基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其包括服務(wù)器和若干個(gè)連接所述服務(wù)器的客戶端，其客戶端可以采用穿戴式設(shè)備或移動(dòng)客戶端。當(dāng)采用穿戴式設(shè)備是，本發(fā)明可以真實(shí)地再現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)虛擬漫游和展示，深合技術(shù)進(jìn)步的方向。當(dāng)采用移動(dòng)客戶端時(shí)以網(wǎng)頁(yè)形式來展現(xiàn)全景效果，其可以跨越桌面系統(tǒng)、手機(jī)IOS、安卓等平臺(tái)，不需要安裝額外部件的情況下，即可實(shí)現(xiàn)圖像瀏覽。
【專利說明】基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，尤其是利用全景數(shù)字圖像技術(shù)重現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于旅游、房地產(chǎn)、教育和游戲等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]通過3d技術(shù)逼真顯示真實(shí)的場(chǎng)景，可以足不出戶即可實(shí)現(xiàn)旅游或看房，使得使用者花費(fèi)極少的費(fèi)用即可獲得接近真實(shí)的體驗(yàn)，該技術(shù)必將隨著功能的不斷完善而在互聯(lián)網(wǎng)、穿戴式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備上獲得廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，實(shí)現(xiàn)上述功能的技術(shù)主要有以下幾種:
I)利用三維建模技術(shù)制造出接近真實(shí)的三維場(chǎng)景，進(jìn)行真實(shí)世界的模擬。該方法雖然使用靈活，但是制作成本大、真實(shí)感不足，數(shù)據(jù)處理量大，對(duì)設(shè)備性能要求高。
[0004]2)利用數(shù)字圖片處理，制作出全景數(shù)字圖像，根據(jù)視角的變化而實(shí)時(shí)模擬出雙眼顯示的圖像，從而獲得真實(shí)的場(chǎng)景感受。顯然，該方法精度高、對(duì)設(shè)備性能要求少，真實(shí)感非常強(qiáng)。目前，實(shí)現(xiàn)圖像顯示，通常采用JAVA或FLASH技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如，專利2009102425467中就公開了這樣一種利用FLASH技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基于全景圖的全景虛擬游方法。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對(duì)于每項(xiàng)技術(shù)的效果、速度、操作簡(jiǎn)便性等要求越來越高。這就要求全景展現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景具有以下特性:輕量、跨平臺(tái)、清晰。采用JAVA技術(shù)，造成產(chǎn)品體積大，速度慢；采用FLASH技術(shù)，容量小、性能要求高、不能跨平臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種輕量、跨平臺(tái)、顯示效果好的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法。
[0006]本發(fā)明提供一種基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其包括服務(wù)器和若干個(gè)連接所述服務(wù)器的客戶端，所述客戶端包括至少一個(gè)顯示器，其特征在于:其包括以下步驟:
1)在取景點(diǎn)，采用魚眼鏡頭按順序拍攝以相機(jī)為中心的全部視角的數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像至少包括相機(jī)前、后、左、右和正上方的圖像；
2)數(shù)字圖像合成，服務(wù)器將取景點(diǎn)的全部所述數(shù)字圖像進(jìn)行融合處理，按順序?qū)⑷克鰯?shù)字圖像投影到球面上，并對(duì)所述數(shù)字圖像之間的邊緣進(jìn)行特征匹配和圖像融合，最終獲得以取景點(diǎn)為球心的球形全景照片；
3)輸出，將所述全景照片輸出至所述客戶端，并在所述客戶端的顯示器上顯示默認(rèn)視角的局部的所述全景照片；
4)通過傳感器識(shí)別所述客戶端視角的變化，在所述顯示器上顯示對(duì)應(yīng)所述客戶端當(dāng)前視角的局部的所述全景照片。
