WO2017012363A1 - 虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装置。所述方法包括：确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度（101）；根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面（102）；根据所述纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可视角度确定所述成像区域的横向成像角度，从而确定成像区域（103）；将所述虚拟空间中的虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像（104）；在所述显示器件的显示屏上显示所述二维图像（105）。采用该方法及装置，可以使得用户在显示屏幕上观看虚拟物件图像时所产生的尺寸感，与用户在现实空间中看到虚拟物件所对应现实物件时所产生的尺寸感相同。

Description

虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装置 本申请要求于 2015年 8月 14日提交中国专利局、 申请号为 201510501183.X、 发明名称为"虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装置"的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及虚拟现实领域， 尤其涉及虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装 置。 背景技术

虚拟现实（Virtual Reality, 简称 VR)技术是指利用电子设备构建一个虚拟空间， 并且根据该虚拟空间为用户提供关于视觉、听觉等感官模拟的一种技术。采用虚拟现 实技术可以使用户与该虚拟空间内的虚拟物件进行互动，为用户提供如同身历其境的 视觉、 听觉、 触觉等体验。 在实现虚拟现实的过程中， 主设备通常需要预先构建一个虚拟空间，然后将虚拟 空间投影到主设备的显示屏幕上， 以使用户在观看所述显示设备屏幕的图像时， 能够 产生身临其境的视觉体验， 其中， 所述主设备可以是虚拟现实设备， 例如 VR眼镜、 VR头盔等。 为使用户在观看所述显示设备屏幕的图像时， 能够产生身临其境的视觉体验， 就 需要在主设备采用一种新的投影显示方法对虚拟物件进行投影，使得用户在显示屏幕 上观看虚拟物件图像时所产生的尺寸感，与用户在现实空间中看到虚拟物件所对应现 实物件时所产生的尺寸感相同。 发明内容 本发明实施例提供了虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法及装置，可以使得用户 在显示屏幕上观看虚拟物件图像时所产生的尺寸感，与用户在现实空间中看到虚拟物 件所对应现实物件时所产生的尺寸感相同。 第一方面，本发明实施例提供了一种虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法， 该方 法包括： 确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角 度； 根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面； 根据所述纵 向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可视角度确 定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 将所述虚拟空间中的虚拟物件 以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像；在所述显示器件的显示屏上显示所述 二维图像。 结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述确定虚拟现实设备显 示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：以所述虚拟现实设备所 显示图像相对于观察点的第一纵向可视角度及第一横向可视角度，作为所述纵向可视 角度及横向可视角度。 结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述确定虚拟现实设备显 示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：将所述虚拟显示设备所 显示图像经过光学组件缩放后所成影像相对于观察点的第二纵向可视角度及第二横 向可视角度， 作为所述纵向可视角度及横向可视角度。 结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述确定虚拟现实设备显 示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括： 确定所述纵向可视角 度； 根据所述纵向可视角度与所述横向可视角度之间的预设转换比例，计算出横向可 视角度， 其中所述预设转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。 结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述确定虚拟现实设备显 示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括： 确定所述横向可视角 度； 根据所述横向可视角度与所述纵向可视角度之间的预设转换比例，计算出纵向可 视角度， 其中所述转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。 第二方面，本发明实施例提供了一种虚拟空间中虚拟物件的投影显示装置，所述 装置包括： 可视角度确定单元， 用于确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵 向可视角度及横向可视角度； 投影面确定单元， 用于根据虚拟空间中任选的投影点及 投影方向确定虚拟空间中的投影面； 成像区域确定单元， 用于根据所述纵向可视角度 确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可视角度确定所述成像 区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 透视投影单元， 用于将所述虚拟空间中的 虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像； 显示单元， 用于在所述显示 器件的显示屏上显示所述二维图像。 结合第二方面， 在第二方面第一种可能的实现方式中， 所述可视角度确定单元， 用于以所述虚拟现实设备所显示图像相对于观察点的第一纵向可视角度及第一横向 可视角度， 作为所述纵向可视角度及横向可视角度。 结合第二方面， 在第二方面第二种可能的实现方式中， 所述可视角度确定单元， 用于将所述虚拟显示设备所显示图像经过光学组件缩放后所成影像相对于观察点的 第二纵向可视角度及第二横向可视角度， 作为所述纵向可视角度及横向可视角度。 结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述可视角度确定单元包 括： 第一确定子单元， 用于确定所述纵向可视角度； 第一计算子单元， 用于根据所述 纵向可视角度与所述横向可视角度之间的预设转换比例，计算出横向可视角度， 其中 所述预设转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。 结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述可视角度确定单元包 括： 第二确定子单元， 用于确定所述横向可视角度； 第二计算子单元， 用于根据所述 横向可视角度与所述纵向可视角度之间的预设转换比例，计算出纵向可视角度， 其中 所述转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。 本发明实施例中，确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度及 横向可视角度； 根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面； 根据所述纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向 可视角度确定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 将所述虚拟空间中 的虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像；在所述显示器件的显示屏 上显示所述二维图像。采用本发明实施例中的方法及装置， 可以使得用户在显示屏幕 上观看虚拟物件图像时所产生的尺寸感，与用户在现实空间中看到虚拟物件所对应现 实物件时所产生的尺寸感相同。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 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，对于本领域普通技术人 员而言， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 图 1为本发明虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法一个实施例的流程图； 图 2为本发明虚拟空间中虚拟物件的投影显示装置一个实施例的结构示意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 参见图 1，虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法。该方法可以由虚拟现实（Virtual Reality, 简称 VR) 设备执行， 所述 VR设备可以是 VR眼镜、 VR头盔等。 步骤 101， 确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可 视角度。 虚拟现实设备首先确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度 及横向可视角度。 其中， 所述显示器件可以由显示屏及光学组件构成， 所述纵向可视 角度及横向可视角度可以是以所述虚拟现实设备所显示图像相对于观察点的第一纵 向可视角度及第一横向可视角度；也可以是将所述虚拟显示设备所显示图像经过光学 组件缩放后所成影像相对于观察点的第二纵向可视角度及第二横向可视角度。 其中， 所述观察点位置可以由所述虚拟设备的结构确定，例如， 可以为用户观看所述可视图 像过程中眼睛所处的位置。 在纵向可视角度与横向可视角度之间存在预设转换比例时，也可以首先确定所述 纵向可视角度； 然后根据所述纵向可视角度与所述横向可视角度之间的预设转换比 例， 计算出横向可视角度， 其中所述预设转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。 或者， 也可以首先确定所述横向可视角度； 然后根据所述横向可视角度与所述纵向可 视角度之间的预设转换比例，计算出纵向可视角度， 其中所述转换比例为所述显示屏 的宽度与高度之比。例如， 可以先确定第一纵向可视角度， 然后功能第一纵向可视角 度与第一横向可视角度之间的比例关系确定第一横向可视角度。 步骤 102， 根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面。 在确定纵向可视角度及横向可视角度的同时，虚拟显示设备还可以确定虚拟空间 中的投影面， 其中所述投影面可以根据投影点及投影方向确定，所述投影点及投影方 向可以任意选择， 例如， 可以预先设定一个初始投影点及投影方向， 并根据虚拟现实 设备在现实空间中的位置或角度变化，对初始投影点及投影方向进行调成， 从而生成 新的投影点及投影方向， 进行确定新的投影面。 步骤 103， 根据所述纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度， 并根据所述横向可视角度确定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域。 在投影面、纵向可视角度及横向可视角度均确定之后， 可以根据所述纵向可视角 度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可视角度确定所述成 像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域。例如， 可以将所述纵向可视角度作为所 述投影面上成像区域的纵向成像角度，并将所述横向可视角度作为所述成像区域的横 向成像角度。

