CN110913202A - 一种三维显示云渲染方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维显示云渲染技术领域，公开了一种三维显示云渲染方法和系统，方法包括：三维显示终端向云渲染服务器登记播放请求，以播放三维内容；根据播放请求，获取三维显示终端参数数据；三维显示终端参数信息包括三维显示终端的厂商和序列号信息；通过云渲染服务器对三维显示终端参数数据进行校验处理，三维显示终端联系云渲染服务器，并要求其提供三维显示终端参数数据；根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息；将渲染生成的图像信息通过通信连接推送至三维显示终端播放。实现了三维显示终端和云渲染服务器之间的数据交换，使云渲染服务器按预设参数对三维内容进行云渲染。

Description

一种三维显示云渲染方法和系统

技术领域

本发明涉及三维显示云渲染技术领域，尤其涉及一种三维显示云渲染方法和系统。

背景技术

三维显示是当今一个引人注目的前沿科技领域，具有全视差，多角度，可多人同时观看的三维显示系统可应用在军事、广告、医学等显示领域，使观看者获得观看真实景物的感觉。现在获得全视差的显示方式主要有三种：体显示，全息显示，高密度的集成成像显示。

体显示使用装置激发某空间内的物质进行发光或使用机械旋转等方法，利用人眼视觉暂留效应使人获得三维感觉，它属于真三维显示，立体感觉逼真，但是装置系统庞大复杂。全息显示也属于真三维显示，它利用全息材料记录三维物体的真实发光波前，但是拍摄条件严苛，限于静态三维图像；而数字全息法虽然可以显示动态三维影像，但是需要非常高分辨率的空间调制器，现今的设备暂无法满足高品质的全息动态三维显示。

以集成显示技术为代表的一类技术采用微透镜阵列或小孔阵列对物空间场景进行记录并再现出物空间场景。由于集成成像技术再现的3D图像包含全真色彩以及连续的视差信息，观看者可获得观看真实景物的感觉，同时具有自由视角等优点。在垂直时差不重要的情况下，系统也可以采用柱状透镜系统，以换取水平方向像素数的增加。

现有技术中，现有的三维集成显示装置一般都需要在显示屏前放置透镜阵列用以调制不同的视差图投射到空间的不同方向。根据具体应用场景的不同，系统会采用不同的透镜。比如，基于集成成像显示技术的系统可能会采用微透镜阵列(Micro-lens array)，提供全视差；在特定情况下可以采用柱状透镜，只提供水平视差。微透镜阵列可以采用正方形或者六边形等不同的排列方式，同时透镜本身的焦距、间距也会根据不同的显示方式采用不同的数值；柱状透镜除了焦距、间距之外，还会有一定的预倾角；所有的透镜系统都需要和后方的显示器进行对准，但是由于组装工艺的显示，误差不可避免。因此，三维显示系统和传统二维显示系统一个最大的不同是，三维显示系统的图像渲染不仅要考虑传统的二维显示系统的分辨率、色彩、像素分布、显示器尺寸等参数，还要考虑透镜的光线参数，包括但不限于透镜的焦距、透镜间距、透镜的分布、透镜的预倾角以及透镜系统的装配误差等。在实际生产中，透镜系统的相关参数可以通过测量、校准系统获取，并记录到存储器中。

三维显示系统的算法必须要获得以上描述的透镜系统的数据才能对三维场景进行正确的渲染生成正确的二维图像，进而通过透镜系统生成三维显示信息。如果三维显示器的渲染算法是在本地执行，则相关的软件系统可以通过读取本地存储器并解析相关信息的方法获取透镜数据。但是随着5G网络技术的普及，越来越多的三维渲染将在云端执行，渲染后的图像信息经过压缩和编码后通过高带宽、低时延网络传输到本地进行显示。这样的显示系统架构要求云端服务器能在运行渲染时获取每个显示终端的透镜数据，从而为该终端提供正确的图像。

