CN117173378A

CN117173378A - 基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法、装置、设备及介质

Info

Publication number: CN117173378A
Application number: CN202311453841.3A
Authority: CN
Inventors: 黄坤; 徐国标; 王燕
Original assignee: Chengdu Techman Software Co Ltd
Current assignee: Chengdu Techman Software Co Ltd
Priority date: 2023-11-03
Filing date: 2023-11-03
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2043-11-03
Also published as: CN117173378B

Abstract

本发明涉及虚拟影像技术领域，尤其涉及基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法、装置、设备及介质，该方法包括：获取WebVR全景数据；建立球体模型，将WebVR全景数据映射到球体模型上，得到球体坐标数据；构建立方体模型，基于球体坐标数据和立方体模型，得到CAVE环境的全景影像，进而将WebVR全景数据通过CAVE环境进行展示，提高了展示效果，且具有了交互性，提高了用户体验。

Description

基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及虚拟影像技术领域，尤其涉及基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法、装置、设备及介质。

背景技术

现有技术中，虚拟现实（VR）可以在不同应用场景提升用户体验，CAVE技术又是另一种全景影像技术，区别于虚拟现实和增强现实的全景影像，无需穿戴设备，具有更加沉浸式的体验。

但是，CAVE的影像来源需要通过复杂建模、制作交互内容，或者拍摄全景视频，做好后期内容剪辑、渲染、最后以成片形式导出到CAVE主机上进行内容播放，制作流程复杂，耗时长，内容更换不易等缺点。

因此，如何将虚拟现实的影像通过CAVE环境进行展示是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法、装置、设备及介质。

第一方面，本发明提供了一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法，包括：

获取WebVR全景数据；

建立球体模型，将WebVR全景数据映射到所述球体模型上，得到球体坐标数据；

构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像。

优选的，所述建立球体模型，并将所述WebVR全景数据映射至所述球体模型上，得到球体坐标数据，包括：

建立球体模型，将所述WebVR全景数据映射至所述球体模型上，确定所述球体模型的半径以及所述WebVR全景数据在所述球体模型上的仰角和方位角；

基于所述半径、所述仰角以及所述方位角，得到球体坐标数据。

优选的，所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像，包括：

基于所述球体坐标数据，确定所述球体坐标数据的笛卡尔坐标数据；

获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系；

构建立方体模型，基于所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，以及所述笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像。

优选的，所述基于所述球体坐标数据，确定所述球体坐标数据的笛卡尔坐标数据，包括：

按照如下计算公式，将所述球体坐标数据转换为笛卡尔坐标数据：，其中，/>为所述球体模型的半径， />为所述笛卡尔坐标数据，/>为所述球体坐标数据的仰角，/>为所述球体坐标数据的方位角。

优选的，获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，包括：

获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的各个面之间的映射关系如下：，其中，/>为所述立方体模型的前面或者后面上的第一水平坐标，/>为所述前面或者所述后面的第一垂直坐标，/>为圆周率；，其中，/>为所述立方体模型的左面或者右面上的第二水平坐标，/>为所述左面或者右面的第二垂直坐标；/>，其中，/>为所述立方体模型的上面或者下面上的第三水平坐标，/>为所述左面或者右面的第三垂直坐标。

优选的，所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，以及所述笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像，包括：

构建立方体模型，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的前面或者后面，按照如下计算公式实现：，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的左面或者右面，按照如下计算公式实现：/>，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的上面或者下面，按照如下计算公式实现；/>，得到CAVE环境的全景影像。

优选的，在所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像之后，还包括：

接收用户的交互操作，并响应所述交互操作，对所述CAVE环境的全景影像进行调整。

第二方面，本发明还提供了一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现装置，包括：

获取模块，用于获取WebVR全景数据；

映射模块，用于建立球体模型，将WebVR全景数据映射到所述球体模型上，得到球体坐标数据；

得到模块，用于构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面中所述的方法步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现第一方面中所述的方法步骤。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法，包括：获取WebVR全景数据；建立球体模型，将WebVR全景数据映射到球体模型上，得到球体坐标数据；构建立方体模型，基于球体坐标数据和立方体模型，得到CAVE环境的全景影像，进而将WebVR全景数据通过CAVE环境进行展示，提高了展示效果，且具有了交互性，提高了用户体验。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法的步骤流程示意图；

图2示出了本发明实施例中球体模型上P点坐标的示意图；

图3示出了本发明实施例中对每个面计算纹理坐标映射的示意图；

图4示出了本发明实施例中用户执行交互操作之后，后端服务器执行的动作示意图；

图5示出了本发明实施例中基于CAVE环境的WebVR全景数据展现装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例中实现基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整传达给本领域的技术人员。

