[发明专利]一种修正VR大视场角畸变的方法

说明书

本发明涉及人工智能虚拟现实技术领域，其公开了一种修正VR大视场角畸变的方法，解决了目前提出的成本高和球状扭曲的技术问题，包括以下步骤：S1、通过在矩形的显示屏上增加一个透镜，然后通过透镜来观看该显示屏,可获得更大的大视场角，可解决大视场角办法成本过高的问题；S2、对畸变的图像进行“桶型”畸变处理，当人们通过畸变透镜去看,这些经过“桶型”反畸变处理的图像看起来转化为正常图像；S3、“桶型”畸变处理是利用的反畸变算法来解决：径向畸变主要由低阶径向分量控制，但也可以使用布朗畸变模型进行校正。根据以上技术方案，本发明利用修正VR大视场角畸变的方法，以达到降低成本和解决球状扭曲问题的目的。

技术领域

本发明涉及人工智能虚拟现实技术领域，更具体地说，它涉及一种修正VR大视场角畸变的方法。

背景技术

虚拟现实技术是利用计算机模拟产生一个具有多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的虚拟仿真世界，通过虚拟现实设备以提供给用户逼真的沉浸感，包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官的模拟，尤其是大视场角的直观感受让用户身临于现实环境中一般。

如何做到让用户身临于现实环境中一般，首先沉浸感是非常重要的。沉浸感需要一个大的视场角(FOV)可以通过在VR设备中放置一个大型类似于弯曲的球形显示器来实现此目的。

但是这种技术的价格过高。目前的解决方案，在这个畸变方法中渲染不是唯一的占用大量资源的部分。而是将整个场景复制到中间纹理上，其会浪费大量时间。同时，这种方法会造成一个严重的问题，靠近眼睛放置的镜片会极大地增加人们的视野，但也有代价：图像会变成球状扭曲。视场越大，图像畸变越严重。参照图1所示，这里是一个典型的头带显示器的镜头畸变例子，透过镜头图像产生了”枕型”畸变。

发明内容

针对背景技术中提出的成本高和球状扭曲的技术问题，本发明利用修正VR大视场角畸变的方法，以达到降低成本和解决球状扭曲问题的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种修正VR大视场角畸变的方法，包括以下步骤：

S1、通过在矩形的显示屏上增加一个透镜，然后通过透镜来观看该显示屏，可获得更大的大视场角，可解决大视场角办法成本过高的问题；

S2、对畸变的图像进行“桶型”畸变处理，当人们通过畸变透镜去看，这些经过“桶型”反畸变处理的图像看起来转化为正常图像；

S3、“桶型”畸变处理是利用的反畸变算法来解决：

径向畸变主要由低阶径向分量控制，但也可以使用布朗畸变模型进行校正，该模型基于Conrady的早期工作，也称为Brown-Conrady 模型，Brown-Conrady模型可以校正由于透镜中的物理元素未完全对准而引起的径向变形和切向变形，切向变形也称为偏心变形；

S4、利用软件通过反向扭曲来纠正这些畸变，涉及确定哪个失真像素对应于每个未失真像素时，由于畸变方程的非线性，这并非无关紧要；分别对红、绿、蓝三种颜色进行变形，可以显著降低横向色差；扭曲或不扭曲需要两组系数或反演非线性问题；

S5、基于顶点位移的解决方案，这个方案是目前最有效的，首先它不需要渲染中间纹理，几何结构通过自定义的定点着色器已经产生了畸变，这个方法已知摄像头的位置，我们用已经“桶型”畸变的 2D渲染结果代替顶点，在这种方案中，不需要二次渲染，我们可以节省拷贝渲染到纹理的步骤，这种方法需要在每个已经畸变的网格上有一定的顶点密度，比如，四个顶点的矩形非常靠近摄像头的渲染情况，畸变这些顶点滞后，仍然是一个4个顶点的扁平的矩形，不会有“桶型”的效果；