CN105939481A - 一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：步骤一，在节目拍摄区域多个角度部署多个摄像机；步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构；步骤三，中央计算设备对生成的点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；步骤四，将这些数据传输给用户客VR客户端；步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户。本发明通过多个摄像机采集节目现场多个角度的数据进行三维重构，在虚拟现实设备中为用户复原整个节目现场的三维数据，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，使玩家可以沉浸在虚拟的节目现场之中。

Description

一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法
技术领域
本发明涉及一种节目录播和直播的方法，具体是一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法。
背景技术
视频泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。连续的图像变化每秒超过24帧(frame)画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面；看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。视频技术最早是为了电视系统而发展，但现在已经发展为各种不同的格式以利消费者将视频记录下来。现有的视频节目主要通过平面显示器来播放，通过佩戴3D眼镜播放3D视频可实现3D视觉效果，但其视角和机位是由节目制作方设定的，用户只能被动接受固定机位和镜头所拍摄的视频内容。传统的视频录播和直播系统通过导播选择拍摄机位来切换不同的视角。近几年来，随着虚拟现实技术的普及，虚拟现实视频节目也在逐渐普及，用户通过佩戴VR(Virtual Reality，意思是虚拟现实)头戴显示器，通过将虚拟摄像头与VR头戴显示器的角度同步一致的方法，可以实现类似于环幕效果的沉浸式视频体验。但这种VR全景视频的体验依然是由一台或多台摄影机，在某一个固定位置向不同方向所拍摄的视频拼接而成，用户只能在一个固定的观看位置观看视频内容。无论是普通的视频节目还是VR视频节目，均无法提供给用户全方位的沉浸式的临场体验，普通视频节目只能让用户通过屏幕窗口观看，而VR视频节目也只能够让用户在固定的观看位置来观看，这样的视频技术无法让用户产生真正的身临其境的现场感，通过现有的这些方式观看节目无法全面地获得现场的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围8-16个角度部署8-16个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以20-80帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
作为本发明进一步的方案：中央计算设备以50-80帧/秒的频率重复地进行三维重构，摄像机的数量为12-16个。
作为本发明进一步的方案：中央计算设备以70帧/秒的频率重复地进行三维重构，摄像机的数量为14个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过多个摄像机采集节目现场多个角度的数据进行三维重构，在虚拟现实设备中为用户复原整个节目现场的三维数据，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，使玩家可以沉浸在虚拟的节目现场之中，本发明能够为体育赛事、综艺节目、演唱会、发布会等有特定表演区域的节目的观看体验带来极大的提升，使用效果好。
附图说明
图1为交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法的结构示意图。
图2为交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法的工作流程图。
图3为传统单机位录播和直播系统的工作流程图。
图4为传统多机位录播和直播系统的工作流程图。
图5为现有VR录播和直播系统的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围8个角度部署8个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以20帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
实施例2
一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围12个角度部署12个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以50帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
实施例3
一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围14个角度部署14个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从 而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以70帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
实施例4
一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围16个角度部署16个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以80帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，在节目拍摄区域周围8-16个角度部署8-16个摄像机，这些摄像机可以捕捉场上的运动数据图像，在直播过程中，这些摄像机所拍摄到的图像每一帧都实时的传递给中央计算设备；在录播过程中，这些摄像头所拍摄到的图像都存储在存储设备中；
步骤二，中央计算设备以所有的摄像机在同一时间内所拍摄到的多幅图像为一帧，进行三维重构，从而生成拍摄现场在某一时刻的点云、三维模型及贴图，中央计算设备以20-80帧/秒的频率重复地进行三维重构，从而生成随着拍摄物体随时间变化而变化的一系列点云、三维模型及贴图；
步骤三，中央计算设备对这些点云、三维模型及贴图进行压缩和优化；
步骤四，中央计算设备将这些数据传输给用户客VR客户端；
步骤五，VR客户端将这些带贴图的三维模型或点云以拍摄的时序渲染呈现给用户，VR客户端以VR设备所处虚拟空间中的位置和视角进行渲染，从而使得玩家可以随意变换观看角度以及在虚拟场景中任意移动位置，从而产生身临其境的临场观看体验。
2.根据权利要求1所述的交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，其特征在于，所述中央计算设备以50-80帧/秒的频率重复地进行三维重构，摄像机的数量为12-16个。
3.根据权利要求1所述的交互式三维虚拟现实视频节目录播和直播方法，其特征在于，所述中央计算设备以70帧/秒的频率重复地进行三维重构，摄像机的数量为14个。
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