用于自动立体三维显示器的图形呈现技术制造技术

本文中提供各个实施例，其可在自动立体3D显示器上呈现图像帧。包括运行呈现应用的处理器电路的计算机平台可确定三维(3D)场景中的虚拟摄像机阵列的当前定向以及3D场景的至少一个附加3D成像参数。借助于光线跟踪引擎，呈现应用还可确定3D场景的深度范围。光线跟踪引擎则可使用光线跟踪过程来促进代表3D场景的图像帧的呈现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动立体三维显示器的图形呈现技术
技术介绍
用于在自动立体3D显示器上呈现三维(3D)图像的当前实现将呈现过程保持为与子像素交织过程无关。首先进行多视图呈现、之后接着按照某个子像素图案来交织多视图图像。多视图呈现所需的时间与视图的数量成比例。因此，实时3D图像呈现或交互呈现在客户级图形硬件上非常困难。相应地，可需要解决这些及其它问题的改进技术。【附图说明】图1示出用于多视图自动立体3D显示器的示例透镜状阵列和对应子像素交织格式。图2示出按照本专利技术的实施例的样本像素编组。图3示出3D场景的样本空间。图4示出适合执行本公开的实施例的架构的一个实施例。图5示出呈现应用功能图的一个实施例。图6示出逻辑流程的一个实施例。图7示出可适合于实现本公开的实施例的系统的一个实施例。图8示出可实施图7的系统的小形状因数装置的实施例。【具体实施方式】本文中提供各个实施例，其可在自动立体3D显示器上呈现图像帧。包括运行呈现应用的处理器电路的计算机平台可确定三维(3D)场景中的虚拟摄像机阵列的当前位置和定向以及3D场景的至少一个附加3D成像参数。附加3D成像参数可包括虚拟摄像机阵列的基线长度以及虚拟摄像机阵列的焦点。借助于光线跟踪引擎，呈现应用还可确定3D场景的深度范围。光线跟踪引擎则可使用光线跟踪过程来促进代表3D场景的图像帧的呈现。现在参照附图，其中相似参考标号通篇用来表示相似元件。为了说明的目的，以下描述中提出大量具体细节，以便提供对其的透彻了解。但是可显而易见，即使没有这些具体细节也能够实施新实施例。在其它情况下，众所周知的结构和装置采取框图形式示出，以便利于其描述。本专利技术将涵盖落入要求保护主题的精神和范围之内的所有修改、等效方案和备选方案。自动立体学是在观众的部分没有使用特殊头盔或眼镜的情况下显示立体图像(增加3D深度的双眼感知)的任何方法。许多自动立体显示器是多视图显示器。图1示出IXD面板之上的透镜状阵列的斜片的结构和用于多视图(例如九个)自动立体3D显示器的对应子像素交织格式。一组相邻红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色分量形成像素，同时各颜色分量来自图像的不同视图，如各矩形中的标号所示。标记为“4”和“5”的虚线指示给定视图的RGB颜色分量。如果实现常规光栅化呈现技术，则九(9)个独立图像(各视图一个)需要被呈现，并且然后按照特定格式来交织。图形管线中的处理时间与视图的数量成比例。因此，呈现时间还将主要与视图的数量成比例，从而使得很难采用常规图形硬件来实现实时呈现。但是，像素的总数对多视图3D显示保持不变。使用光线跟踪的呈现时间与所发出光线(例如像素)的数量成比例。因此，呈现性能与视图的数量无关。这意味着，呈现性能对自动立体3D中的呈现保持相同，因为它用于二维(2D)分辨率中的呈现。当 呈现给定视图时，红(R)、绿(G)和蓝⑶颜色分量形成如图2所示的像素组210。像素的编组的中心220不一定位于整数坐标处。光线跟踪引擎支持从非整数定位中心像素发出光线，并且在帧缓冲器的特定位置中填充所确定像素颜色。在帧缓冲器中填充所有子像素时，所发出光线的数量将完全等于像素的总数。但是，如果使用常规呈现、例如光栅化，则将要求附加插值操作，以得到非整数坐标处的像素的准确颜色。与单视图图像呈现相比，这会引起显著的附加开销。