增强现实设备的软阴影处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种增强现实设备的软阴影处理方法和装置。该方法包括：获取增强现实设备的运动向量，根据运动向量，获取增强现实设备的AR场景相机的第一移动向量，其中，AR场景相机随所述增强现实设备的移动而移动；根据第一移动向量，确定阴影相机的第二移动向量；控制阴影相机移动第二移动向量后，生成阴影图，其中，阴影相机移动第二移动向量后生成的阴影图与移动第二移动向量前生成的阴影图相比，移动整数个像素，根据阴影图生成并输出图像帧。本发明专利技术实施例的方法，消除了AR设备移动时软阴影边缘的闪烁。

Soft shadow processing method and device of augmented reality equipment

【技术实现步骤摘要】
增强现实设备的软阴影处理方法和装置
本专利技术实施例涉及图像处理
，尤其涉及一种增强现实设备的软阴影处理方法和装置。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，简称：AR)应用中，需要将虚拟场景和真实场景叠加起来，其中真实场景来自摄像头拍摄的真实场景照片，而虚拟场景通常通过一些模型表示，如果直接将模型叠加至场景照片上，会因为缺少阴影，而出现明显的违和感，为了增强AR场景的真实度的，可以在AR场景中增加阴影。进一步的，可以通过软阴影(SoftShadow)技术在阴影周边制造虚化的效果，以模拟真实场景中的阴影渐变，进一步提升AR场景的真实度。现有基于阴影图(ShadowMap)的阴影算法，会在阴影边缘产生锯齿。现有技术中通常采用百分比渐进法(PCF)在去除锯齿的同时实现软阴影效果。然而这类算法需要投入大量的计算量进行多重采样插值保证阴影边缘的锯齿被完全消除，否则将会导致AR设备移动时，阴影边缘出现闪烁。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种增强现实设备的软阴影处理方法和装置，以低计算成本解决现有AR设备移动时软阴影边缘会出现闪烁的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种增强现实设备的软阴影处理方法，包括：获取增强现实AR设备的运动向量，根据运动向量，获取AR设备的AR场景相机的第一移动向量，其中，AR场景相机随AR设备的移动而移动；根据第一移动向量，确定AR设备的阴影相机的第二移动向量；AR场景相机进行场景渲染；阴影相机进行阴影渲染，生成图像帧中的阴影图；根据AR场景相机和阴影相机的渲染结果生成图像帧；其中，图像帧中的阴影图相对于上一图像帧中的阴影图移动整数个像素；控制阴影相机移动第二移动向量；生成阴影图；根据阴影图生成并输出图像帧；其中，阴影相机移动第二移动向量后生成的阴影图与移动第二移动向量前生成的阴影图相比，移动整数个像素。在一种可能的实现方式中，根据第一移动向量，确定AR设备的阴影相机的第二移动向量，包括：将第一移动向量投影到灯光空间的XoY平面，获得第一移动向量在X轴上的第一移动距离以及在Y轴上的第二移动距离；灯光空间是以灯光所在的位置为原点，灯光的照射方向为-Z轴，灯光的右方为X轴，灯光的上方为Y轴；根据单个阴影图像素的真实长度和真实宽度、第一移动距离和第二移动距离，确定阴影相机在X轴的第三移动距离和在Y轴的第四移动距离；根据第三移动距离和第四移动距离，确定AR设备的阴影相机的第二移动向量。在一种可能的实现方式中，根据第三移动距离和第四移动距离，确定AR设备的阴影相机的第二移动向量，包括：将平面向量F(S3，S4，0)从灯光空间反向投影到世界空间，获得第二移动向量；其中，S3表示第三移动距离，S4表示第四移动距离。在一种可能的实现方式中，根据单个阴影图像素的真实长度和真实宽度、第一移动距离和第二移动距离，确定阴影相机在X轴的第三移动距离和在Y轴的第四移动距离，包括：根据如下公式确定第三移动距离：S3＝floor(S1/L)*L；根据如下公式确定第四移动距离：S4＝floor(S2/W)*W；其中，S1表示第一移动距离，S2表示第二移动距离，S2表示第三移动距离，S4表示第四移动距离，floor表示向下取整，L表示真实长度，W表示真实宽度。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取AR场景相机的视锥在灯光空间中的包围盒；获取包围盒在XoY平面的投影区域的长度和宽度；将长度除以阴影图的分辨率长度，获得真实长度，将宽度除以阴影图的分辨率宽度，获得真实宽度。在一种可能的实现方式中，获取AR场景相机的视锥在灯光空间中的包围盒，包括：获取AR场景相机的视锥的包围球；将包围球转换到灯光空间，并获取包围球在灯光空间的包围盒。在一种可能的实现方式中，将第一移动向量投影到灯光空间的XoY平面，包括：通过预设矩阵，将第一移动向量投影到XoY平面。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据灯光的参数，确定预设矩阵；灯光的参数包括：灯光的位置、姿态角、视场角fov的角度。第二方面，本专利技术实施例提供一种增强现实设备的软阴影处理装置，包括：获取模块，用于获取增强现实AR设备的运动向量，根据运动向量，获取AR设备的AR场景相机的第一移动向量，其中，AR场景相机随AR设备的移动而移动；确定模块，用于根据第一移动向量，确定AR设备的阴影相机的第二移动向量；控制模块，用于控制AR场景相机进行场景渲染；阴影相机进行阴影渲染，生成图像帧中的阴影图；根据AR场景相机和阴影相机的渲染结果生成图像帧；其中，图像帧中的阴影图相对于上一图像帧中的阴影图移动整数个像素；控制阴影相机移动第二移动向量；处理模块，用于生成阴影图；根据阴影图生成并输出图像帧；其中，阴影相机移动第二移动向量后生成的阴影图与移动第二移动向量前生成的阴影图相比，移动整数个像素。