[发明专利]一种基于贝塞尔曲线的多视图投影方法

说明书

本发明提出一种基于贝塞尔曲线的多视图投影方法，该方法允许虚拟场景中两个用户间可以共享一致的视图。包括步骤：首先选定一个目标点作为工作区中心O，以两个用户所在位置为投影视点V₁和V₂，并在V₁O和V₂O上选取贝塞尔曲线的两个端点P₁和P₂，结合工作区中心O计算出控制点C₁，C₂，由P₁，C₁，C₂，P₂构造三次贝塞尔曲线。然后在用户的视景体中优化贝塞尔曲线的控制点C₁和C₂的位置使曲线尽可能地平滑。最后，计算以协作者的位置V₂为投影点，以P₂为视觉中心的远投影平面，以用户的位置V₁为投影点，以P₁为中心的近投影平面，将场景划分为工作区域，过渡区和用户区三个区域，设计新的投影算法，将协作者在工作区的视图提供给用户并且具有非常微小的误差。

技术领域

本发明涉及图像领域，尤其是一种基于贝塞尔曲线的多视图投影方法。

背景技术

考虑到一种用户与协作者并肩工作的交互式虚拟现实场景。协作者必须能够向用户指示工作区位置，以便让他们在一起工作时都能够看见它。由于他们的视点不同，协作者看到场景的一部分，而用户由于遮挡的存在看不到这部分内容，这样就会引起交流阻断。这样协作者使用虚拟指针指向该部分场景的内容，用户也看不见虚拟指示点。一个可行的解决方案是让用户自由移动让自身能够观察到虚拟指示点，但这需要花费一定的时间和精力，使协作效率不高。另一个可能的解决方案是让用户可以在他的视图和协作者的视图之间切换，然而这有一个缺点，即用户在使用协作者视图时看不见协作者的虚拟化身，例如，根据需要，可以看到协作者所做的手势，这就需要用户在正确的时间在两个视图之间来回切换，这样交流就越趋复杂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明基于贝塞尔曲线提出了一种新型的多视图投影相机模型，通过减少用户和协作者在观察虚拟现实场景时的差异来改善协作效率。通过该方法向用户展示了虚拟现实的多视图投影视图，从用户的视图逐渐过渡到协作者的视图。基于贝塞尔曲线的多视图投影相机模型将虚拟场景划分为工作区，过渡区和用户区。其中，工作区是用户和协作者共同工作的区域，用户区是离用户最近的部分，该区域包括协作者的虚拟化身，过渡区域是连接工作区和用户区的区域。这样，无论协作者的虚拟指示点在工作区的任何位置，只要协作者能看见它，用户通过使用本发明提出的相机模型对场景进行投影变换后也可以看到虚拟指示点，此外，用户可以根据自身需要通过头部的转动来查看协作者，例如查看协作者的姿势。基于贝塞尔的曲线相机模型是一种新型的带有弯曲光线的相机模型，它将用户和协作者的视图拼接在一起，从而生成多视图投影的可视化效果。虚拟场景首先根据新型相机进行扭曲，然后按照传统投影方法为用户的每个眼睛渲染扭曲后的虚拟场景。

本发明采用的技术方案为：一种基于贝塞尔曲线的多视图投影方法，其中，基于贝塞尔曲线的多视图投影相机模型称为交换相机，基于贝塞尔曲线的多视图投影方法主要包括以下三个步骤：

步骤(1)、计算构造交换相机的参数：视图提供者选择一个工作区的中心O，结合视图提供者的视点位置V₂和视图接收者的视点位置V₁在同一高度形成一个投影水平面π，在V₂O之间按固定比例选取P₂，在V₁O之间按固定比例选取点P₁，P₂P₁即为贝塞尔曲线的两个端点；