CN114546211A - 一种图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种图像处理方法。图像处理方法，用于将图像显示于环显屏幕，包括：获取待显示图像中的预设角色以形成角色层；获取待显示图像的背景层，背景层包括待显示图像中除预设角色之外的对象，背景层与环显屏幕的长宽比相同；响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征以形成互动反馈层；依次将背景层、角色层和互动反馈层叠设及整合，以形成图像并显示于环显屏幕。本申请可以改善例如基于类在线教育平台、VR教育技术等教学模式的沉浸式体验及交互的真实感。

Description

一种图像处理方法
技术领域
本申请涉及图像及人机交互领域，具体涉及一种图像处理方法。
背景技术
传统的教师讲解并结合黑板写书的教学方式，已逐渐不适用于目前的教学环境与教学需求，为适应于此，依据不同教学场景，使用平板电脑、触控一体机等设备并搭载各类教学APP的新教学方式逐渐得到普及。新教学方式主要分为两种：一、类在线教育平台；二、VR教育技术。所谓类在线教育平台可理解为：藉由校园内架设的服务器、平板或触控一体机等设备，并依靠校园内网络以及各类教学APP、后台数据，满足师生的备课、讲解以及作业布置。基于VR教育技术，利用穿戴设备或一些特殊显示设备(例如具有屏幕的驾驶舱式的设备)，在拟真数字空间中让学员进行探索及互动。
但是，类在线教育平台的互动能力有限，难以为参与者(尤其是受教育者)提供沉浸式体验；VR教育技术依赖于穿戴设备，不仅穿戴臃肿导致用户体验有限，而且场景完全虚拟化，参与者难以获得交互的真实感。
发明内容
本申请实施例提供一种图像处理方法，改善例如基于类在线教育平台、VR教育技术等教学模式的沉浸式体验及交互的真实感。
本申请实施例提供一种图像处理方法，用于将图像显示于环显屏幕，包括：
获取待显示图像中的预设角色以形成角色层；
获取待显示图像的背景层，背景层包括待显示图像中除预设角色之外的对象，背景层与环显屏幕的长宽比相同；
响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征以形成互动反馈层；
依次将背景层、角色层和互动反馈层叠设及整合，以形成图像并显示于环显屏幕。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
对待显示图像进行渲染以形成前景层；
依次将背景层、角色层、互动反馈层和前景层叠设及整合，以形成图像。
可选地，对待显示图像进行渲染以形成前景层，包括：
对背景层的对象进行景深操作以形成前景层。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
根据被选中的预设角色的关联信息以形成信息展示层；
依次将背景层、角色层、互动反馈层、信息展示层和前景层叠设及整合，以形成图像。
可选地，预设特征包括以下至少一种：亮度、背景颜色、轮廓颜色、所在区域的边框颜色。
可选地，预设操作为沿顺时针方向或者逆时针方向旋转具有预设特征的区域；响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征，包括：沿旋转方向改变具有预设特征的区域与预设角色之间的相对位置；检测到停止旋转，将区域停留位置的预设角色作为被选中的预设角色，并将预设特征与预设角色整合。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
根据待显示图像的长宽比，调整角色层、互动反馈层和信息展示层中至少一者与环显屏幕边框之间的距离。
可选地，环显屏幕包括弧形幕布和/或弧形墙面，环显屏幕还包括若干投影仪，投影仪用于将待显示的内容投影于弧形幕布和/或弧形墙面上；
将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
获取若干投影仪融合后的画面分辨率、以及环显屏幕的长宽比；
将待显示图像拉伸及全屏填充处理以得到中间图像，中间图像与若干投影仪融合后的画面分辨率相同；
根据环显屏幕的长宽比压缩中间图像，以使压缩后的中间图像与环显屏幕的长宽比相对应。
可选地，环显屏幕包括可独立发光并显示画面的弧形显示屏；
将图像显示于环显屏幕，包括：控制弧形显示屏显示分辨率与环显屏幕的分辨率相同的图像。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
确定图像的长边像素大于或等于7560，则将图像编码为mov格式；确定图像的长边像素小于7560，则将图像编码为mp4格式。
如上所述，本申请实施例通过响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征以形成互动反馈层，并将互动反馈层叠设及整合以形成所要环显的图像，可视为将学生等用户的操作信息同步反馈于环显图像中，从而实现用户与内容中预设角色的互动，提高沉浸式体验及交互的真实感。
附图说明
