全景图像分块刷新方法

专利2026-05-12  19


本发明涉及虚拟现实技术,具体涉及浏览全景图像过程中加载高分辨全景图像缓慢的优化方法。


背景技术:

1、在目前的网络技术条件下,全景图像所具备的虚拟现实技术的良好立体感及沉浸感使得它的展示效果备受人们的欢迎,相较于其他需要大量的三维场景建模及仿真技术投入的虚拟现实技术手段而言,全景图像可以轻松的帮助人们实现对身临其境的虚拟游览的渴望。因此全景图像具有很高的实用价值。目前,在浏览高分辨率的全景图像时,往往存在图片加载速度慢、等待时间长等问题,用户体验感极差。在制作全景场景时,需要将全景图像作为投影模型的纹理材质将其渲染在投影模型表面,以进行三维环绕游览。由于全景图像的文件较大,分辨率较高,如果直接加载整张全景图像,就会导致加载图像时存在白屏时间长,系统卡顿以及显示不流畅的问题,或是为了体验感降低全景图片的分辨率会导致用户无法体验到身临其境的感觉。基于这个问题将采用分块局部纹理刷新算法对全景图像的加载进行优化处理,以加速全景图像的显示。


技术实现思路

1、全景图像指的是由单反相机或全景相机来进行拍摄的照片组成的全景图像。给人身临其境之感。全景图像的拍摄方式不同于普通拍摄方式,全景图像的拍摄是需要围绕一个中心点,拍摄周围720°可视的环境。为了使全景图像实现无缝拼接的效果,则必须在拍摄的过程中,要相邻的两张照片要有重叠的部分。一般来说,至少需要25%的重叠部分,理想的重叠率约为30%。拼接好的全景图像一般宽高比为2:1,文件大小不超过30m。

2、针对现有的浏览全景场景过程中全景图像加载缓慢导致用户体验感差的问题,本发明考虑到直接加载整张全景图像加载时间长,所以优先使用在保证全景图像宽高不变的情况下将全景图像分辨率下降80%的低分辨率的全景图像作为底图,并根据物体模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度,决定物体渲染的资源分配,降低非重要物体的面数和细节度,从而获得高效率的渲染运算的细节层次lod(levels of detail)思想二维化,用于加速全景图像加载渲染中。将全景图像以块为单位进行划分,将全景图片投影至几何模型,在渲染时,根据视角范围以及距观察点距离,设置高分辨率全景图像的区块渲染范围。

3、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:全景图像分块刷新方法,包括以下步骤:

4、进入场景前,先将高分辨率的全景图像从左上角原点位置开始切割,切割成n块区域,记录下每块切片图像切割点坐标,并将每块切片图像及其切割点坐标保存在数据库中;

5、进入场景后,将全景图像投影至几何模型时,使用低分辨率的全景图像进行显示;

6、将每块切片图像切割点坐标转换成三维场景中的世界坐标,并将每块切片图像切割点世界坐标根据相机投影矩阵转换成在对应的显示设备坐标;

7、以相机为原点,将相机视椎体6个平面和切割点进行检测,以判断当前切割点是否在视椎体内;如果处于视椎体内则表示当前切片图像处于当前视角范围,对于处于视角范围内的切片图像采用高分辨率的全景图像重新渲染当前切片图像;对不在相机视角范围内的切片图像则继续使用低分辨率的底图渲染。

8、所述先将高分辨率的全景图像从左上角原点位置开始切割,具体如下:

9、将高分辨率的全景图像的宽、高分别对参数n进行除法运算,得到每一块区域的宽和高,按照每一块区域的宽和高,将全景图像从左上角(0,0)位置开始切割。

10、所述将相机视椎体6个平面和切割点进行检测,以判断当前切割点是否在视椎体内,包括以下步骤:

11、获取相机视椎体的6个平面,分别乘上(视图矩阵*投影矩阵)的逆矩阵就得到在世界空间中的6个平面;

12、将切片图像切割点世界坐标(x,y,z)带入到相机视椎体的6个平面方程中,得到方程式ax+by+cz+d=0,a,b,c分别为平面的法线,d为平面沿着该法线向量到原点的距离;

13、如果ax+by+cz+d>=0,则证明切割点世界坐标就在相机视椎体内;

14、如果ax+by+cz+d<0,则证明切割点世界坐标不在相机视椎体内。

15、所述高分辨率为高于8k的分辨率。

16、所述低分辨率为低于1k的分辨率。

17、全景图像分块刷新系统,包括:

18、全景图像分割模块,用于进入场景前,先将高分辨率的全景图像从左上角原点位置开始切割,切割成n块区域,记录下每块切片图像切割点坐标,并将每块切片图像及其切割点坐标保存在数据库中;

19、全景图像显示模块,用于进入场景后,将全景图像投影至几何模型时,使用低分辨率的全景图像进行显示;

20、坐标转换模块,用于将每块切片图像切割点坐标转换成三维场景中的世界坐标,并将每块切片图像切割点世界坐标根据相机投影矩阵转换成在对应的显示设备坐标;

21、刷新模块,用于以相机为原点,将相机视椎体6个平面和切割点进行检测,以判断当前切割点是否在视椎体内;如果处于视椎体内则表示当前切片图像处于当前视角范围,对于处于视角范围内的切片图像采用高分辨率的全景图像重新渲染当前切片图像;对不在相机视角范围内的切片图像则继续使用低分辨率的底图渲染。

22、一种全景图像分块刷新装置,包括处理器和存储器,所述存储器内存有程序,当被处理器调用时,执行所述的全景图像分块刷新方法。

23、本发明具有以下有益效果及优点:

24、1.加快了全景图像的显示速度;

25、2.提高用户浏览全景场景的体验感;

26、3.提高三维场景的整体渲染效率;

27、4.本发明对全景漫游的渲染加载进行优化处理,在进行全景漫游时,可以根据视角所视的范围渲染当前区域所需的分辨率,加速场景的加载渲染。



技术特征:

1.全景图像分块刷新方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的全景图像分块刷新方法,其特征在于,所述先将高分辨率的全景图像从左上角原点位置开始切割,具体如下:

3.根据权利要求1所述的全景图像分块刷新方法,其特征在于,所述将相机视椎体6个平面和切割点进行检测,以判断当前切割点是否在视椎体内,包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的全景图像分块刷新方法,其特征在于,所述高分辨率为高于8k的分辨率。

5.根据权利要求1所述的全景图像分块刷新方法,其特征在于,所述低分辨率为低于1k的分辨率。

6.全景图像分块刷新系统,其特征在于,包括:

7.一种全景图像分块刷新装置,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器内存有程序,当被处理器调用时,执行如权利要求1-5任一项所述的全景图像分块刷新方法。


技术总结
本发明涉及全景图像刷新的优化方法。涉及在全景场景中全景图像加载缓慢的优化方法。针对全景图像加载缓慢的问题,采用将全景图像分块分区的方法,对视角范围内的全景图像采用高分辨率的图像显示,对视角范围内的其他区块采用低分辨率的图像,分块局部纹理刷新算法对全景漫游的渲染加载进行优化处理,在进行全景漫游时,可以根据视角范围渲染当前区域所需的分辨率。提高三维场景的整体渲染效率和用户体验感。

技术研发人员:王鸿亮,郭旭丽,修鹏飞,张翼飞,李雪娆
受保护的技术使用者:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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