内容敏感的虚拟路径重定向方法技术

本发明专利技术提出了一种内容敏感的虚拟路径重定向方法，这是第一个考虑视觉特征的路径重定向方法。该方法提取并考虑了三维虚拟场景的各种视觉特征。方法分三个步骤：提取虚拟场景的视点相关和视点无关的视觉特征的集合并将其存储在视觉特征贴图中；然后，根据从视觉特征图得出的变形敏感因素，通过质子弹簧系统优化，使场景的行走路径变形，达到重定向的效果，以适应物理定位空间的限制；最后，当用户在重定向后的路径上漫游虚拟场景时，我们采用了一种新颖的细节保留渲染算法来保留原始的场景细节。与没有特征指导的路径重定向方法相对比，我们在多个场景上测试了我们的方法，结果表明我们的方法有更少的虚拟场景三维网格的失真，更好的用户真实感体验。

【技术实现步骤摘要】
内容敏感的虚拟路径重定向方法
本专利技术涉及一种内容敏感的虚拟路径重定向方法。
技术介绍
由于现实世界中的障碍物的存在和空间的局限，在大型虚拟环境中模拟自然行走仍是一个挑战。因此有研究者提出了路径重定向方法，它可以修改虚拟环境中的用户路径，让用户遵守现实空间的物理限制的同时在虚拟场景中漫游。路径重定向的方法主要分为静态映射和动态映射两类。在动态重定向步行的过程中，程序通过轻微的场景旋转和平移来改变提供给用户的视觉输入，给用户带来在大空间中行走的错觉，从而避免了来自物理障碍物的干扰。动态重定向步行的挑战在于设计对用户位置和方向的操纵，该操纵同时要足够大以实现避开障碍物，并且要足够小以保持不被察觉。而在较小的现实空间(如四平方米的方形空间)中，动态映射很难在用户感知不到情况下进行重定向，且这样会导致用户的虚拟幻境头晕现象。在静态路径重定向中，以可用物理空间和虚拟场景作为输入，在预处理中将虚拟场景的可行走子空间映射到物理空间。当用户在虚拟场景中漫游时，视线中的场景会变形，以引导用户更改其路径以符合物理空间。静态映射的目标是将失真设计得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内容敏感的虚拟路径重定向方法，其特征在于包括以下三个步骤：/n步骤(1)、特征贴图的构建：对虚拟三维场景提取视觉特征，然后生成特征贴图；特征提取部分首先考虑利用图像特征提取技术实现三维场景的特征提取；这需要在三维场景中设置一系列相机位置，以做到从这些位置观察能完全覆盖场景所有部分，且能更好地提取特征；设置完相机位置后，在这些位置渲染场景的彩色图和深度图，然后在这些图中提取显著度、边缘、直线、直角等特征；再提取三维网格的法线变化特征作为三维视觉特征；并将各种特征进行合并，由此计算出三维网格上所有点的视觉特征密度值；最后利用烘焙技术将特征密度值保存到特征贴图中；/n步骤(2)、内容敏感的静...

【技术特征摘要】
1.一种内容敏感的虚拟路径重定向方法，其特征在于包括以下三个步骤：
步骤(1)、特征贴图的构建：对虚拟三维场景提取视觉特征，然后生成特征贴图；特征提取部分首先考虑利用图像特征提取技术实现三维场景的特征提取；这需要在三维场景中设置一系列相机位置，以做到从这些位置观察能完全覆盖场景所有部分，且能更好地提取特征；设置完相机位置后，在这些位置渲染场景的彩色图和深度图，然后在这些图中提取显著度、边缘、直线、直角等特征；再提取三维网格的法线变化特征作为三维视觉特征；并将各种特征进行合并，由此计算出三维网格上所有点的视觉特征密度值；最后利用烘焙技术将特征密度值保存到特征贴图中；
步骤(2)、内容敏感的静态映射路径优化：该方法使用了基于质子弹簧模型的力学模拟系统，在系统中设置了传统的保长弹簧和本文自创的保角弹簧，并根据步骤一种构建的特征贴图，计算出场景各个区域的扭曲形变敏感度，依据此来指导路径优化；该优化策略结合了以往的全局优化方法和分段优化方法，使用递增式的优化策略，避免了全局优化得到可行解速度慢的缺点和分段优化缺少全局考虑的缺点，在快速得到可...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉莉，刘毅，石雪怀，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11