三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器将所述纹理对应的虚拟场景渲染到显示设备。针对不同类型的虚拟场景来选择不同的三维场景呈现方法，由观察模式决定三维场景呈现方式，因而处于不同的观测角度的用户都能获得最佳视角，提高了用户的沉浸式体验。

Three-dimensional scene rendering methods, devices, devices and storage media

The invention discloses a three-dimensional scene rendering method, device, device and storage medium, which includes: acquiring the first spatial position relationship between the virtual camera and the virtual screen in the virtual scene; obtaining the view matrix of the virtual camera according to the first spatial position relationship, and obtaining the projection matrix of the virtual camera based on the observation mode; and obtaining the projection matrix of the virtual camera based on the view matrix and the virtual screen. The projection matrix obtains the texture of the virtual camera in the virtual scene, inputs the texture to the graphics processor, and renders the virtual scene corresponding to the texture to the display device. Different three-dimensional scene rendering methods are selected for different types of virtual scenes, and the mode of three-dimensional scene rendering is determined by the observation mode. Therefore, users with different observation angles can get the best perspective and improve the user's immersive experience.

【技术实现步骤摘要】
三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及人机交互
，尤其涉及一种三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
虚拟现实技术是人机交互技术中的一个重要分支，虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，利用计算机生成一种模拟环境，用户可沉浸于三维动态视景仿真中。在此过程中，用户通过佩戴3D眼镜来观看3D显示设备中呈现的虚拟三维场景。在一般三维显示系统中，视图矩阵和投影矩阵未根据用户的观测角度以及不同的虚拟场景来进行对应的特殊处理，用户往往无法获得最佳的沉浸式体验。
技术实现思路
本专利技术提供一种三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质，旨在提高用户的沉浸式体验。为实现上述目的，本专利技术提供一种三维场景呈现方法，所述方法包括：获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器基于所述纹理将对应的虚拟场景渲染到显示设备。优选地，所述获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系的步骤包括：通过硬件系统检测3D眼镜与显示设备的第二空间位置关系；基于所述第二空间位置关系，获得与所述第二空间位置关系直接对应的所述第一空间位置关系。优选地，所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤包括：根据计算公式计算所述投影矩阵，所述计算公式如下：其中，M表示投影矩阵，l、r、t、b分别表示视锥体近平面的左、右、上、下的坐标，n是近平面距离，f是远平面距离。优选地，所述观察模式包括固定点模式和固定线模式，所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤之前还包括：判断所述观察模式是所述固定点模式还是所述固定线模式；所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤还包括：若所述观察模式是所述固定点模式，则所述投影矩阵为一个标准的对称的透视投影矩阵，l和b的取值均为-0.5，r和t的取值均为0.5；若所述观察模式是所述固定线模式，则根据所述第一空间位置关系，计算出所述l、r、t、b的值。优选地，将所述纹理输入图形处理器的步骤包括：创建并绑定所述纹理；将所述纹理输入所述图形处理器，并在所述纹理使用完毕后删除所述纹理。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种三维场景视图呈现装置，所述三维场景视图呈现装置包括：位置关系获取模块，用于获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；第一获得模块，用于根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；第二获得模块，用于基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；渲染模块，用于将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器基于所述纹理将对应的虚拟场景渲染到显示设备。优选地，所述位置关系获得模块，还用于：通过硬件系统检测3D眼镜与显示设备的第二空间位置关系；基于所述第二空间位置关系，获得与所述第二空间位置关系直接对应的所述第一空间位置关系。优选地，所述第一获得模块，还用于：创建并绑定所述纹理；将所述纹理输入所述图形处理器，并在所述纹理使用完毕后删除所述纹理。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种三维场景呈现设备，所述三维场景呈现设备包括处理器，存储器以及存储在所述存储器中的三维场景呈现程序，所述三维场景呈现程序被所述处理器运行时，实现如上所述的三维场景呈现方法的步骤。此外，为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有三维场景呈现程序，所述三维场景呈现程序被处理器运行时实现如上所述三维场景呈现方法的步骤。相比现有技术，本专利技术提供一种三维场景呈现方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器基于所述纹理将对应的虚拟场景渲染到显示设备。针对不同类型的虚拟场景来选择不同的三维场景呈现方法，根据特定的视图矩阵和与观察模式相关的投影矩阵来获取虚拟相机的纹理，并将所述纹理输入图形处理器，进而将虚拟相机观测到的虚拟场景渲染至显示设备，本专利技术由观察模式决定三维场景呈现方式，因而处于不同的观测角度的用户都能获得最佳视角，提高了用户的沉浸式体验。附图说明图1是本专利技术各实施例涉及的三维场景呈现设备的硬件结构示意图；图2是本专利技术三维场景呈现方法第一实施例的流程示意图；图3是本专利技术固定点观察模式示意图；图4是本专利技术固定线观察模式示意图图5是本专利技术三维场景呈现装置第一实施例的功能模块示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例主要涉及的三维场景呈现设备是指能够实现网络连接的网络连接设备，所述三维场景呈现设备可以是服务器、云平台等。参照图1，图1是本专利技术各实施例涉及的三维场景呈现设备的硬件结构示意图。本专利技术实施例中，三维场景呈现设备可以包括处理器1001(例如中央处理器CentralProcessingUnit、CPU)，通信总线1002，输入端口1003，输出端口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；输入端口1003用于数据输入；输出端口1004用于数据输出，存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本专利技术的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。继续参照图1，图1中作为一种可读存储介质的存储器1005可以包括操作系统、网络通信模块、应用程序模块以及三维场景呈现程序。在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而处理器1001可以调用存储器1005中存储的三维场景呈现程序，并执行本专利技术实施例提供的三维场景呈现方法。本专利技术实施例提供了一种三维场景呈现方法。参照图2，图2是本专利技术三维场景呈现方法第一实施例的流程示意图。本实施例中，所述三维场景呈现方法应用于三维场景呈现设备，所述方法包括：步骤S101，获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；本实施例中，所述第一空间位置关系与第二空间位置关系直接对应，故可以直接根据所述第二空间位置关系获得所述第一空间位置关系，所述第一空间位置关系是指所述虚拟相机与所述虚拟屏幕的空间位置关系，所述第二空间位置关系是指3D眼镜与显示设备的空间位置关系。具体地，首先通过硬件系统检测3D眼镜与显示设备的第二空间位置关系；例如通过摄像头、距离/红外传感器等获得用户佩戴的3D眼镜与显示设备的第二空间位置关系，并将所述第二空间位置关系用三维坐标系中坐标位置表示。所述显示设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维场景呈现方法，其特征在于，所述方法包括：获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器基于所述纹理将对应的虚拟场景渲染到显示设备。

