一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及3D显示领域，尤其是一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统。其方法包括如下步骤：数据处理单元接收图像观察单元获取的粤剧表演图像，粤剧表演图像由多个图元构成；数据处理单元将图元的三维顶点坐标依次从图元空间、世界空间、观察空间、剪裁空间变换到裸眼显示空间中，进而获得管线渲染后的图像；数据处理单元根据管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据单幅深度图像合成多视点图像，并控制裸眼显示单元对多视点图像进行裸眼显示。本发明专利技术打破了传统粤剧舞台表演的形式，通过获取表演者的图像，并对该图像进行处理最后在裸眼显示单元上进行立体显示，为粤剧的传播提供有力途径，弘扬了传统文化，丰富了人们的生活。

【技术实现步骤摘要】
一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统
本专利技术涉及3D显示领域，尤其是一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统。
技术介绍
粤剧，又称“广东大戏”或者“大戏”，广东传统戏曲之一，源自南戏，流行于岭南地区等粤人聚居地。自明朝嘉靖年间开始在广东、广西出现，是糅合唱念做打、乐师配乐、戏台服饰、抽象形体的表演艺术。粤剧每一个行当都有各自独特的服饰打扮。粤剧名列于2006年5月20日公布的第一批518项国家级非物质文化遗产名录之内。2009年9月30日，粤剧获联合国教科文组织肯定，列入世界非物质文化遗产名录。但是现在的年轻人受到流行文化的冲击，对于粤剧这类传统文化都不怎么喜爱。而造成这种情况的原因主要有传统粤剧只有在现实的舞台上进行表演，人们在舞台底下观看。推广力度不够观看人数稀少，使人们逐渐淡忘，尤其是青少年由于没有形象的互动大大降低了趣味性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统，旨在克服现有技术的不足。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供的一种针对粤剧的裸眼3D互动方法，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法适用于针对粤剧的裸眼3D互动系统，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法包括如下步骤：所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从图元空间变换到世界空间中时具体包括：验证所述图元所述是否存在子图元；若所述图元不存在子图元，则将所述图元的三维顶点坐标作为世界空间中的位置坐标；若所述图元存在子图元，则将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mmodel确定世界空间的位置坐标即：其中px，py，pz分别为图元在世界空间中的位置，θ为旋转轴的角度，kx，ky，kz分别为缩放比例。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从世界空间变换到观察空间时具体包括：将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mview从世界空间变换到观察空间即：其中tx，ty，tz分别是世界空间中图像观察单元的位置坐标，-tx，-ty，-tz表示图像观察单元移到世界空间中的逆过程，θ为旋转轴的角度。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间时具体包括：获取所述图像观察单元的最近图像的坐标范围Near、最远图像的坐标范围Far、视角FOV；利用投影矩阵Mfrustum计算图像的高度比Aspect即：三维顶点坐标与所述投影矩阵Mfrustum的乘积即可得到所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间Pclip的坐标即：其中，x，y，z分别为图元的三维顶点坐标。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间时具体包括：获取裸眼显示单元的像素宽度pixelwidth、像素高度pixelheight；根据屏幕映射公式将图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间，即：其中，所述screenx为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的横坐标，所述screeny为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的纵坐标。第二方面，本专利技术所提供的一种针对粤剧的裸眼3D互动系统，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元：所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从图元空间变换到世界空间中时具体包括：验证所述图元所述是否存在子图元；若所述图元不存在子图元，则将所述图元的三维顶点坐标作为世界空间中的位置坐标；若所述图元存在子图元，则将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mmodel确定世界空间的位置坐标即：其中px，py，pz分别为图元在世界空间中的位置，θ为旋转轴的角度，kx，ky，kz分别为缩放比例。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从世界空间变换到观察空间时具体包括：将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mview从世界空间变换到观察空间即：其中tx，ty，tz分别是世界空间中图像观察单元的位置坐标，-tx，-ty，-tz表示图像观察单元移到世界空间中的逆过程，θ为旋转轴的角度。