第三方面，本专利技术实施例提供一种AR设备，包括：存储器；处理器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如第一方面任一项所述的方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如第一方面任一项所述的方法。本专利技术实施例提供的增强现实设备的软阴影处理方法和装置，通过获取增强现实设备的运动向量，根据运动向量，获取增强现实设备的AR场景相机的第一移动向量，并根据第一移动向量，确定能够使阴影相机生成的阴影图移动整数个像素的第二移动向量，保证了移动后的阴影图不会切分像素，移动前后的阴影图中的像素能够完全对齐，避免出现闪烁，控制阴影相机移动第二移动向量，生成阴影图，根据阴影图生成并输出图像帧，消除了AR设备移动时软阴影边缘的闪烁，提高了AR场景中软阴影的质量，而且本实施例提供的方法计算量小，使得低性能的AR设备也能够拥有高质量的阴影效果，提高了用户体验。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为本专利技术提供的增强现实设备的软阴影处理方法一实施例的流程图；图2为本专利技术提供的AR设备移动时阴影图移动的示意图；图3为本专利技术提供的增强现实设备的软阴影处理方法又一实施例的流程图；图4为本专利技术提供的增强现实设备的软阴影处理装置一实施例的结构示意图；图5为本专利技术提供的AR设备一实施例的结构示意图。通过上述附图，已示出本专利技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本专利技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实设备的软阴影处理方法，其特征在于，包括：/n获取增强现实AR设备的运动向量，根据所述运动向量，获取所述AR设备的AR场景相机的第一移动向量，其中，所述AR场景相机随所述AR设备的移动而移动；/n根据所述第一移动向量，确定所述AR设备的阴影相机的第二移动向量；/n所述AR场景相机进行场景渲染；/n所述阴影相机进行阴影渲染，生成图像帧中的阴影图；/n根据所述AR场景相机和所述阴影相机的渲染结果生成图像帧；/n其中，所述图像帧中的阴影图相对于上一图像帧中的阴影图移动整数个像素；/n控制所述阴影相机移动所述第二移动向量；/n生成阴影图；/n根据所述阴影图生成并输出图像帧；/n其中，所述阴影相机移动所述第二移动向量后生成的阴影图与移动所述第二移动向量前生成的阴影图相比，移动整数个像素。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强现实设备的软阴影处理方法，其特征在于，包括：
获取增强现实AR设备的运动向量，根据所述运动向量，获取所述AR设备的AR场景相机的第一移动向量，其中，所述AR场景相机随所述AR设备的移动而移动；
根据所述第一移动向量，确定所述AR设备的阴影相机的第二移动向量；
所述AR场景相机进行场景渲染；
所述阴影相机进行阴影渲染，生成图像帧中的阴影图；
根据所述AR场景相机和所述阴影相机的渲染结果生成图像帧；
其中，所述图像帧中的阴影图相对于上一图像帧中的阴影图移动整数个像素；
控制所述阴影相机移动所述第二移动向量；
生成阴影图；
根据所述阴影图生成并输出图像帧；
其中，所述阴影相机移动所述第二移动向量后生成的阴影图与移动所述第二移动向量前生成的阴影图相比，移动整数个像素。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一移动向量，确定所述AR设备的阴影相机的第二移动向量，包括：
将所述第一移动向量投影到灯光空间的XoY平面，获得所述第一移动向量在X轴上的第一移动距离以及在Y轴上的第二移动距离；所述灯光空间是以灯光所在的位置为原点，灯光的照射方向为-Z轴，灯光的右方为X轴，灯光的上方为Y轴；
根据单个阴影图像素的真实长度和真实宽度、所述第一移动距离和所述第二移动距离，确定阴影相机在所述X轴的第三移动距离和在所述Y轴的第四移动距离；
根据所述第三移动距离和所述第四移动距离，确定所述AR设备的阴影相机的所述第二移动向量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三移动距离和所述第四移动距离，确定所述AR设备的阴影相机的所述第二移动向量，包括：
将平面向量F(S3，S4，0)从所述灯光空间反向投影到世界空间，获得所述第二移动向量；
其中，S3表示所述第三移动距离，S4表示所述第四移动距离。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据单个阴影图像素的真实长度和真实宽度、所述第一移动距离和所述第二移动距离，确定阴影相机在所述X轴的第三移动距离和在所述Y轴的第四移动距离，包括：
根据如下公式确定所述第三移动距离：
S3＝floor(S1/L)*L；
根据如下公式确定所述第四移动距离：
S4＝floor(S2/W)*W；
其中，S1表示所述第一移动距离，S2表示所述第二移动距离，S2表示所述第三移动距离，S4表示所述第四移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌祖刚，
申请(专利权)人：北京嘀嘀无限科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11