[0007]優(yōu)選的，所述客戶端為穿戴式顯示設(shè)備，其包括一外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)置兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)于穿戴者兩只眼睛的顯示器，所述外殼內(nèi)還設(shè)置一監(jiān)測(cè)所述外殼角度變化的陀螺儀，所述服務(wù)器通過視頻線連接所述顯示器以輸送視頻和圖片信號(hào)，所述陀螺儀通過USB連接線連接所述服務(wù)器以輸送所述客戶端的角度變化。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟2 )中，基于裸眼3D的特征，分別合成左眼全景圖和右眼全景圖，左右眼的瞳距采用成人平均瞳距；所述步驟3)中，通過3D展示軟件將左眼全景圖和右眼全景圖分別輸送給對(duì)應(yīng)左眼的顯示器和對(duì)應(yīng)右眼的顯示器。
[0009]優(yōu)選的，所述外殼上還設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕，所述調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)兩所述顯示器之間間距和角度。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟2)還包括以下步驟:
a)采用PS技術(shù)對(duì)所述全景照片進(jìn)行修飾，消除所述全景照片中的重影、毛邊和鋸齒；
b)采用WEBGL技術(shù)對(duì)所述全景照片進(jìn)行渲染，以提高所述全景照片的顯示質(zhì)量。
[0011]優(yōu)選的，所述客戶端為以下設(shè)備之一:智能手機(jī)和平板電腦，所述客戶端通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)連接所述服務(wù)器。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟2)和3)之間中包括以下步驟:
c)對(duì)所述全景照片進(jìn)行低損壓縮；
d)采用HTML5技術(shù)制作網(wǎng)頁(yè)，在所述網(wǎng)頁(yè)上顯示指定視角的所述全景照片；并在步驟
3)中將所述網(wǎng)頁(yè)輸送給所述客戶端。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟3)中還包括以下步驟:
e)所述網(wǎng)頁(yè)利用WEBGL在所述客戶端對(duì)所述網(wǎng)頁(yè)上顯示的所述全景照片進(jìn)行渲染，以提高所述全景照片的顯示質(zhì)量。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟4)中，由所述網(wǎng)頁(yè)根據(jù)所述客戶端視角的變化，換算成球狀空間對(duì)應(yīng)的視角變化，并將對(duì)應(yīng)視角的所述全景圖片顯示在所述客戶端，以獲得身臨其境的感受。
[0015]本發(fā)明的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法采用穿戴式設(shè)備模式和瀏覽器模式來展現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景的虛擬效果。當(dāng)采用移動(dòng)終端時(shí)，其內(nèi)置程序自動(dòng)調(diào)用WEBGL等技術(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行渲染，從而節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸量并達(dá)到較好的顯示效果，并且可以跨越桌面系統(tǒng)、手機(jī)10S、安卓等平臺(tái)，不需要安裝額外部件的情況下，即可實(shí)現(xiàn)圖像瀏覽；當(dāng)采用穿戴式設(shè)備時(shí)，通過視頻數(shù)據(jù)和控制信號(hào)分開傳輸，提高了設(shè)備的響應(yīng)速度，提高顯示流暢性。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的處理流程示意圖；
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實(shí)施例及實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]本發(fā)明提供一種基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，包括服務(wù)器和若干個(gè)連接服務(wù)器的客戶端。本發(fā)明提供2種實(shí)施例來實(shí)施本發(fā)明的方法:移動(dòng)終端和穿戴式設(shè)備。
[0021]第一實(shí)施例中，采用移動(dòng)終端時(shí)，其處理流程如圖1所示: I)拍攝以取景點(diǎn)為中心的全部視角的數(shù)字圖像；
其具體的步驟為:
1.1)選擇場(chǎng)景，制定漫游路線；
