CN109302640B - 在虚拟现实视频中显示弹幕的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例关于一种在虚拟现实视频中显示弹幕的方法和装置，其中根据用户头部姿态将显示区域划分为两部分，并根据头部姿态变化使两部分具有不同的分辨率，之后将弹幕根据视角的方向在低分辨率的一部分中发送弹幕。该方法和装置可以降低对保持显示刷新率所需硬件资源的要求，还可以减少弹幕对用户在关注的视频内容的部分的干扰。
Description
技术领域
本公开属于计算机视觉领域，更具体地关于在虚拟现实视频中显示弹幕的方法和装置。
背景技术
虚拟现实(VR)是当前备受关注的一种新显示技术，能够通过头戴显示器等设备让用户体验具有沉浸感的虚拟世界，而其中最为广泛的应用之一是虚拟现实视频。通过VR技术播放的虚拟现实视频使得用户能够观看接近于现实世界的360度全景画面，所带来的观看体验将是具有革命性的。
弹幕技术也是当年视频播放领域中广泛应用的一种显示技术，其允许在视频的播放过程中的用户的实时发言和交流。弹幕内容与视频内容高度融合，还能增强观看视频的参与性和趣味性，是群众喜闻乐见的一种视频显示方式。但是，在当前应用弹幕的视频播放网站上，经常出现由于参与视频播放人数的过多而导致的弹幕过于密集的问题。弹幕过于密集时可能遮挡住视频内容的大部分区域以至于用户无法观看到视频的内容。在观看VR视频时，弹幕过于密集除了可能会遮挡用户关注的视频内容的特定区域，还可能因为弹幕文字的移动难以与VR视频的视角变化进行匹配而使用户更容易产生3D眩晕的现象，即由于肉眼观察到的运动信息与人体运动感受器官感受到的运动信息不同步而引起的恶心、呕吐等症状。额外弹幕的显示对于处理器和显示器等硬件设备的资源同样也会提出要求。综上，如何在VR视频中让弹幕的显示不影响用户观看且不造成不适仍是当前待解决的技术问题，
发明内容
本公开的目的之一在于解决现有技术的上述问题，并提供一种可以降低弹幕内容对用户干扰并降低硬件资源需求的方法和装置。
一种在虚拟现实视频中显示弹幕的方法包括根据用户头部姿态所对应的视角将虚拟现实显示区划分为第一显示区和第二显示区，根据用户头部姿态的变化所对应的视角变化率确定衰减系数，使用衰减系数减小第二显示区中的分辨率使其低于第一显示区中的分辨率，根据第二显示区中的分辨率确定弹幕文字的分辨率，根据视角变化率的方向确定弹幕文字的移动方向，以及根据所确定的弹幕文字的分辨率和移动方向在第二显示区的至少一部分中显示弹幕文字。
一种在虚拟现实视频中显示弹幕的装置包括：姿态传感器，其用于感测用户头部姿态，显示器，其用于显示虚拟现实显示区，以及处理器，用于根据用户头部姿态所对应的视角将虚拟现实显示区划分为第一显示区和第二显示区，根据用户头部姿态的变化所对应的视角变化率确定衰减系数，使用衰减系数减小第二显示区中的分辨率使其低于第一显示区中的分辨率，根据第二显示区中的分辨率确定弹幕文字的分辨率，根据视角变化率的方向确定弹幕文字的移动方向，以及根据所确定的弹幕文字的分辨率和移动方向在第二显示区的至少一部分中显示弹幕文字。
在一个实施例中，第一显示区和第二显示区的相对尺寸根据视角变化率来确定。
在一个实施例中，衰减系数正比于视角变化率，第二显示区中的分辨率的减小正比于衰减系数。
在一个实施例中，所确定的弹幕文字的分辨率小于等于第二显示区的分辨率。
在一个实施例中，所确定的弹幕文字的移动方向平行于视角变化率的方向。
本公开的实施例相对于现有技术的优点在于两个方面。第一，本公开实施例可以通过降低包括弹幕的显示区的一部分的分辨率来降低对保持显示刷新率所需硬件资源的要求，其中显示弹幕区域是用户关注区域之外，并且受到弹幕的遮蔽，因此降低分辨率对用户观看体验的影响较小。第二，本公开实施例可以减少弹幕对用户在关注的视频内容的部分的干扰，在用户关注区域之外显示可以降低用户对移动的弹幕的直视，从而降低3D眩晕的出现。
