CN100421451C - 虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法 - Google Patents

虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法，该方法主要包括：在三维虚拟空间中，将虚拟摄像机的坐标置于坐标原点，真实摄像机的位置依据其三维透视关系可置于空间任意位置，跟踪服务器每次计算出真实摄像机相对于初始位置运动的增量，将此增量作为虚拟摄像机的运动增量，从而保证了虚拟摄像机和真实摄像机具有相同的运动关系，而且虚拟摄像机的运动和真实摄像机的初始位置无关，以真实摄像机的透视关系为基础，用虚拟摄像机来自适应匹配真实摄像机，从而完成二者的初始化定位。该方法操作简单，无需任何对真实演播室的参数测量，就能瞬间完成初始化定位。

Description

虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法
技术领域
本发明涉及自动跟踪空间定位方法，特别是涉及一种虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法。
背景技术
前景摄像机运动参数测定及跟踪系统是虚拟演播室系统中的一个重要组部分，其中初始化定位准确度、跟踪精度、频响和抗干扰性等是跟踪系统的几项重要功能指标。初始化定位技术的基本原理就是要保证真实物理空间中真实摄像机和三维虚拟空间中虚拟摄像机的全部位置参数保持一致，以便保持正确的跟踪。在目前已有的跟踪初始化定位技术中，众厂商采用的方法都是首先物理测定真实空间的一些基本参数，以便计算出真实摄像机在物理空间中的位置关系，然后以这些参数去修正虚拟空间中的虚拟摄像机位置参数，使得虚拟摄像机变化位置来匹配真实摄像机，以保证二者的初始化定位一致。该方法的缺陷非常大：每次真实摄像机被移动到不同位置时都需要重新进行初始化定位，而每次初始化定位所需要的参数测量及计算机录入时间很长，甚至长达四十分钟以上；初始化定位和参数测量精度有关，使用中跟踪易出现“滑步”现象及透视关系不正确的现象。上述缺陷严重制约了虚拟演播室在实际中的应用，给客户留下了虚拟演播室系统操作敏琐，“中看不中用”的印象。
发明内容
本发明的目的是提供一种以真实摄像机的透视关系为基础，用虚拟摄像机来自适应匹配真实摄像机，从而完成二者的初始化定位的虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法。
本发明的目的是这样实现的：在三维虚拟空间中，将虚拟摄像机的坐标置于坐标原点，真实摄像机的位置依据其三维透视关系可置于空间任意位置，跟踪服务器每次计算出真实摄像机相对于初始位置运动的增量，将此增量作为虚拟摄像机的运动增量，从而保证了虚拟摄像机和真实摄像机具有相同的运动关系，而且虚拟摄像机的运动和真实摄像机的初始位置无关，以真实摄像机的透视关系为基础，用虚拟摄像机来自适应匹配真实摄像机，从而完成二者的初始化定位。
本发明的优点是：无需任何测量，自适应瞬间完成初始化定位，真实摄像机在任何位置瞬间初始化定位，系统的三维透视关系完全一致。因此，瞬间初始化定位方法完美的解决了真实摄像机和虚拟摄像机的初始化定位，使得虚拟演播室跟踪系统使用方便、操作简单，并达到了虚拟空间对物理空间的完全正确的三维重现。
具体实施方式
在三维虚拟空间中，将虚拟摄像机的坐标置于坐标原点，真实摄像机的位置依据其三维透视关系可置于空间任意位置，跟踪系统每次计算出真实摄像机相对于初始位置运动的增量，将此增量作为虚拟摄像机的运动增量，从而保证了虚拟摄像机和真实摄像机具有相同的运动关系，而且虚拟摄像机的运动和真实摄像机的初始位置无关。
在跟踪系统中，将运动变量的初始位置全部置零，跟踪开始后每次传送运动增量，在三维渲染引擎中，将虚拟摄像机的初始位置变量均置零，跟踪开始每次取运动增量作绝对位置参数。
本方案摒弃了测量真实空间尺寸，以真实物理空间去匹配虚拟三维空间的方法，采用了以真实物理空间为相对量，用虚拟三维空间来自适应真实空间的方案。因此，具有非常明显的优点：无需任何测量；自适应瞬间完成初始化定位；真实摄像机在任何位置瞬间初始化定位，系统的三维透视关系完全一致。因此，瞬间初始化定位技术完美的解决了真实摄像机和虚拟摄像机的初始化定位，使得虚拟演播室跟踪系统使用方便，操作简单并达到了虚拟空间对物理空间的完全正确的三维重现。

Claims (1)

1. 一种虚拟演播室系统中瞬间初始化定位方法，其特征在于：在三维虚拟空间中，将虚拟摄像机的坐标置于坐标原点，真实摄像机的位置依据其三维透视关系置于空间任意位置，跟踪服务器每次计算出真实摄像机相对于初始位置运动的增量，将此增量作为虚拟摄像机的运动增量，从而保证了虚拟摄像机和真实摄像机具有相同的运动关系，而且虚拟摄像机的运动和真实摄像机的初始位置无关，以真实摄像机的透视关系为基础，用虚拟摄像机来自适应匹配真实摄像机，从而完成二者的初始化定位。
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