[发明专利]基于隧道视野的VR场景优化方法

说明书

本发明公开了一种基于隧道视野的VR场景优化方法，其包括计算视锥体中的双目重叠区域作为用户的感兴趣区域；判断当前图像帧中包围每个场景对象的矩形包围盒与感兴趣区域是否重叠；若是，不对其进行优化，否则进入下一步；对场景对象进行数据简化处理，之后获取当前图像帧的帧缓存，并计算感兴趣区域在帧缓存中的像素个数；分别计算左眼与右眼在帧缓存中清晰区域的圆心及缓慢移动和快速移动时的清晰区域半径；逐像素判断帧缓存中的当前像素是否位于清晰区域外，若是，进入下一步，否则，不对其进行模糊处理；计算当前像素三个通道被模糊之后的值；将当前像素三个通道被模糊之后的值进行叠加，并采用叠加的像素值替换当前像素的原像素值。

技术领域

本发明涉及场景优化技术，具体涉及一种基于隧道视野的VR场景优化方法。

背景技术

我国国土面积辽阔，地势地貌复杂多样，存在着大量的山谷沟壑地带，为 自然灾害的爆发创造了必要的条件。据中国地质环境监测院《全国地质灾害通 报》，对2005-2016年的自然灾害所造成的人员财产损失情况统计，全国因突发 性的泥石流、洪水等灾害造成的大量人员死亡或失踪，造成直接或间接经济损 失每年约120～150亿元。

虚拟现实的蓬勃发展为自然灾害研究提供了新的方法和技术手段，其具有 沉浸感、交互性和想象性三个突出特征。与传统的三维可视化相比，基于VR 技术的灾害可视化方法具有场景真实、用户主动感知信息、交互模式多样等优 点，对实现灾害知识的表达与共享、提高用户对灾情信息的认知效率，以辅助 用户掌握相应应急措施。

自然灾害三维场景数据涉及的空间范围广且数据量大，由于计算机硬件设 施和数据传输技术的限制，大范围的三维场景数据会影响场景浏览的流畅度和 显示效率；当用户在VR场景中进行交互浏览时，场景必须要有较高的绘制效率， 需达到90帧/秒或以上更为理想，否则会产生眩晕感，进而影响用户体验。

目前已有众多学者针对VR场景优化开展了大量工作。例如，采用模型简化 算法减少格网顶点或利用面片替代格网建模；通过场景光照烘培技术提前将光 照信息存储；采用包围盒替代格网做碰撞检测以避免复杂的相交运算；通过GPU 单元进行编程优化以实现场景渲染的绘制加速等等。

尽管上述VR场景优化方法取得了一定效果，但均仅从计算机的角度探讨如 何减少数据或降低渲染负担，未综合考虑人的生理特性与心理需求，使得场景 优化用户仍然会产生眩晕感。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于隧道视野的VR场景优化方 法从用户视场角度对场景进行优化后，可以降低用户体验时的眩晕感。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于隧道视野的VR场景优化方法，其包括：

S1、获取VR场景中当前图像帧在视锥体中的近切面和远切面，并根据人 眼瞳距、近切面和远切面计算视锥体中的双目重叠区域作为用户的感兴趣区域；

S2、获取当前图像帧中包围每个场景对象的矩形包围盒，并判断矩形包围 盒与感兴趣区域是否重叠；若是，不对场景对象进行优化，否则进入步骤S3；

S3、对场景对象进行数据简化处理，得到低数据精度的简化场景对象；之 后获取当前图像帧的帧缓存，并计算感兴趣区域在帧缓存中的像素个数；

S4、根据帧缓存和像素个数，分别计算左眼与右眼在帧缓存中清晰区域的 圆心及小于预设速度移动时和大于预设速度移动时对应的清晰区域半径；

S5、逐像素判断帧缓存中的当前像素是否位于清晰区域外，若是，进入步 骤S6，否则，不对当前像素进行模糊处理；

S6、采用着色器对应的函数获取帧缓存像素，之后计算当前像素RGB三个 通道被模糊之后的值；