依參觀者視線調整三維模型的展示系統及方法
2023-05-11 11:34:06
依參觀者視線調整三維模型的展示系統及方法
【專利摘要】本發明公開一種依參觀者視線調整三維模型的展示系統及其方法，其通過偵測參觀者視線以及位於目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置，並在判斷出參觀者視線的焦點位置產生變化時，依據焦點位置的變化旋轉目標三維模型的技術手段，可以達成讓參觀者觀賞被展示的物件上各角落的所有細節的技術功效。
【專利說明】依參觀者視線調整三維模型的展示系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三維模型展示系統及其方法，特別是指一種依參觀者視線調整三維模型的展示系統及方法。
【背景技術】
[0002]博物館搜藏並維護具有科學、藝術或歷史重要性的物件，並通過展示，使公眾得以觀看這些物件。
[0003]目前在博物館中，主要是以實體展示物件。不過，以實體展示的物件通常是放置在櫥窗或展示櫃內，而櫥窗或展示櫃通常貼牆而立或是只有一面可以提供參觀，因此，參觀者通常無法觀看被展示的物件的各個角度。
[0004]另外，為了保護珍貴或易損壞的物件，或是為了要提供參觀者能夠觀看被展示的物件的各個角度，也有博物館會通過電腦熒幕以360度環物的虛擬實境技術，在電腦熒幕上顯示物件。然而，360度環物的虛擬實境技術是預先環繞被展示的物件拍攝連續照片或影像，因此，往往無法觀賞到被展示的物件的細節。
[0005]綜上所述，可知現有技術中長期以來一直存在無法同時滿足讓使用者觀賞被展示的物件的各個角度與細節的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。
【發明內容】
[0006]有鑑於現有技術存在無法同時滿足讓使用者觀賞被展示的物件的各個角度與細節的問題，本發明遂揭露一種依參觀者視線調整三維模型的展示系統及其方法，其中:
[0007]本發明所揭露的依參觀者視線調整三維模型的展示系統，至少包含:模型處理模土夾，用以讀取目標三維模型；視線偵測模塊，用以偵測參觀者視線，及用以偵測位於目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置；參數判斷模塊，用以依據視線偵測模塊所偵測的焦點位置判斷參觀者視線的焦點位置的變化，並依據所判斷出的焦點位置的變化判斷旋轉角度，模型處理模塊依據旋轉角度旋轉目標三維模型。
[0008]本發明所揭露的依參觀者視線調整三維模型的方法，應用於展示系統，其步驟至少包括:讀取目標三維模型；偵測參觀者視線以及位於目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置；持續偵測參觀者視線；依據參觀者視線的焦點位置的變化旋轉目標三維模型，以使參觀者視線的焦點位置保持在目標三維模型上。
[0009]本發明所揭露的展示系統與方法如上，與現有技術之間的差異在於本發明通過偵測參觀者視線以及位於目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置，並在判斷出參觀者視線的焦點位置產生變化時，依據焦點位置的變化旋轉目標三維模型，藉以解決現有技術所存在的問題，並可以達成讓參觀者觀賞被展示的物件上所有細節的技術功效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明所提的依參觀者視線調整三維模型的系統架構圖。
[0011]圖2A為本發明所提的依參觀者視線調整三維模型的方法流程圖。
[0012]圖2B為本發明所提的旋轉三維模型的詳細方法流程圖。
[0013]圖2C為本發明所提的放大三維模型的附加方法流程圖。
[0014]圖3為本發明實施例所提的旋轉三維模型的示意圖。
[0015]【符號說明】
[0016]100展示系統
[0017]101儲存媒體
[0018]110視線偵測模塊
[0019]130傳輸模塊
[0020]150參數判斷模塊
[0021]170模型處理模塊
