CN113625863A - 自主式导览虚拟场景的创建方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents

自主式导览虚拟场景的创建方法、系统、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种自主式导览虚拟场景的创建方法、系统、设备和存储介质。该方法包括：接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；获取预设的原始虚拟场景，根据目标坐标将图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的导览展示场景通过VR设备进行展示。本发明提供的自主式导览虚拟场景的创建方法，通过获取用户上传的可转换为全景导览的图片，可根据用户需求，自定义成适用于用户的导览展示场景，用户还可以根据使用习惯。

Description

自主式导览虚拟场景的创建方法、系统、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种自主式导览虚拟场景的创建方法、系统、设备和存储介质。
背景技术
虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。
现有的虚拟实现技术通常为根据用户需求开发后，用户使用VR设备观看虚拟场景，若用户需要创建或增加新的图片，则需要重新开发新的虚拟场景，缺乏用户自主性创建性，缺少用户对虚拟场景的参与感。
发明内容
有鉴于此，有必要针对现有的虚拟场景缺乏用户参与感和创造性的问题，提供一种自主式导览虚拟场景的创建方法、装置、设备和存储介质。
一种自主式导览虚拟场景的创建方法，所述方法包括以下步骤：
接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；
获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示。
可选地，所述接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标，包括：
获取所述图片后，判断所述图片是否为可转换为全景导览的图片，若是，则获取所述图片对应的虚拟图像，将所述虚拟图像替代所述图片，所述虚拟图像包括但不限于六面立方体图、球形图或柱形图；
若否，则向用户返回错误提示，提示所述用户重新上传图片。
可选地，所述获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景，包括：
接收用户发送的编辑请求，获取用户上传的编辑信息及编辑坐标，所述编辑信息包括但不限于热点信息、视频信息、图文信息、表单信息或链接信息；
获取所述导览展示场景，根据所述编辑坐标将所述编辑信息通过插入的方式，渲染成新的导览展示场景。
可选地，所述获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示，包括：
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接前，获取所述导览展示场景的缩放等级，根据所述缩放等级对所述导览展示场景进行切割，切割成预设张数预设像素的子图，将所述子图采用分布式存储方式进行存储；
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，通过异步加载的方式将所述子图依次发送给所述VR设备进行展示。
可选地，还包括：
接收输入设备的连接请求，与所述输入设备进行连接后，监听所述输入设备的输入行为，在所述导览展示场景的固定二维方向上，根据所述输入行为变换观察视角。
可选地，所述输入设备包括但不限于方向键、鼠标或手柄；
监听所述输入设备的输入行为前，在所述导览展示场景内预先注册有多个监听器，所述监听器包括方向键监听事件监听器、鼠标按下事件监听器、鼠标移动事件监听器、手柄按键按键事件监听器；
根据多个所述监听器监听所述输入设备的输入行为，并获取所述输入行为。
可选地，还包括：
当所述VR设备的展示对象的区域尺寸发生变化时，读取展示控件的尺寸，根据所述尺寸将调整绘图协议的摄像机宽高比；
将所述绘图协议的渲染区域设置为与所述尺寸一致；
通过绘图协议将所述导览展示场景进行刷新，更新所述导览展示场景的尺寸，对更新后的所述导览展示场景进行展示。
进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种自主式导览虚拟场景的创建装置，包括：
获取图片模块，用于接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；
创建导览展示场景模块，用于获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；
展示模块，用于获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述自主式导览虚拟场景的创建方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提供一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述自主式导览虚拟场景的创建方法的步骤。
