一种非主视角图像获取方法、单帧眼镜和虚拟现实系统

摘要

本发明涉及一种非主视角图像获取方法、单帧眼镜和虚拟现实系统，虚拟现实系统设有主视角位置和非主视角位置，虚拟现实系统显示有屏幕图像，该屏幕图像交错显示有第一图像和第二图像，第一图像和第二图像基于主视角位置分别显示不同位置的虚拟物体；非主视角图像获取方法包括：当屏幕图像显示第一图像时，停止获取图像；当屏幕图像显示第二图像时，启动获取图像。与现有技术相比，本发明可以将立体图像呈现为平面图像，解决了非主视角在CAVE中的距离错觉问题，增加了观测者的舒适度。

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实系统领域，尤其是涉及一种非主视角图像获取方法、单帧眼镜和虚拟现实系统。

背景技术

虚拟现实技术在汽车开发中运用越来越广泛，CAVE(洞穴状自动虚拟系统，下同)在交互的过程中,计算机通过分别计算左右眼睛的图像，投影到屏幕上，而后通过开关左右眼镜镜片方式将两幅图像分别呈现到人的左右眼睛中，使人产生立体空间感，可以让人在CAVE系统中有距离感，用于评审研发过程中的评审。

现有的CAVE系统中呈现在屏幕上为左右眼图像，其中显示的图像为计算机通过主视角计算出来，所以只有主视角的透视完全准确，立体效果良好。

由于非主视角接受的立体图像仍然为主视角的图像信息，且非主视角与主视角位置存在偏差，容易给非主视角的人造成空间透视不一致感。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在非主视角与主视角位置存在偏差，容易给非主视角的人造成空间透视不一致感的缺陷而提供一种非主视角图像获取方法、单帧眼镜和虚拟现实系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种虚拟现实系统的非主视角图像获取方法，所述虚拟现实系统设有主视角位置和非主视角位置，所述虚拟现实系统显示有屏幕图像，该屏幕图像交错显示有第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像基于所述主视角位置分别显示不同位置的虚拟物体；

所述非主视角图像获取方法包括：当所述屏幕图像显示所述第一图像时，停止获取图像；当所述屏幕图像显示所述第二图像时，启动获取图像。

进一步地，所述屏幕图像在单数帧显示所述第一图像、在双数帧显示所述第二图像，

所述非主视角图像获取方法具体为：

在所述屏幕图像的单数帧停止获取图像，在所述屏幕图像的双数帧启动获取图像；或者在所述屏幕图像的单数帧启动获取图像，在所述屏幕图像的双数帧停止获取图像。

进一步地，所述虚拟现实系统为洞穴状自动虚拟系统、头戴式虚拟现实系统或环形虚拟现实系统。

本发明还提供一种用于虚拟现实系统的单帧眼镜，所述虚拟现实系统设有主视角位置和非主视角位置，所述虚拟现实系统显示有屏幕图像，该屏幕图像交错显示有第一图像和第二图像，所述第一图像和第二图像基于所述主视角位置分别显示不同位置的虚拟物体；

所述单帧眼镜位于所述非主视角位置，当所述屏幕图像显示所述第一图像时，单帧眼镜关闭；当所述屏幕图像显示所述第二图像时，单帧眼镜开启。

进一步地，所述屏幕图像在单数帧显示所述第一图像、在双数帧显示所述第二图像，所述单帧眼镜在单数帧关闭、在双数帧开启；或者在单数帧开启、在双数帧关闭。

本发明还提供一种虚拟现实系统，包括投影仪、屏幕、图形集群系统和立体眼镜，所述虚拟现实系统设有主视角位置和非主视角位置，所述立体眼镜的位置作为主视角位置，所述图形集群系统根据所述主视角位置控制所述投影仪在屏幕中交错显示有第一图像和第二图像；

所述虚拟现实系统还包括单帧眼镜，该单帧眼镜位于所述非主视角位置，当所述屏幕图像显示所述第一图像时，单帧眼镜关闭；当所述屏幕图像显示所述第二图像时，单帧眼镜开启。

进一步地，所述虚拟现实系统还包括立体发射器，该立体发射器分别通信连接所述单帧眼镜和图形集群系统，用于传输同步帧数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明针对现有的虚拟现实系统中非主视角与主视角位置存在偏差，容易给非主视角的人造成空间透视不一致感的问题，通过单图像获取的方案，将屏幕上的立体图像在非主视角中呈现为平面图像，无立体感，与现实状态中人的感觉一致，解决非主视角在CAVE中的距离错觉问题，增加了观测者的舒适度。

附图说明

图1为本发明实施例中洞穴状自动虚拟系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中洞穴状自动虚拟系统的信号处理流程示意图；

图3为本发明实施例中单帧眼镜和立体眼镜的左右眼显示及控制原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

本实施例提供一种虚拟现实系统的非主视角图像获取方法，虚拟现实系统设有主视角位置和非主视角位置，虚拟现实系统显示有屏幕图像，该屏幕图像交错显示有第一图像和第二图像，第一图像和第二图像基于主视角位置分别显示不同位置的虚拟物体；