[0022]301目標三維模型
[0023]311、312參觀者視線
[0024]321、322 焦點位置
[0025]331角度差
【具體實施方式】
[0026]以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明的特徵與實施方式，內容足以使本領域技術人員能夠輕易地充分理解本發明解決技術問題所應用的技術手段並據以實施，藉此實現本發明可達成的功效。
[0027]本發明可以根據參觀者的視線旋轉參觀者所注視的目標三維模型(Model)，使參觀者的視線可以保持在目標三維模型上。其中，本發明所提的「目標三維模型」是真實物品的數字資料，可以在三維空間中表現出該真實物品。
[0028]以下先以「圖1」本發明所提的依參觀者視線調整三維模型的展示系統架構圖來說明本發明的系統運作。如「圖1」所示，本發明所提的展示系統100含有視線偵測模塊110、參數判斷模塊150、以及模型處理模塊170。
[0029]視線偵測模塊110負責偵測參觀者的視線(在本發明中，也可能以「參觀者視線」表示)。在部分的實施例中，視線偵測模塊110可以包含攝影機或照相機等影像獲取裝置，藉以拍攝包含使用者的影像或畫面，並依據影像獲取裝置所拍攝到的影像或畫面中參觀者臉部所面對的位置判斷參觀者的視線，但視線偵測模塊110偵測參觀者視線的方式並不以上述為限。
[0030]視線偵測模塊110也負責在參觀者視線落在目標三維模型上時，偵測落在目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置。
[0031]在部分的實施例中，視線偵測模塊110可以向目標三維模型延伸參觀者視線，當參觀者視線的延伸線與目標三維模型接觸或相交時，視線偵測模塊110會判斷參觀者視線的延伸線與目標三維模型所接觸的接觸點或相交的交點為焦點位置，但是視線偵測模塊110判斷焦點位置的方式並不以上述為限。
[0032]參數判斷模塊150負責依據視線偵測模塊110所偵測出的焦點位置判斷參觀者視線的焦點位置的變化，並依據所判斷出的焦點位置的變化判斷旋轉角度。
[0033]在部分的實施例中，參數判斷模塊150會如「圖3」所示，判斷變化前的參觀者視線311落在目標三維模型301上的焦點位置321與變化後的參觀者視線312落在目標三維模型301上的焦點位置322之間的角度差331，並將所判斷出的角度差331做為旋轉角度，但參數判斷模塊150判斷旋轉角度的方式並不以上述為限。
[0034]模型處理模塊170負責讀取目標三維模型。一般而言，模型處理模塊170會由展示系統100所包含的儲存媒體101中讀取目標三維模型，但本發明並不以此為限，例如，模型處理模塊170也可以由展示系統外部的儲存裝置讀取目標三維模型。
[0035]一般而言，模型處理模塊170中會包含3D引擎，模型處理模塊170可以通過3D引擎，以三維的顯示方式顯示所讀出的目標三維模型，使得被顯示的目標三維模型可以被任意上下旋轉或左右旋轉，藉以自由調整被觀看的角度。
[0036]模型處理模塊170也負責依據參數判斷模塊150所判斷出的旋轉角度旋轉目標三維模型，使得參觀者視線的焦點位置能夠持續的落在目標三維模型上。
[0037]此外，本發明更可以附加傳輸模塊130。
[0038]傳輸模塊130可以接收參觀者所傳送的轉動信號。參數判斷模塊150可以在傳輸模塊130接收到轉動信號後，依據傳輸模塊130所接收到的轉動信號判斷旋轉角度。
[0039]傳輸模塊130也可以接收參觀者所傳送的放大信號。模型處理模塊170可以在傳輸模塊130接收到放大信號後，依據傳輸模塊130所接收到的放大信號放大被顯示的目標三維模型中相對應的部分區域，藉以顯示目標三維模型中的細節。
[0040]一般而言，參觀者可以通過與展示系統100連接的操作裝置傳送轉動信號及/或放大信號，但本發明並不以此為限，例如，使用者也可以通過所使用的手持裝置傳送轉動信號及/或放大信號。其中，參觀者所使用的手持裝置包含但不限於手機、PDA、或是與展示系統100相對應的裝置等。