图3示出3D场景的样本空间300。样本空间300可说明视频游戏中的化合物或化身。化身可代表视频游戏的玩家。化身的视角(perspective)可通过虚拟摄像机阵列来表示。这个示例意在基于帧之间的化身运动来示出视角的变化。第一虚拟摄像机阵列310按照第一帧中的化身的视角来定位和定向。虚拟摄像机阵列310可以能够基于多个成像参数来示出或“看到”视野320。成像参数可包括(X，y, z)坐标位置、指示虚拟摄像机阵列平移的角度左/右视角(α)、指示虚拟摄像机阵列倾斜的上/下视角(δ)以及指示放大因数的放大/缩小视角(zm)。各种坐标系和位置表示只是说明性的。本领域的技术人员可易于实现附加或备选位置和定向信息，而没有背离本文的实施例的范围。实施例并不局限于这个上下文。在图3的示例中，第一虚拟摄像机阵列310可与成像参数集(X1, Y1, Z1, Q1, δ 1；Zm1)关联。Xpy^z1坐标可定义当前定位第一虚拟摄像机阵列310的空间中的点。a ^ δ ι参数可定义第一虚拟摄像机阵列310的定向。定向α” δ i参数可描述定向第一虚拟摄像机阵列310的方向和仰角。ZHi1参数可描述当前设置第一虚拟摄像机阵列310的放大因数。例如，化身可在这个距离使用双筒望远镜，以增加缩放因子。所有成像参数相结合以创建第一虚拟摄像机阵列310的视野320。视野320可代表游戏中的3D场景，其必须在显示器上作为帧来为视频游戏的玩家呈现。第二虚拟摄像机阵列330可代表在视频游戏的玩家已经提供用户输入、从而改变化身的视角或有利位置之后的新视野340。为了为视频游戏的玩家呈现作为帧的已改变3D场景，必须确定和使用新成像参数。第二虚拟摄像机阵列330可与成像参数集(x2，y2, z2,α2, δ2, zm2)关联。x2、y2、z2坐标可定义当前定义第二虚拟摄像机阵列330的空间中的点。a2、S2参数可定义第二虚拟摄像机阵列330的定向。定向α2、62参数可描述定向第二虚拟摄像机阵列330的方向和仰角。zm2参数可描述当前设置第二虚拟摄像机阵列330的放大因数。例如，化身可在这个距离使用双筒望远镜，以增加缩放因子。所有成像参数相结合以创建第二虚拟摄像机阵列330的新视野340。新视野340可代表游戏中的3D场景，其必须在显示器上作为下一帧来为视频游戏的玩家呈现。图4示出适合执行本公开的实施例的架构400的一个实施例。计算机平台410可包括中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)或者两者的某个组合。CPU和/或GPU由能够运行指令的一个或多个处理器电路组成。呈现应用420可以是在计算机平台410上可操作的。呈现应用可包括专门针对呈现代表3D场景的图像帧的软件。例如，呈现应用420可由一个或多个独立软件应用、例如视频游戏用来执行视频游戏的图像呈现功能。实施例并不局限于这个上下文。光线跟踪引擎430也可以是在计算机平台410上可操作的。光线跟踪引擎430可以是与呈现应用420可通信的，并且提供呈现3D图像帧中的附加支持和辅助。在计算机图形中，光线跟踪是用于通过跟踪经过图像平面中的像素的光路并且模拟它与虚拟对象的相遇效果来生成图像的技术。该技术能够产生通常比典型扫描线呈现方法、例如光栅化要高的极高程度的可视现实。另外，通过光栅化的呈现没有提供场景的准确深度估计。当涉及反射/折射对象时，来自深度缓冲器的深度信息不能指示所呈现场景的深度的准确范围。光线跟踪能够模拟大量光学效果，例如反射和折射、散射以及扩散现象。计算平台410可从用户接口输入装置440、例如视频游戏控制器接收输入。用户接口输入装置440可提供采取指示3D场景中的运动的信号形式的输入数据。