图1和图2为本申请实施例的环显场景的布局示意图；
图3为本申请一实施例的图像处理方法的流程示意图；
图4为本申请另一实施例的图像处理方法的流程示意图；
图5为本申请一实施例的图像的各层示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本申请的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本申请的一部分实施例，而非全部的实施例。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本申请的技术方案。
应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅为便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示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申请的限制。
本申请实施例提供一种图像处理方法，可视为资源包或课程包的输出格式等规范，至少需要适用于图1和图2所示的环显场景。首先介绍图1和图2所示的环显场景，包括环显屏幕21，环显屏幕21设置有环型的显示区(又称环型显示区)。在一些场景中，环显屏幕21包括弧形幕布(和/或弧形墙面)211，环显屏幕21还包括若干投影仪212，投影仪212用于将待显示的内容投影于弧形幕布211上，若干投影仪212的投影面积至少覆盖环型的显示区。
在环显场景中，重力方向y可视为环显屏幕21的宽度方向，环显屏幕21的长度方向为x-z截面上的周长，第一方向x可视为环显屏幕21所在矩形室2的长度方向，第三方向z可视为环显屏幕21所在矩形室2的宽度方向，重力方向y可视为矩形室2的高度方向，又可称为二方向y。第一方向x、第二方向y和第三方向z中的任意两个方向垂直，需要说明的是，受限于实际加工或者测量时的误差，本申请全文中所谓的垂直并非要求两者之间的夹角必须为90°，而是允许存在预定角度范围(例如±10°)内的偏差，例如所谓垂直可理解为任意两个方向之间的夹角为80°至100°。
如图3至图5所示，图像处理方法包括如下步骤S11至S14。
S11：获取待显示图像中的预设角色以形成角色层。
预设角色可视为教学场景所针对的特定对象，例如在鸟类课程的教学场景中，预设角色可以为各种鸟类。在该角色层中，图像内容可以包括角色动画，也就是说，既包含预设角色的创建，还包括预设角色的动作的制作，例如常规鸟类行为动作——行走、飞行、游泳及捕食中的至少一种。
S12：获取待显示图像的背景层，背景层包括待显示图像中除预设角色之外的对象，背景层与环显屏幕的长宽比相同。
背景层可视为预设角色所处的背景环境动画，主要用于增强环显体验。在该背景层中，图像内容可以包含除预设角色之外的其他对象，例如在鸟类课程的教学场景中，鸟类所处的生活环境、生活环境中的其他物体等。
S13：响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征以形成互动反馈层。
互动反馈层用于对用户的预设操作进行反馈，具体通过改变图像所显示的预设角色的预设特征予以体现。可选地，预设特征包括以下至少一种：亮度、背景颜色、轮廓颜色、所在区域的边框颜色。例如，被选中的预设角色可以进行高亮显示，可表现为诸如光圈、高亮描边等背景动画。
预设操作可以通过转盘操作钮等方式予以具体实现，在图像中表现为沿顺时针方向或者逆时针方向旋转具有预设特征的区域。响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征，包括：沿旋转方向改变具有预设特征的区域与预设角色之间的相对位置；检测到停止旋转，将区域停留位置的预设角色作为被选中的预设角色，并将预设特征与预设角色整合。例如，在鸟类课程的教学场景中，通过转盘操作钮同步旋转高亮区域(例如图5所示的矩形区域)，如果停止旋转时选中鸟类A，则将鸟类A与高亮区域进行整合，即高亮显示。
S14：依次将背景层、角色层和互动反馈层叠设及整合，以形成图像并显示于环显屏幕。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括步骤S131。
S131：根据被选中的预设角色的关联信息以形成信息展示层。于此，前述步骤S14应当理解为：依次将背景层、角色层、互动反馈层、信息展示层和前景层叠设及整合，以形成图像并显示于环显屏幕。
信息展示层可以以动画形式展现，用于为被选中的预设角色进行详细信息的展开、以及在取消被选中后将该详细信息予以隐藏。详细信息包括但不限于文字、细节放大图、图表等一种或多种的组合。
可选地，将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括步骤S132。
S132：对待显示图像进行渲染以形成前景层。
于此，前述步骤S14可理解为：依次将背景层、角色层、互动反馈层、信息展示层和前景层叠设及整合，以形成图像并显示于环显屏幕。
