图像显示方法和装置、计算机系统和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本公开的实施例公开了一种图像显示方法和装置。该图像显示方法包括：基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；基于至少两个现实屏幕的大小信息和至少两个现实屏幕在空间坐标系中的位置信息，构建分别与至少两个现实屏幕相对应的至少两个虚拟屏幕；将摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，并基于虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将虚拟场景图像的图像部分投射到虚拟摄像机所面向的至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域；以及对所投射的图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到至少两个现实屏幕上的与虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示。

【技术实现步骤摘要】
图像显示方法和装置、计算机系统和计算机可读存储介质
本公开涉及计算机视觉
，尤其涉及一种图像显示方法和装置、计算机系统和计算机可读存储介质。
技术介绍
洞穴状自动虚拟环境（CaveAutomaticVirtualEnvironment，CAVE）系统是一种虚拟现实显示系统，可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。当观察者在CAVE系统中移动时，CAVE系统可以根据观察者的位置和姿态自动在每个屏幕上显示正确的立体透视图像。在目前的CAVE系统中，各个屏幕只能为一台摄像机的拍摄显示正确的立体透视图像，而不能同时为多台摄像机的拍摄显示正确的立体透视图像。在使用多台摄像机拍摄CAVE系统中的各个屏幕的显示内容时，除了位于最佳视点的一台摄像机外，其他位置的摄像机拍摄的图像都会有所拉伸或变形。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，本公开的实施例公开了一种图像显示方法，用于洞穴状自动虚拟环境系统，包括：基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；基于至少两个现实屏幕的大小信息和至少两个现实屏幕在空间坐标系中的位置信息，构建分别与至少两个现实屏幕相对应的至少两个虚拟屏幕；将摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，并基于虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将虚拟场景图像的图像部分投射到虚拟摄像机所面向的至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域；以及对所投射的图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到至少两个现实屏幕上的与虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示。根据本公开的第二方面，本公开的实施例公开了一种图像显示装置，用于洞穴状自动虚拟环境系统，包括：坐标系构建单元，被配置为基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；屏幕构建单元，被配置为基于至少两个现实屏幕的大小信息和至少两个现实屏幕在空间坐标系中的位置信息，构建分别与至少两个现实屏幕相对应的至少两个虚拟屏幕；图像投射单元，被配置为将摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，并基于虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将虚拟场景图像的图像部分投射到虚拟摄像机所面向的至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域；以及图像渲染单元，被配置为对图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到至少两个现实屏幕上的与虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示。根据本公开的第三方面，本公开的实施例公开了一种计算机系统，包括：处理器；以及存储计算机程序的存储器，所述计算机程序在由处理器执行时使得处理器执行上述图像显示方法。根据本公开的第四方面，本公开的实施例公开了一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序在由处理器执行时使得处理器执行上述图像显示方法。根据本公开的一个或多个实施例，通过将摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，基于虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将虚拟场景图像的图像部分投射到虚拟摄像机所面向的至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域，对所投射的图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到至少两个现实屏幕上的与虚拟摄像机所面向的虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示，可以在多个摄像机同时拍摄CAVE系统的不同屏幕区域所显示的内容时为各个摄像机显示正确的立体透视图像。附图说明附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于说明实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。