本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR)，是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展和延伸，它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息,而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加，給用戶帶來更真實(shí)的全新體驗(yàn)與感受。

目前，對(duì)于動(dòng)態(tài)動(dòng)作的傳統(tǒng)面授教學(xué)模式逐漸減少，而基于線上視頻等形式的自學(xué)教學(xué)模式逐漸普及，其具有學(xué)習(xí)時(shí)間自由性強(qiáng)、場(chǎng)地限制小、規(guī)模易控制等優(yōu)勢(shì)。普遍的教學(xué)輔助教材多以紙質(zhì)教材、視頻等二維內(nèi)容為主，少部分為計(jì)算機(jī)合成的靜態(tài)三維人物的三維內(nèi)容。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：各類教材在實(shí)現(xiàn)形式上相對(duì)獨(dú)立，未能多角度的集中體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，輔助教材的內(nèi)容單一枯燥，缺乏足夠的臨場(chǎng)感，學(xué)生僅靠紙質(zhì)教材的插圖和視頻內(nèi)容進(jìn)行想象來完成對(duì)真人運(yùn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)內(nèi)容的摸索學(xué)習(xí)，無法實(shí)現(xiàn)在同一空間內(nèi)富有臨場(chǎng)感的對(duì)動(dòng)態(tài)動(dòng)作的360度全方位的觀察學(xué)習(xí)。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在內(nèi)容形式單一，缺乏臨場(chǎng)感，用戶的使用感受差的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)，以緩解了現(xiàn)有技術(shù)存在的內(nèi)容形式單一，缺乏臨場(chǎng)感，用戶的使用感受差的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法，包括：

采集步驟：采集環(huán)境圖景；

接收步驟：接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合；

輸出步驟：輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，接收步驟之前還包括：

識(shí)別步驟：識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡，獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，三維模型具體為：

目標(biāo)圖像由三維掃描器拼接而生成的立體虛擬模型；

目標(biāo)圖像為攝像機(jī)采集目標(biāo)對(duì)象的圖像獲取的。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，動(dòng)作數(shù)據(jù)具體為：

對(duì)跟蹤器記錄的目標(biāo)對(duì)象的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材的終端，包括：攝像模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和輸出模塊；

攝像模塊用于采集環(huán)境圖景；

數(shù)據(jù)處理模塊用于接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合；

輸出模塊用于輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，還包括：識(shí)別模塊；

識(shí)別模塊用于識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡的標(biāo)識(shí)卡，獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材生成系統(tǒng)，包括：三維模型構(gòu)建系統(tǒng)、動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)和上述終端；

三維模型構(gòu)建系統(tǒng)用于構(gòu)建三維動(dòng)畫中的三維模型；

動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)用于生成三維模型的動(dòng)作數(shù)據(jù)。

結(jié)合第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第三方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，三維模型構(gòu)建系統(tǒng)包括：攝像機(jī)、三維掃描器和掃描圖像處理器；

攝像機(jī)采集目標(biāo)對(duì)象的圖像，獲取目標(biāo)圖像；

三維掃描器將目標(biāo)圖像進(jìn)行拼接，生成掃描圖像；

掃描圖像處理器對(duì)掃描圖像進(jìn)行篩選合成處理，生成三維模型。

結(jié)合第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第三方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)包括：跟蹤器和位置數(shù)據(jù)處理器；

跟蹤器記錄目標(biāo)對(duì)象的位置，生成目標(biāo)對(duì)象的位置數(shù)據(jù)；

位置數(shù)據(jù)處理器對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成動(dòng)作數(shù)據(jù)。

結(jié)合第三方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第三方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，攝像機(jī)還包括：圖像采集控制器；

圖像采集控制器用于圖像的遠(yuǎn)程同步采集與實(shí)時(shí)傳輸。

本發(fā)明實(shí)施例帶來了以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)中，首先，終端的攝像模塊采集環(huán)境圖景，其次，數(shù)據(jù)處理模塊接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合，其中，三維模型由系統(tǒng)中的三維模型構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)建，動(dòng)作數(shù)據(jù)由系統(tǒng)中的動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)生成，最后，輸出模塊輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。該技術(shù)方案采用構(gòu)建三維模型、動(dòng)作捕捉技術(shù)及AR技術(shù)相結(jié)合的方式，豐富了教學(xué)的內(nèi)容形式，使其具有趣味性，提高了用戶的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了實(shí)現(xiàn)過程的臨場(chǎng)感，便于用戶進(jìn)行多角度的觀察學(xué)習(xí)，改善了用戶的使用體驗(yàn)，緩解了現(xiàn)有技術(shù)存在的內(nèi)容形式單一，缺乏臨場(chǎng)感，用戶的使用感受差的技術(shù)問題。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，三維模型構(gòu)建的具體方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，動(dòng)作數(shù)據(jù)生成的具體方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材的終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：

