用于VR的屏幕曲面调节系统和方法与流程

用于vr的屏幕曲面调节系统和方法
技术领域
1.本技术涉及vr虚拟现实技术领域，更具体地，涉及用于vr的屏幕曲面调节系统和方法。


背景技术：

2.虚拟现实(virtual reality，简称vr)影院为了引入其社交性元素，允许多人在同一虚拟影院观影。用户可以加入已经存在的影吧，也可以创建自己的影吧并邀请其他好友一起看电影。当用户随机进入多人观影的vr影院时，每个人在虚拟影院中的座位距离屏幕的远近是不同的。此时如果把屏幕调整为统一的曲面幅度进行观影，就会影响用户的观影体验。在目前的虚拟影院中，当用户将屏幕调整为曲面观影时，只能由系统调整统一的曲面幅度进行观影，不考虑每个人在虚拟影院中的座位远近不同的因素，对于位置较偏的用户也不考虑适当地校正观影视角，因此不能达到最佳的曲面观影视觉效果。例如，当用户的座位距离屏幕较近时，如果曲面弯曲程度较小，则无法体验宽广视角立体的效果；而当用户的座位距离屏幕较远时，如果曲面弯曲程度太大，则会造成视角上的画面变形突兀，严重影响了用户的观影体验。再者，对于座位较偏的用户来说，也不能获得最大范围的水平视角，这势必严重影响用户的观影体验。
3.因此，本领域技术对于基于vr影院中用户距离屏幕的距离来调节屏幕曲面的方法存在需求。该方法能够为用户提供个性化的观影视觉感受，充分改善了用户体验。


技术实现要素：

4.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更加详细的描述之序。
5.本技术基于对用户位置的考虑，提供了一种屏幕曲面调节系统和方法。该系统和方法能够充分考虑虚拟影院中不同用户的座位距离屏幕的远近，以屏幕宽度的中心为原点初始化坐标，将不在中轴线上的坐标重新映射到中轴线上，然后再计算新坐标所对应的屏幕曲面半径，并根据计算得到的曲面半径进行屏幕曲面变形。
6.本技术还提供了一种用于vr虚拟影院的设备，包括：处理器；存储器，用于存储处理器可执行的指令；以及显示器，用于向用户显示vr虚拟影院，其中当处理器执行上述可执行指令时执行本技术的方法以调节显示器上显示的虚拟影院的曲面屏幕。
7.此外，由系统来判断是否需要对中轴线上的座位进行适当偏移修正，主要分为以下两种情况：第一，如果系统判断需要对中轴线上的座位进行偏移修正，则进行适量偏移修正，并对其他座位进行相应的偏移修正；第二，如果被重新定位到中轴线上的偏座需要进行偏移修正，则进行适量偏移修正。当然，偏座重新定位到中轴线后，最后都需要对其他座位进行相应坐标调整。
8.通过使用本技术的系统和方法，能够为影院不同位置处的用户提供个性化的曲面变形调整，从而为用户提供最佳的观影体验。
9.为能达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文中充分描述并在所附权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方面的某些解说性特征。但是，这些特征仅仅是指示了可采用各种方面的原理的各种方式中的若干种，并且本描述旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图说明
10.为了能详细理解本技术的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。
11.在附图中：
12.图1是解说根据本技术实施例的用于vr的屏幕曲面调节系统的结构框图；
13.图2是解说根据本技术实施例的用于vr的屏幕曲面调节方法的流程图；
14.图3是解说根据图2所示的方法对处于中轴线上的座位进行曲面半径计算的示意图；
15.图4是解说根据图2所示的方法对处于中轴线以外的偏座进行曲面半径计算的示意图；以及
16.图5是解说根据图2所示的方法在根据图3和图4对相应座位计算曲面半径之后对其它座位的坐标进行调整的示意图。
具体实施方式