本发明提供的自主式导览虚拟场景的创建方法，通过获取用户上传的可转换为全景导览的图片，可根据用户需求，自定义成适用于用户的导览展示场景，用户还可以根据使用习惯，在导览展示场景中插入自定义信息，丰富导览展示场景，且更贴合个性化需求。本发明还结合VR设备，可以对自定义的导览展示场景异步加载，实现流畅展示目的。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明一个实施例中自主式导览虚拟场景的创建方法的流程图；
图2为本发明一个实施例中自主式导览虚拟场景的创建装置的结构图。
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。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
参照图1，为本发明一个实施例中的自主式导览虚拟场景的创建方法的流程图，如图1所示，一种自主式导览虚拟场景的创建方法，包括以下步骤：
步骤S1，获取用户上传的图片：接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标。
本发明的服务器内可预选存储有大量的原始虚拟场景，用户可以根据应用小程序或网页前端访问服务器，发送创建自定义场景的请求，选择一种原始虚拟场景，确定用户自定义的图片的拼接位置，即在原始虚拟场景内的目标坐标，并上传图片，服务器收到用户上传的图片及目标坐标后，进行图片验证。
在一个实施例中步骤S1，包括：
获取图片后，判断图片是否为可转换为全景导览的图片，若是，则获取图片对应的虚拟图像，将虚拟图像替代图片，虚拟图像包括但不限于六面立方体图、球形图或柱形图。若否，则向用户返回错误提示，提示用户重新上传图片。
本实施例在判断图片是否为可转换为全景导览的图片时，可以采用卷积神经网络对图片进行分析：
步骤S101，将图片通过卷积神经网络，提取特征图feature map。
本步骤中的卷积神经网络结构采用VGG16，包括16个卷积层和池化层、全连接层和损失层。
其中，卷积层的卷积核大小为3x3。
池化层采用max pooling，卷积核尺寸为2x2，步长为1，池化函数为：
yij＝max(xi,j,xi,j+1,xi+1,j,xi+1,j+1)
x为像素矩阵，i为像素矩阵中的i行，j为像素矩阵中的j列。
步骤S102，将特征图feature map输入RPN网络(区域候选网络)生成多个目标建议框。
通过滑动窗口，在每个像素点对应的特征图上设置9个矩形窗口，矩形窗口为3种长宽比*3种尺度，窗口的中心点为锚点。通过矩形窗口来判断是否包含目标物体，若矩形窗口内含有目标物体，则返回窗口的位置信息，通过锚点位置以及不同长宽比生成若干个目标建议框。
步骤S103，将多个目标建议框进行成对匹配，匹配的依据是对两个目标建议框计算IoU(交并比)，判断IoU是否大于NMS阈值，若大于，则两个目标建议框则成为一对目标对，否则将小于NMS阈值的分支采用NMS算法进行处理。
本步骤中计算IoU的公式如下：
Figure BDA0002480694790000061
其中，ROIT和ROIG为两个目标建议框。
本步骤将形成目标对的多个目标建议框被选出在步骤S104中进行处理，其余的目标建议框进行NMS算法进行处理，NMS算法为：
1.按目标建议框的IoU得分进行排序，选出得分最高的目标建议框；
2.依次遍历其余目标建议框，若与得分最高的框的IoU大于阈值则剔除；
3.依次循环步骤S101-S102的步骤，选出所有被保留的目标建议框。
步骤S104，通过对间关系分析网络将目标对映射到高维特征空间，计算目标对在高维特征空间中的距离，将距离与预设的参数u1进行比较，若大于，判断为具有两个物体，否则判断为一个物体或没有物体。
当判断为一个物体或没有物体时，还将距离与参数u2进行比较，若小于，则判断为原始图像位置区域不具有目标物体。其中，参数u2远小于参数u1。
本步骤中，u1和u2为自定义阈值，u1用于判断两个目标框是否为同一物体。u2用于判断是否真正含有物体。
考虑到训练时间成本和网络收敛速度，本步骤可以通过L1范数损失来检验对间关系分析网络的有效性，并往减小损失值的方向进行训练以优化模型。损失函数被定义为：
L(x1,x2)＝y|f(x1)-f(x2)|+(1-y)max(0,u-|f(x1)-f(x2)|)
其中，x1和x2分别为目标对中的两个对象，y指ground truth训练集真实标注(label)，当两个目标建议框属于同一物体时y＝1，u＝1，是一个参数值，f(x1)与f(x2)指经过对间关系网络的高维向量。
在对对间关系分析网络训练时，每一步训练中，与训练集中的ground truth进行比较，误差大于误差阈值时，通过优化器算法对网络进行优化。可以采用随机梯度下降SGD算法，即以每一步训练中损失函数的值为优化方向，通过反向传播的方法优化神经网络中每一层的参数。
