CN114554232B - 基于裸眼3d的混合现实直播方法及*** - Google Patents

基于裸眼3d的混合现实直播方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种基于裸眼3D的混合现实直播方法及***，所述方法包括：步骤S1、主播推流端对直播现场的视频流采集；步骤S2、主播推流端将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；步骤S3、直播服务器对视频流进行处理；步骤S4、观众拉流端从直播服务器获取视频流及交互命令；步骤S5、观众拉流端将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；步骤S6、将3D格式内容在裸眼3D显示设备上显示。本发明提出的基于裸眼3D的混合现实直播方法及***，可让用户无需佩戴任何辅助设备就可以体验到3D效果，提高用户观看直播时的沉浸感。

Description

基于裸眼3D的混合现实直播方法及***
技术领域
本发明属于裸眼3D技术领域，涉及一种直播方法，尤其涉及一种基于裸眼3D的混合现实直播方法及***。
背景技术
直播是近年来兴起和流行的新媒体之一，已经成为当前最受欢迎的媒体表现形式。经过几年的快速发展，直播的内容已经逐步从新闻直播、会议直播等专业领域，向舞动直播、游戏直播、发布会直播、直播带货等生活娱乐和商业领域发展。
直播与AR，MR等技术具有天然的结合基因，AR、MR等技术能够为直播赋能，进一步拉近观众与主播之间的距离、观众与虚拟物品之间的距离，让观众切实体验到与主播面对面，让观众近距离观察虚拟物品，极大地增强了观众的沉浸感。但由于受到当前技术的限制，AR眼镜、MR眼镜仍然会给使用者带来束缚感、眩晕感等不良体验，极大地阻碍了AR眼镜、MR眼镜等技术在直播行业中的应用和推广。
反观裸眼3D技术，能够从根本上解决AR眼镜、MR眼镜的技术短板，消除用户的束缚感和眩晕感，让用户无需佩戴任何辅助设备即可实时观看到真实的3D景深效果，用户体验有了质的提高。从这一点来看，裸眼3D技术是直播行业的最佳技术搭档。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的直播方式，以便克服现有直播方式存在的上述至少部分缺陷。
发明内容
本发明提供一种基于裸眼3D的混合现实直播方法及***，可让用户无需佩戴任何辅助设备就可以体验到3D效果，提高用户观看直播时的沉浸感。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
一种基于裸眼3D的混合现实直播方法，所述方法包括：
步骤S1、主播推流端对直播现场的视频流采集；
步骤S2、主播推流端将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；
步骤S3、直播服务器对视频流进行处理；
步骤S4、观众拉流端从直播服务器获取视频流及交互命令；
步骤S5、观众拉流端将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；
步骤S6、将3D格式内容在裸眼3D显示设备上显示。
作为本发明的一种实施方式，步骤S1中，主播推流端通过采集设备对直播现场进行录制采集。
作为本发明的一种实施方式，步骤S3中，直播服务器对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，步骤S6中，在观众拉流端以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备上进行显示，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种基于裸眼3D的混合现实直播***，所述***包括：直播服务器、至少一主播推流端、至少一观众拉流端及至少一裸眼3D显示设备；
所述直播服务器分别连接各主播推流端、各观众拉流端，所述观众拉流端连接对应的裸眼3D显示设备；
所述主播推流端用以对直播现场的视频流采集，并将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；
所述直播服务器用以对视频流进行处理；
所述观众拉流端用以从直播服务器获取视频流及交互命令，将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；
所述裸眼3D显示设备用以根据得到的3D格式内容显示对应内容。
作为本发明的一种实施方式，所述主播推流端通过视频采集设备对直播现场进行录制采集。
作为本发明的一种实施方式，所述直播服务器对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
作为本发明的一种实施方式，所述观众拉流端以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备；所述裸眼3D显示设备根据接收的3D格式内容显示相应内容，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
本发明的有益效果在于：本发明提出的基于裸眼3D的混合现实直播方法及***，可让用户无需佩戴任何辅助设备就可以体验到3D效果，提高用户观看直播时的沉浸感。
附图说明
图1为本发明一实施例中基于裸眼3D的混合现实直播方法的流程图。
图2为本发明一实施例中直播现场视频流采集的示意图。
图3为本发明一实施例中主播端推流与观众端拉流示意图。
图4为本发明一实施例中2D视频流与创作内容进行合成的示意图。
图5为本发明一实施例中3D视频流与创作内容进行合成的示意图。
