[发明专利]裸眼三维光场内容的生成方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种裸眼三维光场内容的生成方法及装置，其中方法包括：获取虚拟相机阵列中每个虚拟相机与显示面板上各像素点的对应关系，通过虚拟相机向具有对应关系的像素点多次发射定向光线；对每次发射的定向光线照射至虚拟物体上后的反射光线进行路径跟踪，根据多次路径追踪的结果进行积分，获得所述像素点的像素值；根据获得的显示面板上所有像素点的像素值生成所述虚拟物体的三维光场内容。本发明实施例解决了超多密集视点在复杂光照下无法快速生成高质量的集成成像的生成问题。

技术领域

本发明涉及三维成像技术领域，更具体地，涉及裸眼三维光场内容的生成方法及装置。

背景技术

采用计算机图形学中的渲染技术和光学中的三维显示技术可以生成三维图像。结合三维光场显示能够实现大视角、高分辨率、全视差的真实空间感的立体显示。

对原始图像的高质量的采集和再现是三维显示关键。根据三维光场显示的光学成像过程，模拟每个像素发射光线的传播，在虚拟三维空间中模拟光线传播的逆过程进行像素编码和采集。由于三维光场显示依赖于超密集视点排布来提供全视差，因此，在空间中传统的视点数目使用传统的多视点方案无法达到实时计算，不能提供实时可交互的三维内容。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的裸眼三维光场内容的生成方法及装置。

第一个方面，本发明实施例提供一种裸眼三维光场内容的生成方法，包括：

获取虚拟相机阵列中每个虚拟相机与显示面板上各像素点的对应关系，通过虚拟相机向具有对应关系的像素点多次发射定向光线；

对每次发射的定向光线照射至虚拟物体上后的反射光线进行路径跟踪，根据多次路径追踪的结果进行积分，获得所述像素点的像素值；

根据获得的显示面板上所有像素点的像素值生成所述虚拟物体的三维光场内容。

进一步地，所述根据获得的显示面板上所有像素点的像素值生成所述虚拟物体的三维光场内容，具体为：

将多次路径追踪后积分得到的所有像素点的像素值以及场景信息输入至预先训练的神经网络模型中，输出三维光场内容；

其中，所述场景信息通过路径追踪获得；所述神经网络模型以n次样本路径追踪后积分得到的所有像素点的像素值以及场景信息作为样本，以m次样本路径追踪后获得的三维光场内容为样本标签训练而成；其中，m和n均为正整数，且n小于m。

进一步地，所述神经网络模型为递归卷积神经网络。

进一步地，所述神经网络模型的输入的像素值为至少第四次进行路径追踪结果后进行积分获得的像素点的像素值。

进一步地，所述获取虚拟相机阵列中每个虚拟相机与显示面板上各像素点的对应关系，具体为：

确定显示面板上各像素点的坐标，将各像素点划分至矩形排布的基元图像子块；

根据像素点的坐标以及像素点所划分的基元图像子块，确定像素点在基元图像子块中的位置；

根据像素点在基元图像子块中的位置以及虚拟相机阵列的宽度和高度，确定像素点对应的虚拟相机。

进一步地，所述根据多次路径追踪的结果进行积分，获得所述像素点的像素值，具体通过以下公式计算：

其中，u(x)表示像素点x的像素值，n_x表示定向光线的采样次数，表示随机采样的第j次通过像素点x的定向光线的采样的像素值。

进一步地，所述路径跟踪的结果通过BRDF函数进行积分来实现。

第二个方面，本发明实施例提供一种裸眼三维光场内容的生成装置，包括：