CN103400339A - 3d地贴的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D地贴的制作方法，包括步骤：获取场景数据，确定最佳视点；获取置入内容的多个二维图像；提取二维图像的特征点，重建置入内容的三维效果图像；将三维效果图像中的特征点投射至实际场景，通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图；将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，对小块平面图边缘进一步渲染，形成第二层2D平面图；将两层2D平面图印刷后进行精准贴合，得到3D地贴。该方法制作的产品可实现街头立体画的效果，精细度高，并可批量生产。

Description

3D地贴的制作方法

技术领域

本发明涉及地贴，特别涉及到一种3D地贴的制作方法。 

背景技术

通过平面显示三维图像的技术有着越来越广泛的应用，常见的如光栅、立体画等。

光栅是将数幅在不同线条上的图像，对应于光栅中每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，由于两眼对光栅的观察角度不同，因而两眼会看到不同的图像，从而产生立体感。但是光栅的特性、种类、规格、厚度、尺寸、方向性的差异对立体效果的影响很大，在应用中不易区分选择，而且价格较高。

源自西方街头文化3D街头立体画，以室外地面为媒介，利用平面透视的原理，将二维画面制造出视觉上具有立体效果，令参观者有一种身临其境的感觉。由于成本低廉，效果好，逐渐受到青睐，但3D街头立体画通常为手工制作，因此对从业者要求很高，一般人很难把握作品最终成型的准确度，并且时间长，不能复制，精细度差。 

发明内容

本发明的主要目的为提供一种3D地贴的制作方法，该方法制作的产品可实现立体效果，精细度高，并可批量生产，该方法制作的3D地贴中的显示内容无需刻意设计，可直接拍照取景，通过对照片即平面图像特征点的提取来恢复三维效果，进一步在场景中投射，实现在二维平面中显示虚拟三维效果。并且该方法生产过程中，可根据现实场景的需要，调整视点，保证最佳的三维观测效果，减少重复取景，降低生产成本 。制作过程中采用双层分开印刷，对其中小块平面图的边缘进行平滑处理，保证拼接后整体效果的一致性和色彩的平滑均匀。

本发明提出一种3D地贴的制作方法，包括步骤： 

获取场景数据，确定视点；获取置入内容的多个二维图像；提取二维图像的特征点，重建置入内容的三维效果图像；将三维效果图像中的特征点投射至实际场景，通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图；将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，对小块平面图边缘进一步渲染，形成第二层2D平面图；将两层2D平面图印刷后再进行精准贴合，得到3D地贴；

所述场景数据包括二维平面的长、宽以及长宽比例; 

所述二维图像特征点包括角点、边缘； 

所述角点通过K-R算法提取;

所述边缘通过Sobel算法提取;

所述步骤还具体包括：

提取第一幅图像I1的特征点I11、I12、I13……I1n，提取第n幅图像In的特征点In1、In2、In3……Inn；

对多幅图像中出现的同一特征点进行标引；

以标引特征点为基础并辅以其余特征点重建三维效果图像。

所述步骤还具体包括：

判断场景中的视点否有变化；

如果视点没有变化，进行步骤S44；

如果视点变化，调整特征点的投射角度及尺寸；

通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图。

所述步骤还具体包括：

将第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图；

对小块平面图的边缘应用平滑函数，保证图像的流畅；

调整形成第二层2D平面图；

所述第一层2D平面图用白色不干胶印刷，所述第二层2D平面图用透明材料印刷，两层精准复合后表面在进行精准贴合。

本发明通过结合需要置入二维平面的实际参数对画面三维效果图像进行调整，转换成具有三维效果的实际三维效果图像，该方法生产的产品精细度高，并可批量生产。采用双层印刷保证了产品的持久性。并且该方法生产过程中，可根据现实场景的需要，调整视点，减少重复取景，降低生产成本 。

