【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于vr顯示，尤其涉及一種虛擬屏幕的顯示方法和顯示系統。
技術介紹
1、在vr（虛擬現實）和ar（增強現實）應用中，虛擬屏幕是用戶透過頭戴設備看到的數字顯示屏，它并非真實存在的物理屏幕，而是由計算機生成并通過光學系統投射至用戶視網膜上的圖像。
2、在當前的體感交互過程中，用于虛擬屏幕顯示的圖像源均來自實時計算得到的，虛擬顯示設備為了能夠快速進行渲染，需要配備高性能的圖像處理器（gpu），盡管如此，對于模型精度較高的場景，進行渲染還是需要花費大量的算力，現有技術中為了解決這一技術問題，常采用幀預測的方式為動作預測和異步時間扭曲，動作預測為游戲引擎可以基于玩家輸入設備的歷史行為模式預測接下來可能發生的動作，并提前渲染與之對應的畫面，異步時間扭曲是對上一幀已渲染的畫面進行幾何變形，從而快速適應用戶頭部的新位置，對于動作預測而言，其是根據玩家的歷史行為模式進行預測，但對于自由度更大的場景，其無法適用，異步時間扭曲是根據上一幀畫面進行扭曲，其并非是實時渲染的結果，因此顯示的畫面會出現失真的情況，無論是上面哪一種幀預測方式，其無法實現全場景化的實時渲染，影響了用戶的觀看體驗。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種虛擬屏幕的顯示方法，旨在解決現有技術無法提供全場景的實時渲染，影響用戶觀看體驗的問題。
2、本專利技術是這樣實現的，一種虛擬屏幕的顯示方法，所述方法包括：
3、構建三維場景模型，基于三維場景模型構建三維坐標系，并確定取景器的起始位
4、獲取設備位移數據，基于設備位移數據構建位移預測函數，通過位移預測函數計算設備的預測軌跡坐標；
5、基于設備的預測軌跡坐標生成移動速度預測函數，基于移動速度預測函數計算設備速度預測數據；
6、獲取設備角度轉動數據，基于設備角度轉動數據構建角度預測函數，根據預測軌跡坐標、設備速度預測數據和角度預測函數進行場景預渲染。
7、優選的，所述獲取設備位移數據，基于設備位移數據構建位移預測函數，通過位移預測函數計算設備的預測軌跡坐標的步驟，具體包括：
8、獲取設備位移數據，將設備位移數據拆解為坐標軸位移數據，所述坐標軸位移數據包括x軸位移數據、y軸位移數據和z軸位移數據；
9、基于坐標軸位移數據進行函數擬合，得到位移預測函數，所述位移預測函數的自變量為時間值；
10、按照預設的數據采樣率確定軌跡坐標生成間隔，通過位移預測函數計算預測軌跡坐標。
11、優選的，所述基于設備的預測軌跡坐標生成移動速度預測函數，基于移動速度預測函數計算設備速度預測數據的步驟，具體包括：
12、根據預測軌跡坐標計算取景器在各個預測軌跡坐標上的移動速度，得到多組速度坐標，所述速度坐標的橫坐標為時間值，速度坐標的縱坐標為速度值；
13、對速度坐標進行函數擬合，得到移動速度預測函數，所述移動速度預測函數的自變量為時間值；
14、提取預測軌跡坐標對應的時間值，將其代入移動速度預測函數，生成設備速度預測數據。
15、優選的，所述獲取設備角度轉動數據，基于設備角度轉動數據構建角度預測函數，根據預測軌跡坐標、設備速度預測數據和角度預測函數進行場景預渲染的步驟，具體包括：
16、根據預測軌跡坐標匹配對應的設備速度預測數據，獲取設備角度轉動數據，構建角度預測函數，基于角度預測函數計算角度偏轉值；
17、提取設備速度預測數據，根據取景器在該預測軌跡坐標處的速度值，確定偏轉角度切片間隔；
18、根據預測軌跡坐標確定取景器的位置，根據偏轉角度切片間隔從該取景器所在的位置選擇多個圖像采集方向，并進行場景預渲染。
19、優選的，通過虛擬屏幕進行顯示時，實時讀取取景器的實際位置坐標，基于實際位置坐標調取經過場景預渲染的畫面數據，根據該畫面數據進行顯示。
20、本專利技術的另一目的在于提供一種虛擬屏幕的顯示系統，所述系統包括：
21、場景構建模塊，用于構建三維場景模型，基于三維場景模型構建三維坐標系，并確定取景器的起始位置；
22、軌跡預測模塊，用于獲取設備位移數據，基于設備位移數據構建位移預測函數，通過位移預測函數計算設備的預測軌跡坐標；
23、設備速度預測模塊，用于基于設備的預測軌跡坐標生成移動速度預測函數，基于移動速度預測函數計算設備速度預測數據；
24、場景預渲染模塊，用于獲取設備角度轉動數據，基于設備角度轉動數據構建角度預測函數，根據預測軌跡坐標、設備速度預測數據和角度預測函數進行場景預渲染。
25、優選的，所述軌跡預測模塊包括：
26、數據拆解單元，用于獲取設備位移數據，將設備位移數據拆解為坐標軸位移數據，所述坐標軸位移數據包括x軸位移數據、y軸位移數據和z軸位移數據；
27、位移函數擬合單元，用于基于坐標軸位移數據進行函數擬合，得到位移預測函數，所述位移預測函數的自變量為時間值；
