辨率的具体方法可以为：对全景图像进行解码处理，得到解码数据；根据解码数据的像素格密度识别出当前分辨率。其中，当前分辨率例如可以是8*8，那么该全景图像就包括64个像素点。具体可以如图2a所示，图中的一个每一个黑格和灰格均代表一个像素点。

步骤S120，根据当前分辨率设置用于投射该全景图像的球体的当前段数。

其中，段数具体可以是球体的经线数量和纬线数量，这些经线和纬线可以将球体表面分割为对应数量的球体网格。例如，当经线数量和纬线数量均为n时，球体网格的数量为n*n。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S120的具体执行方法可以包括步骤S121～S122。

步骤S121，查找预先存储的反映分辨率和球形屏幕的段数之间的对应关系的对照表，确定对应当前分辨率的段数。

步骤S122，设置当前段数等于确定的段数。

在本发明的另一个具体实施例中，步骤S120的具体执行方法还可以为：根据当前分辨率计算出匹配的段数，设置计算的段数等于当前段数。

具体的，在分辨率与段数匹配的情况下，每个像素格对应的球体网格数量为固定值，例如与每个像素格对应的球体网格数量为6.5*6.5，那么，在像素格数量为8*8的情况下，当前段数可以为(8*6.5)*(8*6.5)＝52*52。

步骤S130，根据当前段数将该全景图像投射至球体的表面上。

由于全景图像为矩形，无法直接将全景图像贴在球体表面上，因此，可以先将球体展开成矩形的纹理贴图，再将贴在纹理贴图上的全景图像映射至球体表面。

进一步地，执行该步骤S130的具体方法可以包括如图3所示的步骤S131～S133。

步骤S131，沿着预设的切线将球体展开，得到纹理贴图。

其中，对于将球体展开得到纹理贴图，本领域技术人员也将其称为UV展开。

步骤S132，将全景图像完整覆盖在纹理贴图上。

其中，完整覆盖具体是指全景图像和纹理贴图的边缘完全贴合。

图2b为在段数与全景图像的像素不匹配，即段数偏小的情况下，将全景图像覆盖在纹理贴图上时纹理网格的示意图。图中每一个黑格和灰格均代表一个像素点，白色线为将纹理贴图分割为纹理网格的经纬线。

图2d为在段数与全景图像的像素匹配的情况下，将全景图像覆盖在纹理贴图上时纹理网格的示意图。图中每一个黑格和灰格均代表一个像素点，白色线为将纹理贴图分割为纹理网格的经纬线。

步骤S133，根据当前段数将纹理贴图上的全景图像映射至球体表面。

在此基础上，执行步骤S133的具体步骤可以包括如图4所示的步骤S133a～S133b。

步骤S133a，根据当前段数将纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将球体表面分割为对应数量的球体网格。其中，纹理网格的数量与球体网格的数量相等，且每一纹理网格均具有与之一一对应的球体网格。

具体的，任意两个相邻的纹理网格对应的球体网格也相邻，即纹理网格的排列方式与对应的球体网格的排列方式相同。

步骤S133b，将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

图2c为图2b中的纹理网格映射至对应的球体网格内的示意图，图2e为图2d中的纹理网格映射至对应的球体网格内的示意图，图中的每一个黑格和灰格均代表一个像素点，白色线代表分割球体的经线和纬线。由图2c和图2e可以看出，在设置的段数偏小的情况下，全景图像在投射到球体上时，每个像素格过度角度较大，图像显示发生畸变。而设置的段数与全景图像的像素匹配的情况下，全景图像在投射的球体上时，每个像素格过度角度更小，图像更加圆滑，清晰度也会随着适配达到最佳。

通过本发明的实施例，就可以根据待投射的全景图像的分辨率自适应设置球体的段数投射全景图像，可以在保证头戴显示设备能够清晰、流畅地显示全景图像的同时，还可以保证头戴显示设备的运行速度。

在执行完步骤S130之后，头戴显示设备还会根据获取的运动数据确定观影者的当前观看方位，以在显示屏上显示球面上对应当前观看方位的画面，以使得用户体验到全景图像的效果。