附图说明

图1是本发明一种3D地贴的制作方法的一实施例中步骤流程示意图； 

图2是本发明一种3D地贴的制作方法的另一实施例中步骤流程示意图；

图3a、3b、3c是立方体的三种角度的二维图像示意图；

图4a、4b、4c是提取特征点的示意图；

图5是标引特征点重建三维效果图像示意图；

图6是第一层2D平面图示意图；

图7是第二层2D平面图示意图；

图8a是视点升高时的二维平面示意图；

图8b是视点降低时的二维平面示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

 参照图1，提出本发明一种3D地贴的制作方法的一实施例。该方法包括： 

S1获取场景数据，确定视点；

其中场景数据包括二维平面ABCD的长、宽以及观测视点的坐标。

S2获取置入内容的多个二维图像；

在不同的角度拍摄取景，获得多副二维图像，将相机想象为理想的针孔照相机，那么拍摄点就是最佳的三维效果的观测点，根据焦距等相机参数可确定拍摄点的坐标，也就是观测3D地贴最佳三维效果的的观测视点。通过拍摄多幅图像可以保证生成的三维图像更全面的反映拍摄图像的真实信息。

S3提取二维图像的特征点，重建置入内容的三维效果图像；

特征点就是图像的突出特征，二维图像的特征点包括角点、边缘，角点是由图像亮度梯度最大的两个方向交叉限定的图像特征，如交叉点，可采用K－R算法来提取，而提取图像中具有亮度值(灰度)空间方向梯度大的边、线的特征就是边缘特征点，可采用Sobel算法提取，该些特征点的信息含量高，更容易被识别重建。

S4将三维效果图像中的特征点投射至实际场景，通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图；

如果直接将该三维效果的图像以打印或其他方式移植到二维平面中，显示的图像效果将为二维效果。因为人眼在一特定视点看三维物体时是不能看到整个物体每个部分，而且能看到的部分也会发生近大远小的变化，此种有规律的变化称之为透视规律。该地贴三维效果图像，当眼睛和确定的观测视点接近时，置入平面的图像具有立体感(三维效果)；而当移动画面使其和眼睛成一定角度时该立体感会减弱或消失。所以如果我们要在平面中显示一个立方体的三维效果，那么这个立方体各条边并不一定是等长的，观测视点发生变化，三维效果就会消失。所以要根据已确定的视点，将三维效果图像中的特征点投射至实际二维平面中（平面ABCD），经过渲染拉伸才能形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图。

S5将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，对小块平面图边缘进一步渲染，形成第二层2D平面图；

考虑到尺寸大小，可以将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，为了保证剪裁后实地拼接时色彩的连贯性，对边缘进行再处理，形成处理后的第二层2D平面图。

S6将两层2D平面图印刷后在进行精准贴合，得到3D地贴；

第一层2D平面图用白色不干胶印刷，所述第二层2D平面图用透明材料印刷，两层精准复合后再进行精准贴合，得到3D地贴。

图2是本发明一种3D地贴的制作方法的另一实施例，包括步骤

S1获取场景数据，确定视点；

其中场景数据包括二维平面ABCD的长、宽以及观测视点的坐标。

S2获取置入内容的多个二维图像；

在不同的角度拍摄取景，获得多副二维图像，将相机想象为理想的针孔照相机，那么拍摄点就是最佳的三维效果的观测点，根据焦距等相机参数可确定拍摄点的坐标，也就是观测3D地贴最佳三维效果的的观测视点。通过拍摄多幅图像可以保证生成的三维图像更全面的反映拍摄图像的真实信息。

S31提取第一幅图像I1的特征点I11、I12、I13……I1n，提取第n幅图像In的特征点In1、In2、In3……Inn；

采用K－R算法、Sobel算法来提取角点、边缘特征点。

S32对多幅图像中出现的同一特征点进行标引；

多幅图像中会出现同样位置的特征点，出现的次数越高说明该特征点的信息更为真实，对这些同样的特征点进行标引。

S33以标引特征点为基础并辅以其余特征点重建三维效果图像。

S41判断场景中的视点否有变化；

生成三维效果图像后，如果之前确定的视点有变化，相当于拍摄取景时相机的位置发生变化也就是需置入内容的二维平面ABCD的观测角度发生变化，该些变化会使最终的三维效果发生改变。而该方法可无需重新拍摄取景，如果视点变化，根据生成的三维效果以及新的场景数据，将标引点及其他特征点重新投射。

S42如果视点没有变化，进行步骤S43；如果视点变化，调整特征点的投射角度及尺寸；

S43通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图；

S51将第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图；

考虑到尺寸大小，将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，为了保证剪裁后实地拼接时色彩的连贯性，对边缘进行再处理