非主视角图像获取方法包括：当屏幕图像显示第一图像时，停止获取图像；当屏幕图像显示第二图像时，启动获取图像。

本发明实施例中，虚拟现实系统根据主视角位置交错显示第一图像和第二图像，第一图像可对应主视角位置的左眼图像，第二图像可对应主视角位置的右眼图像，由此主视角位置可通过立体眼镜观察立体图像，虚拟现实系统可追踪主视角位置调整屏幕图像中虚拟物体的位置；但此时由于非主视角位置与主视角位置存在偏差，如果非主视角位置同样用立体眼镜接收左眼图像和右眼图像，则容易产生空间错乱，因此本实施例中，非主视角的图像获取方法采用只接收第二图像，不接收第一图像的方式，具体实施时可以为只接收左眼图像、不接收右眼图像或只接收右眼图像、不接收左眼图像；由此非主视角观测到的为平面图像，无立体感，与现实状态中人的感觉一致，解决了距离错觉、空间错乱的问题。

优选地，屏幕图像分帧显示图像，在单数帧显示第一图像、在双数帧显示第二图像，非主视角图像获取方法具体为：在屏幕图像的单数帧停止获取图像，在屏幕图像的双数帧启动获取图像；或者在屏幕图像的单数帧启动获取图像，在屏幕图像的双数帧停止获取图像。

若屏幕图像分帧显示图像，则非主视角图像获取方法也可通过分帧的方式进行图像获取，与屏幕图像保持同步即可，便于控制。

本实施例还提供一种用于虚拟现实系统的单帧眼镜，该单帧眼镜用于虚拟现实系统的非主视角位置，并采用上述的非主视角图像获取方法，如果屏幕图像交错显示有第一图像和第二图像，则当屏幕图像显示第一图像时，单帧眼镜关闭；当屏幕图像显示第二图像时，单帧眼镜开启，单帧眼镜开启和关断与屏幕图像的图像交替保持同步。

如果屏幕图像在单数帧显示第一图像、在双数帧显示第二图像，则单帧眼镜在单数帧关闭、在双数帧开启；或者在单数帧开启、在双数帧关闭，单帧眼镜开启和关断与屏幕图像的图像交替保持同步，由此实现平面效果。

具体实施过程：

参考图1所示，本实施例提供一种将上述单帧眼镜应用在洞穴状自动虚拟系统CAVE的实施过程，需要说明的是，本发明提出的虚拟现实系统不局限于洞穴状自动虚拟系统，还可以是头戴式虚拟现实系统、环形虚拟现实系统或其它任何可以进行虚拟现实的系统；在本实施例中，洞穴状自动虚拟系统本身包括多个投影仪、屏幕和跟踪设备，各投影仪和跟踪设备之间通过投影仪光路连接；具体为，洞穴状自动虚拟系统包括三个屏幕、三个投影仪和四个跟踪设备，三个屏幕依次垂直连接形成一端开口的长方形，每个屏幕对应设置一个投影仪，每个屏幕的两端均设有跟踪设备，该洞穴状自动虚拟系统基于上述硬件结构分帧呈现左眼图像和右眼图像，洞穴状自动虚拟系统内设有一个立体眼镜和一个或多个单帧眼镜，立体眼镜的所在位置作为主视角位置，单帧眼镜作为非主视角位置，四个跟踪设备用于跟踪主视角位置，洞穴状自动虚拟系统根据主视角位置进行图像显示，立体眼镜可以为带跟踪立体眼镜或不带跟踪立体眼镜。

参考图2所示，为本实施例的信号连接图，洞穴状自动虚拟系统根据移动的主视角的立体眼镜上的跟踪体，通过跟踪设备抓取跟踪的立体眼镜的位置，从而计算出左右眼位置，然后通过图像集群系统计算动态的左右眼图像，并同步各屏幕服务器的帧数，从而将左右眼图像投影到屏幕上；此时通过立体眼镜便可呈现左右眼立体图像，上述处理过程循环运行，实现连续播放。

另外，参考图3所示，为单帧眼镜的左右眼显示及控制原理，增设一用于控制帧数的立体发射器，该立体发射器分别连接单帧眼镜和图形集散系统，用于同时控制两者的帧数，使得单帧眼镜能与洞穴状自动虚拟系统同步，根据帧数进行开启和关断操作。

举例来说，立体发射器不断控制单帧眼镜和图形集散系统同时处于 0,1,2,3,4,5,6……帧数，第0帧即双数帧，本例中，立体眼镜在单数帧时左眼关闭、右眼开启，在双数帧时，左眼开启、右眼关闭，由此通过立体眼镜可呈现出左右眼带透视的立体画面；单帧眼镜在双数帧时，左右眼均关闭，在单数帧时，左右眼均开启，由此呈现右眼带透视的平面画面，上述的开启指获取图像，关闭指停止获取图像；如此反复，戴立体眼镜的人可以主视角立体眼镜可以正常观察立体图像，单帧眼镜可以正常观察平面图像。

需要说明的是，上述的图形集群系统可以为本地计算机、服务器、芯片、网路云端处理器等一切具有计算能力的设备或载体。跟踪设备可以为摄像装置、雷达装置、激光装置等一切可以检测距离的装置及设备。立体眼镜的跟踪体可以为人脸识别、人体识别、手柄、数据衣、其它可以被测量数据的物体或物体组合。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。