基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，具體為：首先設(shè)置拍攝背景和數(shù)碼相機(jī)拍攝參數(shù)；然后將待拍攝物品放置在轉(zhuǎn)盤上，進(jìn)行自動批量拍攝；再對拍攝到的照片進(jìn)行摳圖處理和背景替換；最后將處理后的圖片生成三維展示動畫。本發(fā)明將數(shù)碼相機(jī)與步進(jìn)電機(jī)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，減少了拍攝步驟，降低了拍攝成本和誤差；采用摳圖技術(shù)結(jié)合背景替換算法對照片進(jìn)行了背景替換，有效減少由于拍攝時燈光不均勻或由于背景單調(diào)帶來的展示效果不佳的情況；利用圖像縮放技術(shù)使采集到的圖像在制作Flash時有更多的尺寸選擇，以適應(yīng)任何平臺對圖像尺寸的要求，極大的提高了三維展示的效果。
【專利說明】基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于三維展示及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著時代的發(fā)展，信息量的爆發(fā)，利用平面圖片和文字介紹做成類似目錄的形式，來展示產(chǎn)品是現(xiàn)在的主流產(chǎn)品展示方式，但是這種對于產(chǎn)品的展示基本上還停留在二維的靜止的形式上，無法充分的表現(xiàn)產(chǎn)品的外觀和特點，因此這種方式已然不能滿足客戶對于信息收集的要求。
[0003]采用三維產(chǎn)品展示的方法，可以以最直接和最直觀的方式就將產(chǎn)品實體展現(xiàn)在客戶的面前。這樣一來，我們可以讓客戶對產(chǎn)品的外觀和特點有個直觀全面的了解，二來可以讓客戶自己來決定如何觀察產(chǎn)品，這個互動的過程是二維展示方式難以企及的。
[0004]這種技術(shù)一般對企業(yè)自身的產(chǎn)品有這非常大的宣傳效果，例如一些機(jī)械類產(chǎn)品，在給客戶介紹產(chǎn)品或者分析產(chǎn)品時，可以提供做好的Flash給客戶觀看產(chǎn)品的三維效果，不僅可以省去口述帶來的弊端，也大大提高了企業(yè)的市場效率。而且這種以Flash格式形成的三維展示，可以放在任何平臺上展示，為企業(yè)在產(chǎn)品的宣傳方式上提供了更多的選擇，起到了事半功倍的效果。
[0005]但是普通的三維展示又因為在采集數(shù)據(jù)時對燈光要求太高，如果燈光太亮?xí)刮矬w反光太嚴(yán)重，如果燈光太暗會使背景顏色太暗，亦或是光照不均勻會造成物體的整體亮暗程度不均勻，這些都會嚴(yán)重影響物體的三維展示效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，解決了現(xiàn)有三維展示方面由于數(shù)據(jù)采集時燈光作用，使三維展示效果受到影響的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，具體步驟如下:
[0008]步驟1，設(shè)置拍攝背景和數(shù)碼相機(jī)拍攝參數(shù)；
[0009]步驟2,自動批量拍攝:
[0010]將待拍攝物品放置在轉(zhuǎn)盤上，將設(shè)置好的拍攝背景和設(shè)置好拍攝參數(shù)的數(shù)碼相機(jī)固定在轉(zhuǎn)盤兩側(cè)，通過PC電腦控制轉(zhuǎn)盤固定角度轉(zhuǎn)動，同時控制數(shù)碼相機(jī)拍攝照片；
[0011]步驟3，將步驟2批量拍攝到的照片上傳到PC電腦，并對其進(jìn)行背景替換；
[0012]步驟4，將經(jīng)步驟3處理后的系列圖像生成三維展示動畫。
[0013]本發(fā)明的特點還在于，
[0014]其中步驟I中拍攝背景為白色、藍(lán)色和綠色中的任意一種。
[0015]其中步驟2中轉(zhuǎn)盤由步進(jìn)電機(jī)和托盤組成，通過PC電腦對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行編程控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的固定角度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角度范圍為-180°?180°。
[0016]其中步驟3中背景替換，具體按以下步驟實施:
[0017]確定拍攝圖像A的背景和替換背景圖B，拍攝圖像A和替換背景圖B大小相同；遍歷拍攝圖像A背景中的每一個像素點，當(dāng)該像素點滿足需要替換的條件時，則把該像素點替換為背景圖B中對應(yīng)位置的像素。
[0018]其中步驟3中背景替換條件如下:
[0019]設(shè)圖像中每一個像素點為f(i，j)，則f(i，j)r>f (i, j)g、f(i，」\分別為圖像中像素點f(i，j)點所對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)通道像素值，
[0020]當(dāng)背景為藍(lán)色時，替換條件為:
[0021]f(i, j)b_f(i, j)r > 40
[0022]f(i, j)b-f(i, j)g> 50