1.2)固定三腳架，調(diào)節(jié)三腳架水平；
1.3)架設(shè)云臺(tái)，調(diào)節(jié)云臺(tái)水平；
1.4)安裝相機(jī)，采用魚眼鏡頭的相機(jī)，魚眼鏡頭有助于增加拍攝視角，在圖像合成中，獲得較多的重合區(qū)域，提高融合質(zhì)量；
1.5)確定第一視角，拍攝第一張照片；順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，每90度拍攝一張照片，最后垂直翻轉(zhuǎn)90度，拍攝正上方照片；
1.6)沿漫游路線拍攝下一場(chǎng)景的數(shù)字照片，重復(fù)上述動(dòng)作；
1.7)按場(chǎng)景順序及拍攝順序?qū)⒄掌斎氲椒?wù)器進(jìn)行數(shù)字圖像合成操作；上述步驟簡(jiǎn)單，易操作，適應(yīng)于普通使用者。
[0022]2)數(shù)字圖像合成，服務(wù)器將取景點(diǎn)的全部數(shù)字圖像進(jìn)行融合處理，構(gòu)建以取景點(diǎn)為球心的球形全景照片；該技術(shù)目前已經(jīng)成熟，如專利2009102425467中公開的方法；該過程中，可以對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行一定的壓縮，以減少圖像的體積；本發(fā)明采用按順序?qū)⑷克鰯?shù)字圖像投影到球面上，并對(duì)所述數(shù)字圖像之間的邊緣進(jìn)行特征匹配和圖像融合，最終獲得以取景點(diǎn)為球心的球形全景照片的方法獲得球形全景照片。
[0023]3)對(duì)球形全景照片進(jìn)行壓縮，并采用HTML5技術(shù)制作網(wǎng)頁(yè)，在網(wǎng)頁(yè)上顯示指定視角的全景照片；
4)輸出網(wǎng)頁(yè)至客戶端；
5)客戶端采用WEBGL技術(shù)對(duì)網(wǎng)頁(yè)上顯示的全景照片進(jìn)行渲染，以提高全景照片的顯示質(zhì)量，彌補(bǔ)因圖像壓縮而造成的圖像損失；
6)通過傳感器識(shí)別客戶端視角的變化，調(diào)整顯示的全景照片的視角，以獲得身臨其境的感受，該傳感器可采用廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦的陀螺儀或其他任意可以實(shí)現(xiàn)該功能的傳感器；其還可以進(jìn)一步地增加加速度傳感器等，獲得客戶端移動(dòng)的方向和距離，從而沿漫游路線逐漸展現(xiàn)不同取景點(diǎn)的全景照片，以獲得人在真實(shí)場(chǎng)景中移動(dòng)的感受。
[0024]通過以上步驟，即可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的全景圖展示，任何一個(gè)人都可以根據(jù)要求，利用數(shù)碼相機(jī)(尤其是單反相機(jī))拍攝任意地點(diǎn)的全方位照片，上傳至服務(wù)器；服務(wù)器自動(dòng)將圖片進(jìn)行融合，合成球形的全景圖片，并制作成網(wǎng)頁(yè)；客戶端接收到該網(wǎng)頁(yè)，因?yàn)g覽器為標(biāo)準(zhǔn)配置，所以不需要安裝任何其他支持軟件或部件即可打開該網(wǎng)頁(yè)，瀏覽得到的全景圖片。全景圖片在傳輸至客戶端前，首先經(jīng)過壓縮，以減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量；客戶端在展示的時(shí)候，利用WEBGL等技術(shù)，對(duì)圖片進(jìn)行渲染，以大幅提高圖片的質(zhì)量。本發(fā)明很好地適應(yīng)了移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，隨時(shí)隨地“分享”的需求，極具市場(chǎng)前景。
[0025]如圖2所示，第二實(shí)施例的客戶端為穿戴式顯示設(shè)備，其包括一外殼10，外殼10內(nèi)設(shè)置兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)于穿戴者兩只眼睛的顯示器12，外殼10內(nèi)還設(shè)置一監(jiān)測(cè)外殼10角度變化的陀螺儀(未圖示)，服務(wù)器(未圖示)通過視頻線14連接顯示器以輸送高清的視頻和圖片信號(hào)，陀螺儀通過USB連接線16連接服務(wù)器以輸送外殼10的角度變化。
[0026]其處理步驟與第一實(shí)施例略有不同，即在服務(wù)器對(duì)全景圖片進(jìn)行渲染，這樣就可以簡(jiǎn)化對(duì)穿戴式顯示設(shè)備的要求，任意一個(gè)具有顯示功能的穿戴式設(shè)備均可以實(shí)現(xiàn)本方法。
[0027]此外，服務(wù)器根據(jù)人的瞳距計(jì)算左右眼睛的實(shí)際視角偏差，制作兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)左右眼睛視角的全景照片的網(wǎng)頁(yè)，并將兩個(gè)網(wǎng)頁(yè)分別輸送給一顯示器。這樣，可以避免因兩個(gè)眼睛的視角不同而造成的失真。