17.以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在某些实例中，以框图形式示出众所周知的组件以便避免淡化此类概念。
18.应当理解，基于本公开，其他实施例将是显而易见的，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出系统、结构、过程或机械改变。
19.如上所述，传统的屏幕曲面变形针对所有用户进行统一的屏幕曲面变形，完全不考虑用户座位距离屏幕的远近。这样的统一处理造成只有在影院中轴线附近的少量用户才能获得较好的观影效果，这必然会影响大多数用户的观影体验。
20.本技术的技术方案结合用户在影院中的不同位置，对其所在位置的处进行个性化的屏幕变形，从而使得影院中几乎所有的用户都能获得最佳的观影体验，这大大提升了用户的感受。
21.本技术的第一方面提供了一种用于vr的屏幕曲面调节系统。图1示出了根据本技术的实施例的用于vr的屏幕曲面调节系统100的框图。如图1中所示，该系统100主要包括以下模块：坐标获取模块101、曲面半径计算模块102、屏幕曲面变形模块103、中轴线座位判断模块104、距离计算模块105、新坐标确定模块106、坐标调整模块107、以及偏移修正模块
108。
22.其中，坐标获取模块101用于获取某个座位的坐标；
23.曲面半径计算模块102用于计算适合于该座位的最佳曲面半径；
24.屏幕曲面变形模块103用于执行适合于该座位的屏幕曲面变形；
25.中轴线座位判断模块104用于判断该座位是否处于中轴线上；
26.距离计算模块105用于计算该座位距离坐标原点的距离；
27.新坐标确定模块106用于确定该座位在中轴线上的新坐标；
28.坐标调整模块107用于在确定该座位的新坐标之后，相应地调整除该座位以外的其它座位的坐标；以及
29.偏移修正模块108用于在某些特定情况下对确定的新坐标进行偏移修正，以适应不同用户的个性化需求。例如，有时用户并不希望接受在中间位置的屏幕曲面变形，因为这样银幕的反射光路和入射光路的逆行会正射眼睛，从而造成眼睛的损伤。这时，距离中轴线位置稍稍偏离一点的位置观影效果可能更为适合他们。因此，需要对调整后的中轴线上的坐标进行偏移修正。
30.本技术的另一方面还提供了一种用于vr的屏幕曲面调节方法。该方法以屏幕宽度的中心为原点初始化坐标，首先获取某座位的坐标，判断其是否处在中轴线上。如果该座位处在中轴线上，直接计算屏幕弯曲的曲面半径；如果该座位不在中轴线上，先计算该偏座到坐标原点的距离，重新定位该偏座到中轴线上得到新的坐标，然后计算该偏座的屏幕弯曲的曲面半径。根据计算得到的曲面半径进行屏幕曲面变形。
31.此外，系统能够判断中轴线上的座位是否需要进行适当偏移修正：如果系统确定需要对中轴线座位进行偏移修正，则进行适量偏移修正，并对其他座位进行相应的偏移调整；如果被重新定位到中轴线上的偏座的坐标需要进行偏移修正，则进行适量偏移修正。当然，偏座被重新定位到中轴线后，最后都需要对其他座位进行相应偏移调整。通过结合不同位置从座位来动态地调整屏幕曲面的弯曲幅度，就能为影院中不同位置处的用户提供个性化的屏幕曲面观影体验。
32.图2示出了根据本技术的实施例的用于vr的屏幕曲面调节方法200的流程图。如图2中所示，该方法200主要包括以下步骤：
33.在步骤201处：以屏幕宽度的中心为原点初始化各个座位的坐标，其中屏幕水平向左设为x轴，距离屏幕垂直由近及远设为y轴；
34.在步骤202处：系统获取需要进行屏幕曲面变形的座位的坐标；
35.在步骤203处，根据所获取的坐标来确定该座位是否在中轴线上；
36.在步骤204处，如果步骤203的结果为“是”，则直接计算屏幕的曲面半径；
37.并且在步骤205处根据所计算的曲面半径对屏幕进行曲面变形。在不需要进行偏移修正的情况下，该流程结束。
38.如果步骤203的结果为“否”，则行进至步骤206，并在此计算该座位到坐标原点的距离；
39.在步骤207处，根据所计算的距离确定该座位在中轴线上的新坐标，然后回到步骤204和205，根据新坐标来计算曲面半径，并根据所计算的曲面半径对屏幕进行曲面变形。