图1是示出根据本公开的实施例的图像显示方法的流程图；图2是示出根据本公开的实施例的图像显示装置的框图；图3是示出可以应用根据本公开的实施例的图像显示方法和装置的示例CAVE系统的结构示意图；图4是示出在图3所示的示例CAVE系统的左侧和右侧LED屏幕上分别显示不同的图像部分的示意图；以及图5是示出能够用于实现本公开的实施例的示例性计算机系统的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本公开进行进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外，还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与相关专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中使用的步骤或功能模块的编号仅用于对各个步骤或功能模块进行标识，而不用于限制各个步骤的执行顺序或各个功能模块相互之间的连接关系。为了方便理解，先结合附图对CAVE系统的结构和工作原理进行简要说明。图3是示出可以应用根据本公开的实施例的图像显示方法和装置的示例CAVE系统300的结构示意图。如图3所示，CAVE系统300包括红外摄像头302-1至302-6、有源以太网（POE）交换机304、控制服务器306、渲染服务器308-1至308-3、屏幕拼接器310、以及左侧、右侧、和地面发光二极管（LED）屏幕312-1至312-3，其中：红外摄像头302-1至302-6用于拍摄将显示虚拟场景图像的三维现实空间的实时图像，并通过POE交换机304将所拍摄的实时图像传送给控制服务器306和渲染服务器308-1至308-3；控制服务器306用于基于来自红外摄像头302-1至302-6的实时图像构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，确定观察者在所构建的空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标，并将空间坐标系的原点和轴向信息以及观察者在空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标传送给渲染服务器308-1至308-3；渲染服务器308-1至308-3用于基于来自红外摄像头302-1至302-6的实时图像、空间坐标系的原点和轴向信息、以及观察者在空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标对虚拟场景图像进行渲染，并将渲染后的虚拟场景图像传送给屏幕拼接器310；屏幕拼接器310用于将渲染后的虚拟场景图像划分为多个图像块，并分别将多个图像块传送给左侧、右侧、和地面LED屏幕312-1至312-3中的相应LED屏幕进行显示。这里，虚拟场景图像可以分为左侧、右侧、和地面三个图像部分，这三个图像部分将分别由渲染服务器308-1至308-3中的相应渲染服务器进行渲染，并且渲染后的各个图像部分将分别由左侧、右侧、和地面LED屏幕中的相应LED屏幕进行显示。具体地，左侧图像部分由渲染服务器308-1进行渲染，并且渲染后的左侧图像部分由左侧LED屏幕进行显示；右侧图像部分由渲染服务器308-2进行渲染，并且渲染后的右侧图像部分由右侧LED屏幕进行显示；地面图像部分由渲染服务器308-3进行渲染，并且渲染后的地面图像部分由地面LED屏幕进行显示。鉴于在目前的CAVE系统中，各个屏幕只能为一台摄像机的拍摄（相当于观察者的观看）提供正确的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像显示方法，用于洞穴状自动虚拟环境系统，包括：/n基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在所述空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；/n基于至少两个现实屏幕的大小信息和所述至少两个现实屏幕在所述空间坐标系中的位置信息，构建分别与所述至少两个现实屏幕相对应的至少两个虚拟屏幕；/n将所述摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，并基于所述虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将所述虚拟场景图像的图像部分投射到所述虚拟摄像机所面向的所述至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域；以及/n对所述图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到所述至少两个现实屏幕上的与所述虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像显示方法，用于洞穴状自动虚拟环境系统，包括：
基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在所述空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；
基于至少两个现实屏幕的大小信息和所述至少两个现实屏幕在所述空间坐标系中的位置信息，构建分别与所述至少两个现实屏幕相对应的至少两个虚拟屏幕；
将所述摄像机的位置坐标和姿态坐标绑定到虚拟摄像机，并基于所述虚拟摄像机的位置坐标和姿态坐标将所述虚拟场景图像的图像部分投射到所述虚拟摄像机所面向的所述至少两个虚拟屏幕上的虚拟屏幕区域；以及
对所述图像部分进行渲染并将渲染后的图像部分输出到所述至少两个现实屏幕上的与所述虚拟屏幕区域相对应的现实屏幕区域进行显示。


2.根据权利要求1所述的图像显示方法，其中，基于红外定位技术构建所述空间坐标系并确定所述摄像机的位置坐标和姿态坐标。


3.根据权利要求1所述的图像显示方法，其中，进一步基于所述至少两个现实屏幕在所述空间坐标系中的方向信息和角度信息中的至少一者构建所述至少两个虚拟屏幕。


4.根据权利要求1所述的图像显示方法，还包括：
确定所述摄像机的变焦与聚焦参数，并将所述摄像机的变焦与聚焦参数绑定到所述虚拟摄像机；以及
基于所述虚拟摄像机的变焦与聚焦参数，确定所述图像部分的大小。


5.根据权利要求1所述的图像显示方法，其中，基于棋盘格镜头标定的方式确定所述摄像机的变焦与聚焦参数。


6.一种图像显示装置，用于洞穴状自动虚拟环境系统，包括：
坐标系构建单元，被配置为基于空间定位技术构建将显示虚拟场景图像的三维现实空间的空间坐标系，并确定摄像机在所述空间坐标系中的位置坐标和姿态坐标；
屏幕构建单元，被配置为基于至少两个现实屏幕的大小信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷元江，徐立，马添翼，
申请(专利权)人：北京七维视觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11