【技术特征摘要】
1.一种三维场景呈现方法，其特征在于，所述方法包括：获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系；根据所述第一空间位置关系获得所述虚拟相机的视图矩阵，并基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵；基于所述视图矩阵和所述投影矩阵，获得所述虚拟场景中的所述虚拟相机的纹理；将所述纹理输入图形处理器，由所述图形处理器基于所述纹理将对应的虚拟场景渲染到显示设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取虚拟场景中虚拟相机与虚拟屏幕的第一空间位置关系的步骤包括：通过硬件系统检测3D眼镜与显示设备的第二空间位置关系；基于所述第二空间位置关系，获得与所述第二空间位置关系直接对应的所述第一空间位置关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤包括：根据计算公式计算所述投影矩阵，所述计算公式如下：其中，M表示投影矩阵，l、r、t、b分别表示视锥体近平面的左、右、上、下的坐标，n是近平面距离，f是远平面距离。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述观察模式包括固定点模式和固定线模式，所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤之前还包括：判断所述观察模式是所述固定点模式还是所述固定线模式；所述基于观察模式获得所述虚拟相机的投影矩阵的步骤还包括：若所述观察模式是所述固定点模式，则所述投影矩阵为一个标准的透视投影矩阵，l和b的取值均为-0.5，r和t的取值均为0.5；若所述观察模式是所述固定线模式，则根据所述第一空间位置关系，计算出所述l、r、t、b的值。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志愿，陈小明，张小龙，
申请(专利权)人：深圳市未来感知科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44