前景层主要用于增强环显体验，例如，提高部分动态细节以增加画面的生动性、制造景深效果、与预设角色等配套的动画等。对于制造景深效果而言，对背景层的对象进行景深操作以形成前景层。
考虑不同教室使用，凡是经过编辑处理的资源包或课程包的图像(以下可简称图像)，均需要适配环显屏幕21的要求。基于此需求，编辑的图像均分为5层内容展开。如以教室中实际使用鸟类课程为例，现场观看画面包含了5层内容。其中中间3层，即角色层、互动反馈层和信息展示层，会基于画面比例动态调整距离屏幕边框距离，以适配不同长宽比的环显屏幕21。而背景层与前景层，则会根据实际长宽比进行画面截取。最后再由主机30所搭载的程序端将这5层内容整合后显示到环显屏幕21上。
对于前述图像处理方法，在将图像显示于环显屏幕之前，可选地，还可以包括：根据待显示图像的长宽比，调整角色层、互动反馈层和信息展示层中至少一者与环显屏幕边框之间的距离。也就是说，角色层、互动反馈层和信息展示层是可以适应性调整，例如调整预设角色、反馈信息等的显示位置。
基于环幕使用设备，可将环幕分为投影环幕与自显示环幕两类。所有导出内容需要基于环幕特性，做到输出内容左右两端可实现无缝拼接。
在一些场景中，环显屏幕包括弧形幕布和/或弧形墙面，环显屏幕还包括若干投影仪，投影仪用于将待显示的内容投影于弧形幕布和/或弧形墙面上；
将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：
首先，获取若干投影仪212融合后的画面分辨率、以及环显屏幕的长宽比；接着，将待显示图像拉伸及全屏填充处理以得到中间图像，中间图像与若干投影仪融合后的画面分辨率相同；继而，根据环显屏幕的长宽比压缩中间图像，以使压缩后的中间图像与环显屏幕的长宽比相对应。
即，投影环幕为使用多台投影融合拼接，形成收尾相接大桌面。举例而言，基于投影仪212的实际分辨率(以下以1920*1200为例)乘以投影仪212的数量得到融合后的画面分辨率。如6台投影仪212形成融合的分辨率为1920*6(11520)：1200。但由于实际融合以及投影画面压缩导致像素损失，实际输出画面比例则需要依据物理投影比例。以直径为6m、高度为2.2m的环显屏幕21为例，环显屏幕21的长宽比为：环形周长：投影高度(6*3.14:2.2)，即8.56:1的画幅比例。则实际输出画面时，需要考虑以物理尺寸为参照，输出高度不低于1000，长度大于8000的画面。在主机一侧，控制程序会将播放内容按照前述处理，即可输出与环显屏幕21相匹配的画面。
在另一些场景中，环显屏幕包括可独立发光并显示画面的弧形显示屏；将图像显示于环显屏幕，包括：控制弧形显示屏显示分辨率与环显屏幕的分辨率相同的图像。自显示环幕可实现为无缝拼接或者点对点首尾相接的大屏。
输出影片格式
在将图像显示于环显屏幕之前，图像处理方法还包括：检测图像(即资源包或课程包所要显示的内容)的长宽像素，如果图像的长边像素大于或等于7560，则采用例如hap预编码方式将图像编码为mov格式；如果图像的长边像素小于7560，则采用例如h264预编码方式将图像编码为mp4格式。
在前述环显场景应用于教学场景时，在课程开始前，教师可以通过控制端(例如iPad)的应用程序，连接至主机，以开启电脑、投影仪212、新风系统等，以及控制灯光亮暗，例如根据不同课程需求设定灯光照度、新风温度，以及运行对应课程的资源包，在部署好对应课程设置后，教师可根据实际课程使用的教具，快速布置教学环境，使硬件设备能够接入到对应资源包进行使用。
对于场景陈列
资源包或课程包可以为场景化背景素材，满足教师在讲学过程中对部分场景的模拟还原以达成学生情景代入。背景素材可以遵循360°拍摄规范(例如10:1柱形拼接)，而制作成静态图片或可重复循环的动态影像。在教师设定进入此类课程模式后，可根据实际环境需要，调整具体的知识在环显屏幕21的分布，并将具体重点场景作为素材插入正常播放的课件中。在非场景化课件页面，可以使用分屏(例如三分屏)同步播放对应课件内容。
教师可通过移动端应用控制课件的播放与暂停。
对于探索式学习课程
资源包或课程包可以采用例如unity系统开发渲染。例如，在自然科学课的教学场景中，首先将小学科学课程中的鸟类分类课程制作成8张不同的教学卡(即无线卡片)。当载入该课程包后，界面展示共8类不同鸟类卡片，并提醒可以选择不同学习内容的卡片。学生可根据自己感兴趣内容，选择不同卡片，则激活对应鸟的栖息场景并显示于环显屏幕21上。环显屏幕21显示的图像可以设置5-8个不同角色的隐藏知识点，并提醒学生拨动转盘探索。学生可以执行预设操作，选择墙面上不同的鸟类(即前述预设角色)，展开隐藏信息(可以表现为文字、图片、视频等相结合的形式)，了解该类鸟种因为环境选择而拥有的不同体态特征等知识点。
对于360°影片播放
可通过主机30联网的云端选择课程内容，并载入到课程包。教师可以通过寻求素材，自由替换不同影片资源，播放教学影像。通过一个5～10分钟录制的教学影片或CG渲染影视内容，将用户代入沉浸式影院以学习探索。360影片播放可视为影院模式，可为学生提供360°VR影院体验。
