用於控制虛擬攝像機的方法與設備的製作方法

2023-09-12 09:46:25

用於控制虛擬攝像機的方法與設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了用於控制虛擬攝像機的方法與設備。其中，所述虛擬攝像機的圖像平面提供來自場景的捕獲圖像的裁剪，所述方法包括：限定形成所述捕獲圖像的所述裁剪的邊界的第一像素位置的集合；限定用於所述捕獲圖像的邊界的第二像素位置的集合；計算將要應用於所述第一像素位置的虛擬攝像機旋轉矩陣，所述虛擬攝像機旋轉矩陣表示所述虛擬攝像機的圖像平面和所述場景的所述捕獲圖像的圖像平面的偏轉和俯仰中的至少一個的差，其中，所述虛擬攝像機旋轉矩陣被限制使得當利用所述虛擬攝像機旋轉矩陣變換所述第一像素位置的集合中的一個像素位置時，所變換的所述第一像素位置被定位所述捕獲圖像的所述邊界內。
【專利說明】用於控制虛擬攝像機的方法與設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種方法及設備。

【背景技術】
[0002] 本文中所提供的"【背景技術】"描述是為了總體呈現本公開內容的背景之目的。某 種程度描述在【背景技術】部分的、目前署名的發明人的工作以及申請時未另限定為現有技術 的說明方面，既沒有明示也沒有默示承認作為本發明的現有技術。
[0003] 利用其位置固定的攝像機捕獲諸如體育賽事或者音樂會等實時事件是眾所周知 的。在一些情況下，儘管攝像機的位置被固定，但調整攝像機的俯仰（pitch)、偏轉（yaw)和 偶爾的橫滾（roll)以跟隨實時事件中的動作。因為觀眾可以專注於事件的相關部分，故對 於觀看者來說有時更加期望這種布置。
[0004] 在其他情況下，攝像機的位置與俯仰、偏轉和橫滾被固定。因為攝像機並不需要攝 像機操作員，故對於捕獲事件的全體工作人員來說有時更加期望這種布置。此外，固定位置 安裝支架比允許攝像機俯仰、偏轉和橫滾操作的安裝支架更加便宜。
[0005] 因此，人們期望提供允許將攝像機固定安裝的同時允許觀眾專注於事件的相關部 分的一種系統。


【發明內容】

[0006] 根據一個方面，提供了一種控制虛擬攝像機運動的方法，所述虛擬攝像機的圖像 平面提供來自場景的捕獲圖像的裁剪，所述方法包括：
[0007] 限定(定義）形成捕獲圖像的裁剪的邊界的第一像素位置的集合；
[0008] 限定所捕獲的圖像的邊界的第二像素位置的集合；
[0009] 計算將被應用於所述第一像素位置的虛擬攝像機旋轉矩陣，所述虛擬攝像機旋轉 矩陣表示在所述虛擬攝像機的圖像平面和場景的捕獲圖像的圖像平面的偏轉和俯仰中的 至少一個的差，其中，所述虛擬攝像機旋轉矩陣被限制使得當利用所述虛擬攝像機旋轉矩 陣變換第一像素位置的集合中的一個像素位置時，變換的第一像素位置位於所捕獲的圖像 的邊界內。
[0010] 所述裁剪的邊界可以是等角四邊形以及所述第一像素位置的集合中的一個像素 位置位於所述裁剪的所述邊界的拐角上。
[0011] 根據所述虛擬攝像機的俯仰、偏轉和/或橫滾來限定第二像素位置的集合內的像 素位置。
[0012] 第二像素位置的集合內的像素位置可以通過c = PV*YV*RV*S來限定，其中C是第 二像素位置集合內的像素位置，匕是虛擬攝像機旋轉矩陣的俯仰分量，\是虛擬攝像機旋 轉矩陣的偏轉分量，Rv是虛擬攝像機旋轉矩陣的橫滾分量，以及s是第一像素位置集合的一 個像素位置。
[0013] 虛擬攝像機旋轉矩陣的偏轉分量通過0 = eS '^=7+tan j來限定，其中
[0014] a = c，xPV31px+cx，PVwPz+FcPVnPx+FcPVi
[0015] b = -c^ PV31pz+cx/ PV33Px-FcPVnpz+FcPV 13px
[0016] c = _cx' PV32py-FcPV12py
[0017] 進一步地，其中
[0018]

