一种基于WinXP系统的3D显示方法技术方案

一种基于WinXP系统的3D显示方法，修改原有3D渲染流程，将渲染的视差图加工合并成立体图后，提交给显卡驱动程序，以产生3D显示效果。具体使用如下渲染步骤：创建两张width*height左右眼纹理；创建（2*width）*（height+1）立体纹理，往立体纹理里填充立体图片标识；设置左眼纹理为后备缓冲，并设置左眼投影矩阵渲染至左眼后备缓冲；设置右眼纹理为后备缓冲，并设置右眼投影矩阵；渲染至右眼后备缓冲；分别拷贝左右眼纹理至立体纹理的左上角及右上角；拷贝立体纹理至后备缓冲；提交后备缓冲。本发明专利技术能在已有3D程序基础上改进，无需大量修改代码即可实现立体显示的效果。

【技术实现步骤摘要】
—种基于Wi nXP系统的3D显不方法
本专利技术涉及3D显示领域,具体涉及。
技术介绍
在3D技术已经趋于成熟的今天，简单的平面3D显示已经越来越不能满足人们对3D显示的需求，由此立体显示技术如今进入了飞速发展阶段，让观看者有了身临其境的立体感。何谓立体感？立体感是由人眼的视差所引起的，由于人两只眼睛有4-6cm的距离，因此两眼在看同一景物所产生的影像是不同的，在反馈回大脑后经过视觉中枢的处理就会产生立体感。如今的3D电影的立体成像技术，也是靠两部摄像机拍摄成不同的影像来模拟人两只眼睛的。同样的，立体显示技术在游戏领域也得到了充分运用，在游戏中立体显示有多种解决方案，一般采用的是最直接的做法，即利用摄像机将场景渲染两遍后得到视差图，再配合立体设备从而达到3D游戏立体化的目的。 有鉴于此，本专利技术人针对现有技术的缺陷深入研究，并有本案产生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题，包括如下渲染步骤步骤1:创建两张width*height左右眼纹理；步骤2 :创建(2*width) * (height+1)立体纹理,往立体纹理里填充立体图片标识；步骤3 :设置左眼纹理为后备缓冲，并设置左眼投影矩阵；步骤4 :渲染至左眼后备缓冲；步骤5 :设置右眼纹理为后备缓冲，并设置右眼投影矩阵；步骤6 :渲染至右眼后备缓冲；步骤7 :分别拷贝左右眼纹理至立体纹理的左上角及右上角；步骤8 :拷贝立体纹理至后备缓冲；提交后备缓冲；渲染循环按上述步骤3至步骤8，生成3D图。本专利技术的优点在于能在已有3D程序基础上改进，无需大量修改代码即可实现立体显示的效果。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的描述。图1是本专利技术立体渲染管线图。图2是本专利技术视差投影示意图。图3是本专利技术立体图像合成示意图。图4是本专利技术流程不意图。具体实施方式NVIDIA的3D Vision立体显示解决方案是专门为游戏而量身定做的技术，本专利技术采用的也是这套方案。其配置需求需要如下一台120MHz的显示器或投影仪，G80及以上NVIDIA显卡，window Vista及以上系统，3D Vision套装(包括同步器及立体眼镜)。其工作原理如下应用程序提交两张左右眼的视差图给驱动程序后，驱动程序会在显示器上轮流显示左右眼图，比如在1,3，5吣帧显示左眼图，在2，4，6吣帧显示右眼图，在显示左图时，3D Vision同步器会通知立体眼镜关闭右眼显示，其会在右眼眼镜上放置挡板遮挡住右眼视线以实现单眼观看，同理显示右眼图时会遮挡住左眼，这样每只眼睛就只会看到属于自己这只眼睛的图片，这样接收到得视差图就会产生成出立体感。在传统的3D渲染系统里，利用摄像机模拟人的眼睛来观察整个3D场景，并在场景 渲染过程中，将所有场景里的物件透视投影至近裁面，最终显示在平面显示器上。是以我们两只眼睛在平面显示器上所看到的场景内容是完全一样的，并未对场景物件产生两眼的视差，所以虽然看到的是3D场景却无法对场景产生立体感。立体渲染则是在原单眼渲染的基础上，将视点在裁剪空间内沿着X轴方向左右平移一定距离后来模拟两只眼睛的距离，并分别在各自的近裁面上生成各自的图像，由于产生这两张图的观察位置不同，则场景内所有物件在两张图上所投影的位置也不同，这样两眼对场景内物件也就有了视差，也就形成了两张视差图，最后将视差图提交给驱动程序后就可以实现3D场景的立体显示了。立体显示主要分主动式(手动式)和被动式(自动式)两种,主动式即由应用程序向驱动程序提交两张视差图或立体图，被动式则是通过驱动程序自动完成3D场景的立体化效果。目前大多数游戏的做法都是被动式，立体渲染管线图如图1所示在单通道可编程渲染管线中，顶点通过VS (顶点着色器)进行一系列的空间变换，进入裁剪空间后进行光栅化，并在图片空间进行PS (片段着色器)计算。