步骤 104， 将所述虚拟空间中的虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二 维图像。 在投影点及投影方向及成像区域都确定之后， 可以采用透视投影方式，在所述成 像区域生成所述虚拟空间中的虚拟物件二维图像。 透视投影属于中心投影。透视投影图简称为透视图或透视， 它是从某个投射中心 将物件投射到单一投影面上所得到的图形。透视图与人们观看物件时所产生的视觉效 果非常接近， 所以它能更加生动形象地表现虚拟物件。透视投影的具体实现过程可以 参见现有技术， 在此就不再赘述。 步骤 105， 在所述显示器件的显示屏上显示所述二维图像。 在通过透视投影生成二维图像之后，虚拟现实设备可以在所述显示器件的显示屏 上显示所述二维图像。 在本实施例中，确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像的纵向可视角度及横 向可视角度； 根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面； 根 据所述纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可 视角度确定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 将所述虚拟空间中的 虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像；在所述显示器件的显示屏上 显示所述二维图像。采用本实施例的投影显示方法， 可以使得用户在显示屏幕上观看 虚拟物件图像时所产生的尺寸感，与用户在现实空间中看到虚拟物件所对应现实物件 时所产生的尺寸感相同。 与本发明虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法相对应，本发明还提供了虚拟空间 中虚拟物件的投影显示装置。 参见图 2 为本发明虚拟空间中虚拟物件的投影显示装置一个实施例的结构示意 图。