因此，如何实现三维显示终端和云渲染服务器之间的数据交换以使云渲染服务器按预设参数对三维内容进行云渲染成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于实现三维显示终端和云渲染服务器之间的数据交换以使云渲染服务器按预设参数对三维内容进行云渲染。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种三维显示云渲染方法，包括：三维显示终端向云渲染服务器登记播放请求，以播放三维内容；根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据；所述三维显示终端参数信息包括三维显示终端的厂商和序列号信息；通过所述云渲染服务器对所述三维显示终端参数数据进行校验处理，所述三维显示终端联系所述云渲染服务器，并要求其提供所述三维显示终端参数数据；根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息；将渲染生成的图像信息通过通信连接推送至所述三维显示终端播放。

可选地，所述根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据具体的包括：若三维显示终端已经登记，查找所述云渲染服务器内的登记数据库，并读取所述三维显示终端参数数据。

可选地，所述根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据具体的还包括：若三维显示终端未登记，所述云渲染服务器向所述三维显示终端要求所述三维显示终端参数数据。

可选地，所述根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息具体的包括：若所述三维显示终端参数数据通过所述云渲染服务器的校验，配置相关的渲染算法及渲染算法参数，并按所述三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

可选地，所述根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息具体的还包括：若所述三维显示终端参数数据未通过所述云渲染服务器的校验，使用三维显示终端参数数据的默认数据，并按所述三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

根据第二方面，本发明实施例公开了一种三维显示云渲染系统，包括：三维显示终端，用于播放及显示三维内容；云渲染服务器，用于按所述三维显示终端要求将三维内容渲染为预定格式图像，并将其推送给所述三维显示终端；其中，所述三维显示终端与所述云渲染服务器通信连接，所述三维显示终端及所述云渲染服务器通过数据交换协议/数据格式进行数据交换。

可选地，所述通信连接包括5G通信网络、4G通信网络、光纤通信网络及专线网络等。

可选地，所述数据格式为用于描述所述三维显示终端特性的参数数据，所述数据交换协议为所述三维显示终端与所述云渲染服务器之间通过通信连接进行数据交换的协议。

本发明具有以下有益效果：本实施例公开的一种三维显示云渲染方法，通过三维显示终端向云渲染服务器进行登记播放请求，获取三维显示终端参数数据，并对三维显示终端进行校验及云渲染处理，再将渲染后的图像信息推送至三维显示终端播放；进而实现了三维显示终端和云渲染服务器之间的数据交换，以使云渲染服务器按预设参数对三维内容进行云渲染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例公开的一种三维显示云渲染方法的流程图；

图2是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统的结构示意图；

图3是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统中三维显示终端的结构示意图；

图4是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统中三维显示终端的柱状透镜系统的结构示意图；

图5a是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统中三维显示终端的微透镜阵列的结构示意图；

图5b本实施例公开的另一种三维显示云渲染系统中三维显示终端的微透镜阵列的结构示意图；

图6是本实施例公开的一种三维显示终端中透镜及装配部分参数示意图；

图7是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统的三维显示终端描述数据示意图；

图8是本实施例公开的一种三维显示云渲染系统中三维显示终端描述数据的数据交换协议示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例公开了一种三维显示云渲染方法，如图1所示，包括：

步骤S10，三维显示终端向云渲染服务器登记播放请求，以播放三维内容；

步骤S20，根据播放请求，获取三维显示终端参数数据；三维显示终端参数信息包括三维显示终端的厂商和序列号信息；

步骤S30，通过云渲染服务器对三维显示终端参数数据进行校验处理，三维显示终端联系云渲染服务器，并要求其提供三维显示终端参数数据；

步骤S40，根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息；

步骤S50，将渲染生成的图像信息通过通信连接推送至三维显示终端播放。

需要说明的是，本实施例公开的一种三维显示云渲染方法，通过三维显示终端向云渲染服务器进行登记播放请求，获取三维显示终端参数数据，并对三维显示终端进行校验及云渲染处理，再将渲染后的图像信息推送至三维显示终端播放；进而实现了三维显示终端和云渲染服务器之间的数据交换，以使云渲染服务器按预设参数对三维内容进行云渲染。

步骤S20具体的包括：若三维显示终端已经登记，查找云渲染服务器内的登记数据库，并读取三维显示终端参数数据。

步骤S20，具体的还包括：若三维显示终端未登记，云渲染服务器向三维显示终端要求三维显示终端参数数据。

步骤S40具体的包括：若三维显示终端参数数据通过云渲染服务器的校验，配置相关的渲染算法及渲染算法参数，并按三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

