專利名稱：一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體拍攝領(lǐng)域，尤其是涉及用于模擬雙眼的單路相機(jī)拍攝模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的立體拍攝，一般為直接接入兩個相機(jī)或者攝像機(jī)進(jìn)行同時拍攝，然后合成 為照片或視頻，以模擬人眼的實(shí)際視感。兩臺相機(jī)/攝像機(jī)模擬一臺立體相機(jī)/攝像機(jī)，需 要將兩臺相機(jī)/攝像機(jī)的位置放的恰到好處，兩臺相機(jī)/攝像機(jī)鏡頭之間的距離需要保持 人眼間距。但是相機(jī)/攝像機(jī)之間的距離和相機(jī)/攝像機(jī)的大小有直接的關(guān)系，難以保證 人眼所適合的距離，產(chǎn)生的立體效果就會不理想，容易讓觀看者產(chǎn)生眩暈的感覺。而且兩路 相機(jī)/攝像機(jī)同時接入的話需要購置兩個相同的相機(jī)/攝像機(jī)，拍攝成本大大增加，且需要 分別對兩路設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并保持一致，操作起來難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍 攝的系統(tǒng)，采用單路相機(jī)模擬兩路相機(jī)時的位置，同時模擬出人眼觀察物體的視線，生成輸 出左、右眼兩路圖像序列，連續(xù)播放以后產(chǎn)生立體效果。本發(fā)明一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，包括水平軸電動平 移臺、用于承載單路相機(jī)的電動旋轉(zhuǎn)臺、其特征在于，還包括電機(jī)及電機(jī)控制單元，人眼參 數(shù)控制單元；所述電動旋轉(zhuǎn)臺位于水平軸電動平移臺的軌道上；所述人眼參數(shù)控制單元與 電機(jī)及電機(jī)控制單元連接；電機(jī)及電機(jī)控制單元分別與水平軸電動平移臺以及電動旋轉(zhuǎn)臺 連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)信息控制電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺 上的移動距離以及相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。進(jìn)一步地，所述人眼參數(shù)控制單元包括人眼間距預(yù)設(shè)模塊、人眼參數(shù)計算模塊及 人眼參數(shù)輸出模塊；所述人眼間距預(yù)設(shè)模塊，用于預(yù)設(shè)人眼間距；所述人眼參數(shù)計算模塊， 用于計算人眼參數(shù)信息；所述人眼參數(shù)信息包括根據(jù)被攝物體的位置和距離計算出的相機(jī) 在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向，以及根據(jù)預(yù)設(shè)人眼間距計算出的電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸 電動平移臺上的移動距離；人眼參數(shù)輸出模塊，與所述人眼參數(shù)計算模塊連接，用于將人眼 參數(shù)計算模塊計算出的人眼參數(shù)信息發(fā)送至電機(jī)及電機(jī)控制單元。進(jìn)一步地，人眼間距可以按照不同類別的人來預(yù)設(shè)。進(jìn)一步地，所述電機(jī)及電機(jī)控制單元包括工控機(jī)，運(yùn)動控制卡，水平軸電機(jī)，水平 軸電機(jī)驅(qū)動器，水平軸電機(jī)編碼器，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器；所 述工控機(jī)與運(yùn)動控制卡連接；運(yùn)動控制卡分別與水平軸電機(jī)驅(qū)動器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器連 接；水平軸電機(jī)驅(qū)動器分別與水平軸電機(jī)編碼器、水平軸電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器分別 與旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)連接；水平軸電機(jī)與水平軸電動平移臺連接，用于根據(jù)人 眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)控制電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離；旋轉(zhuǎn)軸 電機(jī)與電動旋轉(zhuǎn)臺連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)控制相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向本發(fā)明提供的的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，采用單路相機(jī) 模擬兩路相機(jī)時的位置，同時模擬出人眼觀察物體的視線，生成輸出左、右眼兩路圖像序 列，連續(xù)播放以后產(chǎn)生立體效果；同時由于本發(fā)明用單路相機(jī)模擬兩路相機(jī)，相對于傳統(tǒng)的 兩路相機(jī)拍攝方式，相機(jī)的各項參數(shù)均保持一致，不用再分別進(jìn)行調(diào)整，操作難度降低；并 且無需購置兩個相同的相機(jī)，降低了拍攝成本。