100-終端；110-識(shí)別模塊；120-攝像模塊；130-數(shù)據(jù)處理模塊；140-輸出模塊；200-三維模型構(gòu)建系統(tǒng)；210-攝像機(jī)；220-三維掃描器；230-掃描圖像處理器；300-動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)；310-跟蹤器；320-位置數(shù)據(jù)處理器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

目前，基于線上視頻等形式的自學(xué)教學(xué)模式因其具有學(xué)習(xí)時(shí)間自由性強(qiáng)、場(chǎng)地限制小、規(guī)模易控制等優(yōu)勢(shì)逐漸普及，各類教材多以紙質(zhì)教材、視頻等二維內(nèi)容為主，少部分為計(jì)算機(jī)合成的靜態(tài)三維人物的三維內(nèi)容。但是，學(xué)生僅靠紙質(zhì)教材的插圖和視頻內(nèi)容進(jìn)行想象來完成對(duì)真人運(yùn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)內(nèi)容的摸索學(xué)習(xí)，無法實(shí)現(xiàn)在同一空間內(nèi)富有臨場(chǎng)感的對(duì)動(dòng)態(tài)動(dòng)作的360度全方位的觀察學(xué)習(xí)，現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)容形式單一，缺乏臨場(chǎng)感，用戶的使用感受差?；诖耍景l(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)，可以豐富教學(xué)的內(nèi)容形式，增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)過程的臨場(chǎng)感，便于用戶進(jìn)行多角度的觀察學(xué)習(xí)，改善用戶的使用體驗(yàn)。

為便于對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所公開的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

實(shí)施例一：

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法，包括：

采集步驟S1：采集環(huán)境圖景。具體的，用戶所持有的移動(dòng)終端配有能夠進(jìn)行拍照取景的攝像模塊，當(dāng)用戶需要在當(dāng)前場(chǎng)景使用輔助教材的三維動(dòng)畫時(shí)，可以通過上述的攝像模塊進(jìn)行環(huán)境圖景的采集，使得虛擬的三維動(dòng)畫與現(xiàn)實(shí)的真實(shí)場(chǎng)景相結(jié)合，增強(qiáng)了播放過程中用戶的臨場(chǎng)感。

接收步驟S2：接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合。具體的，移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)處理模塊通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞浇邮战虒W(xué)所需的三維動(dòng)畫，該動(dòng)畫的三維模型為具有人體基本骨骼結(jié)構(gòu)的虛擬模型，便于學(xué)習(xí)者觀察模仿，該模型可以是真人形象，也可以是虛擬的動(dòng)漫角色形象。三維模型的動(dòng)作數(shù)據(jù)為該模型在進(jìn)行動(dòng)畫中的規(guī)定動(dòng)作時(shí)，所捕捉到的位置數(shù)據(jù)，是學(xué)習(xí)者進(jìn)行模仿學(xué)習(xí)的關(guān)鍵內(nèi)容，三維動(dòng)畫的動(dòng)作數(shù)據(jù)體現(xiàn)了動(dòng)畫的細(xì)節(jié)，其精度越精細(xì)，生成的三維動(dòng)畫的細(xì)節(jié)也就越全面，有利于提高學(xué)習(xí)者的觀察學(xué)習(xí)效果。將三維動(dòng)畫與步驟S1采集得到的環(huán)境圖景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了該三維模型以立體形式呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者所在的場(chǎng)景中，便于學(xué)習(xí)者的觀察模仿。