【權利要求】
1. 一種控制虛擬攝像機運動的方法，所述虛擬攝像機的圖像平面提供來自場景的捕獲 圖像的裁剪，所述方法包括： 限定形成所述捕獲圖像的所述裁剪的邊界的第一像素位置的集合； 限定用於所述捕獲圖像的邊界的第二像素位置的集合； 計算將要應用於所述第一像素位置的虛擬攝像機旋轉矩陣，所述虛擬攝像機旋轉矩陣 表示所述虛擬攝像機的所述圖像平面和所述場景的所述捕獲圖像的圖像平面的偏轉和俯 仰中的至少一個的差，其中，所述虛擬攝像機旋轉矩陣被限制使得當利用所述虛擬攝像機 旋轉矩陣變換第一像素位置的所述集合中的一個像素位置時，所變換的所述第一像素位置 定位於所述捕獲圖像的所述邊界內。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述裁剪的所述邊界是等角四邊形並且第一像 素位置的所述集合中的所述一個像素位置定位於所述裁剪的所述邊界的拐角上。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中，根據所述虛擬攝像機的所述俯仰、所述偏轉和/ 或橫滾來限定第二像素位置的所述集合內的像素位置。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，第二像素位置的所述集合內的所述像素位置由c =PV*YV*RV*S來限定，其中c是第二像素位置的所述集合內的所述像素位置，P v是所述虛擬 攝像機旋轉矩陣的俯仰分量，Yv是所述虛擬攝像機旋轉矩陣的偏轉分量，R v是所述虛擬攝 像機旋轉矩陣的橫滾分量，以及s是第一像素位置的所述集合中的所述一個像素位置。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，通過將所述第一像素位置的一個第二像素位置 s的值設定為s
和s
#的一個或多個來確定最小俯仰分量，其中Fv是所述虛 擬攝像機的焦距，乂 以及蠢gg·，並且所述方法包括選擇提供最小負數 的最小偏轉分量。
6. 根據權利要求4所述的方法，其中，通過將所述第一像素位置的一個第二像素位置s 的值設定為^
和^
中的一個或多個來確定最大俯仰分量，其中Fv是所述虛 擬攝像機的焦距、\ =§§!§以及『 = §§§§，並且所述方法包括選擇提供最小正數 圖像莧度 裁剪莧度 的最小偏轉分量。
7. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括，將阻尼係數應用於所述虛擬攝像機的所 述運動，其中，所述虛擬攝像機的位置以由所述阻尼係數確定的速率向目標位置移動。
8. 根據權利要求7所述的方法，進一步包括，根據新的虛擬攝像機位置的位置改變所 述阻尼係數。
9. 根據權利要求7所述的方法，進一步包括，檢查所述虛擬攝像機相對所述捕獲圖像 的所述邊界的位置，並且將所述虛擬攝像機的所述位置限制在所述捕獲圖像的所述邊界 內。
10. -種用於控制虛擬攝像機運動的裝置，所述虛擬攝像機的圖像平面提供來自場景 的捕獲圖像的裁剪，所述裝置包括被配置為進行以下操作的電路： 限定形成所述捕獲圖像的所述裁剪的邊界的第一像素位置的集合； 限定用於所述捕獲圖像的邊界的第二像素位置的集合； 計算將要應用於所述第一像素位置的虛擬攝像機旋轉矩陣，所述虛擬攝像機旋轉矩陣 表示所述虛擬攝像機的所述圖像平面和所述場景的所述捕獲圖像的圖像平面的偏轉和俯 仰中的至少一個的差，其中，所述虛擬攝像機旋轉矩陣被限制使得當利用所述虛擬攝像機 旋轉矩陣變換第一像素位置的所述集合中的一個像素位置時，所變換的所述第一像素位置 定位於所述捕獲圖像的所述邊界內。
11. 根據權利要求10所述的裝置，其中，所述裁剪的所述邊界是等角四邊形並且第一 像素位置的所述集合中的所述一個像素位置被定位在所述裁剪的所述邊界的拐角上。
12. 根據權利要求10所述的裝置，其中，根據所述虛擬攝像機的所述俯仰、所述偏轉和 /或橫滾來限定第二像素位置的所述集合內的像素位置。
13. 根據權利要求12所述的裝置，其中，第二像素位置的所述集合內的所述像素位置 由c = Pv*Yv*Rv*s來限定，其中c是第二像素位置的所述集合內的所述像素位置， Pv是所述 虛擬攝像機旋轉矩陣的俯仰分量，Yv是所述虛擬攝像機旋轉矩陣的偏轉分量，&是所述虛 擬攝像機旋轉矩陣的橫滾分量，以及s是第一像素位置的所述集合的所述一個像素位置。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其中，通過將所述第一像素位置的一個第二像素位 置s的值設定為〃
和f
中的一個或多個來確定最小俯仰分量，其中Fv是所述 虛擬攝像機的焦距，以及『=§§§§，並且所述方法包括選擇提供最小負 圖像覽度 裁剪覽度 數的最小偏轉分量。
15. 根據權利?# u聽述的裝置，其中，通過將所述第一像素位置的一個第二像素位 置s的值設定為s 和^
中的一個或多個來確定最大俯仰分量，其中Fv是所 述虛擬攝像機的焦距、乂 以及r = ，並且所述方法包括選擇提供最小 正數的最小偏轉分量。
16. 根據權利要求10所述的裝置，進一步包括，將阻尼係數應用於所述虛擬攝像機的 所述運動，其中，所述虛擬攝像機的位置以由所述阻尼係數確定的速率向目標位置移動。
17. 根據權利要求16所述的裝置，進一步包括，根據新的虛擬攝像機位置的位置改變 所述阻尼係數。
18. 根據權利要求16所述的裝置，進一步包括，檢查所述虛擬攝像機相對所述捕獲圖 像的所述邊界的位置，並且將所述虛擬攝像機的所述位置限制在所述捕獲圖像的所述邊界 內。
19. 一種非暫存性計算機可讀介質，包括：計算機可讀指令，所述電腦程式指令在被 計算機執行時致使所述計算機執行權利要求1所述的方法。
【文檔編號】G06T5/00GK104103068SQ201410137335
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2013年4月4日
【發明者】克裡夫·亨利·吉爾拉德, 史蒂芬·馬克·凱汀, 羅伯特·馬克·斯特凡·波特 申請人:索尼公司