[0023]f (l, j)b > 100 ；
[0024]當(dāng)背景為綠色時,條件為:
[0025]f(i, j)g-f(i, j)r > 40
[0026]f(i, j)g-f(i, j)b > 40
[0027]f (l, j)b > 100 ；
[0028]當(dāng)背景為白色時，條件為:
[0029]f(i, j)g-f(i, j)r| < 10
[0030]f(i, j)g-f(i, j)b| < 10
[0031]f (i, j)b > 160
[0032]f (i, j)g > 160
[0033]f(i, j)r > 160。
[0034]本發(fā)明的有益效果是，為了更方便快捷的采集到物體的三維數(shù)據(jù)以及制作出更好的三維展示效果，本發(fā)明采用數(shù)碼相機(jī)與步進(jìn)電機(jī)以及圖像處理有機(jī)結(jié)合的方式進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，具有以下優(yōu)點:
[0035]1.利用數(shù)碼相機(jī)的可編程控制相機(jī)自動拍攝的功能完成物體數(shù)據(jù)的采集，步進(jìn)電機(jī)與托盤結(jié)合可使物體在單個照相機(jī)不移動的情況下，使物體旋轉(zhuǎn)360度，從而采集到物體的三維信息，減少了傳統(tǒng)三維建模時需要多個照相機(jī)同時拍攝的步驟，降低了成本，并且有效減少了拍攝誤差；
[0036]2.利用圖像處理中的摳圖技術(shù)，使物體的三維模型可以在任意背景下展示，本發(fā)明中采用的摳圖技術(shù)利用已知拍攝背景的顏色特征的先驗知識，來找出圖像中背景的部分，然后采用背景替換算法將拍攝背景替換為所需要的背景，該背景替換算法具有速度快，適用性強的特點，通過背景替換能有效減少由于拍攝時燈光不均勻或由于背景單調(diào)帶來的展示效果不佳的情況；
[0037]3.利用圖像縮放技術(shù)使采集到的圖像在制作Flash時有更多的尺寸選擇，以適應(yīng)任何平臺對圖像尺寸的要求，極大的提高了三維展示的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法的展示系統(tǒng)硬件圖。
[0039]圖中，1.待拍攝物品，2.轉(zhuǎn)盤，3.數(shù)碼相機(jī)，4.PC電腦，5.拍攝背景。

【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041]本發(fā)明基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，具體按以下步驟實施:
[0042]步驟1，設(shè)置拍攝背景和數(shù)碼相機(jī)拍攝參數(shù)
[0043]1.1)設(shè)置拍攝背景
[0044]根據(jù)不同的拍攝物體，選擇適合的拍攝背景，物體顏色偏淺，選用藍(lán)色或綠色背景；物體偏藍(lán)或偏綠，則選用白色背景。
[0045]1.2)設(shè)置數(shù)碼相機(jī)拍攝參數(shù)
[0046]通過數(shù)碼相機(jī)SDK實現(xiàn)相機(jī)拍攝參數(shù)的自定義設(shè)置，設(shè)置好一組相機(jī)參數(shù)之后，拍攝一張照片，并把照片上傳到PC電腦上，根據(jù)顯示效果，確定相機(jī)的拍攝參數(shù)。
[0047]步驟2,自動批量拍攝
[0048]如圖1所示，將待拍攝物品I放置在轉(zhuǎn)盤2上，將選好的拍攝背景5和設(shè)置好拍攝參數(shù)的數(shù)碼相機(jī)3固定在轉(zhuǎn)盤兩側(cè)，通過電腦4設(shè)置轉(zhuǎn)盤的每次步進(jìn)參數(shù)(如需要拍攝360張照片，則設(shè)置步進(jìn)參數(shù)為I)。通過電腦4控制數(shù)碼相機(jī)3和轉(zhuǎn)盤2聯(lián)動工作，即每拍攝完一張照片之后，控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動固定角度，然后再次拍照，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角度范圍為-180°?180°，直到拍攝完成，記錄拍攝照片張數(shù)。
[0049]步驟3，將步驟2批量拍攝到的照片上傳到PC電腦，并對其進(jìn)行背景替換
[0050]3.1)確定拍攝圖像A的背景和背景圖B，兩張圖大小應(yīng)該相同；
[0051]3.2)對圖像進(jìn)行摳圖替換拍攝時的背景
[0052]遍歷拍攝圖像A背景中的每一個像素點，當(dāng)該像素點滿足需要替換的條件時，則把該像素點替換為背景圖B中對應(yīng)位置的像素。設(shè)圖像A中每一個像素點為f(i，j)，則f(i, j)r>f(i, j)g、f(i，j)b分別為圖像A中像素點f(i，j)點所對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)通道像素值，則替換條件如下所示:
[0053]當(dāng)背景為藍(lán)色時，條件為:
[0054]f(i, j)b_f(i, j)r > 40
[0055]f(i, j)b-f(i, j)g> 50(I)
[0056]f (i, j)b > 100