步骤S40具体的还包括：若三维显示终端参数数据未通过云渲染服务器的校验，使用三维显示终端参数数据的默认数据，并按三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

根据第二方面，本发明实施例公开了一种三维显示云渲染系统，如图2所示包括：三维显示终端，用于播放及显示三维内容；云渲染服务器，用于按三维显示终端要求将三维内容渲染为预定格式图像，并将其推送给三维显示终端；其中，三维显示终端与云渲染服务器通信连接，三维显示终端及云渲染服务器通过数据交换协议/数据格式进行数据交换。在具体实施过程中，通信连接包括5G通信网络、4G通信网络、光纤通信网络及专线网络等，数据格式为用于描述三维显示终端特性的参数数据，数据交换协议为三维显示终端与云渲染服务器之间通过通信连接进行数据交换的协议。

如图3所示，本发明实施例公开了一种三维显示终端，包括：一个显示系统，可以是液晶显示面板LCD、有机发光二极管面板OLED、Micro-LED或者其它显示技术实现的显示系统；一个透镜系统，可以是固定的柱状透镜、微透镜阵列或者通过液晶技术或偏振光技术实现的可调节透镜、目前正在研究的超透镜或者其它可以用来对光线进行调整的透镜技术；一个驱动电路板，根据计算机指令产生驱动显示系统的电信号，使其产生正确的显示内容，产生驱动透镜系统的控制电信号，使其产生正确的光学特性，并保证二者在时序上的同步；一个计算机系统，包括CPU、内存、数据存储器，用来运行通信协议、并对接收到的三维信息进行处理并显示，计算机系统也可能包括GPU单元，用以加快图像数据的处理。三维显示终端可以通过合适的方式对系统的参数数据进行存储，比如可以存储在驱动板的存储器中或者配套计算机的数据存储器中，相关参数在制造相关系统过程中写入其中，计算机系统中运行的数据交换协议在使用过程中从存储器中读出相关数据、进行校验有效后发送至云端。

如图4所示，本发明实施例公开了一种柱状透镜系统，由平行的多条柱状透镜组成。相对于显示系统，各柱状透镜可能平行于显示系统的垂直边界(预倾角为0)，也可以和其呈一定夹角，后者有助于提升显示质量。同时，透镜本身也有尺寸，比如度量透镜宽度的pitch值，透镜的焦距。透镜在装配的时候一般都有装配误差存在，一般反映在透镜和显示器在二维空间上的相对误差(即实际装配位置和设计装配位置之间的差值)以及装配角度误差(即透镜板和显示装置实际角度与设计角度之间的差异)，因此在装配完成后需要通过校准设备对相关的误差进行测量，测量结果将成为该特定显示终端的专有属性。

如图5a所示，本发明实施例公开了一种微透镜阵列，和柱状透镜不同，它的透镜是圆形透镜，因此可以提供全视差图像。其透镜的排布可以有多种方式，图4是一种按正方形排布的透镜系统。图5b给出了微透镜阵列的另外一种排布方式，相当于把图5a中的透镜旋转了45度，从而增加单个透镜在水平方向上对应的像素数实现显示可视角度的增加。因此除了透镜尺寸、pitch值、焦距外，微透镜阵列的排布方式也是一个重要的参数。

如图6所示，本发明实施例公开了一种柱状透镜，三维显示终端需要上传的参数，包括：1)显示系统屏幕高度screenH；2)显示系统屏幕宽度screenW；3)像素宽度，等于DPI(dots per inch)的倒数；4)子像素排布方式：RGB；5)透镜类型：柱状透镜阵列；6)透镜的pitch；7)透镜的预倾角；8)透镜在X轴上的装配误差offsetX。

如图7所示，本发明实施例公开了三维终端描述数据格式，包括以下数据段：1)终端系统描述数据，描述设备制造商、序列号、特征编码等，其中特征编号可以通过编码系统把厂商的一些设计参数描述出来，供渲染软件和通信协议采用；2)显示系统描述数据，描述如LCD/OLED/Micro-LED显示器的基本参数，包括分辨率(X、Y轴方向像素数)、DPI、子像素排布方式等；3)透镜系统描述数据，描述透镜的类型、焦距、pitch、倾斜角、排布方式等参数；4)装配误差描述数据，描述通过校准系统测量的系统在装配中产生的误差，包括在X、Y轴方向的装配误差、透镜板的角度误差等。数据可以采用TLV(Type,Length,Value)进行定义，因此可以灵活的扩展，从而支持更多的数据段和参数。相应的数据解析模块也可以灵活地进行相对应的扩展。

