CN106875494A - 基于影像和定位的模型vr操作方法 - Google Patents

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Abstract

基于影像和定位的模型VR操作方法，步骤1，获取需要叠加的现场影像；步骤2，建立或导入构件虚拟模型；步骤3，将影像与构件虚拟模型通过坐标系进行叠加生成叠加模型；步骤4，对叠加模型中构件虚拟模型进行查看或操作。可将叠加模型数据发送到共享平台或网络端，通过设置观察或操作权限，操作构件虚拟模型或同时观察叠加模型。本方法是一种快捷简易的VR实现方法，提高了VR的使用效率。

Description

基于影像和定位的模型VR操作方法
技术领域
属于仿真技术、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、工程设计技术、网络技术交叉的技术学科研究领域。本发明涉及模型的虚拟现实操作方法，尤其是涉及基于影像和定位的模型VR操作方法。
背景技术
VR（虚拟现实）技术是一种新技术，主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
运用VR技术，通常需要建立整个项目、场地环境的三维模型，非常费时费力。由于VR建模的复杂性，一个项目的规划设计过程中运用VR技术的非常少。
比如在一个现有桥梁上增加辅道匝道，需要先对环境和桥梁建模，再对辅道建模，比如在一个现有建筑的周边布置景观造型，普通的方法是先对建筑进行建模，对景观造型建模，再将景观造型建模叠加到建筑模型中。
本方法是一种快捷简易的项目VR实现方法，只需获取现场的观察影像就可以叠加和操作所需模型并利用VR技术直观感受叠加后的效果。同时还可以利用网络技术将叠加的影像进行共享查看和操作。在一些对精度要求不高的项目可行性研究过程中，这种简易快捷的基于影像和定位的模型VR操作方法可以迅速达到预期的模拟效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种基于影像和定位的模型VR操作方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
基于影像和定位的模型VR操作方法，步骤1，获取现场照片或影像；步骤2，建立构件虚拟模型；步骤3，将影像与构件虚拟模型通过坐标系进行叠加生成叠加模型；步骤4，对叠加模型中构件虚拟模型进行查看或操作。
步骤1所述的照片或影像可以是拍摄影像、全景影像、卫星影像、VR影像或通过对影像的拼接或比例调整生成全景影像。
所述的获取现场照片或影像分为以下几种：1、全景360°VR影像。2、第一视角的固定影像，以第一人称镜头拍摄的。3、一般的3D左右格式影像，例如SBS左右分屏的3D影像。拍摄的时候采用了左右眼视角双摄像头拍摄或者通过软件转换。
可将拍摄影像、3D格式影像或全景影像作为背景，例如可以利用手机在现场在同已位置对周边东西南北四个方向（也可以更多）各拍一张照片，然后将四张照片进行拼接，再将拼接的全景图放置VR坐标系统中。
可直接利用全景摄像头获取全景影像或移动的全景视频，并载入坐标系。
可通过VR 显示设备（盒式VR、头盔式VR）或其他显示设备来显示和操作模型。
所述项目或构件可以是桥梁、建筑、器械、构筑物、树木、车辆、造型、家具等。
构件虚拟模型可以是单个或多个。构件虚拟模型可以是图片、模型或三维模型。如果是图片的话，可以设置图片的正面一直朝着观察者的方向。图片离观察者近的方向移动就放大，往离观察者远的地方移动就缩小。如果是模型或三维模型，对构件虚拟模型进行操作，包括坐标、形状、材质变化等。通过不断的调整获取满意的方案。
可通过设置多个基点，来控制构件虚拟三维模型与照片或影像的匹配。
基于影像和定位的模型VR操作方法，步骤1所述的影像可以是拍摄影像、全景影像、卫星影像或通过对影像的拼接或比例调整生成全景影像，需建立构件虚拟三维模型坐标系与基点并与获取影像的相应坐标系对齐。
坐标包括位置和角度，例如影像拍摄者的点为中心原点，与构件虚拟三维模型坐标系的原点相对齐。
例如影像对应的方向北与构件虚拟三维模型坐标系的Y轴正方向对齐。
通过对齐后的叠加全景影像中进行观察，VR观察者的视角移动，叠加的构件模型与影像也相对移动。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可选择在VR终端、移动终端或者其他终端进行查看或多终端同时查看叠加模型；可选择在VR终端、移动终端或者其他终端对项目或构件的虚拟模型进行操作。
通过授权用户的权限（可查看、可发言或可修改操作），有权限的终端可以对项目或构件的虚拟模型进行操作。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可将叠加数据发送到共享平台或网络端，通过设置观察权限或操作权限，多用户同时观察或操作模型。对叠加模型的操作情况可以通过网络被其他用户查看。