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间时具体包括：获取所述图像观察单元的最近图像的坐标范围Near、最远图像的坐标范围Far、视角FOV；利用投影矩阵Mfrustum计算图像的高度比Aspect即：三维顶点坐标与所述投影矩阵Mfrustum的乘积即可得到所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间Pclip的坐标即：其中，x，y，z分别为图元的三维顶点坐标。作为本申请一种优选的实施方式，在将所述图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间时具体包括：获取裸眼显示单元的像素宽度pixelwidth、像素高度pixelheight；根据屏幕映射公式将图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间，即：其中，所述screenx为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的横坐标，所述screeny为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的纵坐标。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的一种针对粤剧的裸眼3D互动方法及系统，打破了传统粤剧舞台表演的形式，通过获取表演者的图像，并对该图像进行处理最后在裸眼显示单元上进行立体显示，为粤剧的传播提供有力途径，弘扬了传统文化，丰富了人们的生活。附图说明图1为本专利技术第一实施例的针对粤剧的裸眼3D互动方法的流程图；图2为本专利技术第三实施例的针对粤剧的裸眼3D互动系统的框图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路，软件或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对粤剧的裸眼3D互动方法，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法适用于针对粤剧的裸眼3D互动系统，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元，其特征在于，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法包括如下步骤：所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。

【技术特征摘要】
1.一种针对粤剧的裸眼3D互动方法，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法适用于针对粤剧的裸眼3D互动系统，所述针对粤剧的裸眼3D互动系统包括图像观察单元、数据处理单元和裸眼显示单元，其特征在于，所述针对粤剧的裸眼3D互动方法包括如下步骤：所述数据处理单元接收所述图像观察单元获取的粤剧表演图像，所述粤剧表演图像由多个图元构成；所述数据处理单元将所述图元的三维顶点坐标通过空间变换获得管线渲染后的图像；所述空间变换包括世界空间变换、观察空间变换、剪裁空间变换和显示空间变换；所述数据处理单元根据所述管线渲染后的图像获取单幅深度图像，并根据所述单幅深度图像合成多视点图像，以及控制所述裸眼显示单元对所述多视点图像进行裸眼显示。2.根据权利要求1所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从图元空间变换到世界空间中时具体包括：验证所述图元所述是否存在子图元；若所述图元不存在子图元，则将所述图元的三维顶点坐标作为世界空间中的位置坐标；若所述图元存在子图元，则将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mmodel确定世界空间的位置坐标即：其中px，py，pz分别为图元在世界空间中的位置，θ为旋转轴的角度，kx，ky，kz分别为缩放比例。3.根据权利要求2所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从世界空间变换到观察空间时具体包括：将所述图元的三维顶点通过变换矩阵Mview从世界空间变换到观察空间即：其中tx，ty，tz分别是世界空间中图像观察单元的位置坐标，-tx，-ty，-tz表示图像观察单元移到世界空间中的逆过程，θ为旋转轴的角度。4.根据权利要求3所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间时具体包括：获取所述图像观察单元的最近图像的坐标范围Near、最远图像的坐标范围Far、视角FOV；利用投影矩阵Mfrustum计算图像的高度比Aspect即：三维顶点坐标与所述投影矩阵Mfrustum的乘积即可得到所述图元的三维顶点坐标从观察空间变换到剪裁空间Pclip的坐标即：其中，x，y，z分别为图元的三维顶点坐标。5.根据权利要求4所述的针对粤剧的裸眼3D互动方法，其特征在于，在将所述图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间时具体包括：获取裸眼显示单元的像素宽度pixelwidth、像素高度pixelheight；根据屏幕映射公式将图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间，即：其中，所述screenx为图元的三维顶点坐标从剪裁空间变换到显示空间的横坐标，所述screeny...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊燚，
申请(专利权)人：杭州行开科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33