能过渡R角和弧面的VR转Cave沉浸式视频的反渲染方法

技术领域

本发明涉及视频转换技术领域，具体是指能过渡R角和弧面的VR转Cave沉浸式视频的反渲染方法。

背景技术

多面弧形CAVE视频制作追求在多面空间中精确还原视频内容的视角。当前主流的多面弧形CAVE视频制作方法包括将VR视频内容应用于自行研发的融合软件中，通过根据实际的LED屏幕布局进行模型UV贴图的校正，纠正圆角弧度等数据，以确保与现场LED屏幕参数完全一致。随后，对UV模型进行分解优化、切片和网格校正，将视频贴图应用于经过修改的UV上，实现准确的对位。针对弧角最关键的LED显示单元，进行扇形细节调整，以实现网格的均匀分布。然而，采用该方法制作四面弧形CAVE视频存在一些显著弊端，主要集中在以下几个方面：

a.R角处理的挑战：处理R角时，由于融合软件的处理，R角中心可能会出现融合波动。手动调整R角的融合是一个耗时且需要精确调整的过程，可能引入偏差，影响变形网格的平整性，从而无法在该CAVE环境中实现完美的效果。

b.弧面处理的问题：在处理弧面时，由于变形网格的调整，画面融合交界处会出现波动，即画面中的直线部分波动为曲线显示。这会对观影的沉浸感产生较大影响。

c.现场调试时间长：由于变形网格需要进行手动调整，使用该方法调试需要较多的现场调试时间，在大型Cave下往往会花3-5天时间在现场调试上。

d.编码和解码问题：多数的融合软件并未针对这种类型的播放形式研制编解码系统，往往采用开源的解码器作为解码核心，其视频解码的性能存在一定的差异，且变形网格的融合方式往往需要提供VR全景类型的影片，若使用这种类型的影片，由于变形网格仅会对视频中一部分画面进行变形投射，往往会导致影片中产生50％左右的无效像素，使整体的编码与解码效率降低，同时难以实现显示面的点对点效果，往往会在网格变形中产生一定的像素拉伸，最终的画面呈现质量也会有所降低。若采用变形网格方法进行融合的大型的弧形Cave，往往为了实现点对点的效果，需要采用超过8K的VR全景视频作为视频源，超过8K的视频对播放器中的解码核心性能要求较高，多数开源的解码器无法直接实现对超8K的60帧率视频进行流畅解码，同时对硬件配置的要求较高。部分融合软件厂商会采用HAP编码来解决这个问题，但HAP编码本身压缩率低，文件体积大，对硬盘的速率要求较高，硬盘读写的数据量大，这个问题导致了数据传输、远程更新文件较为麻烦，且无法兼容基于Superdog等硬件锁的视频加密功能。但利用本方案提出的方法，可以从渲染层面上实现点对点的实现效果，最大化提升编码效率，可以使用编码效率较高的成品播放器作为编码核心，且能够兼容各种视频加密方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上技术困难，提供一种简单、高效，且能过渡R角和弧面的VR转Cave沉浸式视频的反渲染方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

能过渡R角和弧面的VR转Cave沉浸式视频的反渲染方法，包括以下步骤：

步骤一、以四面弧形Cave为例子，根据Cave实际场地尺寸，在三维软件中中进行1：1场地建模，分别进行模型的命名为正面、左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、底面、左下R、右下R；

步骤二、对步骤一中所有面的UV进行调整，如正面为例子，保证正面的UV与模型的正面方向一致即可；剩下的左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、底面亦是如此；

步骤三、创建一个材质球，将VR视频进行导入材质球，将材质球附着在所有的模型上，并将材质球的位置确立好，选中材质球在材质球的“选项”中修改投射属性为球状；

步骤四、创建灯光，选中灯光后，将画面均匀打亮；

步骤五、给正面、左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、底面、左下R、右下R都创建一个烘焙材质的标签，在烘焙材质的“标签”选项中选择好输出位置、图片格式、还有需要烘焙的分辨率等参数；在“选项”中选择颜色，“细节”中选择输出的帧频，输入初始时间和结束时间；在“选项”中选择烘焙即可渲染出序列帧；

步骤六、将所有序列导入PR或其他线性编辑软件中，将画面根据现场LED发送卡的开窗进行画面拼接，完成最终的视频输出。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明采用UV烘焙材质技术，通过在三维软件球型材质的投射，在软件中模拟了Cave中的视角，实现对R角的反渲染序列帧的获取。相较于手动调整，此方法避免了R角中心融合波动的问题，完美地呈现正确的画面内容。

2、本发明通过引入反渲染技术，直接克服了弧面变形网格调整带来的问题。此方法可确保画面在弧面上的正常显示，有效解决了直线轻微波动转化为曲线的情况。

3、本发明极大地简化了现场调试过程。仅需将反渲染生成的视频上传至播放器，即可完成播放准备。相较于以往耗时的手动调整，现场调试时间仅需约半小时，极大地提高了效率。

4、在视频编码方面，本发明不再受限于播放器的限制。借助NVIDIA强大的解码核心，能够稳定解码H.265编码的视频。这种高效的解码方式不仅具备高解码效率，还能实现更高的压缩率，为视频播放提供了更强有力的支持。

5、本发明通过采用这一创新方案，多面弧形CAVE视频制作在R角还原、弧面校正、现场调试和视频编码等关键领域均获得显著改进。这一方法的优越性在于科学且高效地实现了视频内容的完美还原和呈现，为沉浸式虚拟现实体验提供了更优质的解决方案。

附图说明

图1是本发明的场地建模的示意图。

图2是本发明的正面UV调整的示意图。

图3是本发明的材质球附着在模型上的示意图。

图4是本发明的创建灯光的示意图。

图5是本发明的创建烘焙材质标签的示意图。

图6是本发明的操作示意图。

图7是本发明的操作示意图。

图8是本发明的操作示意图。

图9是本发明的工作流程框架图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

下面结合实施方式和说明书附图对本发明做进一步的详细说明。

能过渡R角和弧面的VR转Cave沉浸式视频的反渲染方法，包括以下步骤：

步骤一、以四面弧形Cave为例子，根据Cave实际场地尺寸，在三维软件中(此处用C4D作为举例)中进行1：1场地建模，分别进行模型的命名为正面、左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、地面、左下R、右下R，如图1所示。

步骤二、对所有面的UV进行调整，如正面(如图2)为例子，保证正面的UV与模型的正面方向一致即可。剩下的左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、地面亦是如此。此举是为了烘焙出的画面不会产生水平翻转或上下翻转的问题。

步骤三、创建一个材质球，将VR视频进行导入材质球，(如图3)将材质球附着在所有的模型上，并材质球位置确立好。选中材质球在材质球的“选项”中修改投射属性为球状。

步骤四、创建灯光(如图4)，选中灯光后，将画面均匀打亮。

步骤五、给正面、左面、右面、正左、正右、正下、左下、右下、地面、左下R、右下R都创建一个烘焙材质的标签(如图5)，在烘焙材质的“标签”选项中选择好输出位置(如图6)，图片格式(如图6)，还有需要烘焙的分辨率(如图6)等参数。在“选项”中选择颜色(如图7)，“细节”中选择输出的帧频，输入初始时间和结束时间(如图8)。在“选项”中选择烘焙即可渲染出序列帧。以上方法同样适用于利用渲染VR视频的球形UV原理提取R角贴图。

步骤六、将所有序列导入PR或其他线性编辑软件(AdobePremierePro简称PR)中，将画面根据现场LED发送卡的开窗进行画面拼接，完成最终的视频输出。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似实施例，均应属于本发明的保护范围。