附图说明
本公开的附图是出于说明目的而提供，其中类似的参考标记表示类似的部件
图1是根据本公开一些实施例的VR视频显示装置的框图。
图2是根据本公开一些实施例的VR视频播放的示意图。
图3是根据本公开一些实施例的显示区划分调整的示意图。
图4是根据本公开一些实施例的VR视频显示方法的流程图。
具体实施方式
本公开的实施例是出于示例的目的而提供，而不是为了限制。术语“第一”，“第二”等仅仅是为了将不同元件或步骤进行相互区分，并非是为了限定顺序或者先后上的关系。术语“包括”，“包含”，“具有”等并不排斥额外的元件或者步骤的存在。
在图1中，VR视频显示装置100包括姿态传感器101，显示器103，处理器105和收发器107。姿态传感器101可以是摄像机、加速度传感器、陀螺仪、惯性传感器、磁传感器、距离传感器、瞳孔定位传感器、指南针等各种本领域中常用的传感器类型，其用于感测用户的头部坐标参数以及视角信息。显示器103可以是可兼容VR技术的头戴式显示装置中具有一定分辨率的LCD、LED或者OLED显示屏幕，用于向用户呈现收发器107接收并由处理器105进行解码的视频内容。收发器107可以是满足现有有线或无线传输协议的各类网卡、通信接口、接收器、发射器等。处理器105可以是任何通用或者专用的中央处理单元、DSP、微控制器、图像处理器等以用来执行控制VR视频显示装置100的指令。VR视频显示装置100还可以包括存储器、用户接口部件，音频部件等其他图中未示出的部件。
在图2中，由用户的头部姿态所确定的视角观察到的显示器103所显示的虚拟区域中的部分区域201被定义为第一显示区。而第一显示区201以外的区域203则定义为第二显示区。虽然人眼可以实现略大于180度的视场角，但是分辨能力对于该视场的中间区域和边缘区域存在着差别。第一显示区201定义为用户视角最为敏感的区域，其分辨率应高于肉眼更难以分辨的第二显示区203。在以圆锥角θ来定义第一显示区201的情况下，在一般的平静观察状态下例如使得θ＝70°即可满足用户眼睛分辨能力最高的区域对应于最高的图像分辨率区域，剩下的第二显示区203中的图像可以适当降低分辨率而不会使用户产生实质性的感知。而在用户集中精力观察细节特征或者大幅度变化视角等特殊观察状态下，θ也根据这些特殊状态而改变。在播放弹幕的场合中，优选将弹幕放置于第二显示区203中播放由用户的眼睛余光进行观察。这一是因为对弹幕本身实行过高的分辨率对于提升画质和用户体验意义很小，没有必要以最高分辨率渲染弹幕。二是因为不属于视频本身内容的弹幕出现在用户视角敏感区域中会干扰用户对视频主要内容的感知，反而容易更早地引起3D眩晕。
在图3中，观看VR视频的用户可能随机地观察360度虚拟空间中任何一个区域的视频内容，因此需要根据用户视角的变化相应改变第一显示区201和第二显示区203的位置和相对大小。姿态传感器101除了感测用户头部姿态的对应的视角，还保持对视角进行记录以便计算视角的变化率，例如头部沿坐标系的各坐标轴转动的角速度等。在本实施例中，视角的变化率可用于确定第一显示区201和第二显示区203的相对大小，以及在第二显示区203中分辨率减小的程度。例如，检测到用户的视角在时间t之内从第一视角303水平变化到第二视角305，变化为Δθ。那么第一显示区201的中心位置也将相应转动Δθ。时间t优选根据当前刷新率所对应的每帧图像时间来确定，如在90Hz的情况下选为11ms或倍数，在60Hz的情况下选为16.6ms或倍数等。根据用户视角变化过程中的视角变化率，相应地可以为互为正交方向的每个方向来确定一个衰减系数例如
