CN104658031B - 一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法，该装置包括壳体、第一阶梯、第二阶梯、若干个同心正方体、若干个同心圆柱体、水平仪，其中：第一阶梯和第二阶梯相对地设置在壳体的同一侧；若干个同心正方体设置在第一阶梯的内侧；若干个同心圆柱体与同心正方体相对地设置在第二阶梯的内侧；水平仪设置在若干个同心正方体与若干个同心圆柱体之间。本发明能够对照相机进行有效校正，利用同心圆原理以及图像灰度与距离的对应关系，使照相机与拍摄物体平行并能进行图像比例测算，可以使照相机的镜头平行于拍摄平面，使照相机的拍摄效果更佳，从而很好地满足实际应用的需要，填补了这一领域的技术空白。

Description

一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法

技术领域

本发明属于摄影装置技术领域，具体涉及一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法。

背景技术

照相机已经成为人们日常生活中较为常用的电子产品，照相机的镜头是否与拍摄平面平行直接影响到人们利用照相机所拍摄的照片的效果。然而，当前市场上还很少有专门用于对照相机进行校正以便使照相机的镜头平行于拍摄平面的设备，导致在该领域的技术还处于空白状态。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可用于对照相机的镜头进行校正以便使镜头平行于拍摄平面的直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置，包括壳体1、第一阶梯2、第二阶梯3、若干个同心正方体4、若干个同心圆柱体5、水平仪6，其中：

所述第一阶梯2和所述第二阶梯3相对地设置在所述壳体1的同一侧；

所述若干个同心正方体4设置在所述第一阶梯2的内侧；

所述若干个同心圆柱体5与所述若干个同心正方体4相对地设置在所述第二阶梯3的内侧；

所述水平仪6设置在所述若干个同心正方体4与所述若干个同心圆柱体5之间。

进一步地，在与所述第一阶梯2相对的一侧标有刻度7。

进一步地，所述刻度7的长度为15cm。

进一步地，所述第一阶梯2的高度和所述第二阶梯3的高度分别从所述壳体1的一侧向中间降低。

进一步地，所述第一阶梯2的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1英寸。

进一步地，所述第二阶梯3的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1厘米。

进一步地，所述第一阶梯2和所述第二阶梯3的最低部分均是镂空的。

一种直接利用深度数据渲染三维图像的方法，包括以下步骤：

步骤一：将所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置放置在相机拍照的平台上，使用所述水平仪6调整好拍照平台，使拍照平台保持水平，然后进行拍照，得到深度图；

步骤二：观察由步骤一所得到的深度图，根据深度图调整照相机的位置，重复步骤一，直到所拍摄的深度图为标准深度图为止。

本发明提供的直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法能够对照相机进行有效校正，利用同心圆原理以及图像灰度与距离的对应关系，使照相机与拍摄物体平行并能进行图像比例测算，可以使照相机的镜头平行于拍摄平面，使照相机的拍摄效果更佳，从而很好地满足实际应用的需要，填补了这一领域的技术空白。