图6为本发明一实施例中合成后的内容以3D格式在裸眼3D显示设备上显示的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。
本发明揭示了一种基于裸眼3D的混合现实直播方法，图1为本发明一实施例中基于裸眼3D的混合现实直播方法的流程图；请参阅图1，所述方法包括：
【步骤S1】主播推流端对直播现场的视频流采集；
在本发明的一实施例中，步骤S1中，主播推流端通过采集设备对直播现场进行录制采集。
【步骤S2】主播推流端将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；
【步骤S3】直播服务器对视频流进行处理；
在本发明的一实施例中，步骤S3中，直播服务器对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
【步骤S4】观众拉流端从直播服务器获取视频流及交互命令；
【步骤S5】观众拉流端将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；
【步骤S6】将3D格式内容在裸眼3D显示设备上显示。
在本发明的一实施例中，步骤S6中，在观众拉流端以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备上进行显示，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
本发明进一步揭示一种基于裸眼3D的混合现实直播***，所述***包括：直播服务器1、至少一主播推流端2、至少一观众拉流端3及至少一裸眼3D显示设备4。
所述直播服务器1分别连接各主播推流端2、各观众拉流端3，所述观众拉流端3连接对应的裸眼3D显示设备4。
所述主播推流端2用以对直播现场的视频流采集，并将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器。
在本发明的一实施例中，所述主播推流端2通过视频采集设备(如单目摄像机、双目摄像机等)对直播现场进行录制采集。
在本发明的一种使用场景中，所述主播推流端对直播现场的视频流采集，其采集设备可以采用包括但不限于单目摄像机、双目摄像机等常见的视频录制采集设备。采集设备的信号传输形式可以支持多种，既可以是网络摄像头通过网络将采集的视频流传回(包括但不限于HTTP,HTTPS,RTSP,RTMP等)；也可以是本地直连摄像头，例如通过USB接口直接连接电脑主机，软件可以直接访问获取摄像头的画面；还可以是HDMI接口或SDI接口等视频接口的摄像头，通过连接电脑主机视频采集卡，获取摄像头的画面。
所述主播推流端软件将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器，指的是直播端软件在向直播服务器推送内容时，包含两部分，一部分是现场通过上述的采集设备采集到的直播现场画面的视频流；另一部分是主播通过手势、语音或其他方式发出的交互命令。
所述直播服务器1用以对视频流进行处理。在本发明的一实施例中，所述直播服务器1对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
所述观众拉流端3用以从直播服务器获取视频流及交互命令，将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出。
所述观众拉流端软件将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成并以3D格式输出。所述根据交互命令生成的内容，指通过内容创作工具生成的内容，包括但不限于由Unity3D、Unreal、C4D、Maya等软件制作的内容(如礼物模型、表情特效等)，然后根据交互指令进行显示或者不显示。
所述3D格式，包括但不限于左右3D格式，上下3D格式，行交织3D格式等。所述3D格式的生成，通常是在开发软件中，在场景(scene)中添加双目摄像机，模拟人眼左右眼，双目摄像机间距模拟人眼瞳距，通过双目摄像机渲染成3D格式进行画面输出。
所述裸眼3D显示设备4用以根据得到的3D格式内容显示对应内容。在本发明的一实施例中，所述观众拉流端3以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备4；所述裸眼3D显示设备4根据接收的3D格式内容显示相应内容，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
所述3D格式内容在裸眼3D显示设备上显示，指在裸眼3D显示设备上以裸眼3D的形式显示合成后的内容，同时还具备兼容2D显示的能力。观众无需佩戴任何辅助设备就可以看到3D效果。
图2为直播现场视频流采集示意图，在直播现场可以通过视频采集设备对直播现场进行实时采集和录制，采集设备可以是单目摄像机进行2D的录制，也可以是双目摄像机进行3D的录制。录制的视频流实时输入到一台电脑主机，电脑主机上运行有所需的软件。
现场采集时，可以有两种方式，一种是在直播现场采用绿幕背景，便于后期利用抠图技术(即摄影或者电影拍摄中采用的技术)，只保留主体部分内容(主要是主播)；另一种，是直播现场不用绿幕，按一般情况拍摄即可，保留了现场的实际背景(即如图2所示)。
如图3所示，主播端电脑主机上运行的应用程序软件，将采集到的视频流(2D或者3D视频流)与主播的交互命令，一起推送到直播服务器，推送使用的传输协议可以是业界常用的RTSP、RTMP、HTTP等协议(也可以开发私有协议)。直播服务器端，可以根据实际业务需要，对视频流进行一定的视频图像处理，例如码率转换、帧率转换、水印添加等操作。观众端软件(即客户端软件)通过网络连接直播服务器后，获取视频流及主播端的交互命令。观众端软件(即客户端软件)使用的传输协议可以是业界常用的RTSP、RTMP、HTTP等协议(也可以开发私有协议)。
