專(zhuān)利名稱(chēng)：新型數(shù)字成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種針對(duì)數(shù)字文化遺產(chǎn)體驗(yàn)開(kāi)發(fā)的數(shù)字成像技術(shù)，尤其是ー種新型數(shù)字成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字成像技術(shù)涉及到虛擬現(xiàn)實(shí)(VR),虛擬現(xiàn)實(shí)是從英文Virtual Realityー詞翻譯過(guò)來(lái)的，簡(jiǎn)稱(chēng)VR。VR技術(shù)是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的技木，生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)等一體化的虛擬環(huán)境，用戶(hù)借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。典型的VR系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)、輸入輸出設(shè)備、用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)虛擬世界的生成和人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)；輸入輸出設(shè)備負(fù)責(zé)識(shí)別用戶(hù)各種形式 的輸入并實(shí)時(shí)生成相應(yīng)的反饋信息；應(yīng)用軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、行為模型的建立，三維虛擬立體聲的生成，模型管理及實(shí)時(shí)顯示等；數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存放整個(gè)虛擬世界中所有物體的各個(gè)方面的信息。而增強(qiáng)式VR系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality),就是被人們漸漸熟悉的應(yīng)于多領(lǐng)域的AR技術(shù)了。它既允許用戶(hù)看到真實(shí)世界，同時(shí)也能看到疊加在真實(shí)世界上的虛擬對(duì)象，它是把真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來(lái)的ー種系統(tǒng)。AR中真實(shí)物體和虛擬物體與用戶(hù)環(huán)境必須無(wú)縫結(jié)合在一起，而且真實(shí)物體和虛擬物體之間還要能夠進(jìn)行交互，這樣才能實(shí)現(xiàn)真正的虛實(shí)融合。VR技術(shù)與三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別在于其交互性上，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)預(yù)先處理好的路徑上所能看到的靜止圖片連續(xù)播放而形成的，不具有人和交互性，即不是用戶(hù)想看地方就能看到什么地方，用戶(hù)只能按照設(shè)計(jì)師預(yù)先固定好的一條線(xiàn)路去看某些場(chǎng)景，用戶(hù)是被動(dòng)的，而VR技術(shù)則通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算場(chǎng)景，根據(jù)用戶(hù)的需要把整個(gè)空間中所有的信息真實(shí)地提供給用戶(hù)，用戶(hù)可依自己的路線(xiàn)行走，計(jì)算機(jī)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的場(chǎng)景，但這樣的設(shè)計(jì)和執(zhí)行能力對(duì)硬件設(shè)備也是ー個(gè)考驗(yàn)?？臻g場(chǎng)景和物體不能無(wú)限制地加入到整體設(shè)計(jì)中，也就是我們所見(jiàn)到的場(chǎng)景和物體是固定的，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)交互功能。AR技術(shù)中逐漸解決了標(biāo)記跟蹤、實(shí)時(shí)交互問(wèn)題，使應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展。但是在移動(dòng)、便攜的展示終端上仍然存在兼容性的問(wèn)題。并且，作為展示領(lǐng)域里有很多高新技術(shù)的出現(xiàn)，在文化遺產(chǎn)方面也有很多，但大多沒(méi)有使參觀(guān)者在視覺(jué)感官上實(shí)現(xiàn)超越。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維定向的新型數(shù)字成像系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種新型數(shù)字成像系統(tǒng)，由攝像機(jī)、識(shí)別標(biāo)示物、顯示設(shè)備、運(yùn)行終端組成，其特征在于初始化攝像機(jī)讀入攝像機(jī)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)模扳庫(kù)，顯示設(shè)備獲取ー幀指定圖像標(biāo)識(shí)識(shí)別，攝像機(jī)連接識(shí)別標(biāo)示物，識(shí)別標(biāo)示物連接顯示設(shè)備，顯示設(shè)備連接運(yùn)行終端。本實(shí)用新型的有益效果是可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，把數(shù)字內(nèi)容疊加在真實(shí)場(chǎng)景中，用戶(hù)感受身臨其境，并可以或得更多、更直觀(guān)的資訊，用戶(hù)同時(shí)可以主動(dòng)交互獲得更多感受，超越所見(jiàn)所得。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)畫(huà)面捕捉、物體識(shí)別和圖像處理三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蜻壿嬏幚?，讓空間定位更加精準(zhǔn)，視覺(jué)差值更低，改善了傳統(tǒng)顯示方式無(wú)法體驗(yàn)身臨其境的效果。一件破損的文物，DM數(shù)字復(fù)原技術(shù)，通過(guò)DM系統(tǒng)把這件文物3D數(shù)字內(nèi)容定位在實(shí)景物體的影像數(shù)據(jù)，定位技術(shù)Action+from+XYZ空間定位,這方面本實(shí)用新型有更為準(zhǔn)確的邏輯運(yùn)算方式，這樣就大大的改善了虛實(shí)場(chǎng)景與人眼觀(guān)察的無(wú)縫銜接這ー環(huán)節(jié)，這是傳統(tǒng)顯示技術(shù)的回放有延時(shí)、場(chǎng)景定位偏差大，交互體驗(yàn)不豐富所無(wú)法比擬的。