[0028]外殼10上還設(shè)置有調(diào)節(jié)瞳距的旋鈕18，旋鈕18兩個(gè)顯示器的間距和角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。從而，使得不同的人佩戴該穿戴式顯示設(shè)備都可以獲得很高的真實(shí)感。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其包括服務(wù)器和若干個(gè)連接所述服務(wù)器的客戶端，所述客戶端包括至少一個(gè)顯示器，其特征在于:其包括以下步驟: 1)在取景點(diǎn)，采用魚眼鏡頭按順序拍攝以相機(jī)為中心的全部視角的數(shù)字圖像，所述數(shù)字圖像至少包括相機(jī)前、后、左、右和正上方的圖像； 2)數(shù)字圖像合成，服務(wù)器將取景點(diǎn)的全部所述數(shù)字圖像進(jìn)行融合處理，按順序?qū)⑷克鰯?shù)字圖像投影到球面上，并對(duì)所述數(shù)字圖像之間的邊緣進(jìn)行特征匹配和圖像融合，最終獲得以取景點(diǎn)為球心的球形全景照片； 3)輸出，將所述全景照片輸出至所述客戶端，并在所述客戶端的顯示器上顯示默認(rèn)視角的局部的所述全景照片； 4)通過傳感器識(shí)別所述客戶端視角的變化，在所述顯示器上顯示對(duì)應(yīng)所述客戶端當(dāng)前視角的局部的所述全景照片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述客戶端為穿戴式顯示設(shè)備，其包括一外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)置兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)于穿戴者兩只眼睛的顯示器，所述外殼內(nèi)還設(shè)置一監(jiān)測(cè)所述外殼角度變化的陀螺儀，所述服務(wù)器通過視頻線連接所述顯示器以輸送視頻和圖片信號(hào)，所述陀螺儀通過USB連接線連接所述服務(wù)器以輸送所述客戶端的角度變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述步驟2)中，基于裸眼3D的特征，分別合成左眼全景圖和右眼全景圖，左右眼的瞳距采用成人平均瞳距；所述步驟3)中，通過3D展示軟件將左眼全景圖和右眼全景圖分別輸送給對(duì)應(yīng)左眼的顯不器和對(duì)應(yīng)右眼的顯不器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述外殼上還設(shè)置有調(diào)節(jié)旋鈕，所述調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)兩所述顯示器之間間距和角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述步驟2)還包括以下步驟: a)采用PS技術(shù)對(duì)所述全景照片進(jìn)行修飾，消除所述全景照片中的重影、毛邊和鋸齒； b)采用WEBGL技術(shù)對(duì)所述全景照片進(jìn)行渲染，以提高所述全景照片的顯示質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述客戶端為以下設(shè)備之一:智能手機(jī)和平板電腦，所述客戶端通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)連接所述服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述步驟2)和3)之間中包括以下步驟: c)對(duì)所述全景照片進(jìn)行低損壓縮； d)采用HTML5技術(shù)制作網(wǎng)頁(yè)，在所述網(wǎng)頁(yè)上顯示指定視角的所述全景照片；并在步驟3)中將所述網(wǎng)頁(yè)輸送給所述客戶端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述步驟3)中還包括以下步驟: e)所述網(wǎng)頁(yè)利用WEBGL在所述客戶端對(duì)所述網(wǎng)頁(yè)上顯示的所述全景照片進(jìn)行渲染，以提高所述全景照片的顯示質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于真實(shí)場(chǎng)景的三維展示方法，其特征在于:所述步驟4)中，由所述網(wǎng)頁(yè)根據(jù)所述客戶端視角的變化，換算成球狀空間對(duì)應(yīng)的視角變化，并將對(duì)應(yīng)視角的所述全景圖片 顯示在所述客戶端，以獲得身臨其境的感受。
【文檔編號(hào)】G06T15/00GK104021585SQ201410251245
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王吉 申請(qǐng)人:蘇州明日吉辰軟件研發(fā)有限公司