一種基于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裸眼3D顯示領(lǐng)域及圖文交互領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Unity3D引擎的 裸眼3D圖文交互方法。
【背景技術(shù)】
[0002] Unity3D是由UnityTechnologies開(kāi)發(fā)的一個(gè)讓玩家輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游 戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫(huà)等類(lèi)型互動(dòng)內(nèi)容的多平臺(tái)的綜合型游戲開(kāi)發(fā)工具，是一個(gè)全 面整合的專(zhuān)業(yè)游戲引擎。這款引擎因其強(qiáng)大的跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)特性、絢麗的3D渲染效果以及 自由豐富的人機(jī)交互功能而聞名出眾。Unity類(lèi)似于Director，Blendergameengine， Virtools或TorqueGameBuilder等利用交互的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件其編 輯器運(yùn)行在Windows和MacOSX下，可發(fā)布游戲至Windows、Mac、Wii、iPhone、Windows phone8和Android等平臺(tái)。因?yàn)槠脚_(tái)之間的差異較大，比如屏幕尺寸、操作方式、硬件條件 等的不同均會(huì)給開(kāi)發(fā)者造成巨大麻煩，而Unity3D的跨平臺(tái)特性恰能省去開(kāi)發(fā)者在不同的 平臺(tái)之間的移植開(kāi)發(fā)工作，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。同時(shí)也可以利用Unitywebplayer插件發(fā)布網(wǎng) 頁(yè)游戲，支持Mac和Windows的網(wǎng)頁(yè)瀏覽。它的網(wǎng)頁(yè)播放器也被Macwidgets所支持。
[0003] 裸眼3D顯示是無(wú)需佩戴任何輔助設(shè)備(如3D眼鏡、頭盔等)的情況下，通過(guò)光柱透 鏡等先進(jìn)光學(xué)技術(shù)與特殊算法定制的視頻片源即可讓觀眾獲得前所未有的"高真實(shí)度"視 覺(jué)體驗(yàn)，是一種新型的圖像顯示技術(shù)。主流的裸眼3D顯示技術(shù)主要是基于狹縫光柵和柱鏡 光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，狹縫光柵是由透光和擋光的光柵條組成，通過(guò)對(duì)光線(xiàn)的遮擋作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)不 同視點(diǎn)圖像的空間分離，而柱鏡光柵是利用柱面透鏡對(duì)光線(xiàn)的折射作用，使光線(xiàn)在空間發(fā) 生偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)與狹縫光柵相似的效果。基于雙目視覺(jué)原理的裸眼3D顯示技術(shù)在教育、 展示、科學(xué)、影音及移動(dòng)終端等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。
[0004]目前，裸眼3D顯示技術(shù)為了獲得更好的立體效果，大多數(shù)采用多幅有一定視差的 圖像進(jìn)行合成，觀看者在不同觀看位置看到其中的兩幅圖像就可以在大腦皮層中產(chǎn)生立體 視覺(jué)，形成立體圖像。
[0005] 現(xiàn)階段裸眼3D顯示內(nèi)容主要以裸眼3D視頻內(nèi)容為主，然而裸眼3D視頻內(nèi)容受限 于制作周期長(zhǎng)、制作成本高、無(wú)互動(dòng)性等問(wèn)題，無(wú)法良好的推動(dòng)裸眼3D技術(shù)的發(fā)展。而圖文 交互系統(tǒng)廣泛適用于2D顯示，雖然有著良好的展示性，表達(dá)性，交互性，但也面臨著缺乏亮 點(diǎn)，視覺(jué)沖擊力不足等問(wèn)題，無(wú)法良好的推動(dòng)圖文交互系統(tǒng)的發(fā)展。
[0006] 假若能夠?qū)崿F(xiàn)一種基于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法，便可以極大地?cái)U(kuò)展 圖文交互系統(tǒng)和裸眼3D顯示技術(shù)這兩者的應(yīng)用領(lǐng)域，且可以將已有的圖文交互系統(tǒng)經(jīng)過(guò) 些許修改便可實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示，從而在很大程度上降低了裸眼3D顯示內(nèi)容的制作成本，并 且可以將圖文交互系統(tǒng)豐富自由的交互功能移植到裸眼3D顯示技術(shù)中來(lái)，良好的推動(dòng)裸 眼3D顯示技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于Unity3D引擎的裸眼 3D圖文交互方法。該方法能夠有效的解決裸眼3D顯示內(nèi)容制作周期長(zhǎng)，制作成本高，無(wú)互 動(dòng)性等問(wèn)題，且同時(shí)解決圖文交互系統(tǒng)視覺(jué)沖擊力不足，缺乏亮點(diǎn)等問(wèn)題，極大地?cái)U(kuò)展圖文 交互系統(tǒng)和裸眼3D顯示技術(shù)這兩者的應(yīng)用領(lǐng)域，顯著推動(dòng)兩者的發(fā)展。
[0008] 人眼在觀看自然物體時(shí)，兩眼是從不同角度觀看物體，從而在左右眼視網(wǎng)膜上行 形成稍有差異的像，然后經(jīng)過(guò)大腦分析融合形成立體圖像，讓人產(chǎn)生立體視覺(jué)。裸眼3D的 顯示過(guò)程就是模擬人眼的立體視覺(jué)過(guò)程。