如图4和5所示，观众端(即客户端)电脑主机上运行的软件，将采集录制的视频流与创作内容进行合成。这里的创作内容是根据主播端的交互命令，来显示或隐藏建模好的3D模型，例如直播中的观众发送的互动表情或者送出的礼物等。合成时可以对3D视差进行优化调节，保证整体内容的3D效果。合成后，能够以3D格式进行渲染输出，3D格式包括但不限于左右3D格式、上下3D格式、行交织3D格式等(此处以左右3D格式为例)。
内容合成的方法，因应用程序开发所使用的开发软件不同，实现细节会有所不同，但基本原理相同。如图4所示，这里以基于常用的Unity3D开发为例，予以说明。在应用程序软件开发时，在Unity3D的场景(scene)中将拍摄现场采集的视频流，作为纹理贴图，赋予一个Unity对象组件Texture，作为视频播放形式。与此同时，场景(scene)中根据实际的业务需要，添加直播中的互动表情、互动礼物等3D模型(也兼容2D贴图的)，或者其他任何业务需要的组件。最后，在场景(scene)中，设置两个摄像机，分别模拟人的左右眼，相机的间距模拟人的瞳距，通过场景(scene)中的双摄像机分别拍摄左右画面，从而最终渲染成左右3D格式进行显示。
内容合成时，可以同时兼容2D和3D模式。如图4所示即是主播端采用2D采集设备得到2D视频流时的合成操作，此时场景(scene)中只有一个Unity对象组件用来显示视频流；如图5所示，是主播端采用3D采集设备得到3D视频流(左右3D格式、上下3D格式、行交织格式等)时的合成操作，此时，首先需要将3D视频流分割成左右两个视频流，然后在场景(scene)中采用两个完全重叠的Unity对象组件，分别用来显示分割后的左右两个视频流，并且设置显示左视频流的Unity对象组件只对左场景相机可见，显示右视频流的Unity对象组件只对右场景相机可见。
如图6所示，合成后的内容，输出到裸眼3D显示设备上进行实时显示，裸眼3D设备负责将输入的3D格式内容，经过算法处理，以裸眼3D的形式进行实时显示，用户在裸眼3D现实设备的使用范围内，无需佩戴任何辅助设备就可以体验到3D效果，具有良好的沉浸感。
综上所述，本发明提出的基于裸眼3D的混合现实直播方法及***，可让用户无需佩戴任何辅助设备就可以体验到3D效果，提高用户观看直播时的沉浸感。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (4)

1.一种基于裸眼3D的混合现实直播方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、主播推流端对直播现场的视频流采集；
步骤S2、主播推流端将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；主播推流端在向直播服务器推送内容包含两部分，一部分是现场通过采集设备采集到的直播现场画面的视频流；另一部分是主播通过手势或语音发出的交互命令；
步骤S3、直播服务器对视频流进行处理；
步骤S4、观众拉流端从直播服务器获取视频流及交互命令；根据观众拉流端的交互命令，来显示或隐藏建模好的3D模型；
步骤S5、观众拉流端将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；在开发软件中，在场景中添加双目摄像机，模拟人眼左右眼，双目摄像机间距模拟人眼瞳距，通过双目摄像机渲染成3D格式进行画面输出；
步骤S6、将3D格式内容在裸眼3D显示设备上显示；在观众拉流端以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备上进行显示，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
2.根据权利要求1所述的基于裸眼3D的混合现实直播方法，其特征在于：
步骤S3中，直播服务器对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
3.一种基于裸眼3D的混合现实直播***，其特征在于，所述***包括：直播服务器、至少一主播推流端、至少一观众拉流端及至少一裸眼3D显示设备；
所述直播服务器分别连接各主播推流端、各观众拉流端，所述观众拉流端连接对应的裸眼3D显示设备；
所述主播推流端用以对直播现场的视频流采集，并将采集到的视频流和主播交互命令一起发送到直播服务器；主播推流端在向直播服务器推送内容包含两部分，一部分是现场通过采集设备采集到的直播现场画面的视频流；另一部分是主播通过手势或语音发出的交互命令；
所述直播服务器用以对视频流进行处理；
所述观众拉流端用以从直播服务器获取视频流及交互命令，将视频流与根据交互命令生成的内容进行合成，并以3D格式输出；根据观众拉流端的交互命令，来显示或隐藏建模好的3D模型；在开发软件中，在场景中添加双目摄像机，模拟人眼左右眼，双目摄像机间距模拟人眼瞳距，通过双目摄像机渲染成3D格式进行画面输出；所述观众拉流端以3D格式渲染的画面，输出到裸眼3D显示设备；
所述裸眼3D显示设备用以根据得到的3D格式内容显示对应内容；所述裸眼3D显示设备根据接收的3D格式内容显示相应内容，观众无需佩戴任何辅助设备即可观看到3D设备。
4.根据权利要求3所述的基于裸眼3D的混合现实直播***，其特征在于：
所述直播服务器对视频流进行处理包括码率转换、格式转换、水印添加、CDN加速中的至少一种。
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