輸出步驟S3：輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。具體的，移動(dòng)終端的顯示器將前述三維動(dòng)畫展現(xiàn)出來，該終端可以是可穿戴設(shè)備，也可以是可移動(dòng)的智能硬件終端，如智能手機(jī)，智能平板，智能電視等，其顯示器可以是終端的實(shí)體顯示屏幕，也可以是視覺刺激產(chǎn)生的虛擬屏幕。把逼真的三維模型和用動(dòng)作捕捉技術(shù)獲取的模型的精準(zhǔn)的動(dòng)作數(shù)據(jù)集成在一起，利用AR技術(shù)把虛擬的老師帶到學(xué)習(xí)者身邊，把二維的示例展示轉(zhuǎn)化為更為形象具體的三維動(dòng)畫，彌補(bǔ)了學(xué)習(xí)者視覺效果上的欠缺，該技術(shù)方案可支持多種呈現(xiàn)效果，如：視角自由，多角度觀察，炫目效果等，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而對(duì)示例細(xì)節(jié)的多角度的觀察有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，接收步驟之前還包括識(shí)別步驟S0：識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡，獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。具體的，移動(dòng)終端配有識(shí)別模塊，識(shí)別模塊能夠識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡的標(biāo)識(shí)卡，進(jìn)而獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。標(biāo)識(shí)卡為匹配有便于識(shí)別模塊識(shí)別的特征元素以及繪制有角色的圖像，即二維碼與圖片的結(jié)合信息。識(shí)別模塊識(shí)別標(biāo)識(shí)卡采用二維碼掃描技術(shù)與圖像識(shí)別技術(shù)，進(jìn)一步的，光學(xué)字符識(shí)別(Optical Character Recognition，簡(jiǎn)稱OCR)技術(shù)能夠檢查紙上打印的字符，通過檢測(cè)暗、亮的模式確定其形狀，然后用字符識(shí)別方法將形狀翻譯成計(jì)算機(jī)文字，圖片識(shí)別軟件開打工具包(Software Development Kit，簡(jiǎn)稱SDK)能夠通過圖片的識(shí)別分析獲取信息，識(shí)別模塊能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中識(shí)別視頻、圖片信息困難的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，三維模型具體為：目標(biāo)圖像由三維掃描器拼接而生成的立體虛擬模型，目標(biāo)圖像為攝像機(jī)采集目標(biāo)對(duì)象的圖像獲取的。參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，三維模型構(gòu)建的具體方法的流程圖。進(jìn)一步的，三維模型的構(gòu)建方法為：

S211：攝像機(jī)采集目標(biāo)對(duì)象的圖像，獲取目標(biāo)圖像。具體的，利用112臺(tái)高精度相機(jī)捕捉目標(biāo)對(duì)象的模型信息，避免使用紅外光感技術(shù)，使得成像精度高，效果清晰。攝像機(jī)中的圖像采集控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的遠(yuǎn)程同步采集與實(shí)時(shí)傳輸?？刂破鞑捎昧撕铣尚酒瓿赏教幚恚軌?qū)崿F(xiàn)在0.05秒以內(nèi)完成三維掃描，創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象模型。拍攝時(shí)每一個(gè)攝像機(jī)的快門鍵都采用該芯片傳輸連接，能夠使用同一遙控器遠(yuǎn)程控制所有拍攝相機(jī)的快門鍵，以實(shí)現(xiàn)所有拍攝圖像為同一時(shí)間取得的。采用前述芯片實(shí)現(xiàn)把每臺(tái)攝像機(jī)上的電快門線、數(shù)據(jù)傳輸接口和電源線的三個(gè)接口全部都輸出到唯一的一個(gè)通用串行總線(Universal Serial Bus，簡(jiǎn)稱USB)輸出接口，該接口處理方式實(shí)現(xiàn)了3個(gè)輸入接口到1個(gè)輸出接口的轉(zhuǎn)換。

S212：三維掃描器將目標(biāo)圖像進(jìn)行拼接，生成掃描圖像。具體的，步驟S211中的全部攝像機(jī)的USB接口連接到三維掃描器的電源及數(shù)據(jù)傳輸盒。三維掃描器對(duì)接收到的圖像進(jìn)行拼接，生成初步的三維人物模型。