其中ω为一个正交方向上的视角变化率，在本实施例的水平移动情况下是Δθ/t。ω0为预设的阈值视角变化率。C1为大于0且小于1的归一化系数,C2为大于1的常数。ω0、C1和C2的选取主要使得微小的头部随机运动或者高频的小幅振动运动可以被忽略，且分辨率减小的最大限度不会使图像模糊到一般人眼容易察觉到异常的程度。第二显示区203之中每个方向的分辨率随后可减小其自身乘以衰减系数的部分以便降低硬件的处理负担。第一显示区201和第二显示区203的相对大小也可以根据上述的视角变化率来调整，例如可定义视角变化率的多个区间，在视角变化率落入相应区间后以该区间对应的第一显示区201和第二显示区203的相对大小情况来调整这两个显示区各自的大小。在用户视角变化率变大时，可能用户开始关注更多其他的虚拟空间区域，那么第一显示区201需要相应扩大，例如扩大为120度。在用户视角变化率未出现变化时，可能用户在集中观察细节特征，那么第一显示区201可以缩小到例如35度。额外地，还可以在运动时对第一显示区201之中的分辨率进行调整，但分辨率减小的程度应低于第二显示区203中分辨率减小的程度。在确定第二显示区203分辨率的减小程度以及大小之后，将在第二显示区203的一部分之中插入弹幕内容。弹幕内容的分辨率可以确定为小于或等于第二显示区203之中所确定的分辨率。因第二显示区203的大小会在大部分情况下大于第一显示区201的大小，这样可以更多地降低硬件负担。
视角变化率的方向则可以根据使用场景每隔一段固定的时间进行测定，如16.6ms,50ms,100ms，200ms等，也可以在检测到用户视角出现变化且超过阈值视角变化率时触发测定。例如，图3中的Δθ对应于视角在水平方向的逆时针转动，则弹幕的运动方向也将定义为方向一致的在水平方向的逆时针飞入和飞出。类似地，如果Δθ具有对应于竖直方向的分量，则弹幕的运动方向也将更新，加入竖直方向的分量，即保持弹幕方向与视角变化率方向的平行。此外，弹幕的显示位置的移动可在用户视角出现变化之后的固定或可变时间段之后进行，该时间段可以相对于当时的刷新频率所对应的多个帧的时间以允许弹幕内容通过视觉暂留而被充分感知。弹幕的显示位置的移动例如在从第一视角303水平变化到第二视角305的过程完成之后的500ms之内从位置301变为位置302，而位置301与位置302之间相差的角度可以为Δθ。弹幕如果可能出现在超过180度的范围等盲区之内，还可以通过缩小弹幕文字大小等其他措施来确保弹幕依然位于第二显示区203之内。在VR视频观看过程中，弹幕内容也根据用户视角的变化而改变运动方向而不是固定其移动方向。弹幕内容也不会长时间遮挡用户主要关注的第一显示区201，这有助于进一步减轻用户在变换视角时发生3D眩晕的情况。
图4中公开了VR视频显示方法400。其中，在步骤S401中，根据用户头部姿态所对应的视角将显示器103所显示的虚拟现实显示区划分为第一显示区201和第二显示区203。姿态传感器101可以实时或者以一定时间间隔感测用户的头部坐标参数，并从中计算出视角信息。姿态传感器101还可以存储一段时间内用户的视角信息以便计算视角信息的变化情况。第一显示区201可以通过如图2所示的视角θ来定义，而第一显示区201以外的区域均定义为第二显示区203。θ的大小可以根据用户视角的变化情况来变化。在步骤S403中，根据用户头部姿态的变化所对应的视角变化率确定一个如上文所分析的衰减系数，使用衰减系数将第二显示区中的分辨率减小一个与衰减系数成正比的量使其低于第一显示区中的分辨率。衰减系数可以具有正交坐标系中互为正交的各个坐标轴上的分量，从而横向和纵向的分辨率减小可以根据相应坐标轴方向的衰减系数的分量来执行，例如，从1600*1200降为1280*960等。在步骤S405中，根据第二显示区203中的分辨率确定弹幕文字的分辨率，根据视角变化率的方向确定弹幕文字的移动方向。