40.当将偏座坐标重新映射为中轴线上的新坐标之后，即使不需要进行偏移修正，仍
然需要在步骤208处重新调整其他座位的坐标。该流程结束。
41.然而在某些情况下，系统可能确定需要对中轴线上的座位进行偏移修正，或者有时候用户并不希望接受在中间位置的屏幕曲面变形，因为这样银幕的反射光路和入射光路的逆行会正射眼睛，从而造成眼睛的损伤。这时，距离中轴线位置稍稍偏离一点的位置观影效果可能更为适合他们。无论在以上任何一种情况下，都需要对中轴线上的座位进行偏移修正。
42.在步骤209处，判断是否需要对中轴线上的坐标进行适当偏移修正。
43.如果结果为“是”，则在步骤210处对新坐标进行适当的偏移修正。如果该需求是系统确定，则进行偏移修正后在步骤211处对其它座位的坐标进行调整，该流程结束。
44.如果偏移修正需求由某个用户提出，则在步骤210处对新坐标进行适当的偏移修正后，该流程结束。
45.以下结合图3到图5来详细说明根据本技术的用于vr的屏幕曲面调节方法200的计算过程。
46.中轴线上座位的曲面半径计算方法(参见图3)
47.参数说明：
48.设vr巨幕屏幕宽度为w，中座a、中座b、中座c的坐标依次为(x
a
,y
a
)、(x
b
,y
b
)、(x
c
,y
c
)；中座a、中座b、中座c到屏幕左端点的距离依次为ρ
a
，ρ
b
，ρ
c
，记作曲面半径；设中座a、中座b、中座c的曲面半径到中轴线的夹角分别为α1、α2、α3；设中座a、中座b、中座c对应的屏幕曲面弧长分别为s1、s2、s3；设中座a、中座b、中座c对应的水平视场角分别为θ1、θ2、θ3。
49.屏幕中轴线上座位的曲面半径计算过程如下：
50.1、中座a到屏幕左端点距离为:
51.2、中座a的ρ
a
曲面半径到中轴线的夹角为α1，
52.3、计算中座a的屏幕曲面弧长：
53.4、计算中座a的水平视场角：
54.5、中座b和中座c以此类推，计算结果如下：
[0055][0056][0057]
屏幕中轴线外偏座上的曲面半径计算方法(参见图4)
[0058]
参数说明：
[0059]
设屏幕的宽度为w，偏座为a点,b点为a点在中轴线上的新映射坐标，a(x
a
,y
a
)、b(x
b
,y
b
)；设b点的ρ
b
曲面半径到中轴线的夹角为α，设b点对应的屏幕曲面弧长为s
b
，设b点上的水平视场角为θ
b
。
[0060]
屏幕中轴线以外的偏座的曲面半径计算过程如下：
[0061]
1、座a到原点的距离为ρ
a
,
[0062]
2、以坐标原点为中心，以ρ
a
为圆半径，做圆弧与中轴线相交于b点；
[0063]
3、b点为a点在中轴线上的新映射坐标；b点到屏幕左端c点的距离为ρ
b
，|y
b
|＝ρ
a
；
[0064]
4、以ρ
b
为曲面半径做屏幕曲面变形，
[0065]
5、计算b点的屏幕曲面弧长：
[0066][0067]
6、计算b点的水平视场角：
[0068]
其他座位的坐标调整方法(参见图5)
[0069]
参数说明：
[0070]
设座位p1在中轴线左侧，座位p2在中轴线右侧，坐标分别为p1(x
p1
,y
p1
),p2(x
p2
,y
p2
)；座位p1和座位p2到坐标原点的距离分别为ρ
p1
,ρ
p2
；点p1和点p2在中轴线上的新映射坐标分别为p(x
p
,y
p
),q(x
q
,y
q
)；其他任何第i排第j列座位的坐标为a(x
i,j
,y
i,j
)。
[0071]
其他座位坐标调整方法分为以下两种情况。
[0072]
第一，当座位在中轴线左侧时
[0073]
左侧点p1映射后的其他座位的映射点a
*
坐标调整方法说明：
[0074]
1、计算
[0075]
2、点p1在中轴线上的映射点p的坐标，x
p
＝0,y
p
＝ρ
p1
；
[0076]
3、点p1的坐标分量偏移计算如下：
[0077]
δx
p1
＝|x
p-x
p1
|＝|x
p1
|,δy
p1
＝|y
p-y
p1
|＝|ρ
p1-y
p1