S213：掃描圖像處理器對(duì)掃描圖像進(jìn)行篩選合成處理，生成三維模型。具體的，掃描圖像處理器裝有Agisoft軟件，能夠?qū)呙鑸D形生成三維模型。掃描圖像處理器還裝有Unity3D軟件，能夠?qū)Λ@得的三維模型進(jìn)行優(yōu)化處理，Unity3D中對(duì)模型的面數(shù)要求最大上限為65535面，其中，面為模型容量的最小計(jì)量單元，但前述三維掃描器生成的三維人物模型屬于高精度模型，模型面數(shù)達(dá)到30至50萬面數(shù)(其中包含三角面和四角面)，故需通過減面處理達(dá)到Unity3D的面數(shù)要求。因后續(xù)匹配動(dòng)作數(shù)據(jù)的需要，故將三維模型的所有面轉(zhuǎn)換為四角面并綁定骨骼。實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的觸摸控制旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)大縮小，語音控制及交互，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和臨場(chǎng)感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性。至此，具有目標(biāo)對(duì)象特征的高質(zhì)量三維模型構(gòu)建完成，所生成的三維模型經(jīng)過細(xì)化處理，真實(shí)的呈現(xiàn)了目標(biāo)對(duì)象的立體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，動(dòng)作數(shù)據(jù)具體為：對(duì)跟蹤器記錄的目標(biāo)對(duì)象的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。參見圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的生成方法中，動(dòng)作數(shù)據(jù)生成的具體方法的流程圖。進(jìn)一步的，動(dòng)作數(shù)據(jù)的生成方法為：

S221：跟蹤器記錄目標(biāo)對(duì)象的位置，生成目標(biāo)對(duì)象的位置數(shù)據(jù)。具體的，對(duì)目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵部位用磁學(xué)傳感或光學(xué)等動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取其精準(zhǔn)的動(dòng)作數(shù)據(jù)，動(dòng)作捕捉設(shè)備可以是跟蹤器。其中，動(dòng)作捕捉技術(shù)涉及尺寸測(cè)量、物理空間里物體的定位及方位測(cè)定等方面的技術(shù)，所得的位置數(shù)據(jù)可由計(jì)算機(jī)直接解碼處理。

S222：位置數(shù)據(jù)處理器對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成動(dòng)作數(shù)據(jù)。具體的，位置數(shù)據(jù)處理器裝有運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，捕捉跟蹤器位置的同時(shí)對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到三維空間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)真人運(yùn)動(dòng)類動(dòng)作數(shù)據(jù)的高精度還原，對(duì)于動(dòng)作類教材的研究發(fā)展提供豐富可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。

該技術(shù)方案采用構(gòu)建三維模型、動(dòng)作捕捉技術(shù)及AR技術(shù)相結(jié)合的方式，豐富了教學(xué)的內(nèi)容形式，使其具有趣味性，提高了用戶的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了實(shí)現(xiàn)過程的臨場(chǎng)感，便于用戶進(jìn)行多角度的觀察學(xué)習(xí)，改善了用戶的使用體驗(yàn)。

實(shí)施例二：

參見圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材的終端的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材的終端100，包括：攝像模塊120、數(shù)據(jù)處理模塊130和輸出模塊140。

攝像模塊120用于采集環(huán)境圖景。具體的，用戶所持有的移動(dòng)終端配有能夠進(jìn)行拍照取景的攝像模塊，當(dāng)用戶需要在當(dāng)前場(chǎng)景使用輔助教材的三維動(dòng)畫時(shí)，可以通過上述的攝像模塊進(jìn)行環(huán)境圖景的采集，使得虛擬的三維動(dòng)畫與現(xiàn)實(shí)的真實(shí)場(chǎng)景相結(jié)合，增強(qiáng)了播放過程中用戶的臨場(chǎng)感。

數(shù)據(jù)處理模塊130用于接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合。具體的，移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)處理模塊通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞浇邮战虒W(xué)所需的三維動(dòng)畫，該動(dòng)畫的三維模型為具有人體基本骨骼結(jié)構(gòu)的虛擬模型，便于學(xué)習(xí)者觀察模仿，該模型可以是真人形象，也可以是虛擬的動(dòng)漫角色形象。三維模型的動(dòng)作數(shù)據(jù)為該模型在進(jìn)行動(dòng)畫中的規(guī)定動(dòng)作時(shí)，所捕捉到的位置數(shù)據(jù)，是學(xué)習(xí)者進(jìn)行模仿學(xué)習(xí)的關(guān)鍵內(nèi)容，三維動(dòng)畫的動(dòng)作數(shù)據(jù)體現(xiàn)了動(dòng)畫的細(xì)節(jié)，其精度越精細(xì)，生成的三維動(dòng)畫的細(xì)節(jié)也就越全面，有利于提高學(xué)習(xí)者的觀察學(xué)習(xí)效果。將三維動(dòng)畫與前述采集得到的環(huán)境圖景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了該三維模型以立體形式呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者所在的場(chǎng)景中，便于學(xué)習(xí)者的觀察模仿。