圖I是本實(shí)用新型的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)例做進(jìn)ー步詳述ー種新型數(shù)字成像系統(tǒng)，如圖I所示，本實(shí)用新型由攝像機(jī)、識(shí)別標(biāo)示物、顯示設(shè)備、運(yùn)行終端組成，其特征在于初始化攝像機(jī)讀入攝像機(jī)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)模扳庫(kù)，顯示設(shè)備獲取ー幀指定圖像標(biāo)識(shí)識(shí)別，攝像機(jī)連接識(shí)別標(biāo)示物，識(shí)別標(biāo)示物連接顯示設(shè)備，顯示設(shè)備連接運(yùn)行終端。運(yùn)行步驟如下(I)初始化攝像機(jī)，并讀入攝像機(jī)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)。啟動(dòng)攝像機(jī)與主系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，主系統(tǒng)與模板形成關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)進(jìn)入就緒狀態(tài)；(2)獲取ー巾貞圖像arVideoGetlmnage (在主循環(huán)中調(diào)用)，執(zhí)行函數(shù)命令,獲取圖像保存為關(guān)鍵幀，同時(shí)將模型部分與關(guān)鍵幀進(jìn)行關(guān)聯(lián)，為標(biāo)識(shí)調(diào)用部分做好準(zhǔn)備；(3)標(biāo)識(shí)識(shí)別^rDetectMarker (在主循環(huán)中調(diào)用)，執(zhí)行函數(shù)命令，判斷攝像機(jī)采集到的畫(huà)面是否與之前系統(tǒng)中保存的關(guān)鍵幀相符合，若與關(guān)鍵幀不符合，則提示相關(guān)信息或不進(jìn)行任何操作。與關(guān)鍵幀符合則系統(tǒng)將調(diào)用與關(guān)鍵建立聯(lián)系的圖像或模型；(4)視點(diǎn)與目標(biāo)矩陣之間轉(zhuǎn)移矩陣的計(jì)算^rGetTransMat (在主循環(huán)中調(diào)用)，圖像模型顯示過(guò)程中，根據(jù)視點(diǎn)與目標(biāo)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移矩陣。；(5)根據(jù)轉(zhuǎn)換矩陣疊加虛擬場(chǎng)景draw(在主循環(huán)中調(diào)用)，圖像模型疊加顯示在場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的畫(huà)面；(6)關(guān)閉視頻流Cleanup，當(dāng)失去標(biāo)記圖像時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)回到(3)步驟中，繼續(xù)判斷標(biāo)識(shí)圖像是否與關(guān)鍵幀相符合。關(guān)閉程序時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)退出。其中第二步到第五步是ー個(gè)循環(huán)過(guò)程。直到程序結(jié)束。第一歩和第六步只在系統(tǒng)初始化和退出時(shí)執(zhí)行?？蓪⑸鲜鲞^(guò)程理解為，系統(tǒng)首先獲得攝像機(jī)相對(duì)于標(biāo)記物的位置，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值將從視頻流中獲得的幀轉(zhuǎn)化為ニ圖像，然后搜索得到的ニ值圖像中的標(biāo)記區(qū)域，把找到的標(biāo)記區(qū)域和預(yù)先設(shè)定的標(biāo)記圖像進(jìn)行比較。如果匹配系統(tǒng)則認(rèn)為找到標(biāo)記，然后通過(guò)數(shù)學(xué)的方法計(jì)算得到攝像機(jī)的位置。最后根據(jù)變化矩陣得到虛實(shí)之間的注冊(cè)，將虛擬物體繪制到真實(shí)環(huán)境中。顯示畫(huà)面的終端可以是傳統(tǒng)顯示器、帶有攝像頭的手機(jī)屏幕、大屏幕、投影設(shè)備等。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.ー種新型數(shù)字成像系統(tǒng)，由攝像機(jī)、識(shí)別標(biāo)示物、顯示設(shè)備、運(yùn)行終端組成，其特征在干初始化攝像機(jī)讀入攝像機(jī)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)模扳庫(kù)，顯示設(shè)備獲取ー幀指定圖像標(biāo)識(shí)識(shí)別，攝像機(jī)連接識(shí)別標(biāo)示物，識(shí)別標(biāo)示物連接顯示設(shè)備，顯示設(shè)備連接運(yùn)行終端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型數(shù)字成像系統(tǒng)，由攝像機(jī)、識(shí)別標(biāo)示物、顯示設(shè)備、運(yùn)行終端組成，其特征在于初始化攝像機(jī)讀入攝像機(jī)參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)模扳庫(kù)，顯示設(shè)備獲取一幀指定圖像標(biāo)識(shí)識(shí)別，攝像機(jī)連接識(shí)別標(biāo)示物，識(shí)別標(biāo)示物連接顯示設(shè)備，顯示設(shè)備連接運(yùn)行終端。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)畫(huà)面捕捉、物體識(shí)別和圖像處理三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蜻壿嬏幚?，讓空間定位更加精準(zhǔn)。實(shí)物3D數(shù)字內(nèi)容定位在實(shí)景物體的影像數(shù)據(jù)，這樣就大大的改善了虛實(shí)場(chǎng)景與人眼觀(guān)察的無(wú)縫銜接這一環(huán)節(jié)。
文檔編號(hào)G06T11/00GK202486844SQ201120549888
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
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