如图 2所示， 所述装置可以包括： 可视角度确定单元 201， 投影面确定单元 202， 成像区域确定单元 203， 透视投影单元 204及显示单元 205。 其中， 可视角度确定单元 201， 用于确定虚拟现实设备显示器件所提供可视图像 的纵向可视角度及横向可视角度； 投影面确定单元 202， 用于根据虚拟空间中任选的 投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面； 成像区域确定单元 203， 用于根据所述 纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据所述横向可视角度 确定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 透视投影单元 204， 用于将 所述虚拟空间中的虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图像；显示单元 205， 用于在显示器件的显示屏上显示所述二维图像。 可选的， 所述可视角度确定单元 201， 用于以所述虚拟现实设备所显示图像相对 于观察点的第一纵向可视角度及第一横向可视角度，作为所述纵向可视角度及横向可 视角度。 可选的， 所述可视角度确定单元 201， 用于将所述虚拟显示设备所显示图像经过 光学组件缩放后所成影像相对于观察点的第二纵向可视角度及第二横向可视角度，作 为所述纵向可视角度及横向可视角度。 可选的， 所述可视角度确定单元 201包括： 第一确定子单元， 用于确定所述纵向 可视角度； 第一计算子单元， 用于根据所述纵向可视角度与所述横向可视角度之间的 预设转换比例，计算出横向可视角度， 其中所述预设转换比例为所述显示屏的宽度与 高度之比。 可选的， 所述可视角度确定单元 201包括： 第二确定子单元， 用于确定所述横向 可视角度； 第二计算子单元， 用于根据所述横向可视角度与所述纵向可视角度之间的 预设转换比例，计算出纵向可视角度， 其中所述转换比例为所述显示屏的宽度与高度 之比。 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需 的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上 或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产 品可以存储在存储介质中， 如 ROM/RAM、 磁碟、 光盘等， 包括若干指令用以使得一 台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等）执行本发明各个实施 例或者实施例的某些部分所述的方法。 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 分互相参见即可， 每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其， 对于 装置实施例而言， 由于其基本相似于方法实施例， 所以描述的比较简单， 相关之处参 见方法实施例的部分说明即可。 以上所述的本发明实施方式， 并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明 的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之 内。

Claims

权 利 要 求

1、 一种虚拟空间中虚拟物件的投影显示方法， 其特征在于， 包括： 确定虚拟现实设备的显示单元所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视 角度；

根据虚拟空间中任选的投影点及投影方向确定虚拟空间中的投影面； 根据所述纵向可视角度确定所述投影面上成像区域的纵向成像角度，并根据 所述横向可视角度确定所述成像区域的横向成像角度， 从而确定成像区域； 将所述虚拟空间中的虚拟物件以透视投影方式在所述成像区域生成二维图 像；

在所述显示器件的显示屏上显示所述二维图像。

2、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述确定虚拟现实设备显示器 件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：

以所述虚拟现实设备所显示图像相对于观察点的第一纵向可视角度及第一 横向可视角度， 作为所述纵向可视角度及横向可视角度。

3、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述确定虚拟现实设备显示器 件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：

将所述虚拟显示设备所显示图像经过光学组件缩放后所成影像相对于观察 点的第二纵向可视角度及第二横向可视角度，作为所述纵向可视角度及横向可视 角度。

4、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述确定虚拟现实设备显示器 件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：

确定所述纵向可视角度；

根据所述纵向可视角度与所述横向可视角度之间的预设转换比例，计算出横 向可视角度， 其中所述预设转换比例为所述显示屏的宽度与高度之比。

5、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述确定虚拟现实设备显示器 件所提供可视图像的纵向可视角度及横向可视角度包括：

确定所述横向可视角度；