|；
[0078]
4、映射点a
*
(x*
i,j
,y*
i,j
)的坐标分量计算如下：
[0079]
x*
i,j
＝x
i,j-δx
p1
，y*
i,j
＝y
i,j
δy
p1
。
[0080]
第二，当座位在中轴线右侧时
[0081]
右侧点p2映射后的其他座位的映射点a
*
坐标调整方法说明：
[0082]
1、计算
[0083]
2、点p2在中轴线上的映射点q的坐标，x
q
＝0,y
q
＝ρ
p2
；
[0084]
3、点p2的坐标分量偏移计算如下：
[0085]
δx
p2
＝|x
q-x
p2
|＝|x
p2
|,δy
p2
＝|y
q-y
p2
|＝|ρ
p2-y
p2
|；
[0086]
4、映射点a
*
(x*
i,j
,y*
i,j
)的坐标分量计算如下：
[0087]
x*
i,j
＝x
i,j
δx
p2
，y*
i,j
＝y
i,j
δy
p2
。
[0088]
本技术还提供了一种用于vr虚拟影院的设备，包括：处理器；存储器，用于存储处理器可执行的指令；以及显示器，用于向用户显示vr虚拟影院，其中当处理器执行上述可执行指令时执行如上所述的方法以调节显示器上显示的虚拟影院的曲面屏幕。
[0089]
相对于现有技术而言，利用本技术所提出的用于vr的屏幕曲面调节系统和方法具
备以下优点：
[0090]
1、该屏幕曲面调节系统和方法根据用户座位距离屏幕远近的不同，通过算法计算出不同的屏幕曲面半径，使得影院不同位置处的用户都能获得最佳的观影体验；
[0091]
2、该屏幕曲面调节系统和方法同时通过判断座位是否在中轴线上来确定是直接计算屏幕曲面半径；还是进行坐标映射后再计算屏幕曲面半径，从而能够为指定用户提供最佳的观影体验；
[0092]
3、当对某一偏座的用户进行屏幕曲面调节之后，该系统和方法还能够适应性地调整其它座位的坐标，并使得影院所有座位上的用户都能获得最佳的观影体验；
[0093]
4、当某些用户因为个性化需要而要对中轴线上的座位进行偏移修正时，该系统和方法也能够根据用户需求对中轴线上的坐标进行适当的偏移修正，以获得个性化的观影体验。
[0094]
应该理解，所公开的方法中各步骤的具体次序或阶层是示例性过程的解说。基于设计偏好，应该理解，可以重新编排本文描述的方法或方法体系中各步骤的具体次序或阶层。所附方法权利要求以样本次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或阶层，除非在本文中有特别叙述。
[0095]
提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所述的各种方面。对这些方面的各种改动将容易为本领域技术人员所明白，并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的各方面，而是应被授予与权利要求的语言相一致的全部范围，其中对要素的单数形式的引述并非旨在表示“有且仅有一个”(除非特别如此声明)而是“一个或多个”。除非特别另外声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。引述一列项目中的至少一个摂的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。作为示例，“a、b或c中的至少一者”旨在涵盖：至少一个a；至少一个b；至少一个c；至少一个a和至少一个b；至少一个a和至少一个c；至少一个b和至少一个c；以及至少一个a、至少一个b和至少一个c。本公开通篇描述的各种方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此，且旨在被权利要求所涵盖。此外，本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众，无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。