通过设置每个用户可以有独立的视角，也可以共享其中一个人的视角。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以将构件的模型进行半透明处理，可以显示构件的模型三维剖切模型。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以通过对构件的模型的操作或调用操作数据，在叠加模型中展示动态模拟。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以利用构件的BIM模型，可通过调整项目或构件的参数对模型进行调整。可以任意查询BIM模型的数据参数。
参数包括高度、数量、材质、颜色等。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以在移动终端加装操作装置或声控装置对构件的虚拟模型进行操作，也可以利用移动终端的触屏直接对项目或构件的模型进行操作，也可以在其他终端上操作。
操作装置包括手柄、声音识别装置、眼部识别装置、运动识别装置等。
基于影像和定位的模型VR操作方法，设置构件虚拟三维模型的三维坐标系和基点叠加模型系统，在叠加模型的构件操作过程中构件对按比例自动调整。
例如在叠加模型中的三维构件向远离观察者的方向移动时，构件体积自动变小。而向观察者这边移动的时候，体积按比例放大。达到与叠加影像同比例的效果。
基于影像和定位的模型VR操作方法，增加多用户交流模块，在叠加模型的多用户查看和修改过程中，每个用户都可以发送文字或语音到交流界面。
例如对叠加模型进行修改操作的操作人员可以一边介绍操作过程一边完成修改操作动作，介绍的过程通过共享平台或网络端给其他用户展示。例如构件的材质或形状被一个用户修改以后，模型的修改过程通过共享平台或网络端给其他用户展示，其他用户可以通过多用户交流模块发表自己的看法或指挥用户相应的修改操作。
综上所述，本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明方法可以解决在工程实际操作过程中发现的以下问题：
运用VR技术，通常需要建立整个项目、场地环境的三维模型，非常费时费力。由于VR建模的复杂性，一个项目的规划设计过程中运用VR技术的非常少。
比如在一个现有桥梁上增加辅道匝道，需要先对环境和桥梁建模，再对辅道建模，比如在一个现有建筑的周边布置景观造型，普通的方法是先对建筑进行建模，对景观造型建模，再将景观造型建模叠加到建筑模型中。
本方法是一种快捷简易的项目VR实现方法，只需获取现场的观察影像就可以叠加和操作所需模型并利用VR技术直观感受叠加后的效果。同时还可以利用网络技术将叠加的影像进行共享查看和操作。在一些对精度要求不高的项目可行性研究过程中，这种简易快捷的基于影像和定位的模型VR操作方法可以迅速达到预期的模拟效果。
该技术可以有效的提过VR的使用效率，降低了VR 使用的难度。本发明方法在应用时根据具体需要对相应软件进行配置即可。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
基于影像和定位的模型VR操作方法，步骤1，获取现场照片或影像；步骤2，建立构件虚拟三维模型；步骤3，将影像与构件虚拟三维模型通过三维坐标系进行叠加生成叠加模型；步骤4，对叠加模型中构件虚拟三维模型进行查看或操作。
步骤1所述的照片或影像可以是拍摄影像、全景影像、卫星影像、VR影像或通过对影像的拼接或比例调整生成全景影像。
所述的获取现场照片或影像分为以下几种：1、全景360°VR影像。2、第一视角的固定影像，以第一人称镜头拍摄的。3、一般的3D左右格式影像，例如SBS左右分屏的3D影像。拍摄的时候采用了左右眼视角双摄像头拍摄或者通过软件转换。
可将拍摄影像或全景影像作为背景，例如可以利用手机在现场在同已位置对周边东西南北四个方向（也可以更多）各拍一张照片，然后将四张照片进行拼接，再将拼接的全景图放置VR坐标系统中。
可直接利用全景摄像头获取全景影像或移动的全景视频，并载入坐标系。
可通过VR 显示设备（盒式VR、头盔式VR）或其他显示设备来显示和操作模型。
所述项目或构件可以是桥梁、建筑、树木、造型等。
对构件虚拟三维模型进行操作，包括坐标、形状、材质变化等。通过不断的调整获取满意的方案。
可通过设置多个基点，来控制构件虚拟三维模型与照片或影像的匹配。
基于影像和定位的模型VR操作方法，步骤1所述的影像可以是拍摄影像、全景影像、卫星影像或通过对影像的拼接或比例调整生成全景影像，需建立构件虚拟三维模型坐标系与基点并与获取影像的相应坐标系对齐。
坐标包括位置和角度，例如影像拍摄者的点为中心原点，与构件虚拟三维模型坐标系的原点相对齐。
例如影像对应的方向北与构件虚拟三维模型坐标系的Y轴正方向对齐。
通过对齐后的叠加全景影像中进行观察，VR观察者的视角移动，叠加的构件模型与影像也相对移动。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可选择在VR终端、移动终端或者其他终端进行查看或多终端同时查看叠加模型；可选择在VR终端、移动终端或者其他终端对项目或构件的虚拟模型进行操作。
通过授权用户的权限（可查看、可发言或可修改操作），有权限的终端可以对项目或构件的虚拟模型进行操作。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可将叠加数据发送到共享平台或网络端，通过设置观察权限或操作权限，多用户同时观察或操作模型。对叠加模型的操作情况可以通过网络被其他用户查看。