而在立体渲染管线中，则是通过修改VS的页脚，以实现将裁剪空间变换至立体空间，即左右眼的裁剪空间，并分别执行各自的光栅化以及PS计算，因此同时也需要两倍的RT (渲染纹理)并产生双倍的DP (绘制调用)。这里可通过NVAPI获取并设置立体显示的一些参数，如Sepration (两眼间距)以及Convergence (聚焦深度)。被动式立体显示虽然自动完成了立体化操作，但其自动化的操作同时也带来了许多问题，如天空盒需做特殊处理，UI也需特别指定深度，后处理及延迟渲染需要解决逆投影，3D物件拾取问题等等。因此本专利技术采用可控性强、代码修改量少的主动式立体化，即手动在代码里将场景渲染两遍以获取视差图。接下来推导下视差偏移量是如何计算出来的其中，Interaxial:两眼间距，Parallax :视差，Convergence :聚焦深度，Depth :顶点深度，Screen :聚焦屏幕宽度，Sepration :两眼间距比例。视差投影示意图如图2所示，利用三角形等比定律可得Parallax eye/Interaxial= (Depth - Convergence) /DepthParallax eye=Interaxial* (1- Convergence/Depth)将其转换至图片空间中，由于Interaxial/Screen与场景无关，定义其为Sepration ；Parallax image=Parallax eye/Screen=Interaxial/Screen*(1- Convergence/Depth)=Sepration*(1- Convergence/Depth)再将其转换至裁剪空间，这就需要进行透视除法的逆运算，并将其由{0，1}区间转换至{-1，1}区间，Parallax clip=Parallax image*Depth*2 =2*Sepration* (Depth-Convergence) 裁剪空间是由眼空间经过投影变换而成，而立体裁剪空间则是眼空间通过立体投影变换而成。以DirectX (以下简称DX)为例，使用左手坐标系的投影矩阵，将其改造成立体投影矩阵。ParalIax=Sepration氺Ζ—Sepration氺Convergence由线性代数的矩阵相乘法则可知 / pll、 (x,y,z,w) X= x*pH + y*pl2 + z*pl3 + w*pl4 V pl4 J''iOr f pll ’pl2x*pll + y*pl2 + z*(pl3+Sep) + w*(pl4-sSep*Con) = pi3 + SeprationV pl4 - Sepration*Convergence ^由此可得立体投影矩阵pll O O O Λr pllO O O ΛO ρ22 O O1-K Oρ22 O O ρ13 O ρ33 IZ pl3+side*SeprationO ρ33 IV ρ14 O ρ43 IJν. pl4-side*Sepration*Convergence O ρ43 I J其中左眼Side为-1，右眼Side为+1由于DX9(winXP)的先天限制，其并不支持立体缓冲，无法使用NVAPI的立体接口，在此利用NVIDIA的一个后门来实现立体渲染。在NVIDIA发布3D Vision的同时还推出了一款叫3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WinXP系统的3D显示方法，其特征在于：使用如下渲染步骤：步骤1：创建两张width*height左右眼纹理；步骤2：创建（2*width）*（height+1）立体纹理，往立体纹理里填充立体图片标识；步骤3：设置左眼纹理为后备缓冲，并设置左眼投影矩阵；步骤4：渲染至左眼后备缓冲；步骤5：设置右眼纹理为后备缓冲，并设置右眼投影矩阵；步骤6：渲染至右眼后备缓冲；步骤7：分别拷贝左右眼纹理至立体纹理的左上角及右上角；步骤8：拷贝立体纹理至后备缓冲；提交后备缓冲；渲染循环按上述步骤3至步骤8，生成3D图。

【技术特征摘要】
1.一种基于WinXP系统的3D显示方法，其特征在于使用如下渲染步骤步骤1:创建两张width*height左右眼纹理；步骤2 :创建(2*width) * (height+1)立体纹理,往立体纹理里填充立体图片标识；步骤3 :设置左眼纹理为后备缓冲，并设置左眼投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：林锋，刘德建，陈宏展，杨健，高强，
申请(专利权)人：福建天晴数码有限公司，
类型：发明
国别省市：