[发明专利]基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法及系统

权利要求书

1.一种基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法，其特征在于，所述方法基于Unreal引擎工具开发实现，包括以下步骤：

将用户摄像设备垂直朝向一个平面，并将该平面作为渲染平面；

创建HMI元素UI时，获取这个元素UI初始状态下4个边缘顶点分别对应参照的三维对象ObjA、ObjB、ObjC、ObjD，并进行存储；

在初始状态下，利用三维到二维投影变换得到4个三维对象在渲染平面的初始投影点A、B、C、D；

在整个三维场景运行过程中，利用三维到二维投影变换得到4个三维对象在渲染平面的实时投影点A`、B`、C`、D`；

比较4个三维对象在渲染平面的实时投影点与初始投影点，控制设置二维元素UI贴合三维模型最优的属性值，实现仿三维渲染。

2.如权利要求1所述的基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法，其特征在于，所述将用户摄像设备垂直朝向一个平面，并将该平面作为渲染平面的步骤，包括：

将用户摄像机垂直朝向XZ平面，三维场景里无论运动、静止状态的三维模型都会被用户视角的摄像机渲染到固定的XZ平面；

HMI里二维文字、图片在XZ平面上运动，三维对象在与XY平面垂直的平面上运动。

3.如权利要求1所述的基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法，其特征在于，所述创建HMI元素UI时，获取这个元素UI初始状态下4个边缘顶点分别对应参照的三维对象ObjA、ObjB、ObjC、ObjD，并进行存储的步骤，包括：

HMI界面在初始化时，找到自己4个边缘顶点在三维场景里分别参照的三维对象ObjA、ObjB、ObjC、ObjD，并进行存储；

存储UI元素初始状态下的属性值，包括：平面位置pos、平面旋转角度angle、长宽缩放比例scaler。

4.如权利要求1所述的基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法，其特征在于，所述在整个三维场景运行过程中，利用三维到二维投影变换得到4个三维对象在渲染平面的实时投影点A`、B`、C`、D`的步骤，包括：

在整个三维场景运行过程中，读取摄像设备的裁剪面的宽、高、垂直视场角度、世界变换值；

获取透视投影下固定的三维到二维的变换矩阵；

读取存储的HMI界面各自在三维场景里的分别参照的三维对象ObjA、ObjB、ObjC、ObjD，分别计算各三维对象实时的世界变换；

通过变换矩阵分别乘以世界变换，得到各自4个三维对象实时的投影点A`、B`、C`、D`。

5.如权利要求1所述的基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染方法，其特征在于，所述比较4个三维对象在渲染平面的实时投影点与初始投影点，控制设置二维元素UI贴合三维模型最优的属性值，实现仿三维渲染的步骤，包括：

比较A与A`形成的平面相对位移，得到位移向量Δpos；

计算2个平面向量AB与A`B`形成的夹角，得到旋转角度θ；

计算2个平面向量AB与A`B`的长度比值，得到比例浮点数Δs；

使用存储的HMI界面初始平面位置pos加上Δpos值，更新二维元素UI的平面位置属性；

使用存储的HMI界面初始平面旋转角度angle加上θ值，更新二维元素UI的平面旋转角度属性；

使用存储的HMI界面初始长宽缩放比例scaler乘以Δs值，更新二维元素UI的长宽缩放比例属性，实现仿三维渲染。

6.一种基于Unreal引擎的车载HMI二维仿三维渲染系统，其特征在于，包括以下模块：

固定用户的视角模块，用于将用户视角摄像设备垂直朝向一个平面，并将该平面作为渲染平面；

存储三维参照对象模块，用于在创建HMI元素UI时，获取这个元素UI初始状态下4个边缘顶点分别对应参照的三维对象ObjA、ObjB、ObjC、ObjD，并进行存储；

三维到二维投影变换模块，用于在初始状态下，利用三维到二维投影变换得到4个三维对象在渲染平面的初始投影点A、B、C、D；

还用于在整个三维场景运行过程中，利用三维到二维投影变换得到4个三维对象在渲染平面的实时投影点A`、B`、C`、D`；

二维平面变换控制模块，用于比较4个三维对象在渲染平面的实时投影点与初始投影点，控制设置二维元素UI贴合三维模型最优的属性值，实现仿三维渲染。