本实施例通过上述步骤确定出图片中的目标物体，将此目标物体作为虚拟图像替换原始图片。也可以将目标物体与预设在数据库中的大量虚拟图像进行匹配，若匹配到虚拟图像，则将虚拟图像替换原始图片。
步骤S2，创建导览展示场景：获取预设的原始虚拟场景，根据目标坐标将图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景。
本步骤通过通过图片拼接的方式将上传的图片渲染成可漫游、导览的虚拟展示场景。
在一个实施例中步骤S2，包括：
步骤S201，接收用户发送的编辑请求，获取用户上传的编辑信息及编辑坐标，所编辑信息包括但不限于热点信息、视频信息、图文信息、表单信息或链接信息；
步骤S202，获取导览展示场景，根据编辑坐标将编辑信息通过插入的方式，渲染成新的导览展示场景。
本发明除了根据用户上传的图片对虚拟场景进行重新渲染外，还允许用户可以以观察者的视角，对场景进行编辑，包括但不限于插入热点、内嵌视频、插入图文、插入智能表单及插入链接等，使得最终得到的导览展示场景复合用户的使用习惯。
步骤S3，展示场景：获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的导览展示场景通过VR设备进行展示。
在上一步中得到的导览展示场景可以存储在用户账户下的数据库中。服务器根据用户发送的观看请求，需要与VR设备进行匹配连接，以便允许用户使用市面上主流VR设备观看虚拟导览。
在一个实施例中，步骤S3还包括：
步骤S301，获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接前，获取导览展示场景的缩放等级，根据缩放等级对导览展示场景进行切割，切割成预设张数预设像素的子图，将子图采用分布式存储方式进行存储。
对步骤S2渲染完成的导览展示场景，可以照缩放等级进行切割，最多切割成600张512*512像素的小图，并采用分布式技术存储。分布式存储是一种数据存储技术，通过网络使用中的每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散的存储在各个角落。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
步骤S302，获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，通过异步加载的方式将子图依次发送给VR设备进行展示。
异步加载又叫非阻塞，在加载图片时，本步骤先加载一个默认的图片，然后在后台加载图片，加载完成后显示出来。当用户在滑动时，停止加载图片的线程，当停止滑动时，看哪几个子图在显示屏内，只加载这几个，其它线程保持阻止。这样在前端展示过程中使用异步加载技术，可很好的实现不同前端设备的流畅展示。
在一个实施例中，本发明还包括可以允许用户通过方向键、鼠标或手柄等输入设备对导览虚拟场景变换观察视角：
接收输入设备的连接请求，与输入设备进行连接后，监听输入设备的输入行为，在导览展示场景的固定二维方向上，根据输入行为变换观察视角。输入设备包括但不限于方向键、鼠标或手柄，监听输入设备的输入行为前，在导览展示场景内预先注册有多个监听器，监听器包括方向键监听事件监听器、鼠标按下事件监听器、鼠标移动事件监听器、手柄按键按键事件监听器；根据多个监听器监听输入设备的输入行为，并获取输入行为。
在具体监听时，可以定义一个父类，该父类主要包含上述监听事件的响应方法；将父类挂在目标物体上，注册上述监听事件的响应事件，该目标物体即为导览展示场景；挂在目标物体上重写父类方法，实现各自需求的功能。
在一个实施例中，本发明还包括：
当VR设备的展示对象的区域尺寸发生变化时，读取展示控件的尺寸，根据尺寸将调整绘图协议的摄像机宽高比；将绘图协议的渲染区域设置为与尺寸一致；通过绘图协议将导览展示场景进行刷新，更新导览展示场景的尺寸，对更新后的导览展示场景进行展示。
当导览展示场景展示区域尺寸发生变化时，例如设备发生水平/垂直旋转，而导览展示场景展示区域又与整个页面的宽/高相关联。此时需要更新导览展示场景展示尺寸，否则导览展示场景展示不全或者有空白。
本实施例通过自动读取用于展示控件的尺寸、调整WebGL的camera宽高比、设置渲染区域与新尺寸一致、最后刷新场景和camera的过程，实现了根据展示区域自动更新调整全景图片尺寸的目的。
本实施例自主式导览虚拟场景的创建方法，使得创建的导览展示场景符合用户自定义需求，为用户提供了适用于自身使用习惯的虚拟场景，丰富导览展示场景，更贴合个性化需求。
在一个实施例中，提出了一种自主式导览虚拟场景的创建装置，如图2所示，该装置包括：
获取图片模块，用于接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；
创建导览展示场景模块，用于获取预设的原始虚拟场景，根据目标坐标将图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；
展示模块，用于获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的导览展示场景通过VR设备进行展示。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行计算机可读指令时实现上述各实施例的自主式导览虚拟场景的创建方法中的步骤。
