一种基于场景分层的光场渲染方法技术

本发明专利技术涉及一种基于场景分层的光场渲染方法，以解决现有技术中对3D场景大深度部分进行较高分辨率渲染导致的算力浪费的问题。本发明专利技术包括：使用模型渲染工具进行实验获得三维光场显示中感知分辨率随光场显示深度的变化曲线；根据感知分辨率随光场显示深度的变化曲线，选定深度阈值，将场景划分为不同层级；对不同层级的3D场景进行渲染；确定不同层级间的遮挡关系，得到低分辨率的视差图像；对视差图像进行超分辨率重建与像素编码，得到高分辨率的合成图像。通过仿真实验获得理想状态下光场显示深度与人眼感知到的显示分辨率的变化关系，结合深度学习超分辨率方法提高合成图像的显示分辨率，从而实现高质量且算力损耗小的显示效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于场景分层的光场渲染方法


[0001]本专利技术本属于三维显示领域，尤其是涉及一种基于场景分层的光场渲染方法。

技术介绍

[0002]三维光场显示技术通过生理因素或心理因素产生立体视觉。常见的三维显示方法，如光栅3D显示、集成成像3D显示、体三维显示等3D显示技术运用双目视差等生理以及心理因素使视差图像显示在2D显示屏上，从而使观众可以感受到屏幕中物体的深度信息，呈现立体感。三维图像的清晰度不仅与光场显示系统的显示分辨率、透镜阵列到LCD的距离、扩散膜到透镜阵列的距离等因素有关，也与光场显示系统的显示深度有关。对于出入屏距离小的显示内容，图像的渲染分辨率与显示分辨率越高，三维图像的清晰度越高，人眼观看的效果越好；对于出入屏距离大的显示内容，如果图像的分辨率过高，会由于体像素较大导致重影和模糊的现象，降低图像的显示清晰度，同时也是对算力不必要的浪费。
[0003]公开号为CN110956689A，公开日为2020
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03的专利技术专利文献公开了一种三维悬浮光场显示系统及显示方法，参阅其[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过实验获得三维光场显示中感知分辨率随光场显示深度的变化曲线；步骤2，根据感知分辨率随光场显示深度的变化曲线，选定深度阈值，将场景划分为不同层级；步骤3，对不同层级的3D场景进行渲染；步骤4，确定不同层级间的遮挡关系，得到低分辨率的视差图像；步骤5，对视差图像进行超分辨率重建与像素编码，得到高分辨率的合成图像。2.根据权利要求1所述的一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在于，对不同层级的3D场景进行渲染的具体步骤如下：通过实验获得的感知分辨率随光场显示深度的变化曲线得到感知分辨率随光场显示深度的变化函数，根据变化函数设置位于不同显示深度的场景层级的渲染分辨率，使每个场景层级的渲染分辨率为当前显示深度下的感知分辨率；对零平面所在场景层级以及n个零平面附近的场景层级进行新视点图像的生成，使这些层级具有离散化程度高，清晰度高的渲染结果；对于远离零平面的其他层级，不进行新视点图像的生成，得到离散化程度低，清晰度低的低分辨率渲染结果；所述新视点图像的生成技术包括基于深度学习、基于光流、基于视差或深度图像的绘制方法。3.根据权利要求1所述的一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在于，确定不同层级间的遮挡关系，得到低分辨率的视差图像，具体步骤如下：根据层级与视点之间的远近距离，对层级排序以确定优先级，使距离视点近的场景层级图像覆盖距离远的场景层级图像，得到具有正确遮挡关系的视差图像。4.根据权利要求1所述的一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在于，实验获得三维光场显示中感知分辨率随光场显示深度的变化曲线的步骤如下：使用模型渲染工具对3D场景进行光场仿真实验，通过调整虚拟场景零平面的位置改变场景的显示深度，测量三维光场显示中人眼观看到的感知分辨率，从而获得三维光场显示中感知分辨率随光场显示深度的变化曲线。5.根据权利要求1所述的一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在于，所述感知分辨率随光场显示深度的变化曲线，其中：变化曲线对应横坐标表示光场显示深度，即显示的场景平面距离场景零平面的距离，从视点方向观看，如果显示的场景平面在场景零平面之后，则显示深度为负值；如果显示的场景平面在场景零平面之前，则显示深度为正值；变化曲线对应纵坐标表示人眼感知分辨率的数值。6.根据权利要求1所述的一种基于场景分层的光场渲染方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢树军，于迅博，聂子涵，高鑫，黄辉，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：