[发明专利]基于虚拟现实应用反畸变网格的空间点映射方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实应用反畸变网格的空间点映射方法，其特征在于改变凝视白点的绘制时序，在异步时间扭曲线程中绘制凝视白点。本发明是基于异步时间扭曲(ATW)等追帧算法，在这个算法的基础上对凝视白点的绘制进行深度的优化，能够平滑的绘制凝视白点的同时，不会对现在主流的移动VR的解决方案增加计算量，也不需要修改现在ATW等追帧算法的工作流程。

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，具体是一种基于虚拟现实应用反畸变网格的空间点映射方法。

背景技术

虚拟现实技术综合利用计算机图形学、光电成像技术、传感技术、计算机仿真、人工智能等多种技术，并借助各种交互设备，旨在为用户提供一个逼真的、具有多重感知的虚拟世界。近年来，随着Facebook以20亿美金的价格收购Oculus，虚拟现实技术在全球开始广泛引人关注。目前的虚拟现实应用中通常需要用户通过一个中间视线凝视点来指示用户视线在三维场景中的相对关系，这个凝视点用来表示当前视线和场景的交互关系，比如选中界面控件等。这个凝视点我们称之为凝视白点。而另一方面为了防止用户眩晕，虚拟现实设备刷新率要求能稳定在60帧及以上，然而受到硬件性能和功耗的限制，应用的图形渲染刷新率往往很难稳定保持在一定的刷新率，这个指标通常需要60帧及以上。业界为了解决这个问题，提出了一种图形算法插帧的方案(例如Oculus的ATW技术，睿悦信息nibiru的DTR技术，Google提出的Scanline racing技术等)来解决在系统刷新率不够时候的刷新率稳定问题。然而不管是哪种插帧方案，由于都是图像变化算法，当插帧数过多的时候，算法结果和真实状态的偏差，会导致凝视白点在头部旋转过程中明显抖动。

如图1所示，给出了现有的渲染流程。现有技术中，由于VR的渲染是通常采用ATW技术，而凝视白点的绘制是发生在场景绘制的流程中，故这个绘制流程存在延时，导致人看到的凝视白点存在抖动的情况。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题，提出将凝视白点的绘制结合插帧算法进行深度优化，改变凝视白点在目前主流的插帧算法中的绘制顺序，解决凝视白点抖动问题。

技术方案：

一种基于虚拟现实应用反畸变网格的空间点映射方法，该方法改变凝视白点的绘制时序，在异步时间扭曲线程中绘制凝视白点。

具体步骤为：

S1、场景绘制；

S2、获得渲染结果Colorbuffer；

S3、根据硬件设备的参数进行追帧算法时间扭曲图形计算；

S4、根据视线和场景的关系在一定的空间位置绘制凝视白点；

S5、将结果输出到屏幕上。

优选的，S4中绘制凝视白点的方法具体为：

已知当前的MVP矩阵M1，凝视白点的世界坐标是P，根据当前的世界坐标P推算出景深，确定凝视白点在观察坐标系中坐标p_camera；

凝视白点在规范化设备坐标系ndc中表示为：

p1＝mp*p

式中，mp为当前P的投影矩阵projection matrix；

根据反畸变算法，推算出p在屏幕上的UV坐标p_screen；

在将图像输出到硬件屏幕上之前，将接近p_screen的屏幕像素值设置成为预定义的颜色；或者，在p_screen的位置绘制一个凝视白点的可视化的图像，这个凝视白点就完成。

更优的，P在屏幕上的UV坐标p_screen的推导公式为：

P_screen＝P*(1+k1*r^2+k2*r^4)