S52对小块平面图的边缘应用平滑函数，保证图像的连贯流畅；

S53调整形成第二层2D平面图；

S6将两层2D平面图印刷后再进行精准贴合，得到3D地贴；

第一层2D平面图用白色不干胶印刷，所述第二层2D平面图用透明材料印刷，两层精准复合后表面在进行精准贴合，得到3D地贴。

下面以立方体为例，说明该3D地贴制作方法一实施例生产3D地贴的过程，参见图3a-图8b（图中仅以线条示意）。

图3a、3b、3c是从三个角度拍摄的立方体的取景二维平面图，最终显示以图3b的拍摄坐标为观测视点，平面ABCD为置入平面。

对三幅图像提取特征点（以角点为例），图4a中的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7是提取自图3a的角点，图4b中的A1、A2、A3、A4、A5、A6、是提取自图3b的角点，图4c中的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A8是提取自图3c的角点，其中A1、A2、A3、A4、A5、A6是每幅图像均提取的特征点。

将A1、A2、A3、A4、A5、A6作为标引点，以该些标引点为基础并辅以特征点A7、A8生成图5所示的立方体的三维效果图。

将三维效果图中的特征点在实际场景平面ABCD进行投射，得到图6，为了更好的说明各边投射尺寸的差异，将该图视角进行旋转，也就是并非从最佳视点观测该二维平面ABCD中的虚拟立方体三维效果，这个角度可以看到立方体的各边并不一定相等平行。如果从先确定的视点观察，可观测到图3b的效果。

图7是将第一层2D平面图拆分成9块欲剪裁的小块平面图，以右上方小块平面图BB1B3B2为例，该小块平面图的剪裁边缘是B1B3和B2B3，对该两边缘应用平滑函数，保证图像尤其是与投射图像的交叉点C1、C2、C3的连贯流畅，调整形成第二层2D平面图。

图8a是视点升高时的二维平面示意图，A1A5、A4A6变短，图8b是视点降低时的二维平面示意图，A1A5、A4A6变长。

印刷时采用两层分开印刷，第一层2D平面图用白色不干胶印刷，第二层2D平面图用透明材料印刷，两层精准复合后表面在进行精准贴合，得到3D地贴。

该方法制作的产品可实现立体效果，精细度高，并可批量生产，该方法制作的3D地贴中的显示内容无需刻意设计，可直接拍照取景，通过对照片即平面图像特征点的提取来恢复三维效果，进一步在场景中投射，实现在二维平面中显示虚拟三维效果。

并且该方法生产过程中，可根据现实场景的需要，调整视点，保证最佳的三维观测效果，减少重复取景，降低生产成本 。制作过程中采用双层分开印刷，对其中小块平面图的边缘进行平滑处理，保证拼接后整体效果的一致性和色彩的平滑均匀。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种3D地贴的制作方法，其特征在于，包括步骤： 

　　　S1获取场景数据，确定视点；

　　　S2获取置入内容的多幅二维图像；

　　　S3提取二维图像的特征点，重建置入内容的三维效果图像；

　　　S4将三维效果图像中的特征点投射至实际场景，通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图；

　　　S5将该第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图，对小块平面图边缘进一步处理，形成第二层2D平面图；

　　　S6将两层2D平面图印刷后再进行精准贴合，得到3D地贴。

2.根据权利要求1所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述场景数据包括二维平面的长、宽以及视点。

3.根据权利要求2所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述二维图像特征点包括角点、边缘。

4.根据权利要求3所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述角点通过K-R算法提取。

5.根据权利要求4所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述边缘通过Sobel算法提取。

6.根据权利要求5所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

　　S31提取第一幅图像I1的特征点I11、I12、I13……I1n，提取第n幅图像In的特征点In1、In2、In3……Inn；

　　S32对多幅图像中出现的同一特征点进行标引；

　　S33以标引特征点为基础并辅以其余特征点重建三维效果图像。

7.根据权利要求6所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

　　　S41判断场景中的视点否有变化；

　　　S42如果视点没有变化，进行步骤S44；如果视点变化，调整特征点的投射角度及尺寸；

　　　S43通过渲染拉伸形成具有虚拟三维效果的第一层2D平面图。

8.根据权利要求7所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

　　　S51将第一层2D平面图拆分成多个欲剪裁的小块平面图；

　　　S52对小块平面图的边缘应用平滑函数，保证图像的流畅；

　　　S53调整形成第二层2D平面图。

9.根据权利要求8所述的一种3D地贴的制作方法，其特征在于，所述第一层2D平面图用白色不干胶印刷，所述第二层2D平面图用透明材料印刷，两层精准复合后表面在进行精准贴合。

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