[0041]接著以一個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請參照「圖2A」本發明所提的依參觀者視線調整三維模型的方法流程圖。在本實施例中，假設展示系統100被應用在博物館中，但本發明並不以此為限。
[0042]首先，展示系統100的模型處理模塊170可以讀取目標三維模型(步驟210)。在本實施例中，假設目標三維模型為瓷器的三維模型，模型處理模塊170可以在展示系統100啟動後，或是在展示系統100偵測到參觀者接近後，讀取該瓷器的三維模型(目標三維模型)。
[0043]在展示系統100的模型處理模塊170讀取目標三維模型(步驟210)後，展示系統100的視線偵測模塊110可以偵測參觀者視線(步驟220)，視線偵測模塊110也可以在偵測參觀者視線後，偵測落在目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置(步驟230)。在本實施例中，假設視線偵測模塊110會拍攝包含參觀者的影像，並依據所拍攝的包含參觀者的影像判斷參觀者視線，並判斷參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置。
[0044]在展示系統100的視線偵測模塊110偵測出落在目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置(步驟230)後，視線偵測模塊110可以持續的偵測參觀者視線(步驟240)。在本實施例中，也就是視線偵測模塊110會持續的拍攝包含參觀者的影像，並持續的判斷參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置。
[0045]在展示系統100的視線偵測模塊110持續偵測參觀者視線(步驟240)並判斷參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置時，展示系統100的參數判斷模塊150可以判斷參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置的變化。在本實施例中，參數判斷模塊150可以不斷的將視線偵測模塊110當下所偵測出的參觀者視線的焦點位置與前次所偵測出的參觀者視線的焦點位置進行比對，藉以判斷參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置是否有變化，當前後兩次所偵測出的焦點位置不同時，參數判斷模塊150會判斷焦點位置發生變化，使得展示系統100的模型處理模塊170可以隨著焦點位置的變化旋轉目標三維模型(步驟250)。
[0046]在本實施例中，展示系統100的參數判斷模塊150在判斷出參觀者視線的焦點位置發生變化後，可以如「圖2B」所示的流程，判斷先前的參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置與當下的參觀者視線落在目標三維模型上的焦點位置之間的角度差(也就是「旋轉角度」)，跟著，展示系統100的模型處理模塊170便會依據參數判斷模塊150所判斷出的角度差旋轉目標三維模型，其中，目標三維模型被模型處理模塊170所旋轉的角度(旋轉角度)即為角度差。如「圖3」所示，當參觀者視線落在目標三維模型301上的焦點位置321向左移動到焦點位置322時，參數判斷模塊150可以判斷出焦點位置發生變化，並可以接著判斷焦點位置321與焦點位置322之間的角度差331，如此，模型處理模塊170便可以依據角度差331順時針旋轉目標三維模塊301與角度差相同的角度，使得參觀者視線的焦點位置可以持續的保持在目標三維模型上。
[0047]在上述的實施例中，若展示系統100包含傳輸模塊130，則在展示系統100的模型處理模塊170讀取並顯示目標三維模型後，傳輸模塊130可以接收參觀者所傳送的轉動信號(步驟260)，展示系統100的參數判斷模塊150可以依據傳輸模塊130所接收到的轉動信號判斷旋轉角度，展示系統100的模型處理模塊170可以依據參數判斷模塊150所判斷出的旋轉角度轉動目標三維模型(步驟270)，使得參觀者可以觀看目標三維模型的其他部分區域。