附图说明

图1为本发明的实施例的立体结构透视示意图；

图2为本发明的实施例的另一立体结构透视示意图；

图3为本发明的实施例的内部结构透视示意图；

图4为本发明的实施例的顶视图；

图5为利用本发明用照相机所拍摄的标准深度图的黑白图片；

图6为利用本发明用照相机所拍摄的同心圆柱体的标准深度图的黑白图片；

图7为利用本发明用照相机所拍摄的同心正方体的标准深度图的黑白图片；

图8为照相机镜头与拍摄平面不平行时所拍摄的同心圆柱体的深度图的黑白图片；

图9为照相机镜头与拍摄平面不平行时所拍摄的同心正方体的深度图的黑白图片；

图中，1-壳体，2-第一阶梯，3-第二阶梯，4-同心正方体，5-同心圆柱体，6-水平仪，7-刻度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置，包括壳体1、第一阶梯2、第二阶梯3、若干个同心正方体4、若干个同心圆柱体5、水平仪6，其中：所述第一阶梯2和所述第二阶梯3相对地设置在所述壳体1的同一侧；所述若干个同心正方体4设置在所述第一阶梯2的内侧；所述若干个同心圆柱体5与所述若干个同心正方体4相对地设置在所述第二阶梯3的内侧；所述水平仪6设置在所述若干个同心正方体4与所述若干个同心圆柱体5之间。在与所述第一阶梯2相对的一侧标有刻度7，所述刻度7的长度为15cm。所述第一阶梯2的高度和所述第二阶梯3的高度分别从所述壳体1的一侧向中间降低。所述第一阶梯2的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1英寸。所述第二阶梯3的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1厘米。所述第一阶梯2和所述第二阶梯3的最低部分均是镂空的。第一阶梯2和第二阶梯3用于测量深度图代表的实际高度；同心正方体4和同心圆柱体5用于观测照相机镜头是否水平；水平仪6用来测量深度尺的水平状态，水平仪6用于保证拍照平台处于绝对水平状态，刻度7用来测算图像的比例。

一种直接利用深度数据渲染三维图像的方法，包括以下步骤：

步骤一：将直接利用深度数据渲染三维图像的装置放置在相机拍照的平台上，使用所述水平仪6拍照平台，使拍照平台保持水平(水平仪6是用来使拍照平台处于绝对水平状态的)，然后进行拍照，得到深度图，如图5所示；深度图的上部表现的是阶梯的高度。最亮的部分表示高度最高的阶梯，最暗的部分表示高度最低的阶梯(因为此部分为镂空，实际显示的为扫描平台的高度)。根据公式p＝1/(m-n)计算深度值表示的实际高度，其中m表示高度最大的阶梯的深度值，该深度值的范围在0至255之间，n表示高度最小的阶梯的深度值，1表示阶梯从最底端到最顶端的实际垂直高度(单位为毫米)，p表示深度值对应的实际高度(单位为毫米)；

步骤二：观察由步骤一所得到的深度图，根据深度图调整照相机的位置，重复步骤一，直到所拍摄的深度图为标准深度图为止(图5为标准深度图，图6、图7分别为同心圆柱体和同心正方体的标准深度图，若照相机与所拍摄的物体的角度不平行，就会产生如图4所示效果的摩尔纹，摩尔纹现象是一种视觉现象，是在有一定间隔的物体上产生的干涉条纹，图8、图9所示为照相机镜头与拍摄平面不平行时所拍摄到的深度图)，此时照相机的镜头即与拍摄平面平行。

本发明提供的直接利用深度数据渲染三维图像的装置及方法能够对照相机进行有效校正，可以使照相机的镜头平行于拍摄平面，使照相机的拍摄效果更佳，从而很好地满足实际应用的需要，填补了这一领域的技术空白。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，包括壳体(1)、第一阶梯(2)、第二阶梯(3)、若干个同心正方体(4)、若干个同心圆柱体(5)、水平仪(6)，其中：

所述第一阶梯(2)和所述第二阶梯(3)相对地设置在所述壳体(1)的同一侧；

所述若干个同心正方体(4)设置在所述第一阶梯(2)的内侧；

所述若干个同心圆柱体(5)与所述若干个同心正方体(4)相对地设置在所述第二阶梯(3)的内侧；

所述水平仪(6)设置在所述若干个同心正方体(4)与所述若干个同心圆柱体(5)之间。

2.根据权利要求1所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，在与所述第一阶梯(2)相对的一侧标有刻度(7)。

3.根据权利要求2所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，所述刻度(7)的长度为15cm。

4.根据权利要求2所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，所述第一阶梯(2)的高度和所述第二阶梯(3)的高度分别从所述壳体(1)的一侧向中间降低。

5.根据权利要求4所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，所述第一阶梯(2)的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1英寸。

6.根据权利要求4所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，所述第二阶梯(3)的每一级阶梯的水平面和竖直面的长度相等，均为1厘米。

7.根据权利要求4所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置，其特征在于，所述第一阶梯(2)和所述第二阶梯(3)的最低部分均是镂空的。

8.一种直接利用深度数据渲染三维图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将权利要求1所述的直接利用深度数据渲染三维图像的装置放置在相机拍照的平台上，使用所述水平仪(6)调整好拍照平台，使拍照平台保持水平，然后进行拍照，得到深度图；

步骤二：观察由步骤一所得到的深度图，根据深度图调整照相机的位置，重复步骤一，直到所拍摄的深度图为标准深度图为止。