[0009] 圖文交互方法就是使用以圖片與文字為核心的互動(dòng)方法，生成逼真的視覺(jué)、觸覺(jué) 一體化的圖文環(huán)境，用戶(hù)借助必要的設(shè)備以自然的方式與圖文環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作 用、相互影響，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的臨場(chǎng)震撼感以及視覺(jué)沖擊力。
[0010]如上所述，實(shí)現(xiàn)一種基于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法包括如下步驟： a. 創(chuàng)建需求交互的文字以及圖片； b. 將文字生成為帶有透明通道的文字圖片； c. 將需求交互的圖片以及帶有透明通道的文字圖片導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D引擎，并將其格式調(diào) 整為二維界面格式； d. 在Unity3D引擎中創(chuàng)建多個(gè)Sprite精靈組件，并將需求交互的圖片以及帶有透明通 道的文字圖片賦予不同的Sprite精靈組件； e. 編寫(xiě)相關(guān)腳本代碼，實(shí)現(xiàn)圖片與文字圖片的交互操作； f. 在同一場(chǎng)景中建立多臺(tái)虛擬相機(jī)，調(diào)整相機(jī)角度，將圖片以及文字圖片顯示出來(lái)，同 時(shí)虛擬相機(jī)按照一定的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行擺放，并在每個(gè)相機(jī)身上添加渲染貼圖； g. 創(chuàng)建零平面，編寫(xiě)腳本實(shí)現(xiàn)所有虛擬相機(jī)聚焦于零平面； h. 計(jì)算出視點(diǎn)子像素映射矩陣，并編寫(xiě)相應(yīng)的Shader，對(duì)每臺(tái)相機(jī)渲染的貼圖進(jìn)行采 樣處理，并將經(jīng)過(guò)采樣處理的多張視差圖像相加，得到最終合成圖像； i.在Unity3D引擎的場(chǎng)景中創(chuàng)建裸眼3D顯示部分，分別為獲取合成圖像的相機(jī)以及裸 眼3D顯示面板，并將得到的最終圖像輸出到裸眼3D顯示面板； j.運(yùn)用Unity3D引擎編譯以上場(chǎng)景，將其發(fā)布為PC端的可執(zhí)行文件； k. PC端連接到裸眼3D顯示終端，將PC端圖像輸出到裸眼3D顯示終端，運(yùn)行可執(zhí)行文 件，裸眼3D顯示終端得到正確的立體顯示； l. 在裸眼3D顯示終端進(jìn)行圖文交互操作，得到正確立體顯示的圖文交互響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)基 于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本發(fā)明一種基于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0013] 圖1是本發(fā)明一種基于Unity3D引擎的裸眼3D圖文交互方法的流程圖，步驟為： a.創(chuàng)建需求交互的文字以及圖片；裸眼3D圖文交互方法的核心為圖片以及文字的交 互操作，這里所用到的圖片為普通2D圖片； b. 將文字生成為帶有透明通道的文字圖片；在Unity3D引擎中將文字顯示出來(lái)并對(duì)其 進(jìn)行交互操作，需要將文字生成為帶有透明通道的文字圖片。具體的交互操作方式為：點(diǎn)擊 文字圖片響應(yīng)相應(yīng)的交互動(dòng)作； c. 將需求交互的圖片以及帶有透明通道的文字圖片導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D引擎，并將其格式 調(diào)整為二維界面格式；在Unity3D引擎中要正確的顯示文字，需要先將其格式調(diào)整為二維 界面格式，這樣可以將文字圖片的背景透明化以便于在Unity3D引擎的場(chǎng)景中只顯示出文 字； d. 在Unity3D引擎中創(chuàng)建多個(gè)Sprite精靈組件，并將需求交互的圖片以及帶有透明 通道的文字圖片賦予不同的Sprite精靈組件；要在Unity3D引擎的場(chǎng)景中顯示出需求交互 的圖片以及文字，并不能夠直接將相關(guān)圖片以及文字拖入U(xiǎn)nity3D引擎的場(chǎng)景中，而是需 要Sprite精靈組件作為載體，將相關(guān)圖片以及文字圖片賦予Sprite精靈組件以達(dá)到正確 的顯示。而其中每一個(gè)Sprite精靈組件對(duì)應(yīng)一個(gè)圖片，因?yàn)橛卸鄠€(gè)文字圖片以及圖片進(jìn)行 交互操作，所以需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)Sprite精靈組件作為載體； e. 編寫(xiě)相關(guān)腳本代碼，實(shí)現(xiàn)圖片與文字圖片的交互操作；通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)圖片以及文字 圖片的交互操作，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊不同圖片響應(yīng)不同的交互事件； f. 在同一場(chǎng)景中建立多臺(tái)虛擬相機(jī)，調(diào)整相機(jī)角度，將圖片以及文字圖片顯示出來(lái)，同 時(shí)虛擬相機(jī)按照一定的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行擺放，并在每個(gè)相機(jī)身上添加渲染貼圖；可以通過(guò)合 理布局多臺(tái)虛擬立體相機(jī)，對(duì)同一個(gè)圖文場(chǎng)景進(jìn)行同步拍攝來(lái)獲得多幅視差圖像以便給觀 看者左右眼提供稍有差異的視差圖像，從而實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)。在每臺(tái)相機(jī)的目標(biāo)貼圖中加入 植染貼圖RenderTexture，植染貼圖是一種特殊的紋理類(lèi)型，能夠在運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)產(chǎn)生以及更 新。其使用方法是創(chuàng)建一個(gè)新的渲染紋理，并且指定一個(gè)相機(jī)對(duì)其進(jìn)行渲染，然后就可以像 常規(guī)紋