通过设置每个用户可以有独立的视角，也可以共享其中一个人的视角。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以将构件的模型进行半透明处理，可以显示构件的模型三维剖切模型。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以通过对构件的模型的操作或调用操作数据，在叠加模型中展示动态模拟。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以利用构件的BIM模型，可通过调整项目或构件的参数对模型进行调整。可以任意查询BIM模型的数据参数。
参数包括高度、数量、材质、颜色等。
基于影像和定位的模型VR操作方法，可以在移动终端加装操作装置或声控装置对构件的虚拟模型进行操作，也可以利用移动终端的触屏直接对项目或构件的模型进行操作，也可以在其他终端上操作。
操作装置包括手柄、声音识别装置、眼部识别装置、运动识别装置等
基于影像和定位的模型VR操作方法，设置构件虚拟三维模型的三维坐标系和基点叠加模型系统，在叠加模型的构件操作过程中构件对按比例自动调整。
例如在叠加模型的三维构件向远离观察者的方向移动时，构件体积自动变小。
基于影像和定位的模型VR操作方法，增加多用户交流模块，在叠加模型的多用户查看和修改过程中，每个用户都可以发送文字或语音到交流界面。
例如构件的材质或形状被一个用户修改以后，模型的修改过程通过共享平台或网络端给其他用户展示，其他用户可以通过多用户交流模块发表自己的看法或指挥用户相应的修改操作。
综上所述，本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明方法可以解决在工程实际操作过程中发现的以下问题：
运用VR技术，通常需要建立整个项目、场地环境的三维模型，非常费时费力。一个项目的规划设计过程中运用VR技术的非常少。
比如在一个现有桥梁上增加辅道匝道，需要先对环境和桥梁建模，再对辅道建模，比如在一个现有建筑的周边布置景观造型，普通的方法是先对建筑进行建模，对景观造型建模，再将景观造型建模叠加到建筑模型中。
本方法是一种快捷简易的项目VR实现方法，只需获取现场的观察影像就可以叠加和操作所需模型并利用VR技术直观感受叠加后的效果。同时还可以利用网络技术将叠加的影像进行共享查看和操作。
该技术可以有效的提高了VR的使用效率，降低了VR 使用的难度。本发明方法在应用时根据具体需要对相应软件进行配置即可。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，步骤1，获取现场照片或影像；步骤2，建立或导入构件虚拟模型；步骤3，将影像与构件虚拟模型通过三维坐标系进行叠加生成叠加模型；步骤4，对叠加模型中构件虚拟模型进行查看或操作。
2.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，步骤1所述的影像可以是拍摄影像、全景影像、卫星影像、3D影像或通过对影像拼接或调整生成全景影像；需建立构件虚拟模型坐标系并与获取影像的相应坐标系对齐。
3.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可选择在VR终端、移动终端或者其他终端进行查看或多终端同时查看叠加模型；可选择在VR终端、移动终端或者其他终端对项目或构件的虚拟模型进行操作。
4.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可将数据发送到共享平台或网络端，通过设置用户权限操作模型或设置权限多用户同时观察;对叠加模型的操作情况可以通过网络被其他用户查看;每个用户可有独立视角，也可共享其中一人视角。
5.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可以将模型进行半透明处理，可以显示模型三维剖切模型。
6.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可以通过对模型的操作或调用操作数据，在叠加模型中展示动态模拟。
7.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可利用BIM模型，可通过调整参数对模型进行调整，可任意查询模型的数据参数。
8.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，可加装操作装置或声控装置对构件的虚拟模型进行操作，也可利用移动终端的触屏直接对项目或构件的模型进行操作，也可在其他终端上操作。
9.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，设置构件虚拟三维模型的三维坐标系和基点叠加模型系统，在叠加模型的构件操作过程中构件对按比例自动调整。
10.根据权利要求1所述的基于影像和定位的模型VR操作方法，其特征在于，增加多用户交流模块，在叠加模型的多用户查看和修改过程中，每个用户都可以发送文字或语音到交流界面。
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