CN102917176B - 一种三维立体视差字幕的产生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维立体视差字幕的产生方法，该方法首先根据需要加入到立体视频的唱词字幕信息生成三维的立体文字模型；然后将该文字模型放置到两个三维坐标系的位置中，再根据文字内容大小，计算文字在屏幕上的位置，并计算出摄像机的交叉角度；最后将两个摄像机所获得的图像叠加到视频流中。通过本发明所述的方法能够产生三维立体视差字幕图像，可以调节主观感觉上字幕浮起的高度，实现了立体的字幕过渡特效，可以用于3D电影的唱词制作，3D电视的后期制作等领域。
Description
技术领域
本发明涉及视音频制作技术领域，具体涉及一种三维立体视差字幕的产生方法。
背景技术
随着立体电视和机顶盒的普及和快速发展，为立体电视节目增加唱词字幕的需求也越发重要。目前的立体电视技术主要分为裸眼式和眼镜式。目前，裸眼式还主要用于公用、商业等场合，并未进入消费级领域。而眼镜式则是市场中的主流，这种技术方案主要分为色差式、偏光式和主动快门式，这也是按照平常所说的色分法、光分法和时分法。色差式3D(three dimension)成像原理简单，用两台摄像机以不同视角拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中，通过配套的红蓝立体眼镜就能看到立体的效果。这种方案的原理就是对图像色彩进行红色和蓝色的过滤，红色影像透过红色镜片，而蓝色影像透过蓝色镜片，这样，双眼看到的不同影像在大脑中叠加即呈现出3D立体效果。偏光式3D技术的图像效果强于色差式，不过对显示设备的亮度要求较高。主动快门式3D技术的原理是根据人眼对影像频率的捕捉敏感度来实现的，通过提高画面的刷新率(至少120Hz)，为左眼和右眼分别输出60Hz快速刷新的图像，这样会在人的大脑实现立体的视觉感受。从上文的描述可知这些技术均基于视差图像，即同时展现左右眼所看到的图像，并将图像分别送到观众的左右眼。
在立体视频的后期制作中，需要为视频增加CG(Computer Graphics，电脑图形)、文字字幕等特殊效果，如果为左右眼视频流增加同样的画面，则会造成文字发虚，在人脑中无法形成立体影像，乃至于带来眩晕感。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种三维立体视差字幕的产生方法，通过该方法为立体视频文件增加带有立体感和实体感的唱词字幕。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种三维立体视差字幕的产生方法，包括以下步骤：
(1)获得每条唱词字幕信息，根据每条字幕信息，以及制定的字幕纹理和光照，生成三维的立体文字模型；
(2)建立两个独立的三维坐标系，将所述立体文字模型分别放置到两个三维坐标系的同一位置；
(3)设置两个三维坐标系的摄像机，计算出摄像机的位置与交叉角度；所述交叉角度是观察方向与三维坐标系的x轴的夹角；
(4)获得两个三维坐标系中的摄像机的图像，并将两个图像分别和视频流的左右两帧叠加。
本发明的效果在于：本发明所述的方法，通过两个三维坐标系中摄像机获得的立体文字模型图像在视频流中的叠加，产生了三维立体视差字幕，该方法克服了现有的3D节目字幕多采用原有的2D字幕设备制作，在观看时缺乏立体感，长期注视容易造成眩晕等不适感觉的缺陷，实现了立体的字幕过渡特效。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中一种三维立体视差字幕的产生方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式中左眼摄像机的放置位置示意图；
图3-1为本发明具体实施方式中摄像机可视角度的示意图；
图3-2为本发明具体实施方式中计算摄像机位置的示意图；
图4为本发明实施例中形成的三维立体文字模型；
图4-1为本发明实施例中左眼摄像机获得的图像；
图4-2为本发明实施例中右眼摄像机获得的图像。
具体实施方式
下面结合说明书附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，为本发明具体实施方式中一种三维立体视差字幕的产生方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S11：根据唱词字幕信息生成立体文字模型；
获得需要加入到立体视频的唱词字幕信息，根据每条字幕的文字信息，以及制定的字幕纹理和光照，生成三维的立体文字模型；其中，唱词字幕信息是文本信息，且文本内容长度在影视节目唱词字幕长度内，而影视节目唱词字幕长度一般为1-2行。现有技术中，立体文字制作比较简单，可以通过AI或者3DMAX等软件来实现，做出立体字以后用图层样式加上一些纹理，然后再调整好颜色和光感，最后加上一些装饰元素即可。根据文字信息生成立体的文字模型对于本领域的技术人员来说是公知技术。
步骤S12：将文字模型放置到两个三维坐标系中；
建立两个独立的三维坐标系，将步骤S11中生成的立体文字模型放置到两个三维坐标系的同一位置；该位置分别为两个三维坐标系中一个代表视频区域的三维平板中，平板中心分别位于两个三维坐标系的原点，文字在平板内的坐标为唱词在视频上的预计叠加位置，也就是文字在屏幕上的位置。图2示出了左眼图像的摄像机放置位置的示意图，图中的显示屏即为其中一个三维坐标系中一个代表视频区域的三维平板，该三维坐标系的原点为平板中心。
