[发明专利]虚拟现实和/或扩增现实中的直接体渲染

说明书

通过应用自适应蒙特卡洛积分、基于格栅加速器的视线追踪、图像过滤和检测到用户移动的自适应帧补偿在虚拟现实环境中执行体渲染。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月17日提交的第62/243,011号美国临时专利申请的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。

背景

技术领域

本申请大体上涉及用于在电子显示器中显像的图像的渲染。特定来说，本文中所要求保护的方法和系统涉及虚拟和扩增现实体渲染。

背景技术

为了提供高度逼真的用户体验，虚拟现实和扩增现实具有高显像要求。具有高度可变的三维特征的环境带来了额外的挑战。尝试解决这些挑战的硬件处理技术极大地增加了成本和大小，通常还同时妨碍用户维持在具有足够计算能力的计算系统附近。同样地，便于多个基于虚拟现实或扩增现实眼镜的用户的缩放系统进一步提高了对计算资源的要求。当应用当前领域解决方案所需的折中时，成本、大小和便利性会受损。所需的是一种改善的渲染方法，例如直接体渲染方法。

发明内容

体渲染在视觉敏锐度和准确性方面提供了显著的优势，从而使得成像高度逼真。相比于用于大多数图像采集模态的另一虚拟现实渲染技术，设想在虚拟现实中使用体渲染允许虚拟现实用户沉浸在明显更接近物质世界的环境中。在向虚拟现实应用体渲染时所面对的一些挑战一般集中在权衡图像质量和表现。图像质量和表现通过需要立体渲染(一个图像用于呈现给左眼，且另一对应图像用于呈现给右眼)的虚拟现实来调节。另外，虚拟现实渲染一般需要高到足以确保用户不会经受动晕症或引入抖动景象的帧刷新速率。虚拟现实的一般原则是经渲染图像应该具有高视觉保真度。实现合乎需要的虚拟现实体验可能需要解决这个问题，因为用户的视角在虚拟现实世界中会改变。然而，虚拟现实环境中的直接体渲染可使用用户运动来重新配置渲染器的设置以递送自适应渲染。自适应渲染向虚拟现实用户提供具有最高质量的图像，同时因为渲染速度慢，不会产生运动相关的负面影响。

尽管虚拟现实是本文中所描述的直接体渲染和相关技术的方法和系统的示范性应用，但是每当使用虚拟现实时，也可应用例如扩增现实的另一部署设置。因此，除非上下文以其它方式指示，否则虚拟现实和扩增现实在本文的描述中可以互换。

如本文中所描述的图像分析平台可提供完整的基于图像的工作流探索、定义和执行环境，用于从单个用户探索和分析单个数据集到具有大量用户和若干个高含量工作流的大型机构或公司每年产生具有拍字节的数据的数千个数据集的任何水平的可扩展性。所述平台还可为通过促进利用一组共同的图像分析操作对从极大数据库中的少量数据一直到完整数据库进行操作来实现高度可扩展的图像分析的媒介。图像分析过程可起始于工作站，在其中发现数据，分析操作在所述数据的子集上测试并细化，分析函数管道进行定义和配置，并且提供控件以对云和基于服务器的其它资源执行分析，所述云和基于服务器的其它资源一般具有比工作站多的处理和数据存储资源。