本发明涉及设备检测，尤其涉及一种基于数字孪生的三维场景显示方法及其系统。
背景技术：
1、目前的显示技术正在经历一场由二维向三维转变的革命。随着多种新媒体技术与人机交互技术的兴起，人类对于能够提供更为真实和沉浸式体验的显示技术需求急剧增加。在这一背景下，光场显示技术应运而生，其核心在于能够记录和再现光线的方向和强度信息，从而在不需要佩戴特殊眼镜的情况下，为用户呈现出真实的三维视觉效果。三维显示在传统二维显示的基础上增加了深度信息，能真实还原三维物体和场景，在医疗成像、军事指挥、智能制造和远程教育等领域有着广泛的应用前景。三维显示通常使用显示面板和控光器件向不同角度构建不同视差图像，给观看者提供接近真实的三维视觉感受。
2、在三维显示技术中，视点密度是影响三维显示准确度的重要指标。三维场景的复杂度越高，需要越密集的视点来保证显示的准确性。然而，受限于现有三维光场数字孪生显示设备，视点密度并非越大越好。过度提高视点密度，会带来空间分辨率的下降，导致显示图像的清晰度下降，严重影响观看体验。但如果视点密度过小，则会导致三维显示图像细节丢失，无法准确显示三维场景中复杂度高的内容。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本发明提供一种基于数字孪生的三维场景显示方法及其系统，用以在不改变光场数字孪生显示设备分辨率的前提下，显著提高三维光场的视点密集度。
2、第一方面，本发明提供一种基于数字孪生的三维场景显示方法，应用于数字孪生显示设备，所述数字孪生显示设备包括依次平行设置的密集阵列控光模块和显示平面模块；所述显示平面模块包括具有可点对点控光的显示面板；所述密集阵列控光模块包括不透光的光波导材料和依照预设分布方式贴合到所述光波导材料上的控光阵列；所述数字孪生显示设备的背光光源发出的光线，在穿过所述控光阵列与所述光波导材料的贴合面后，在所述控光阵列的折射下，形成多个背光区域，所述基于数字孪生的三维场景显示方法包括：
3、获取第一原始视差图；所述第一原始视差图为第一方向上的视差图；
4、根据所述第一方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置，将所述第一原始视差图中的各个视点排列到第一编码视差图中；其中，所述显示面板上各个显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置由所述控光阵列在所述光波导材料的表面上的分布方式确定；
5、将所述第一编码视差图发送到显示平面模块，指示所述显示平面模块对所述第一编码视差图进行显示，以使所述背光区域将其覆盖的所述显示面板上多个不同行，且其显示的视点在所述第一原始视差图中的编号连续的显示单元，投射到观看平面下的第一方向上的同一投影单元中。
6、根据本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，所述根据所述第一方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置，将所述第一原始视差图中的各个视点排列到第一编码视差图中，包括：
7、利用以下方式，得到所述第一编码视差图上的每一个视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号：
8、利用所述第一方向上的光场视点密度，对所述视点位置对应的所述显示面板上的显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置执行取整操作；其中，所述投影位置使用所述显示单元在观看平面下的第一方向上的投影点与覆盖所述显示单元的背光区域在所述观看平面下的第一方向上的起始投影点之间的距离与所述投影单元的宽度之间的比值来表示；
9、根据所述取整操作的结果，得到所述视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号；
10、根据所述第一视点编码图中每一个视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号，将所述第一原始视差图中的各个视点填充到所述第一编码视差图中。
11、根据本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，利用以下公式，执行利用所述第一方向上的光场视点密度，对所述视点位置对应的所述显示面板上的显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置执行取整操作，以及根据所述取整操作的结果，得到所述视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号的步骤：
12、
13、其中，d为所述第一方向上的光场视点密度的倒数，d为所述投影位置，n为所述视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号。
14、根据本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，所述控光阵列在所述光波导材料的表面上的分布方式如下：
15、每一组所述控光阵列在所述光波导材料的表面上以非90度的预设角度倾斜分布；
16、利用以下方式得到所述显示面板上各个显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置：
17、根据任一所述显示单元左上角距离所述控光阵列左侧边沿的水平距离，得到所述显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置。
18、根据本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，所述基于数字孪生的三维场景显示方法还包括：
19、获取第二原始视差图；所述第二原始视差图为在多个方向上均存在视差的视差图；
20、针对所述多个方向中的每一个方向，执行如下操作：
21、根据所述方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的所述方向上的投影位置，将所述第二原始视差图中所述方向对应的各个视点排列到第二编码视差图中；其中，所述显示面板上各个显示单元在所述观看平面下的所述方向上的投影位置由所述控光阵列在所述光波导材料的表面上的分布方式确定；
22、将所述第二编码视差图发送到显示平面模块，指示所述显示平面模块对所述第二编码视差图进行显示，以使所述背光区域，将其覆盖的所述显示面板上多个位于不同行，且其显示的视点在所述第二原始视差图中的编号连续的任一方向的显示单元，投射到观看平面下的所述方向上的同一投影单元中。
23、根据本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，所述根据所述方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的所述方向上的投影位置，将所述第二原始视差图中所述方向对应的各个视点排列到第二编码视差图中，包括：
