[发明专利]生成二维光场图像的方法、装置和计算机可读介质

说明书

本发明涉及一种生成二维光场图像的方法，所述二维光场图像用于配合针孔阵列呈现虚拟三维场景的立体光场，所述方法包括：确定二维光场图像所在的二维图像面的位置、尺寸和中心点；确定用于拍摄虚拟三维场景的虚拟相机所在的正交投影面的位置和尺寸；确定虚拟相机在正交投影面内的拍摄位置坐标集合；将虚拟相机设置在拍摄位置坐标集合中的各个位置坐标上且视角朝向中心点拍摄多个视角的正交投影图像；从多个视角的正交投影图像中提取多个光场图像区域；对多个光场图像区域进行仿射变换，以获得多个校正后光场图像区域；以及组合多个校正后光场图像区域，以获得完整光场图像；将完整光场图像的多个物像像素网格旋转180度，作为二维光场图像。

技术领域

本发明涉及二维图像的生成方法和装置，具体涉及一种用于描述三维空间立体光场的二维图像数据的生成方法和装置。

背景技术

人们对于能实际观看立体影像一直抱有强烈的期待。目前的立体电影、立体电视、VR(virtual reality)、AR(Augmented reality)等技术正是在这样的需求下逐渐出现，并在一定程度上满足了人们的要求。然而，这种纯粹从人眼视角出发的立体成像有很多方面的局限性，实现方法并不自然。

一方面，利用这几种技术的立体成像都需要配戴立体眼镜才能观看。通常的立体眼镜又大又重，很不方便。人眼对于这种立体眼镜的某些非自然因素比较敏感，长时间观看会引起不适。现在虽然有一些裸眼3D显示设备，可以摆脱眼镜的束缚，但是其成像效果在很大程度上受到视角、距离等因素的影响，导致其很难在多人共同观看时满足不同位置的观众的视觉感受，因此效果上远远未达到人们正常观看的要求。

另一方面，如VR、AR以及裸眼3D等技术，为了完成高运算量的立体图像或视频处理，需要相当体积的高性能运算终端。其图像或视频的生成速度缓慢，耗费时间长，不能满足大量应用的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种快速生成用于描述三维空间立体光场的二维光场图像的方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种生成二维光场图像的方法，所述二维光场图像用于配合针孔阵列呈现虚拟三维场景的立体光场，所述方法包括以下步骤：确定所述二维光场图像所在的二维图像面的位置、尺寸和中心点；确定用于拍摄所述虚拟三维场景的虚拟相机所在的正交投影面的位置和尺寸，其中所述虚拟三维场景被限定在所述正交投影拍摄范围内；确定所述虚拟相机在所述正交投影面内的拍摄位置坐标集合；将所述虚拟相机设置在所述拍摄位置坐标集合中的各个位置坐标上且视角朝向所述中心点拍摄多个视角的正交投影图像；从所述多个视角的正交投影图像中提取多个光场图像区域；对所述多个光场图像区域进行仿射变换，以获得多个校正后光场图像区域；以及组合所述多个校正后光场图像区域，以获得完整光场图像，所述完整光场图像包括多个物像像素网格；将所述完整光场图像的所述多个物像像素网格旋转180度，作为所述二维光场图像。

在本发明的一实施例中，所述正交投影面在第一方向的尺寸大于所述二维图像面在第一方向的尺寸，且所述正交投影面在第二方向的尺寸大于所述二维图像面在第二方向的尺寸，使得所述多个视角的正交投影图像完整覆盖所述二维图像面，其中所述第一方向和第二方向垂直。

在本发明的一实施例中，确定所述虚拟相机在正交投影面内的拍摄位置坐标集合的步骤包括：根据所述立体光场的目标可视角度和所述正交投影面与二维图像面的之间的距离，确定所述虚拟相机的活动范围；根据所述立体光场的视角数量确定所述虚拟相机在所述正交投影面内的拍摄位置点数量；以及根据所述拍摄位置点组成的拍摄位置点阵和所述虚拟相机的活动范围，确定所述虚拟相机在所述正交投影面内的拍摄位置坐标集合。

在本发明的一实施例中，还包括确定所述虚拟相机水平正视所述中心点时与所述中心点的距离，作为所述正交投影面与二维图像面的之间的距离。