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专利号: 2019107885780
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于云渲染的手机端VR场景交互式显示方法,其特征在于:使用HTML5编写网页页面VRPAGE,在页面VRPAGE中仅放置图像标记L和图像标记R,图像标记L和图像标记R分别用于显示VR场景的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR;图像标记L和图像标记R并排放置;把页面VRPAGE发布到网页服务器WWWSEVER上;在手机MOBPHONE上通过浏览器访问网页服务器WWWSEVER上的页面VRPAGE,使用WebSocket技术建立用于显示页面VRPAGE的浏览器客户端与渲染云端之间的TCP传输连接A001;在渲染云端加载VR场景模型,使用三维场景立体画面绘制技术生成VR场景的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR,渲染云端通过TCP传输连接A001把左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR传送给手机MOBPHONE的浏览器客户端,把左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR分别显示在手机MOBPHONE的浏览器中的页面VRPAGE的图像标记L和图像标记R中;把手机MOBPHONE和VR手机眼镜组合在一起形成头戴式虚拟现实显示设备A002;调节VR手机眼镜和手机MOBPHONE使虚拟现实显示设备A002正常工作,保证观看者戴上虚拟现实显示设备A002后能正常看到VR场景的立体画面,左眼画面图像IML是观看者通过VR手机眼镜的左眼通道能看到的全部画面,右眼画面图像IML是观看者通过VR手机眼镜的右眼通道能看到的全部画面;在手机MOBPHONE的浏览器中,使用HTML5的DeviceOrientation接口获取手机屏幕旋转方向测量数据ROTATION,把测量数据ROTATION通过TCP传输连接A001传送给渲染云端;渲染云端根据接收到的测量数据ROTATION来改变绘制左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR时使用的虚拟相机的向前观察方向和向上方向,重新生成左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR,并通过TCP传输连接A001把新的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR传送给在手机MOBPHONE的浏览器中显示的页面VRPAGE,页面VRPAGE收到新的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR后立即分别显示到图像标记L和图像标记R中;本方法的具体实现步骤如下:

1)本方法的第一部分编写页面VRPAGE并发布到网页服务器WWWSEVER上,具体实现步骤如下:

步骤Step101:使用HTML5编写网页页面VRPAGE,在页面VRPAGE中仅放置图像标记L和图像标记R,图像标记L和图像标记R分别用于显示VR场景的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR;图像标记L和图像标记R并排放置;

步骤Step102:把页面VRPAGE发布到网页服务器WWWSEVER上,使得通过网络可以用手机浏览器访问页面VRPAGE;

2)本方法的第二部分在渲染云端绘制VR场景的立体画面并把立体画面传送到手机MOBPHONE上显示,具体实现步骤如下:

步骤Step201:在手机MOBPHONE上通过浏览器访问网页服务器WWWSEVER上的页面VRPAGE,把页面VRPAGE显示在手机MOBPHONE的屏幕上;

步骤Step202:使用WebSocket技术建立访问页面VRPAGE的浏览器客户端与渲染云端之间的TCP传输连接A001;

步骤Step203:在渲染云端加载VR场景模型,计算从物理世界坐标系到VR场景虚拟世界坐标系的变换矩阵Mp2v;根据变换矩阵Mp2v,计算物理世界坐标系的X轴方向在VR场景虚拟世界坐标系中对应的单位向量U0,计算物理世界坐标系的Z轴负方向在VR场景虚拟世界坐标系中对应的单位向量W0;对绘制立体画面时使用的左眼虚拟相机和右眼虚拟相机进行初始化设置,其中左眼虚拟相机的向前观察方向初始化为W0,左眼虚拟相机的向上方向初始化为U0,左眼虚拟相机的视点位置El初始化为Em-δ(W0×U0)/||W0×U0||,右眼虚拟相机的向前观察方向初始化为W0,右眼虚拟相机的向上方向初始化为U0,右眼虚拟相机的视点位置Er初始化为Em+δ(W0×U0)/||W0×U0||,Em为左眼虚拟相机和右眼虚拟相机的视点连线的中点,δ为左眼虚拟相机和右眼虚拟相机的视点间距的二分之一;使用三维场景立体画面绘制技术生成VR场景的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR,左眼画面图像IML的分辨率为Mr×Nc,右眼画面图像IMR的分辨率为 表示对x向下取整,ms和ns为正整数;

步骤Step204:渲染云端通过TCP传输连接A001把压缩后的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR传送给手机MOBPHONE的浏览器客户端,手机MOBPHONE的浏览器客户端把解压后的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR分别显示在手机MOBPHONE的浏览器中的页面VRPAGE的图像标记L和图像标记R中;

3)本方法的第三部分实现在手机MOBPHONE上的VR场景交互式显示,具体实现步骤如下:

步骤Step301:把手机MOBPHONE和VR手机眼镜组合在一起形成头戴式虚拟现实显示设备A002,戴在观看者的头上;调节VR手机眼镜和手机MOBPHONE使虚拟现实显示设备A002正常工作,保证观看者戴上虚拟现实显示设备A002后能正常看到VR场景的立体画面,左眼画面图像IML是观看者通过VR手机眼镜的左眼通道能看到的全部画面,右眼画面图像IML是观看者通过VR手机眼镜的右眼通道能看到的全部画面;

步骤Step302:在手机MOBPHONE的浏览器中,使用HTML5的DeviceOrientation接口获取当前的手机屏幕旋转方向测量数据ROTATION,实现对因观看者头部转动导致手机屏幕旋转的角度测量;测量数据ROTATION包含偏航角、俯仰角和翻滚角三个角度,把当前的测量数据ROTATION通过TCP传输连接A001传送给渲染云端;

步骤Step303:渲染云端把收到的当前的测量数据ROTATION保存在变量TEMROTATION中;渲染云端根据保存在变量TEMROTATION中的当前的测量数据ROTATION的偏航角、俯仰角和翻滚角,计算从当前的手机设备坐标系到物理世界坐标系的变换矩阵Md2w;根据变换矩阵Md2w,计算当前的手机设备坐标系的X轴方向在物理世界坐标系中对应的单位向量U1,计算当前的手机设备坐标系的Z轴负方向在物理世界坐标系中对应的单位向量W1;根据变换矩阵Mp2v,计算单位向量U1在VR场景虚拟世界坐标系中对应的单位向量U2,计算单位向量W1在VR场景虚拟世界坐标系中对应的单位向量W2;把左眼虚拟相机的向前观察方向更新为W2,把左眼虚拟相机的向上方向更新为U2,把左眼虚拟相机的视点位置El更新为Em-δ(W2×U2)/||W2×U2||,把右眼虚拟相机的向前观察方向更新为W2,把右眼虚拟相机的向上方向更新为U2,把右眼虚拟相机的视点位置Er更新为Em+δ(W2×U2)/||W2×U2||;使用三维场景立体画面绘制技术生成VR场景的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR,左眼画面图像IML的分辨率为Mr×Nc,右眼画面图像IMR的分辨率为步骤Step304:渲染云端通过TCP传输连接A001把压缩后的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR传送给手机MOBPHONE的浏览器客户端,手机MOBPHONE的浏览器客户端把解压后的左眼画面图像IML和右眼画面图像IMR分别显示在手机MOBPHONE的浏览器中的页面VRPAGE的图像标记L和图像标记R中,实现显示画面更新;

步骤Step305:渲染云端判断是否到达结束交互式显示的条件,如果到达,则转步骤Step306,否则转步骤Step302;

步骤Step306:结束VR场景交互式显示。