[0048]另外，同樣在展示系統100的模型處理模塊170讀取並顯示目標三維模型後，傳輸模塊130可以如「圖2C」的流程所示，接收參觀者所傳送的放大信號(步驟280)，展示系統100的模型處理模塊170可以依據傳輸模塊130所接收到的放大信號放大目標三維模型的部分區域(步驟290)，使得參觀者可以更清楚的觀看目標三維模型的特定區域的細節。
[0049]綜上所述，可知本發明與現有技術之間的差異在於具有偵測參觀者視線以及位於目標三維模型上的參觀者視線的焦點位置，並在判斷出參觀者視線的焦點位置產生變化時，依據焦點位置的變化旋轉目標三維模型的技術手段，藉由此一技術手段可以解決現有技術所存在無法同時滿足讓使用者觀賞被展示的物件的各個角度與細節的問題，進而達成讓參觀者觀賞被展示的物件上所有細節的技術功效。
[0050]再者，本發明的依參觀者視線調整三維模型的方法，可實現於硬體、軟體或硬體與軟體的組合中，亦可在電腦系統中以集中方式實現或以不同元件散布於若干互連的電腦系統的分散方式實現。
[0051]雖然本發明所揭露的實施方式如上，惟所述的內容並非用以直接限定本發明的專利保護範圍。任何本發明所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，對本發明的實施的形式上及細節上作些許的更動潤飾，均屬於本發明的專利保護範圍。本發明的專利保護範圍，仍須以所附的申請專利範圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種依參觀者視線調整三維模型的方法，應用於一展示系統，其特徵在於，該方法至少包含下列步驟: 讀取一目標三維模型； 偵測一參觀者視線以及位於該目標三維模型上的該參觀者視線的焦點位置； 持續偵測該參觀者視線 '及 依據該參觀者視線的焦點位置的變化旋轉該目標三維模型，以使該參觀者視線的焦點位置保持在該目標三維模型上。
2.如權利要求1所述的依參觀者視線調整三維模型的方法，其特徵在於，依據該參觀者視線的焦點位置的變化旋轉該目標三維模型的步驟為判斷該參觀者視線與位於該目標三維模型上的焦點位置之間的一角度差，並依據該角度差旋轉該目標三維模型。
3.如權利要求1所述的依參觀者視線調整三維模型的方法，其特徵在於，該方法於讀取該目標三維模型的步驟後，更包含接收該參觀者所傳送的一轉動信號，並依據該轉動信號旋轉該目標三維模型。
4.如權利要求1所述的依參觀者視線調整三維模型的方法，其特徵在於，該方法於依據該參觀者視線的焦點位置的變化旋轉該目標三維模型的步驟後，更包含接收該參觀者所傳送的一放大信號，並依據該放大信號放大該目標三維模型的部分區域的步驟。
5.一種依參觀者視線調整三維模型的展示系統，其特徵在於，該展示系統至少包含: 一模型處理模塊，用以讀取一目標三維模型； 一視線偵測模塊，用以偵測一參觀者視線，及用以偵測位於該目標三維模型上的該參觀者視線的焦點位置 '及 一參數判斷模塊，用以依據該視線偵測模塊所偵測的該焦點位置判斷該參觀者視線的焦點位置的變化，並依據所判斷出的焦點位置的變化判斷一旋轉角度，該模型處理模塊依據該旋轉角度旋轉該目標三維模型。
6.如權利要求5所述的依參觀者視線調整三維模型的展示系統，其特徵在於，該參數判斷模塊為判斷該參觀者視線與位於該目標三維模型上的焦點位置之間的一角度差，並將該角度差做為該旋轉角度。
7.如權利要求5所述的依參觀者視線調整三維模型的展示系統，其特徵在於，該展示系統更包含一傳輸模塊，用以接收該參觀者所傳送的一轉動信號，該參數判斷模塊更用以依據該轉動信號判斷該旋轉角度。
8.如權利要求5所述的依參觀者視線調整三維模型的展示系統，其特徵在於，該展示系統更包含一傳輸模塊，用以接收該參觀者所傳送的一放大信號，該模型處理模塊更用以依據該放大信號放大該目標三維模型的部分區域。
【文檔編號】G06F3/01GK104076915SQ201310108527
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】邱全成 申請人:英業達科技有限公司, 英業達股份有限公司