24、利用以下方式，得到所述第二编码视差图上的每一个视点位置被填充的所述第二原始视差图中视点的编号：
25、利用所述方向上的光场视点密度，对所述视点位置对应的所述显示面板上的显示单元在观看平面下的所述方向上的投影位置执行取整操作；其中，所述投影位置使用所述显示单元在所述观看平面下的所述方向上的投影点与覆盖所述显示单元的背光区域在所述观看平面下的所述方向上的起始投影点之间的距离与所述方向上的投影单元的宽度之间的比值来表示；
26、根据所述取整操作的结果，得到所述视点位置被填充的所述第二原始视差图中视点的编号；
27、根据所述第二视点编码图中每一个视点位置被填充的所述第二原始视差图中视点的编号，将所述第二原始视差图中的各个视点填充到所述第二编码视差图中。
28、第二方面，应用于数字孪生显示设备，所述数字孪生显示设备包括依次平行设置的密集阵列控光模块和显示平面模块；所述显示平面模块包括具有可点对点控光的显示面板；所述密集阵列控光模块包括不透光的光波导材料和依照预设分布方式贴合到所述光波导材料上的控光阵列；所述数字孪生显示设备的背光光源发出的光线，在穿过所述控光阵列与所述光波导材料的贴合面后，在所述控光阵列的折射下，形成多个背光区域，所述基于数字孪生的三维场景显示系统包括：
29、获取模块，用于获取第一原始视差图；所述第一原始视差图为第一方向上的视差图；
30、编码模块，用于根据所述第一方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置，将所述第一原始视差图中的各个视点排列到第一编码视差图中；其中，所述显示面板上各个显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置由所述控光阵列在所述光波导材料的表面上的分布方式确定；
31、发送模块，用于将所述第一编码视差图发送到显示平面模块，指示所述显示平面模块对所述第一编码视差图进行显示，以使所述背光区域将其覆盖的所述显示面板上多个不同行，且其显示的视点在所述第一原始视差图中的编号连续的显示单元，投射到观看平面下的第一方向上的同一投影单元中。
32、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储计算机软件程序；处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现如上述第一方面所述基于数字孪生的三维场景显示方法。
33、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机软件程序，所述计算机软件程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述基于数字孪生的三维场景显示方法。
34、第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述基于数字孪生的三维场景显示方法。
35、本发明提供的基于数字孪生的三维场景显示方法，根据第一方向上的光场视点密度和显示面板上各个显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置，将第一原始视差图中的各个视点排列到第一编码视差图中；将第一编码视差图发送到显示平面模块，指示显示平面模块对第一编码视差图进行显示。由于第一编码视差图中各个视点位置是根据其对应的显示面板上的显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置确定的，因此，在第一视点编码图被显示面板显示后，在密集阵列控光模块的背光区域的投射下，可以将显示面板上多个不同行，且其显示的视点在第一原始视差图中的编号连续的显示单元，投射到观看平面下的第一方向上的同一投影单元中，从而可以在不改变光场数字孪生显示设备分辨率的前提下，显著提高三维光场的视点密集度。
1.一种基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，应用于数字孪生显示设备，所述数字孪生显示设备包括依次平行设置的密集阵列控光模块和显示平面模块；所述显示平面模块包括具有可点对点控光的显示面板；所述密集阵列控光模块包括不透光的光波导材料和依照预设分布方式贴合到所述光波导材料上的控光阵列；所述数字孪生显示设备的背光光源发出的光线，在穿过所述控光阵列与所述光波导材料的贴合面后，在所述控光阵列的折射下，形成多个背光区域，所述基于数字孪生的三维场景显示方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，所述根据所述第一方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的第一方向上的投影位置，将所述第一原始视差图中的各个视点排列到第一编码视差图中，包括：
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，利用以下公式，执行利用所述第一方向上的光场视点密度，对所述视点位置对应的所述显示面板上的显示单元在所述观看平面下的第一方向上的投影位置执行取整操作，以及根据所述取整操作的结果，得到所述视点位置被填充的所述第一原始视差图中视点的编号的步骤：
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，所述控光阵列在所述光波导材料的表面上的分布方式如下：
5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，所述基于数字孪生的三维场景显示方法还包括：
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的三维场景显示方法，其特征在于，所述根据所述方向上的光场视点密度和所述显示面板上各个显示单元在观看平面下的所述方向上的投影位置，将所述第二原始视差图中所述方向对应的各个视点排列到第二编码视差图中，包括：
7.一种基于数字孪生的三维场景显示系统，其特征在于，应用于数字孪生显示设备，所述数字孪生显示设备包括依次平行设置的密集阵列控光模块和显示平面模块；所述显示平面模块包括具有可点对点控光的显示面板；所述密集阵列控光模块包括不透光的光波导材料和依照预设分布方式贴合到所述光波导材料上的控光阵列；所述数字孪生显示设备的背光光源发出的光线，在穿过所述控光阵列与所述光波导材料的贴合面后，在所述控光阵列的折射下，形成多个背光区域，所述基于数字孪生的三维场景显示系统包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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1-6任一项所述的基于数字孪生的三维场景显示方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的基于数字孪生的三维场景显示方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的基于数字孪生的三维场景显示方法。