实施例1

本发明的实施例提供了一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法，如图1所示，包括：

S101，获取WebVR全景数据；

S102，建立球体模型，将WebVR全景数据映射到球体模型上，得到球体坐标数据；

S103，构建立方体模型，基于球体坐标数据和立方体模型，得到CAVE环境的全景影像。

在具体的实施方式中，该WebVR全景数据呈现出的效果是平面的，为了能够将WebVR全景数据应用在CAVE环境中，需要将WebVR全景数据先投影至球体模型上，然后，将球体模型上的数据投影至立方体模型中，由此得到CAVE环境的全景影像。由于WebVR全景数据是具有交互的触发点，那么，CAVE环境的全景影像中也就具有了具有交互的触发点，在提升影像效果的同时，保留了原有全景数据可交互的特点。

具体地，S101，先获取WebVR全景数据。

接下来，执行S102，建立球体模型，将WebVR全景数据映射到球体模型上，得到球体坐标。

具体地，建立球体模型，将WebVR全景数据映射至球体模型上，q确定球体模型的半径以及WebVR全景数据在球体模型上的仰角和方位角；基于该半径，仰角以及方位角，得到球体坐标数据。

如图2所示，将WebVR全景数据中的P点的数据映射至球体模型上，得到的P^’点数据为，其中为球体模型的半径，为WebVR全景数据在球体模型上的仰角，为WebVR全景数据在球体模型上的方位角。

由此可以得到每个WebVR全景数据映射至球体模型上的球体坐标数据。

接着，执行S103，构建立方体模型，基于球体坐标数据和立方体模型，得到CAVE环境的全景影像。

具体地，基于球体坐标数据，确定球体坐标数据的笛卡尔坐标数据；获取球体坐标数据与立方体模型的映射关系；构建立方体模型，基于球体坐标数据与立方体模型的映射关系，以及笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像；构建立方体模型，基于球体坐标数据与立方体模型的映射关系，以及笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像。

在具体的实施方式中，基于球体坐标数据，确定球体坐标数据的笛卡尔坐标数据，具体是将球体坐标数据转换为笛卡尔坐标数据，也就是将基于球体模型中的仰角、方位角以及半径，计算出球面点的三维坐标。

具体按照如下计算公式，将球体坐标数据转换为笛卡尔坐标数据：，其中，/>为所述球体模型的半径， />为所述笛卡尔坐标数据，/>为所述球体坐标数据的仰角，/>为所述球体坐标数据的方位角。

接下来，获取球体坐标数据与立方体模型的映射关系。具体地，获取球体坐标数据与立方体模型的各个面之间映射关系如下：

如图3所示，具体是对每个面计算纹理坐标映射，对于前后面来说，对应的是三维坐标的（-Z，Z）。，其中，/>为所述立方体模型的前面或者后面上的第一水平坐标，/>为所述前面或者所述后面的第一垂直坐标，/>为圆周率；

对于左右面来说，对应的三维坐标的（-X，X）。

，其中，/>为所述立方体模型的左面或者右面上的第二水平坐标，/>为所述左面或者右面的第二垂直坐标；

对于上下面来说，对应的三维坐标的（-Y，Y）。

，其中，/>为所述立方体模型的上面或者下面上的第三水平坐标，/>为所述左面或者右面的第三垂直坐标。

由此，得到该映射关系。

最后，构建立方体模型，基于球体坐标数据与立方体模型的映射关系，以及笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像。

具体地，构建立方体模型，将笛卡尔坐标数据按照该映射关系映射至立方体模型的前面或者后面，按照如下计算公式实现：，将笛卡尔坐标数据按照该映射关系映射至立方体模型的左面或者右面，按照如下计算公式实现：/>，将笛卡尔坐标数据按照该映射关系映射至立方体模型的上面或者下面，按照如下计算公式实现：，在将所有笛卡尔坐标数据都映射至立方体模型上之后，得到CAVE环境的全景影像。其中，/>为计算反正切的函数。

当然，在该过程中，还包括对像素的填充等等。在此就不再详细赘述了。

在一种可选的实施方式中，立方体模型的边长大于球体模型的直径。

在S103之后，还包括：接收用户的交互操作，并响应交互操作，对CAVE环境的全景影像进行调整。

在通过CAVE展现全景影像之后，在控制端用户操作界面（UI）采集用户的操作指令，基于该操作指令，按照WebVR的逻辑执行新的操作，并将计算结果推送至CAVE屏幕，从而实现交互的效果。