輸出模塊140用于輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。具體的，移動(dòng)終端的顯示器將前述三維動(dòng)畫展現(xiàn)出來，該終端可以是可穿戴設(shè)備，也可以是可移動(dòng)的智能硬件終端，如智能手機(jī)，智能平板，智能電視等，其顯示器可以是終端的實(shí)體顯示屏幕，也可以是視覺刺激產(chǎn)生的虛擬屏幕。把逼真的三維模型和用動(dòng)作捕捉技術(shù)獲取的模型的精準(zhǔn)的動(dòng)作數(shù)據(jù)集成在一起，利用AR技術(shù)把虛擬的老師帶到學(xué)習(xí)者身邊，把二維的示例展示轉(zhuǎn)化為更為形象具體的三維動(dòng)畫，彌補(bǔ)了學(xué)習(xí)者視覺效果上的欠缺，該技術(shù)方案可支持多種呈現(xiàn)效果，如：視角自由，多角度觀察，炫目效果等，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，而對(duì)示例細(xì)節(jié)的多角度的觀察有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的終端還包括識(shí)別模塊110，識(shí)別模塊110用于識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡的標(biāo)識(shí)卡，獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。具體的，移動(dòng)終端配有識(shí)別模塊，識(shí)別模塊能夠識(shí)別集成有特征信息與標(biāo)識(shí)圖像的標(biāo)識(shí)卡的標(biāo)識(shí)卡，進(jìn)而獲取對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)卡的三維模型。標(biāo)識(shí)卡為匹配有便于識(shí)別模塊識(shí)別的特征元素以及繪制有角色的圖像，即二維碼與圖片的結(jié)合信息。識(shí)別模塊識(shí)別標(biāo)識(shí)卡采用二維碼掃描技術(shù)與圖像識(shí)別技術(shù)，進(jìn)一步的，OCR技術(shù)能夠檢查紙上打印的字符，通過檢測(cè)暗、亮的模式確定其形狀，然后用字符識(shí)別方法將形狀翻譯成計(jì)算機(jī)文字，圖片識(shí)別SDK能夠通過圖片的識(shí)別分析獲取信息，識(shí)別模塊能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中識(shí)別視頻、圖片信息困難的問題。

實(shí)施例三：

參見圖5，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例還提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材生成系統(tǒng)，包括三維模型構(gòu)建系統(tǒng)200、動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)300和實(shí)施例二所提供的終端100。進(jìn)一步的，三維模型構(gòu)建系統(tǒng)用于構(gòu)建三維動(dòng)畫中的三維模型，動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)用于生成三維模型的動(dòng)作數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的三維模型構(gòu)建系統(tǒng)200包括攝像機(jī)210、三維掃描器220和掃描圖像處理器230。

攝像機(jī)210采集目標(biāo)對(duì)象的圖像，獲取目標(biāo)圖像。具體的，利用112臺(tái)高精度相機(jī)捕捉目標(biāo)對(duì)象的模型信息，避免使用紅外光感技術(shù)，使得成像精度高，效果清晰。

三維掃描器220將目標(biāo)圖像進(jìn)行拼接，生成掃描圖像。具體的，前述全部攝像機(jī)的USB接口連接到三維掃描器的電源及數(shù)據(jù)傳輸盒。三維掃描器對(duì)接收到的圖像進(jìn)行拼接，生成初步的三維人物模型。

掃描圖像處理器230對(duì)掃描圖像進(jìn)行篩選合成處理，生成三維模型。具體的，掃描圖像處理器裝有Agisoft軟件，能夠?qū)呙鑸D形生成三維模型。掃描圖像處理器還裝有Unity3D軟件，能夠?qū)Λ@得的三維模型進(jìn)行優(yōu)化處理，Unity3D中對(duì)模型的面數(shù)要求最大上限為65535面，其中，面為模型容量的最小計(jì)量單元，但前述三維掃描器生成的三維人物模型屬于高精度模型，模型面數(shù)達(dá)到30至50萬面數(shù)(其中包含三角面和四角面)，故需通過減面處理達(dá)到Unity3D的面數(shù)要求。因后續(xù)匹配動(dòng)作數(shù)據(jù)的需要，故將三維模型的所有面轉(zhuǎn)換為四角面并綁定骨骼。實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的觸摸控制旋轉(zhuǎn)，擴(kuò)大縮小，語音控制及交互，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和臨場(chǎng)感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性。至此，具有目標(biāo)對(duì)象特征的高質(zhì)量三維模型構(gòu)建完成，所生成的三維模型經(jīng)過細(xì)化處理，真實(shí)的呈現(xiàn)了目標(biāo)對(duì)象的立體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)300包括跟蹤器310和位置數(shù)據(jù)處理器320。