信号可包括指示3D场景中的向前移动、3D场景中的向后移动、3D场景中向左移动、3D场景中的向右移动、3D场景中向左看、3D场景中向右看、3D场景中向上看、3D场景中向下看、3D场景中放大/缩小以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：处理器电路；呈现应用，在所述处理器电路上操作以：            确定要在自动立体3D显示器上呈现的三维(3D)场景中的虚拟摄像机阵列的位置和定向；以及      确定所述3D场景的至少一个附加3D成像参数，以及光线跟踪引擎，在所述处理器电路上操作以：      确定所述3D场景的深度范围；以及      呈现代表所述3D场景的图像帧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括: 处理器电路； 呈现应用，在所述处理器电路上操作以: 确定要在自动立体3D显示器上呈现的三维(3D)场景中的虚拟摄像机阵列的位置和定向；以及 确定所述3D场景的至少一个附加3D成像参数，以及 光线跟踪引擎，在所述处理器电路上操作以: 确定所述3D场景的深度范围；以及 呈现代表所述3D场景的图像帧。2.如权利要求1所述的设备，所述光线跟踪引擎在所述处理器电路上操作以对于多视图自动立体3D显示器呈现代表所述3D场景的图像帧。3.如权利要求1所述的设备，所述光线跟踪引擎在所述处理器电路上操作以: 将光线发出到所述3D场景中的已知位置； 对所述已知位置计 算与所发出光线对应的像素颜色， 在帧缓冲器中将所述像素颜色与所述已知位置的像素关联，所述帧缓冲器包含代表所述3D场景的像素图像数据。4.如权利要求3所述的设备，其中，所述像素颜色包括红(R)、绿(G)和蓝(B)(RGB)子像素分量。5.如权利要求1所述的设备，所述呈现应用在所述处理器电路上操作以: 从用户接口输入装置接收输入，所述输入与所述虚拟摄像机阵列的位置和定向有关。6.如权利要求5所述的设备，其中，所述输入包括代表自呈现最后一帧以来的运动的数据信号，所述运动包括: 所述3D场景中的向前运动； 所述3D场景中的向后运动； 所述3D场景中的向左运动； 所述3D场景中的向右运动； 所述3D场景中的向上运动； 所述3D场景中的向下运动； 所述3D场景中的所述虚拟摄像机阵列的平移运动； 所述3D场景中的所述虚拟摄像机阵列的倾斜运动；以及 所述3D场景中的所述虚拟摄像机阵列的缩放调整。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述用户接口输入装置包括游戏控制器。8.如权利要求1所述的设备，所述光线跟踪引擎在所述处理器电路上操作以: 将多个探测光线发出到所述3D场景中；以及 基于所述多个探测光线来确定所述3D场景的深度。9.如权利要求1所述的设备，所述呈现应用在所述处理器电路上操作以: 确定所述虚拟摄像机阵列的基线长度；以及 确定所述虚拟摄像机阵列的焦点。10.一种方法，包括:确定要在自动立体3D显示器上呈现的三维(3D)场景中的虚拟摄像机阵列的位置和定向； 确定所述3D场景的深度范围； 确定所述3D场景的至少一个附加3D成像参数；以及 使用光线跟踪过程来呈现代表所述3D场景的图像帧。11.如权利要求10所述的方法，包括对于多视图自动立体3D显示器呈现代表所述3D场景的所述图像帧。12.如权利要求10所述的方法，其中，呈现所述3D场景包括: 将光线发出到所述3D场景中的已知位置； 对所述已知位置计算与所发出光线对应的像素颜色， 在帧缓冲器中将所述像素颜色与所述已知位置的像素关联，所述帧缓冲器包含代表所述3D场景的像素图像数据。13.如权利要求12所述的方法，其中，所述像素颜色包括红(R)、绿(G)和蓝⑶(RGB)子像素分量。14.如权利要求10所述的方法，其中，确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜杨洲，栗强，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US