新型數字成像系統的製作方法
2023-09-15 07:32:00 1
專利名稱：新型數字成像系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種針對數字文化遺產體驗開發的數字成像技術，尤其是ー種新型數字成像系統。
背景技術：
目前，數字成像技術涉及到虛擬實境(VR),虛擬實境是從英文Virtual Realityー詞翻譯過來的，簡稱VR。VR技術是採用以計算機技術為核心的技木，生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環境，用戶藉助必要的設備以自然的方式與虛擬世界中的物體進行交互，相互影響，從而產生親臨真實環境的感受和體驗。典型的VR系統主要由計算機、應用軟體系統、輸入輸出設備、用戶和資料庫等組成。計算機負責虛擬世界的生成和人機互動的實現；輸入輸出設備負責識別用戶各種形式 的輸入並實時生成相應的反饋信息；應用軟體系統負責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，模型管理及實時顯示等；資料庫主要用於存放整個虛擬世界中所有物體的各個方面的信息。而增強式VR系統簡稱增強現實(Augmented Reality),就是被人們漸漸熟悉的應於多領域的AR技術了。它既允許用戶看到真實世界，同時也能看到疊加在真實世界上的虛擬對象，它是把真實環境和虛擬環境結合起來的ー種系統。AR中真實物體和虛擬物體與用戶環境必須無縫結合在一起，而且真實物體和虛擬物體之間還要能夠進行交互，這樣才能實現真正的虛實融合。VR技術與三維動畫技術的本質區別在於其交互性上，三維動畫技術是依靠計算機預先處理好的路徑上所能看到的靜止圖片連續播放而形成的，不具有人和交互性，即不是用戶想看地方就能看到什麼地方，用戶只能按照設計師預先固定好的一條線路去看某些場景，用戶是被動的，而VR技術則通過計算機實時計算場景，根據用戶的需要把整個空間中所有的信息真實地提供給用戶，用戶可依自己的路線行走，計算機會產生相應的場景，但這樣的設計和執行能力對硬體設備也是ー個考驗。空間場景和物體不能無限制地加入到整體設計中，也就是我們所見到的場景和物體是固定的，且無法實現交互功能。AR技術中逐漸解決了標記跟蹤、實時交互問題，使應用範圍得到了擴展。但是在移動、便攜的展示終端上仍然存在兼容性的問題。並且，作為展示領域裡有很多高新技術的出現，在文化遺產方面也有很多，但大多沒有使參觀者在視覺感官上實現超越。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供ー種虛實結合、實時交互、三維定向的新型數字成像系統。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的ー種新型數字成像系統，由攝像機、識別標示物、顯示設備、運行終端組成，其特徵在於初始化攝像機讀入攝像機參數和標準模扳庫，顯示設備獲取ー幀指定圖像標識識別，攝像機連接識別標示物，識別標示物連接顯示設備，顯示設備連接運行終端。本實用新型的有益效果是可以結合現實場景，把數字內容疊加在真實場景中，用戶感受身臨其境，並可以或得更多、更直觀的資訊，用戶同時可以主動交互獲得更多感受，超越所見所得。本實用新型能夠實現畫面捕捉、物體識別和圖像處理三個關鍵環節，嚴謹的程序邏輯處理，讓空間定位更加精準，視覺差值更低，改善了傳統顯示方式無法體驗身臨其境的效果。一件破損的文物，DM數字復原技術，通過DM系統把這件文物3D數字內容定位在實景物體的影像數據，定位技術Action+from+XYZ空間定位,這方面本實用新型有更為準確的邏輯運算方式，這樣就大大的改善了虛實場景與人眼觀察的無縫銜接這ー環節，這是傳統顯示技術的回放有延時、場景定位偏差大，交互體驗不豐富所無法比擬的。
圖I是本實用新型的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實例做進ー步詳述ー種新型數字成像系統，如圖I所示，本實用新型由攝像機、識別標示物、顯示設備、運行終端組成，其特徵在於初始化攝像機讀入攝像機參數和標準模扳庫，顯示設備獲取ー幀指定圖像標識識別，攝像機連接識別標示物，識別標示物連接顯示設備，顯示設備連接運行終端。運行步驟如下(I)初始化攝像機，並讀入攝像機參數和標準模板庫。啟動攝像機與主系統關聯，主系統與模板形成關聯，系統進入就緒狀態；(2)獲取ー巾貞圖像arVideoGetlmnage (在主循環中調用)，執行函數命令,獲取圖像保存為關鍵幀，同時將模型部分與關鍵幀進行關聯，為標識調用部分做好準備；(3)標識識別^rDetectMarker (在主循環中調用)，執行函數命令，判斷攝像機採集到的畫面是否與之前系統中保存的關鍵幀相符合，若與關鍵幀不符合，則提示相關信息或不進行任何操作。與關鍵幀符合則系統將調用與關鍵建立聯繫的圖像或模型；(4)視點與目標矩陣之間轉移矩陣的計算^rGetTransMat (在主循環中調用)，圖像模型顯示過程中，根據視點與目標變化計算轉移矩陣。；(5)根據轉換矩陣疊加虛擬場景draw(在主循環中調用)，圖像模型疊加顯示在場景中，實現虛實結合的畫面；(6)關閉視頻流Cleanup，當失去標記圖像時，系統默認回到(3)步驟中，繼續判斷標識圖像是否與關鍵幀相符合。關閉程序時，系統默認退出。其中第二步到第五步是ー個循環過程。直到程序結束。第一歩和第六步只在系統初始化和退出時執行。可將上述過程理解為，系統首先獲得攝像機相對於標記物的位置，再根據預先設定的閾值將從視頻流中獲得的幀轉化為ニ圖像，然後搜索得到的ニ值圖像中的標記區域，把找到的標記區域和預先設定的標記圖像進行比較。如果匹配系統則認為找到標記，然後通過數學的方法計算得到攝像機的位置。最後根據變化矩陣得到虛實之間的註冊，將虛擬物體繪製到真實環境中。顯示畫面的終端可以是傳統顯示器、帶有攝像頭的手機屏幕、大屏幕、投影設備等。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.ー種新型數字成像系統，由攝像機、識別標示物、顯示設備、運行終端組成，其特徵在幹初始化攝像機讀入攝像機參數和標準模扳庫，顯示設備獲取ー幀指定圖像標識識別，攝像機連接識別標示物，識別標示物連接顯示設備，顯示設備連接運行終端。
專利摘要本實用新型涉及一種新型數字成像系統，由攝像機、識別標示物、顯示設備、運行終端組成，其特徵在於初始化攝像機讀入攝像機參數和標準模扳庫，顯示設備獲取一幀指定圖像標識識別，攝像機連接識別標示物，識別標示物連接顯示設備，顯示設備連接運行終端。本實用新型能夠實現畫面捕捉、物體識別和圖像處理三個關鍵環節，嚴謹的程序邏輯處理，讓空間定位更加精準。實物3D數字內容定位在實景物體的影像數據，這樣就大大的改善了虛實場景與人眼觀察的無縫銜接這一環節。
文檔編號G06T11/00GK202486844SQ201120549888
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者顧俠 申請人:天津畫國人動漫創意有限公司