跟蹤器310記錄目標(biāo)對(duì)象的位置，生成目標(biāo)對(duì)象的位置數(shù)據(jù)。具體的，對(duì)目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵部位用磁學(xué)傳感或光學(xué)等動(dòng)作捕捉設(shè)備獲取其精準(zhǔn)的動(dòng)作數(shù)據(jù)，動(dòng)作捕捉設(shè)備可以是跟蹤器。其中，動(dòng)作捕捉技術(shù)涉及尺寸測(cè)量、物理空間里物體的定位及方位測(cè)定等方面的技術(shù)，所得的位置數(shù)據(jù)可由計(jì)算機(jī)直接解碼處理。

位置數(shù)據(jù)處理器320對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成動(dòng)作數(shù)據(jù)。具體的，位置數(shù)據(jù)處理器裝有運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，捕捉跟蹤器位置的同時(shí)對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到三維空間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)真人運(yùn)動(dòng)類動(dòng)作數(shù)據(jù)的高精度還原，對(duì)于動(dòng)作類教材的研究發(fā)展提供豐富可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的攝像機(jī)還包括圖像采集控制器，圖像采集控制器用于圖像的遠(yuǎn)程同步采集與實(shí)時(shí)傳輸。攝像機(jī)中的圖像采集控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的遠(yuǎn)程同步采集與實(shí)時(shí)傳輸?？刂破鞑捎昧撕铣尚酒瓿赏教幚?，能夠?qū)崿F(xiàn)在0.05秒以內(nèi)完成三維掃描，創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象模型。拍攝時(shí)每一個(gè)攝像機(jī)的快門鍵都采用該芯片傳輸連接，能夠使用同一遙控器遠(yuǎn)程控制所有拍攝相機(jī)的快門鍵，以實(shí)現(xiàn)所有拍攝圖像為同一時(shí)間取得的。采用前述芯片實(shí)現(xiàn)把每臺(tái)攝像機(jī)上的電快門線、數(shù)據(jù)傳輸接口和電源線的三個(gè)接口全部都輸出到唯一的一個(gè)USB輸出接口，該接口處理方式實(shí)現(xiàn)了3個(gè)輸入接口到1個(gè)輸出接口的轉(zhuǎn)換。

上述實(shí)施例在實(shí)施中，三維模型的構(gòu)建方式還可以有多種選擇，如：

方式一，上述三維模型采用3DMAX、MAYA等軟件進(jìn)行合成。

方式二，選取網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的三維模型。

上述實(shí)施例在實(shí)施中，動(dòng)作數(shù)據(jù)的生成方式還可以有多種選擇，如：

方式一，上述三維模型采用3DMAX，MAYA等軟件進(jìn)行生成。

方式二，選取網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的動(dòng)作數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的終端，與上述實(shí)施例提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)教材的終端具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)中，首先，終端的攝像模塊采集環(huán)境圖景，其次，數(shù)據(jù)處理模塊接收具有動(dòng)作數(shù)據(jù)的三維模型的三維動(dòng)畫，并將三維動(dòng)畫與環(huán)境圖景結(jié)合，其中，三維模型由系統(tǒng)中的三維模型構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)建，動(dòng)作數(shù)據(jù)由系統(tǒng)中的動(dòng)作數(shù)據(jù)生成系統(tǒng)生成，最后，輸出模塊輸出配有環(huán)境圖景的三維動(dòng)畫。該技術(shù)方案采用構(gòu)建三維模型、動(dòng)作捕捉技術(shù)及AR技術(shù)相結(jié)合的方式，豐富了教學(xué)的內(nèi)容形式，使其具有趣味性，提高了用戶的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了實(shí)現(xiàn)過程的臨場(chǎng)感，便于用戶進(jìn)行多角度的觀察學(xué)習(xí)，改善了用戶的使用體驗(yàn)，緩解了現(xiàn)有技術(shù)存在的內(nèi)容形式單一，缺乏臨場(chǎng)感，用戶的使用感受差的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維動(dòng)畫生成方法、終端及系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)了程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序代碼包括的指令可用于執(zhí)行前面方法實(shí)施例中所述的方法，具體實(shí)現(xiàn)可參見方法實(shí)施例，在此不再贅述。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：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)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，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)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。