[发明专利]用于在虚拟视图中渲染对象的方法和系统

说明书

在虚拟视图中渲染对象的计算机实现的系统和方法。该方法包括确定对象的遮挡量度随时间的变化，遮挡量度是对象对虚拟视图的遮挡的评估，遮挡量度的变化是基于对象的轨迹确定的。该方法还包括基于遮挡量度的变化确定对象的过渡效果，该过渡效果是视觉效果；以及应用所确定的过渡效果来渲染对象，所确定的过渡效果在对象沿着轨迹移动时根据对象的位置来应用。

相关申请

本申请要求于2017年12月20日提交的美国专利申请No.15/385191的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及虚拟环境以及用于使对象在虚拟相机的虚拟视图中交互的系统和方法。本发明还涉及用于在虚拟视图中渲染对象的计算机可读介质和自组织。

背景技术

当在物理世界中操作物理相机时，相机操作者可以看到在物理相机周围的其它物理对象(例如，场上的人)并选择不与物理对象发生碰撞。另外，场上的人可以看到物理相机和相机操作者，并选择不与相机或操作者发生碰撞。在相机操作者控制虚拟相机(其为在物理世界的虚拟重建中虚拟地存在的相机)的系统中，同样的可供性(affordance)不存在。

虚拟相机系统的目的是捕获模拟物理相机的相机镜头(camera footage)，但没有物理相机与现实世界中的对象非常接近的实际问题。在一些情况下，物理相机会干扰场景中发生的事情。虚拟相机系统的目标是在保持物理相机的视觉特点的同时充分利用虚拟相机的优点。例如，如果相机操作者希望，那么虚拟相机系统可以能够用感兴趣的对象填充视场。

虚拟相机系统通常与剪切平面(clipping plane)相关联，例如近剪切平面和远剪切平面。剪切平面典型地被定向为与虚拟相机的图像平面平行，并且对于近剪切平面来说被定位成靠近虚拟相机并且对于远剪切平面来说被定位成距离远。剪切平面对虚拟相机的视场提供约束并定义对象网格的多边形在哪里变得对虚拟相机可见并被虚拟相机渲染。近剪切平面的距离被设置为既允许对象接近虚拟相机，同时又不使对象出现大幅度失真。在实践中，相机操作者难以知道这个距离并将感兴趣的对象保持在近剪切平面的正前方。经常地，当对象通过剪切平面时，虚拟相机视图中的对象常常与近剪切平面碰撞并且对象的网格被切片。虚拟相机最终仅渲染对象的网格的一部分，同时还渲染对象网格的内部的一部分。对象与剪切平面的碰撞是不期望的结果，尤其是如果虚拟相机系统旨在产生逼真的相机镜头的话。

物理世界中的人无法感测虚拟相机的位置，因此会无顾忌地与虚拟相机发生碰撞。对于控制虚拟相机的相机操作者也是如此。可能经由监视器屏幕控制虚拟相机的相机操作者将具有降低的上下文感知(context awareness)并且将无法感测虚拟相机周围的对象。缺乏上下文感知意味着对象可以从后面穿过虚拟相机。这些对象最初是从相机操作者看不到的，并且当对象通过虚拟相机的近剪切平面时，立即填充虚拟相机的视场。当试图在虚拟相机的视场中组成另一个对象时，立即填充虚拟相机视图的侵入对象导致中断。

存在解决虚拟对象明显地被剪切平面剪切的需求。还存在提出一种减少由突然出现在靠近虚拟相机的帧中的对象造成的破坏性遮挡的方法的需求。

视频游戏产业遇到了类似的问题，并且已经开发出标准方法来解决上述问题。一种已知的方法实现对象周围的碰撞半径，其确保对象在第一地点不会相互碰撞。使用碰撞半径导致在对象与相机碰撞时相机反弹对象；不期望地调整相机操作者的构图。另一种已知方法在对象通过相机周围的距离阈值时使对象淡出(fade out)。这种方法同等对待所有对象，因此从相机前面穿过相机的对象将从与从后面穿过相机的对象相同的距离淡出。

发明内容

本发明的一个目的是基本上克服或至少改善当前布置的至少一个缺点。

本公开的一个方面提供了一种用于生成虚拟视图视频的方法，该方法包括：基于虚拟相机的视场内的对象的轨迹和对象沿着轨迹的位置来确定要被应用于对象的过渡效果；以及在对象的可见性基于所确定的过渡效果被修改的情况下生成虚拟视图视频，以在显示设备上显示。