其中，用户的操作指令不仅可以通过控制端用户操作界面进行采集，还可以通过摄像头等采集设备采集。用户的操作指令可以是手势操作指令、语音控制指令以及连续动作控制指令等，以提供更生动有趣的内容表达。比如，用户可以通过简单的手势操作来控制整个CAVE画面的播放、暂停、快进以及倒退等操作，使得用户的体验更加自由和灵活。语音控制指令无需使用物理控制器，更加直观和自然。连续动作控制指令是通过捕捉用户的实时动作并将其转化为虚拟世界中的动作，使得用户具有更加沉浸的体验。

采用上述任意一种控制指令，实现扩展交互，为用户提供更加多样化和个性化的操作体验。而且，用户可以根据自己的喜好选择适合自己的交互方式来进行操作，获得更加丰富和有趣的沉浸式体验。

扩展多种交互方式也使得基于CAVE环境的WebVR全景数据展现除了画面上更加美观和震撼之外，能够适应不同用户的需求。

因此，本发明结合了兼容性强、操作简单和全景画面实时渲染与轻交互等有点，并可引手势识别、语音交互识别和动作捕捉识别等交互方式，生动有趣地表达内容，为CAVE环境带来更加丰富多样的用户体验，推动了虚拟现实技术的发展和应用。

如图4所示，为用户执行交互操作之后，后端服务器执行的动作示意图，以体现基于CAVE环境的WebVR全景数据在响应交互操作后的逻辑过程。

实施例2

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现装置，如图5所示，包括：

获取模块501，用于获取WebVR全景数据；

映射模块502，用于建立球体模型，将WebVR全景数据映射到所述球体模型上，得到球体坐标数据；

得到模块503，用于构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像。

在一种可选的实施方式中，映射模块502，用于：

在一种可选的实施方式中，得到模块503，包括：

确定单元，用于基于所述球体坐标数据，确定所述球体坐标数据的笛卡尔坐标数据；

获取单元，用于获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系；

得到单元，用于构建立方体模型，基于所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，以及所述笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像。

在一种可选的实施方式中，确定单元，用于：

在一种可选的实施方式中，获取单元，用于：

获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的各个面之间的映射关系如下：，其中，/>为所述立方体模型的前面或者后面上的第一水平坐标，/>为所述前面或者所述后面的第一垂直坐标，/>为圆周率；/>，其中，/>为所述立方体模型的左面或者右面上的第二水平坐标，/>为所述左面或者右面的第二垂直坐标；/>，其中，/>为所述立方体模型的上面或者下面上的第三水平坐标，/>为所述左面或者右面的第三垂直坐标。

在一种可选的实施方式中，得到单元，用于：

构建立方体模型，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的前面或者后面，按照如下计算公式实现：，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的左面或者右面，按照如下计算公式实现：/>，将所述笛卡尔坐标数据按照所述映射关系映射至所述立方体模型的上面或者下面，按照如下计算公式实现；，得到CAVE环境的全景影像。

在一种可选的实施方式中，还包括：调整模块，用于：

实施例3

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机设备，如图6所示，包括存储器604、处理器602及存储在存储器604上并可在处理器602上运行的计算机程序，所述处理器602执行所述程序时实现上述基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法的步骤。

其中，在图6中，总线架构（用总线600来代表），总线600可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线600将包括由处理器602代表的一个或多个处理器和存储器604代表的存储器的各种电路链接在一起。总线600还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口606在总线600和接收器601和发送器603之间提供接口。接收器601和发送器603可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器602负责管理总线600和通常的处理，而存储器604可以被用于存储处理器602在执行操作时所使用的数据。

实施例4

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法的步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟***或者其它设备固有相关。各种通用***也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类***所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个实施例中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如每个实施例所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在具体实施方式中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例的基于CAVE环境的WebVR全景数据展现装置、计算机设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims

1.一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现方法，其特征在于，包括：

获取WebVR全景数据；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立球体模型，并将所述WebVR全景数据映射至所述球体模型上，得到球体坐标数据，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像，包括：

获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系；

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述球体坐标数据，确定所述球体坐标数据的笛卡尔坐标数据，包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据与所述立方体模型的映射关系，以及所述笛卡尔坐标数据，得到CAVE环境的全景影像，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述构建立方体模型，基于所述球体坐标数据和所述立方体模型，得到CAVE环境的全景影像之后，还包括：

8.一种基于CAVE环境的WebVR全景数据展现装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取WebVR全景数据；

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~7中任一权利要求所述的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1~7中任一权利要求所述的方法。