与上述方法相对应的，本发明还提供了一种全景图像的投射装置。图5为根据本发明一种全景图像的投射装置的一种实施结构的方框原理图。

根据图5所示，该投射装置包括识别模块510、设置模块520和投射模块530，该识别模块510用于识别待放映的全景图像的当前分辨率；该设置模块520用于根据当前分辨率设置用于投射全景图像的球体的当前段数；该投射模块530用于根据当前段数将全景图像投射至球体的表面上。

进一步地，如图6所示，该设置模块520包括查找单元521和设置单元522，该查找单元521用于查找预先存储的反映分辨率和球形屏幕的段数之间的对应关系的对照表，确定对应当前分辨率的段数；该设置单元522用于设置当前段数等于确定的段数。

再进一步地，如图6所示，该投射模块530可以包括展开单元531、覆盖单元532和映射单元533，该展开单元531用于沿着预设的切线将球体展开，得到纹理贴图；该覆盖单元532用于将全景图像完整覆盖在纹理贴图上；该映射单元533用于根据当前段数将纹理贴图上的全景图像映射至球体表面。

在此基础上，如图7所示，映射单元533包括分割子单元533-1和映射子单元533-2，该分割子单元533-1用于根据当前段数将纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将球体表面分割为相同数量的球体网格；该映射子单元533-2用于将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

图8为根据本发明另一方面的该头戴显示设备的实施结构的方框原理图。

根据图8所示，该头戴显示设备800包括存储器801和处理器802，该存储器801用于存储指令，该指令用于控制处理器802进行操作以执行上述用于头戴显示设备的同步方法。

该处理器802例如可以是中央处理器CPU、微处理器MCU等。该存储器801例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。

除此之外，根据图8所示，该头戴显示设备800还可以包括接口装置803、输入装置804、显示装置805、通信装置806、扬声器807、麦克风808等等。尽管在图8中示出了多个装置，但是，本发明头戴显示设备可以仅涉及其中的部分装置，例如，处理器801、存储器802、显示装置805等。

上述通信装置806例如能够进行有有线或无线通信。

上述接口装置803例如包括USB接口、耳机接口等。

上述输入装置804例如可以包括触摸屏、按键等。

上述显示装置805例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种全景图像的投射方法，其特征在于，包括：

识别待投射的全景图像的当前分辨率；

根据所述当前分辨率设置用于投射所述全景图像的球体的当前段数；

根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上。

2.根据权利要求1所述的投射方法，其特征在于，所述根据所述当前分辨率设置用于投射所述多媒体影片的球体的当前段数的步骤包括：

查找预先存储的反映分辨率和球体的段数之间的对应关系的对照表，确定对应所述当前分辨率的段数；

设置所述当前段数等于确定的段数。

3.根据权利要求1所述的投射方法，其特征在于，所述根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上包括：

沿着预设的切线将所述球体展开，得到纹理贴图；

将所述全景图像完整覆盖在所述纹理贴图上；

根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面。

4.根据权利要求1所述的投射方法，其特征在于，所述根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面包括：

根据所述当前段数将所述纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将所述球体表面分割为相同数量的球体网格；

将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

5.一种全景图像的投射装置，其特征在于，包括：

识别模块，用于识别待放映的全景图像的当前分辨率；

设置模块，用于根据所述当前分辨率设置用于投射所述全景图像的球体的当前段数；

投射模块，用于根据所述当前段数将所述全景图像投射至所述球体的表面上。

6.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，所述设置模块包括：

查找单元，用于查找预先存储的反映分辨率和球形屏幕的段数之间的对应关系的对照表，确定对应所述当前分辨率的段数；

设置单元，用于设置所述当前段数等于确定的段数。

7.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，所述投射模块包括：

展开单元，用于沿着预设的切线将所述球体展开，得到纹理贴图；

覆盖单元，用于将所述全景图像完整覆盖在所述纹理贴图上；

映射单元，用于根据所述当前段数将所述纹理贴图上的全景图像映射至所述球体表面。

8.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，所述映射单元包括：

分割子单元，用于根据所述当前段数将所述纹理贴图分割为对应数量的纹理网格，将所述球体表面分割为相同数量的球体网格；

映射子单元，用于将每一纹理网格对应的像素映射至对应的球体网格内。

9.一种头戴显示设备，其特征在于，包括权利要求5-8中任一项所述的投射装置。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1-4中任一项所述的投射方法。