[0057]當(dāng)背景為綠色時，條件為:
[0058]f(i, j)g-f(i, j)r > 40
[0059]f(i, j)g-f(i, j)b > 40(2)
[0060]f (i, j)b > 100
[0061]當(dāng)背景為白色時，條件為:
[0062]f(i, j)g-f(i, j)r| < 10
[0063]f(i, j)g-f(i, j)b| < 10
[0064]f (i, j)b > 160 (3)
[0065]f (i, j)g > 160
[0066]f (i, j)r > 160
[0067]3.3)對完成背景替換的圖像進(jìn)行縮放處理，以滿足對圖像不同尺寸的要求。
[0068]步驟4，將經(jīng)步驟3處理后的系列圖像生成三維展示動畫
[0069]4.1)選擇需要生成動畫的圖像序列，圖像的尺寸根據(jù)需要生成的動畫大小選擇相應(yīng)的尺寸；選擇生成的動畫的格式，具體根據(jù)平臺需求選擇相應(yīng)的格式，動畫的格式為gif > swf 或 html5 格式；
[0070]4.2)為Flash動畫添加放大、旋轉(zhuǎn)方向功能，使生成的Flash動畫具有交互功能，可使用放大功能查看物體的具體細(xì)節(jié)，旋轉(zhuǎn)方向可使用戶在觀看Flash時有更多的視角觀察物體。
[0071]本發(fā)明利用電腦控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，在數(shù)碼相機(jī)不移動的情況下，完成物體的三維數(shù)據(jù)采集，有效減少了拍攝誤差；背景替換時，配合背景替換算法，能夠快速找出圖像中背景的部分，并替換為展示時所需要的背景，該背景替換算法速度快，并且利用了先驗知識，具有很強的適用性；通過圖像的背景替換，有效減少由于拍攝時燈光不均勻或由于背景單調(diào)所帶來的展示效果不佳的狀況。
【權(quán)利要求】
1.基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟I，設(shè)置拍攝背景和數(shù)碼相機(jī)拍攝參數(shù)； 步驟2，自動批量拍攝: 將待拍攝物品放置在轉(zhuǎn)盤上，將設(shè)置好的拍攝背景和設(shè)置好拍攝參數(shù)的數(shù)碼相機(jī)固定在轉(zhuǎn)盤兩側(cè)，通過PC電腦控制轉(zhuǎn)盤固定角度轉(zhuǎn)動，同時控制數(shù)碼相機(jī)拍攝照片； 步驟3，將步驟2批量拍攝到的照片上傳到PC電腦，并對其進(jìn)行背景替換； 步驟4，將經(jīng)步驟3處理后的系列圖像生成三維展示動畫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，其特征在于，步驟I中所述拍攝背景為白色、藍(lán)色和綠色中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，其特征在于，步驟2中所述轉(zhuǎn)盤由步進(jìn)電機(jī)和托盤組成，對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行編程控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的固定角度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角度范圍為-180°?180°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，其特征在于，步驟3中所述背景替換，具體按以下步驟實施: 確定拍攝圖像A的背景和替換背景圖B，拍攝圖像A和替換背景圖B大小相同；遍歷拍攝圖像A背景中的每一個像素點，當(dāng)該像素點滿足需要替換的條件時，則把該像素點替換為背景圖B中對應(yīng)位置的像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于多角度拍攝和圖像處理的三維展示方法，其特征在于，步驟3中所述背景替換條件如下: 設(shè)圖像中每一個像素點為f (i，j)，則f (i，j)r>f(i, j)g、f (i，j)b分別為圖像中像素點f(i，j)點所對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)通道像素值， 當(dāng)背景為藍(lán)色時，替換條件為: f(i, j)b-f(i, j)r > 40 f(i, j)b-f(i, j)g> 50 f(i，j)b > 100 ； 當(dāng)背景為綠色時，條件為: f(i, j)g-f(i, j)r > 40 f(i, j)g-f(i, j)b > 40 f(i，j)b > 100 ； 當(dāng)背景為白色時，條件為: f(i, j)g-f(i, j)r| < 10 f(i, j)g-f(i, j)b| < 10 f(i，j)b > 160 f(i，j)g > 160 f (i, j)r > 160。
【文檔編號】G06T13/20GK104269125SQ201410559765
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】高磊, 衛(wèi)永波, 謝凡凡 申請人:西安冉科信息技術(shù)有限公司