当然，教学内容的表现形式还可以包括互动游戏，例如，结合学习需求，接入互动道具并结合不同场景制作课件，并载入到课程包，在前述环显环境下，通过接入的互动道具实现个人或多人的宽屏VR游戏体验。
以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，对于本领域普通技术人员而言，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
尽管本文采用术语“第一、第二”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。另外，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
在本文中，虽然采用了诸如S1、S2等步骤代号，但其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，并不构成顺序上的实质性限制，在具体实施时，可能会先执行S2后执行S1等，这些均属于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像处理方法，用于将图像显示于环显屏幕，其特征在于，包括：
获取待显示图像中的预设角色以形成角色层；
获取所述待显示图像的背景层，所述背景层包括所述待显示图像中除预设角色之外的对象，所述背景层与所述环显屏幕的长宽比相同；
响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征以形成互动反馈层；
依次将所述背景层、所述角色层和所述互动反馈层叠设及整合，以形成图像并显示于所述环显屏幕。
2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，将图像显示于所述环显屏幕之前，所述图像处理方法还包括：
对所述待显示图像进行渲染以形成前景层；
依次将所述背景层、所述角色层、所述互动反馈层和所述前景层叠设及整合，以形成图像。
3.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述对所述待显示图像进行渲染以形成前景层，包括：
对所述背景层的对象进行景深操作以形成前景层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理方法，其特征在于，将图像显示于所述环显屏幕之前，所述图像处理方法还包括：
根据被选中的预设角色的关联信息以形成信息展示层；
依次将所述背景层、所述角色层、所述互动反馈层、所述信息展示层和所述前景层叠设及整合，以形成图像。
5.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述预设特征包括以下至少一种：亮度、背景颜色、轮廓颜色、所在区域的边框颜色。
6.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述预设操作为沿顺时针方向或者逆时针方向旋转具有预设特征的区域；
所述响应预设操作设置被选中的预设角色的预设特征，包括：
沿旋转方向改变具有预设特征的区域与预设角色之间的相对位置；
检测到停止旋转，将所述区域停留位置的预设角色作为被选中的预设角色，并将所述预设特征与所述预设角色整合。
7.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，将图像显示于所述环显屏幕之前，所述图像处理方法还包括：
根据所述待显示图像的长宽比，调整所述角色层、所述互动反馈层和所述信息展示层中至少一者与所述环显屏幕边框之间的距离。
8.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述环显屏幕包括弧形幕布和/或弧形墙面，所述环显屏幕还包括若干投影仪，所述投影仪用于将待显示的内容投影于所述弧形幕布和/或所述弧形墙面上；
将图像显示于所述环显屏幕之前，所述图像处理方法还包括：
获取若干投影仪融合后的画面分辨率、以及环显屏幕的长宽比；
将所述待显示图像拉伸及全屏填充处理以得到中间图像，所述中间图像与若干投影仪融合后的画面分辨率相同；
根据所述环显屏幕的长宽比压缩所述中间图像，以使压缩后的中间图像与所述环显屏幕的长宽比相对应。
9.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述环显屏幕包括可独立发光并显示画面的弧形显示屏；
将图像显示于所述环显屏幕，包括：控制所述弧形显示屏显示分辨率与所述环显屏幕的分辨率相同的图像。
10.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，将图像显示于所述环显屏幕之前，所述图像处理方法还包括：
确定所述图像的长边像素大于或等于7560，则将所述图像编码为mov格式；确定所述图像的长边像素小于7560，则将所述图像编码为mp4格式。
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