步骤S13：计算两个三维坐标系中摄像机的位置和交叉角度；
设置两个三维坐标系的摄像机，计算出摄像机的位置与交叉角度；所述交叉角度是观察方向与三维坐标系的x轴的夹角。
摄像机和文字模型的距离是由文字内容的长度决定的，设置摄像机的投影方式为透视投影，可视角度(用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度)为53度，其上指向(up direction)为垂直于XY平面，其观察方向(look direction)为摄像机到三维坐标系原点的方向。图2示出了左眼图像的摄像机放置位置的示意图，如图所示，图中线条X1为观察方向，与三维坐标系X轴的夹角α即交叉角度为6度；图中线条X2与线条X3的夹角β为摄像机视角即可视角度，为53度。图3-1示出了摄像机可视角度的示意图，图中线段L表示屏幕宽度，以该宽度为底，以X轴为中线作一等腰三角形，其顶角β＝53度即为摄像机的可视角度，三角形的顶点记为A。图3-2示出了计算摄像机位置的示意图，以屏幕中心即屏幕宽度L的中心为圆心，沿X轴将A点转动6度(交叉角度α)，该范围即为摄像机所处的位置。
右眼图像摄像机参数和左眼相同，其观察方向与X轴夹角为-6度。两个摄像机的视线汇聚点为文字模型的中心位置。
步骤S14：将获得的摄像机图像叠加到视频流中。
获得两个三维坐标系中的摄像机的图像，并将两个图像分别和视频流的左右两帧叠加得到视差图像。视频流(Video Streaming)是指视频数据的传输，例如，它能够被作为一个稳定的和连续的流通过网络处理，客户机浏览器或插件能够在整个文件被传输完成前显示多媒体数据。在视频播放技术中，它是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。将获得两个三维坐标系中即左右眼摄像机的视差图像(视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异)，最后将得到的两个摄像机图像即视差图像叠加到视频流中，得到最后的三维立体视差字幕。
下面结合实施例对本发明进行进一步具体的说明。
实施例
如图4所示，为本发明实施例中利用本发明所述方法产生三维立体视差字幕的示意图。如图所示，“方正精睿”为本实施例中的字幕信息，首先，根据字幕的文本信息即方正精睿文本，利用现有技术中立体文字制作方法该字幕的三维立体文字模型，如图4-1。
然后建立两个独立的三维坐标系，将图4-1中生成的三维的立体文字模型放置到两个三维坐标系的同一位置，该位置是一个代表视频区域的三维平板中，平板的中心位于三维坐标系的原点，文字在平板内的坐标为文字在屏幕上的位置，即字幕信息在视频上的预计叠加位置。
设置两个三维坐标系的摄像机，其中，两个摄像机的参数设置相同，视线汇聚点为文字模型的中心位置，，计算出摄像机的位置与交叉角度，并得到摄像机的文字投影。本实施例中左眼摄像机的交叉角度为6，右眼-6摄像机的交叉角度，可视角度为53度。设置好摄像机后，通过两个三维坐标系中的摄像机图像得到了本实施例中的“方正精睿”立体文字模型的视差图像，如图4-1与4-2所示，分别为左眼摄像机与右眼摄像机得到的图像，最后将得到的两个摄像机图像即视差图像叠加到视频流中，得到最后的三维立体视差字幕，在显示器中显示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种三维立体视差字幕的产生方法，包括以下步骤：
(1)获得每条唱词字幕信息，根据每条字幕信息，以及制定的字幕纹理和光照，生成三维的立体文字模型；
(2)建立两个独立的三维坐标系，将所述立体文字模型分别放置到两个三维坐标系的同一位置；立体文字模型放置在三维坐标系的位置分别为两个三维坐标系中一个代表视频区域的三维平板，平板中心分别位于两个三维坐标系的原点，文字在所述三维平板内的坐标是唱词字幕信息在视频上的预计叠加位置，所述叠加位置是指文字在屏幕上的位置；
(3)设置两个三维坐标系的摄像机，计算摄像机的位置与交叉角度；所述交叉角度是观察方向与三维坐标系的x轴的夹角；
(4)获得两个三维坐标系中的摄像机的图像，并将两个图像分别和视频流的左右两帧叠加。
2.如权利要求1所述的一种三维立体视差字幕的产生方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的唱词字幕信息是文本信息，且文本内容长度在影视节目唱词字幕长度内。
3.如权利要求2所述的一种三维立体视差字幕的产生方法，其特征在于：所述的影视节目唱词字幕长度为1-2行。
4.如权利要求1或2所述的一种三维立体视差字幕的产生方法，其特征在于：步骤(4)中，由文字内容的长度决定摄像机和文字模型的距离，通过所述两个三维坐标系中摄像机图像得到视差图像。
5.如权利要求4所述的一种三维立体视差字幕的产生方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的两个摄像机的参数设置相同，两个摄像机的视线汇聚点为文字模型的中心位置。
6.如权利要求1所述的一种三维立体视差字幕的产生方法，其特征在于：所述摄像机的投影方式为透视投影。
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