一種配對(duì)一個(gè)2d攝影圖像文件和一個(gè)3d網(wǎng)格的方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明是有關(guān)于3D影像呈現(xiàn)（photographicpresentation)的領(lǐng)域，其使用了虛擬實(shí)境（virtualreality)技術(shù)來顯現(xiàn)出高品質(zhì)的攝影圖像（photoimage),其更采用了3D建模技術(shù)（3Dmodelingtechnology)的優(yōu)點(diǎn)來提供用于物理測(cè)量(physicalmeasurement)或控制的幾何數(shù)據(jù)（geometrydata),并且將會(huì)被使用于擴(kuò)增實(shí)境應(yīng)用（augmentedrealityapplication),其亦可沿用至用于即時(shí)應(yīng)用（realtimeapplication)的立體顯不系統(tǒng)（stereoscopicdisplaysystem)?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]虛擬實(shí)境使用一組攝影圖像來顯現(xiàn)從不同視角（viewangle)觀看到的實(shí)體物件（solidobject)。它提供了用于呈現(xiàn)應(yīng)用的高品質(zhì)攝影圖像。然而，由于攝影照片的數(shù)量有限，視角會(huì)受限于拍攝位置的不連續(xù)數(shù)量，因而導(dǎo)致不順暢的動(dòng)畫（non-smoothanimation)。而且，攝影圖像也不包含幾何數(shù)據(jù)。它們?cè)诔尸F(xiàn)時(shí)無法精準(zhǔn)地排列，并且無法用于任何物理相關(guān)應(yīng)用（physicalrelatedapplication),即用于測(cè)量或用于控制。[0003]3D建模是另一種呈現(xiàn)出實(shí)體物件的方案。它具有幾何信息，能夠被用于包含擴(kuò)增實(shí)境等物理應(yīng)用。然而，為了要得到精準(zhǔn)的幾何數(shù)據(jù)和用于高品質(zhì)呈現(xiàn)而與材質(zhì)貼圖技術(shù)（texturemappingtechnique)-并呈現(xiàn)，擷取幾何數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存大量材質(zhì)圖像所費(fèi)不貲。而且，要以低性能的個(gè)人運(yùn)算裝置（personalcomputingdevice)來執(zhí)行即時(shí)擬真轉(zhuǎn)譯（photo-realisticrendering)并不容易。[0004]因此，需要為了商業(yè)應(yīng)用而產(chǎn)生高圖像品質(zhì)、擬真虛擬實(shí)境呈現(xiàn)，并且需要為了物理擴(kuò)增實(shí)境應(yīng)用而納入幾何信息，特別是為了臺(tái)式個(gè)人電腦（desktoppersonalcomputer,desktopPC)或平板電腦（tabletPC)和智能手機(jī)（smartphone)等移動(dòng)裝置(mobiledevice)。為了要一并提供高品質(zhì)觀看體驗(yàn)（viewingexperience)和物理信息，有一種方式是結(jié)合虛擬實(shí)境和3D建模兩種不同方案的長(zhǎng)處，以利用隨處可得的運(yùn)算裝置來提供有經(jīng)濟(jì)效益的解決辦法和符合品質(zhì)的要求。本發(fā)明達(dá)成了這些目標(biāo)，并且能夠以現(xiàn)有的運(yùn)算裝置和機(jī)械系統(tǒng)來實(shí)施?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣（aspect)描述了結(jié)合一組攝影照片（photoframe)與一組幾何信息的一種方法以及在一臺(tái)運(yùn)算裝置的觀看視窗（viewingwindow)下的一個(gè)3D空間（3Dspace)中呈現(xiàn)2D影像（2Dphoto)的一種系統(tǒng)化方式（systematicway),也描述了在3D呈現(xiàn)空間下，圖片（imageframe)的相關(guān)參數(shù)（parameter)和實(shí)體物件的觀看變換(viewingtransformation)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。[0006]本發(fā)明的另一種實(shí)施態(tài)樣描述了包括一個(gè)電腦控制機(jī)械系統(tǒng)（computer-controlmechanicalsystem)以在不同的視角自動(dòng)地?cái)X取攝影圖像的一種系統(tǒng)，也描述了以各式各樣光學(xué)掃描硬件（opticalscanninghardware)或者是經(jīng)由剪影（silhouette)或參照點(diǎn)（referencingmat)或參照線條（referencingstripe)獲得3D幾何數(shù)據(jù)的影像擷取相機(jī)（phototakingcamera)為基準(zhǔn)的一種3D幾何數(shù)據(jù)掃描子系統(tǒng)（3Dgeometrydatascanningsubsystem)。