在一个实施例中，提出了一种存储有计算机可读指令的存储介质，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述各实施例的自主式导览虚拟场景的创建方法中的步骤。其中，存储介质可以易失性存储介质，存储介质也可以为非易失性存储介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明一些示例性实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，包括：
接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；
获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示。
2.根据权利要求1所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，所述接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标，包括：
获取所述图片后，判断所述图片是否为可转换为全景导览的图片，若是，则获取所述图片对应的虚拟图像，将所述虚拟图像替代所述图片，所述虚拟图像包括但不限于六面立方体图、球形图或柱形图；
若否，则向用户返回错误提示，提示所述用户重新上传图片。
3.根据权利要求1所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，所述获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景，包括：
接收用户发送的编辑请求，获取用户上传的编辑信息及编辑坐标，所述编辑信息包括但不限于热点信息、视频信息、图文信息、表单信息或链接信息；
获取所述导览展示场景，根据所述编辑坐标将所述编辑信息通过插入的方式，渲染成新的导览展示场景。
4.根据权利要求1所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，所述获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示，包括：
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接前，获取所述导览展示场景的缩放等级，根据所述缩放等级对所述导览展示场景进行切割，切割成预设张数预设像素的子图，将所述子图采用分布式存储方式进行存储；
获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，通过异步加载的方式将所述子图依次发送给所述VR设备进行展示。
5.根据权利要求1所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，还包括：
接收输入设备的连接请求，与所述输入设备进行连接后，监听所述输入设备的输入行为，在所述导览展示场景的固定二维方向上，根据所述输入行为变换观察视角。
6.根据权利要求5所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，所述输入设备包括但不限于方向键、鼠标或手柄；
监听所述输入设备的输入行为前，在所述导览展示场景内预先注册有多个监听器，所述监听器包括方向键监听事件监听器、鼠标按下事件监听器、鼠标移动事件监听器、手柄按键按键事件监听器；
根据多个所述监听器监听所述输入设备的输入行为，并获取所述输入行为。
7.根据权利要求1所述的自主式导览虚拟场景的创建方法，其特征在于，还包括：
当所述VR设备的展示对象的区域尺寸发生变化时，读取展示控件的尺寸，根据所述尺寸将调整绘图协议的摄像机宽高比；
将所述绘图协议的渲染区域设置为与所述尺寸一致；
通过绘图协议将所述导览展示场景进行刷新，更新所述导览展示场景的尺寸，对更新后的所述导览展示场景进行展示。
8.一种自主式导览虚拟场景的创建装置，其特征在于，所述装置包括：
获取图片模块，用于接收用户发送的创建请求，获取用户上传的可转换为全景导览的图片及目标坐标；
创建导览展示场景模块，用于获取预设的原始虚拟场景，根据所述目标坐标将所述图片通过图片拼接的方式，与原始虚拟场景一起渲染成导览展示场景；
展示模块，用于获取用户发送的观看请求，与VR设备进行连接后，对完成渲染的所述导览展示场景通过所述VR设备进行展示。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项权利要求所述自主式导览虚拟场景的创建方法的步骤。
10.一种存储有计算机可读指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项权利要求所述自主式导览虚拟场景的创建方法的步骤。
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