优选将弹幕文字的分辨率确定与小于或等于第二显示区203之中减小后的分辨率以节省硬件资源且优选将弹幕文字的移动方向确定为与视角变化率的方向互相平行。在步骤S407中，根据所确定的弹幕文字的分辨率和移动方向在第二显示区203的至少一部分中显示所述弹幕文字。弹幕文字根据调整不会出现长时间遮挡第一显示区201的情况。优选地，弹幕文字同样仅出现在第二显示区203的一部分相对较接近于第一显示区201的边缘部分以便帮助用户的分辨，且用户的视角变化率越小，则越接近第一显示区201。在用户视角未出现变化时，则弹幕可以环绕第一显示区201的边缘来显示。
上文所公开的仅是根据本公开原理所举例说明的部分实施方式，本领域技术人员将能够预想出其他各种修改方式或替代方式，而不脱离本公开的实际范围。
Claims (10)
1.一种在虚拟现实视频中显示弹幕的方法，其特征在于包括：
根据用户头部姿态所对应的视角将虚拟现实显示区划分为第一显示区和第二显示区,其中所述第一显示区是所述用户头部姿态所对应的视角观察到的所述虚拟现实显示区的部分区域，所述第二显示区是所述虚拟现实显示区中所述第一显示区以外的区域；
根据用户头部姿态的变化所对应的视角变化率确定衰减系数；
使用所述衰减系数减小所述第二显示区中的分辨率使其低于所述第一显示区中的分辨率；
根据所述第二显示区中的分辨率确定弹幕文字的分辨率；
根据所述视角变化率的方向确定所述弹幕文字的移动方向；以及
根据所确定的弹幕文字的分辨率和移动方向在所述第二显示区的至少一部分中显示所述弹幕文字。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一显示区和所述第二显示区的相对尺寸根据所述视角变化率来确定。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于所述衰减系数正比于所述视角变化率，所述第二显示区中的分辨率的减小正比于所述衰减系数。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于所确定的弹幕文字的分辨率小于等于所述第二显示区的分辨率。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于所确定的弹幕文字的移动方向平行于所述视角变化率的方向。
6.一种在虚拟现实视频中显示弹幕的装置，其特征在于包括：
姿态传感器，用于感测用户头部姿态；
显示器，用于显示虚拟现实显示区；以及
处理器，用于
根据用户头部姿态所对应的视角将虚拟现实显示区划分为第一显示区和第二显示区,其中所述第一显示区是所述用户头部姿态所对应的视角观察到的所述虚拟现实显示区的部分区域，所述第二显示区是所述虚拟现实显示区中所述第一显示区以外的区域；
根据用户头部姿态的变化所对应的视角变化率确定衰减系数；
使用所述衰减系数减小所述第二显示区中的分辨率使其低于所述第一显示区中的分辨率；
根据所述第二显示区中的分辨率确定弹幕文字的分辨率；
根据所述视角变化率的方向确定所述弹幕文字的移动方向；以及
根据所确定的弹幕文字的分辨率和移动方向在所述第二显示区的至少一部分中显示所述弹幕文字。
7.权利要求6所述的装置，其特征在于所述第一显示区和所述第二显示区的相对尺寸由所述处理器根据所述视角变化率来确定。
8.权利要求6所述的装置，其特征在于所述衰减系数正比于所述视角变化率，所述第二显示区中的分辨率的减小正比于所述衰减系数。
9.权利要求6所述的装置，其特征在于所确定的弹幕文字的分辨率小于等于所述第二显示区的分辨率。
10.权利要求6所述的装置，其特征在于所确定的弹幕文字的移动方向平行于所述视角变化率的方向。
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