[0007]本發(fā)明的另一種實(shí)施態(tài)樣描述了用以實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)軟件系統(tǒng)（softwaresystem)和客戶端觀看裝置（clientviewingdevice),其中的軟件系統(tǒng)由一個(gè)工作站(workstation)、一個(gè)儲(chǔ)存系統(tǒng)（storagesystem)和一個(gè)遠(yuǎn)端服務(wù)器（remoteserver)所組成，也描述了用以整合2D攝影照片與掃描得到的3D幾何數(shù)據(jù)以手動(dòng)地或自動(dòng)地產(chǎn)生一組控制參數(shù)的一種軟件程序（softwareprogram)，更描述了用以下載圖像和幾何數(shù)據(jù)以及執(zhí)行觀看、測(cè)量和控制擬真實(shí)體物件（photorealisticsolidobject)的一種軟件程序。[0008]本發(fā)明的另一種實(shí)施態(tài)樣描述了用以實(shí)施立體顯示和控制功能的硬件和軟件系統(tǒng)的一種延伸應(yīng)用。[0009]通過本發(fā)明配對(duì)一個(gè)2D攝影圖像文件和一個(gè)3D網(wǎng)格的方法，結(jié)合虛擬實(shí)境和3D建模兩種不同方案的長(zhǎng)處，提供了即時(shí)的物理操控能力、高品質(zhì)、逼真的視覺效果，并且利用隨處可得的運(yùn)算裝置來提供有經(jīng)濟(jì)效益的解決辦法和符合品質(zhì)的要求。[0010]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉多個(gè)實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下?！靖綀D說明】[0011]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：[0012]圖1所示為以3D建模數(shù)據(jù)在3D空間中呈現(xiàn)出虛擬實(shí)境圖像的示意圖(真實(shí)物件、觀看視窗、高解析度圖像和3D網(wǎng)格及觀看者之間的關(guān)系)。[0013]圖2所示為一種3D虛擬實(shí)境系統(tǒng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(機(jī)械圖像和3D數(shù)據(jù)擷取系統(tǒng)、整合用電腦、數(shù)據(jù)和程序服務(wù)器及客戶端觀看裝置)。[0014]圖3所示為數(shù)據(jù)擷取、整合和觀看系統(tǒng)的方塊圖(擷取數(shù)據(jù)的處理、需儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)、整合用程序和觀看程序)。[0015]圖4所示為2D圖像擷取系統(tǒng)將會(huì)拍攝位于一個(gè)電腦控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的一個(gè)實(shí)體物件的攝影圖像的示意圖(擷取影像用的機(jī)械系統(tǒng)和產(chǎn)生圖像文件的工作流程)。[0016]圖5所示為經(jīng)由攝影相機(jī)或3D掃描器擷取3D建模數(shù)據(jù)的流程圖(攝影相機(jī)或3D掃描器的機(jī)械系統(tǒng)和產(chǎn)生3D幾何數(shù)據(jù)的工作流程)。[0017]圖6所示為參數(shù)配對(duì)系統(tǒng)示意圖(對(duì)2D影像一張張地嵌入3D幾何數(shù)據(jù)，以在圖像上指定6個(gè)自由度的變數(shù)，以及用來制作執(zhí)行自動(dòng)處理的所需參考照片）。[0018]圖7所示為經(jīng)由調(diào)整比例、調(diào)整位置和旋轉(zhuǎn)來調(diào)整照片參數(shù)的示意圖（用以對(duì)各張照片調(diào)整6個(gè)變數(shù)或其對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的使用者接口，有三個(gè)主要的調(diào)整步驟要實(shí)施)。[0019]圖8所示為用于生成與各攝影照片的所有視角所自動(dòng)配對(duì)的參數(shù)而開發(fā)的一種運(yùn)算機(jī)制的示意圖。[0020]圖9所示為用于影像制作、3D數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)圖制作的文件系統(tǒng)以及觀看程序的流程圖（生成的數(shù)據(jù)文件和對(duì)應(yīng)的影像制作和幾何數(shù)據(jù)文件，以及用以顯現(xiàn)出下載到的圖像和數(shù)據(jù)的觀看程序流程圖）。[0021]圖10所示為以3D呈現(xiàn)和控制的觀看程序的示意圖（終端用戶用的觀看程序功能和控制，以及用于高解析度呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)和用于順暢操作的變形技術(shù))。[0022]圖11所示為沿用至立體系統(tǒng)的示意圖（使用相同的系統(tǒng)來拍攝兩組對(duì)應(yīng)的攝影圖像，其照片配合立體顯示和控制的規(guī)范)。[0023]附圖標(biāo)號(hào)說明：[0024]100:方法[0025]102:實(shí)體物件[0026]104:觀看者[0027]106:觀看視窗[0028]1〇8、224、284:攝影圖像[0029]110、192、204、226:3D網(wǎng)格[0030]120:具體實(shí)施例[0031]121:影像擷取系統(tǒng)[0032]122:旋轉(zhuǎn)平臺(tái)[0033]123:相機(jī)[0034]124:當(dāng)前第1頁1 2 3 4