圖1為本發(fā)明單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)相機(jī)在左側(cè)的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)相機(jī)在右側(cè)的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)模擬雙路相機(jī)的 示意圖；圖4為圖3所示模擬雙路相機(jī)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，如圖1所示，包括 水平軸電動平移臺1、用于承載單路相機(jī)3的電動旋轉(zhuǎn)臺2、電機(jī)及電機(jī)控制單元，人眼參數(shù) 控制單元；所述電動旋轉(zhuǎn)臺2位于水平軸電動平移臺1的軌道上；所述人眼參數(shù)控制單元與電機(jī)及電機(jī)控制單元連接；電機(jī)及電機(jī)控制單元分別與水平軸電動平移臺1以及電動旋轉(zhuǎn)臺2連接，用于根 據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)控制電動旋轉(zhuǎn)臺2在水平軸電動平移臺1上的移動距離 以及相機(jī)3在電動旋轉(zhuǎn)臺2上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。本發(fā)明所述的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，可以模擬出人眼 觀看物體的模式，在該系統(tǒng)中，被攝物體的位置極為人眼的焦點(diǎn)，相機(jī)的位置為人眼的位 置。因?yàn)楫?dāng)人眼觀察某一個物體時，其和物體之間成為一個夾角，兩只眼睛的視線也不是平 行的而是相交。當(dāng)觀察某一個物體時，左右眼會分別與被攝物體之間及水平面產(chǎn)生一個夾 角。而兩只眼睛之間的距離則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，基本上一組視頻或者圖像結(jié)果 均使用一種眼睛間距即相機(jī)間距。當(dāng)電動旋轉(zhuǎn)臺2運(yùn)動到水平軸電動平移臺1軌道的某個固定點(diǎn)，在該固定點(diǎn)時，相 機(jī)3在電動平移臺2上的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)方向相當(dāng)于是人單只眼睛的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動方 向，也可以通過人眼參數(shù)控制單元來計算和發(fā)出控制指令；電動旋轉(zhuǎn)臺2在水平軸電動平 移臺1軌道上從左到右的移動距離相當(dāng)于是人的雙眼距離，可以通過人眼參數(shù)控制單元來 計算和發(fā)出控制指令。優(yōu)選地，該系統(tǒng)中人眼參數(shù)控制單元包括人眼間距預(yù)設(shè)模塊、人眼參數(shù)計算模塊 及人眼參數(shù)輸出模塊；人眼間距預(yù)設(shè)模塊，用于預(yù)設(shè)人眼間距；人眼參數(shù)計算模塊，用于計 算人眼參數(shù)信息；人眼參數(shù)信息包括根據(jù)被攝物體的位置和距離計算出的相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的轉(zhuǎn)角，包括旋轉(zhuǎn)角度和方向；以及根據(jù)預(yù)設(shè)人眼間距計算出的電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸 電動平移臺上的移動距離；人眼參數(shù)輸出模塊，與人眼參數(shù)計算模塊連接，用于將人眼參數(shù) 計算模塊計算出的人眼參數(shù)信息發(fā)送至電機(jī)及電機(jī)控制單元，電機(jī)及電機(jī)控制單元根據(jù)人 眼參數(shù)信息控制電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離以及相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上 的旋轉(zhuǎn)角度和方向。不同類別的人，如不同人種，不同年齡，人眼間距都會存在差別，本發(fā)明所述的單 路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)中的人眼參數(shù)控制單元的人眼間距可以按 照不同類別的人來進(jìn)行預(yù)設(shè)。這樣就可以保證輸出最適合該類別的人的人眼觀看的3D立 體圖像和視頻，該類別的人在觀看立體視頻時，就不會產(chǎn)生不適或者眩暈的感覺。 (1)在進(jìn)行拍攝時，針對不同類別的人，人眼間距預(yù)設(shè)模塊可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)人眼 間距。(2)另外人眼參數(shù)控制單元可以進(jìn)一步包括一人眼間距庫，用于預(yù)存不同類別的 人對應(yīng)的推薦人眼間距。在進(jìn)行拍攝時，針對不同類別的人，所述人眼間距預(yù)設(shè)模塊，在人 眼間距庫中去查詢該類別的人所對應(yīng)的推薦人眼間距。進(jìn)一步優(yōu)選地，電機(jī)及電機(jī)控制單元包括工控機(jī)，運(yùn)動控制卡，直線電機(jī)控制單 元，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制單元。直線電機(jī)控制單元包括水平軸電機(jī)4，水平軸電機(jī)驅(qū)動器，水平軸電 機(jī)編碼器；旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制單元包括旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)5，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器。其中，工控機(jī)與運(yùn)動控制卡連接；運(yùn)動控制卡分別與水平軸電機(jī)驅(qū)動器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器連接；水平軸電機(jī)驅(qū)動器分別與水平軸電機(jī)編碼器、水平軸電機(jī)4連接，驅(qū)動電動旋轉(zhuǎn) 臺2在水平軸電動平移臺1的軌道上移動；旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器分別與旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)5連接，驅(qū)動設(shè)置在電 動旋轉(zhuǎn)臺5上相機(jī)3在電動旋轉(zhuǎn)臺2上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。具體地，所述工控機(jī)和運(yùn)動控 制卡根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制單元控制設(shè)置在電動旋轉(zhuǎn)臺2 上相機(jī)3在電動旋轉(zhuǎn)臺2上的轉(zhuǎn)角，即旋轉(zhuǎn)角度和方向，是根據(jù)被攝物體的位置和距離計算 出的；通過直線電機(jī)控制單元控制電動旋轉(zhuǎn)臺2在水平軸電動平移臺1的軌道上移動，實(shí)際 移動距離是根據(jù)預(yù)設(shè)人眼間距計算出的。相機(jī)或者攝像在當(dāng)前的位置進(jìn)行拍攝，從而得到一只眼睛的圖像數(shù)據(jù)。依照此規(guī) 律再執(zhí)行一次相反的操作得到另一眼睛的圖像數(shù)據(jù)，最終可以得到雙眼的圖像數(shù)據(jù)，再經(jīng) 由雙投影儀或者3D成像軟件進(jìn)行播放，就可以得到3D立體的視頻畫面。如圖1所示，當(dāng)電 動旋轉(zhuǎn)臺2在水平軸電動平移臺1軌道的左側(cè)時，設(shè)置在電動旋轉(zhuǎn)臺2上的相機(jī)3模擬左 目艮，輸出左眼圖像序列；如圖2所示，當(dāng)電動旋轉(zhuǎn)臺2在水平軸電動平移臺1軌道的右側(cè)時， 設(shè)置在電動旋轉(zhuǎn)臺2上的相機(jī)3模擬右眼，輸出右眼圖像序列；圖3為本發(fā)明單路相機(jī)模擬 雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)模擬雙路相機(jī)的示意圖，經(jīng)圖1和圖2的兩次拍攝后，單 路相機(jī)3實(shí)現(xiàn)了圖3中雙路相機(jī)6和相機(jī)7的效果。圖4為圖3所示模擬雙路相機(jī)的俯視 圖。綜上所述，本發(fā)明提供的的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，采 用單路相機(jī)模擬兩路相機(jī)時的位置，同時模擬出人眼觀察物體的視線，生成輸出左、右眼兩 路圖像序列，連續(xù)播放以后產(chǎn)生立體效果。同時由于本發(fā)明用單路相機(jī)模擬兩路相機(jī)，相對于傳統(tǒng)的兩路相機(jī)拍攝方式，相機(jī)的各項參數(shù)均保持一致，不用再分別進(jìn)行調(diào)整，操作難度 降低；并且無需購置兩個相同的相機(jī)，降低了拍攝成本；立體效果還可以通過系統(tǒng)自帶的 偏振、偏色或者頻閃方式來觀看。