28、軌跡計算單元，用于按照預設的數據采樣率確定軌跡坐標生成間隔，通過位移預測函數計算預測軌跡坐標。
29、優選的，所述設備速度預測模塊包括：
30、速度坐標提取單元，用于根據預測軌跡坐標計算取景器在各個預測軌跡坐標上的移動速度，得到多組速度坐標，所述速度坐標的橫坐標為時間值，速度坐標的縱坐標為速度值；
31、速度函數擬合單元，用于對速度坐標進行函數擬合，得到移動速度預測函數，所述移動速度預測函數的自變量為時間值；
32、速度預測計算單元，用于提取預測軌跡坐標對應的時間值，將其代入移動速度預測函數，生成設備速度預測數據。
33、優選的，所述場景預渲染模塊包括：
34、角度計算單元，用于根據預測軌跡坐標匹配對應的設備速度預測數據，獲取設備角度轉動數據，構建角度預測函數，基于角度預測函數計算角度偏轉值；
35、偏轉間隔計算單元，用于提取設備速度預測數據，根據取景器在該預測軌跡坐標處的速度值，確定偏轉角度切片間隔；
36、動態渲染單元，用于根據預測軌跡坐標確定取景器的位置，根據偏轉角度切片間隔從該取景器所在的位置選擇多個圖像采集方向，并進行場景預渲染。
37、優選的，通過虛擬屏幕進行顯示時，實時讀取取景器的實際位置坐標，基于實際位置坐標調取經過場景預渲染的畫面數據，根據該畫面數據進行顯示。
38、本專利技術提供的一種虛擬屏幕的顯示方法，對穿戴設備的移動軌跡進行分析，基于多個自由度擬合穿戴設備的軌跡函數，基于軌跡函數來對穿戴設備的移動方向進行預測，基于預測結果對場景進行預渲染，根據穿戴設備的實際位置選擇對應的預渲染結果進行顯示，大大提升了渲染效率，無需實時渲染卻具有實時渲染的結果，對穿戴設備的性能要求大幅降低。
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1.一種虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述獲取設備位移數據，基于設備位移數據構建位移預測函數，通過位移預測函數計算設備的預測軌跡坐標的步驟，具體包括：
3.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述基于設備的預測軌跡坐標生成移動速度預測函數，基于移動速度預測函數計算設備速度預測數據的步驟，具體包括：
4.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述獲取設備角度轉動數據，基于設備角度轉動數據構建角度預測函數，根據預測軌跡坐標、設備速度預測數據和角度預測函數進行場景預渲染的步驟，具體包括：
5.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，通過虛擬屏幕進行顯示時，實時讀取取景器的實際位置坐標，基于實際位置坐標調取經過場景預渲染的畫面數據，根據該畫面數據進行顯示。
6.一種虛擬屏幕的顯示系統，其特征在于，所述系統包括：
7.根據權利要求6所述的虛擬屏幕的顯示系統，其特征在于，所述軌跡預測模塊包括：
9.根據權利要求6所述的虛擬屏幕的顯示系統，其特征在于，所述場景預渲染模塊包括：
10.根據權利要求6所述的虛擬屏幕的顯示系統，其特征在于，通過虛擬屏幕進行顯示時，實時讀取取景器的實際位置坐標，基于實際位置坐標調取經過場景預渲染的畫面數據，根據該畫面數據進行顯示。
...【技術特征摘要】
1.一種虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述獲取設備位移數據，基于設備位移數據構建位移預測函數，通過位移預測函數計算設備的預測軌跡坐標的步驟，具體包括：
3.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述基于設備的預測軌跡坐標生成移動速度預測函數，基于移動速度預測函數計算設備速度預測數據的步驟，具體包括：
4.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，其特征在于，所述獲取設備角度轉動數據，基于設備角度轉動數據構建角度預測函數，根據預測軌跡坐標、設備速度預測數據和角度預測函數進行場景預渲染的步驟，具體包括：
5.根據權利要求1所述的虛擬屏幕的顯示方法，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅運新，丁雪峰，萬山，
申請(專利權)人：深圳市七彩虹禹貢科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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