如图8所示，本发明实施例公开了三维显示终端与云渲染服务器之间交换数据的协议。当三维显示终端准备播放三维内容时，首先向云渲染服务器服务器登记播放请求，三维显示终端在这一过程中可以通过配置文件或者其它协议获取云渲染服务器的IP地址、URL和相关三维资源的信息。在登记播放请求中包含有三维显示系统参数信息，包括厂商和序列号信息，当云渲染服务器收到请求后首先检查该终端是否已经登记，如果已经登记则直接从登记数据库中读取显示终端的参数信息，如果没有登记则向三维显示终端要求参数信息。通过上述两种方式获取三维显示终端参数信息后，云渲染服务器进行参数校验，验证数据的完整性，如校验成功，则可以直接配置相关的渲染算法参数，配置好的渲染算法可以用来对三维内容按照三维显示终端的要求和参数进行渲染。渲染生成的图像信息可以经过云渲染服务器进行压缩、编码等处理后通过通信连接推送至三维显示终端播放。如果云渲染服务器对三维显示终端参数的校验失败，则根据获得的有限信息(如厂商、序列号、特性编码)按照一定规则选择最优的默认参数对渲染算法进行配置，使用默认参数可能会降低显示终端的显示效果，因此可以通过在渲染输出的图像中加入告警等方式提示用户。三维显示终端在接到云渲染服务器的参数要求时需要从本地存储器读取终端参数信息，之后也需要进行校验，避免传输错误的信息给云渲染服务器。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种三维显示云渲染方法，其特征在于，包括：

三维显示终端向云渲染服务器登记播放请求，以播放三维内容；

根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据；所述三维显示终端参数信息包括三维显示终端的厂商和序列号信息；

通过所述云渲染服务器对所述三维显示终端参数数据进行校验处理，所述三维显示终端联系所述云渲染服务器，并要求其提供所述三维显示终端参数数据；

根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息；

将渲染生成的图像信息通过通信连接推送至所述三维显示终端播放。

2.根据权利要求1所述的三维显示云渲染方法，其特征在于，所述根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据具体的包括：

若三维显示终端已经登记，查找所述云渲染服务器内的登记数据库，并读取所述三维显示终端参数数据。

3.根据权利要求2所述的三维显示云渲染方法，其特征在于，所述根据所述播放请求，获取所述三维显示终端参数数据具体的还包括：

若三维显示终端未登记，所述云渲染服务器向所述三维显示终端要求所述三维显示终端参数数据。

4.根据权利要求1所述的三维显示云渲染方法，其特征在于，所述根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息具体的包括：

若所述三维显示终端参数数据通过所述云渲染服务器的校验，配置相关的渲染算法及渲染算法参数，并按所述三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

5.根据权利要求2所述的三维显示云渲染方法，其特征在于，所述根据校验后的三维显示终端参数数据，获取渲染生成的图像信息具体的还包括：

若所述三维显示终端参数数据未通过所述云渲染服务器的校验，使用三维显示终端参数数据的默认数据，并按所述三维显示终端的要求和参数对三维内容进行渲染。

6.一种三维显示云渲染系统，其特征在于，包括：

三维显示终端，用于播放及显示三维内容；

云渲染服务器，用于按所述三维显示终端要求将三维内容渲染为预定格式图像，并将其推送给所述三维显示终端；

其中，所述三维显示终端与所述云渲染服务器通信连接，所述三维显示终端及所述云渲染服务器通过数据交换协议/数据格式进行数据交换。

7.根据权利要求6所述的三维显示云渲染系统，其特征在于，所述通信连接包括5G通信网络、4G通信网络、光纤通信网络及专线网络等。

8.根据权利要求6所述的三维显示云渲染系统，其特征在于，所述数据格式为用于描述所述三维显示终端特性的参数数据，所述数据交换协议为所述三维显示终端与所述云渲染服务器之间通过通信连接进行数据交换的协议。

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