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對本發(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)理解其依然 可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，包括水平軸電動平移臺、用于承載單路相機(jī)的電動旋轉(zhuǎn)臺、其特征在于，還包括電機(jī)及電機(jī)控制單元，人眼參數(shù)控制單元；所述電動旋轉(zhuǎn)臺位于水平軸電動平移臺的軌道上；所述人眼參數(shù)控制單元與電機(jī)及電機(jī)控制單元連接；電機(jī)及電機(jī)控制單元分別與水平軸電動平移臺以及電動旋轉(zhuǎn)臺連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)信息控制電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離以及相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，其特征在 于，所述人眼參數(shù)控制單元包括人眼間距預(yù)設(shè)模塊、人眼參數(shù)計算模塊及人眼參數(shù)輸出模 塊；所述人眼間距預(yù)設(shè)模塊，用于預(yù)設(shè)人眼間距；所述人眼參數(shù)計算模塊，用于計算人眼參數(shù)信息；所述人眼參數(shù)信息包括根據(jù)被攝物 體的位置和距離計算出的相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向，以及根據(jù)預(yù)設(shè)人眼間距 計算出的電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離；所述人眼參數(shù)輸出模塊，與所述人眼參數(shù)計算模塊連接，用于將人眼參數(shù)計算模塊計 算出的人眼參數(shù)信息發(fā)送至電機(jī)及電機(jī)控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，其特征在 于，按照不同類別的人來預(yù)設(shè)人眼間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，其特征在 于，所述人眼參數(shù)控制單元還包括人眼間距庫，用于預(yù)存不同類別的人對應(yīng)的推薦人眼間 距；在進(jìn)行拍攝時，針對不同類別的人，所述人眼間距預(yù)設(shè)模塊，在人眼間距庫中去查詢該 類別的人所對應(yīng)的推薦人眼間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)， 其特征在于，所述電機(jī)及電機(jī)控制單元包括工控機(jī)，運(yùn)動控制卡，水平軸電機(jī)，水平軸電機(jī) 驅(qū)動器，水平軸電機(jī)編碼器，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器；所述工控機(jī)與運(yùn)動控制卡連接；運(yùn)動控制卡分別與水平軸電機(jī)驅(qū)動器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器連接；水平軸電機(jī)驅(qū)動器分別與水平軸電機(jī)編碼器、水平軸電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)驅(qū)動器分 別與旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)編碼器、旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)連接；水平軸電機(jī)與水平軸電動平移臺連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)控制 電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離；旋轉(zhuǎn)軸電機(jī)與電動旋轉(zhuǎn)臺連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)控制相機(jī)在 電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)實(shí)現(xiàn)立體影像拍攝的系統(tǒng)，包括水平軸電動平移臺、用于承載單路相機(jī)的電動旋轉(zhuǎn)臺、其中還包括電機(jī)及電機(jī)控制單元，人眼參數(shù)控制單元；電動旋轉(zhuǎn)臺位于水平軸電動平移臺的軌道上；人眼參數(shù)控制單元與電機(jī)及電機(jī)控制單元連接；電機(jī)及電機(jī)控制單元分別與水平軸電動平移臺以及電動旋轉(zhuǎn)臺連接，用于根據(jù)人眼參數(shù)控制單元中的人眼參數(shù)信息控制電動旋轉(zhuǎn)臺在水平軸電動平移臺上的移動距離以及相機(jī)在電動旋轉(zhuǎn)臺上的旋轉(zhuǎn)角度和方向。本發(fā)明采用單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)，生成輸出左、右眼兩路圖像序列，連續(xù)播放以后產(chǎn)生立體效果；同時采用單路相機(jī)模擬雙路相機(jī)，且無需分別調(diào)整兩路相機(jī)的參數(shù)，降低了拍攝成本和操作難度。
文檔編號H04N5/232GK101968602SQ20101023760
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者蔡震宇 申請人:北京迪生動畫科技有限公司