CN109068120A - 一种手机拍照光场矩阵三维建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其中方法包括如下步骤：手机启动蓝牙模块，通过蓝牙模块与三维成像建模仪的电动转盘建立起蓝牙连接；手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上；手机在旋转电动转盘并拍照完毕后根据已存储的照片建立三维模型。区别于现有技术，上述技术方案本方法在手机上可以实现方便的三维建模。

Description

一种手机拍照光场矩阵三维建模方法

技术领域

本发明涉及三维建模软件领域，尤其涉及一种手机拍照光场矩阵三维建模方法。

背景技术

在现有的三维成像中，现有的建模方式都需要庞大的电脑作为控制和图像处理，而且只能在电脑上查看建模结果，这样三维成像建模很不方便。

发明内容

为此，需要提供一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，解决现有三维成像困难的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，包括如下步骤：

手机启动蓝牙模块，通过蓝牙模块与三维成像建模仪的电动转盘建立起蓝牙连接；

手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上；

手机在旋转电动转盘并拍照完毕后根据已存储的照片建立三维模型。

进一步地，步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上”包括：

手机开启第一线程用来发送转动指令到电动转盘；

手机开启第二线程用来获取镜头拍摄的照片后存储到手机上。

进一步地，步骤“手机获取镜头拍摄的照片”包括：

手机通过短链接获取镜头拍摄的照片。

进一步地，步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘”包括：

手机按照预设角度通过长连接方式发送转动指令到电动转盘。

进一步地，步骤“根据已存储的照片建立三维模型”包括：

根据已存储的照片建立密集点云、生成网格、生成纹理、生成三维模型。

进一步地，步骤“手机发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片”包括：

手机发送转动指令到电动转盘并获得电动转盘发送的转动完毕信号后获取镜头拍摄的照片。

进一步地，所述蓝牙为蓝牙4.0。

区别于现有技术，上述技术方案本方法在手机上可以实现方便的三维建模，大大方便了三维建模。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为三维成像建模仪的结构示意图；

图3为三维成像的方法流程图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1到图3，本实施例的方法需要与三维成像建模仪配合，现有的三维成像建模仪包括半圆支撑架1，所述半圆支撑架包括多个首尾相连的工字型的骨架，相邻的骨架之间可以通过螺栓相连接，工字型骨架可以由钢管或者铝管焊接而成，包括相互连接的前骨架和后骨架，前后骨架之间可以用于设置镜头。这样采用积木式的半圆支撑架方便拆卸、组装和运输。半圆支撑架所在平面与水平面垂直，半圆支撑架的圆心下方处设置有水平置物台2，水平置物台下设置有电动转盘3，半圆支撑架上设置有多个镜头4，多个镜头处在同一平面上，镜头的镜头正对半圆支撑架的圆心处，所述镜头在所述水平置物台的水平面上方和下方至少各设置有一台。

其中，半圆支撑架主要起支撑作用，呈半圆形态。水平置物台用于放置被拍的物品，如图2中可以放置一个电动机。电动转盘3用于带动水平置物台水平转动，电动转盘3可以与一个控制设备连接，控制设备可以包括处理器和蓝牙模块，处理器用于控制电动转盘转动并且控制蓝牙模块的通讯，处理器还用于接收手机指令后控制三维成像建模仪上其他所有的模块或者单元工作。手机可以与电动转盘蓝牙连接并控制电动转盘转动。镜头用于拍摄照片，本发明的多个镜头同处在一个竖直面上。为了使得镜头能尽量覆盖到被拍的物品，镜头不仅要在水平面上方和下方至少各设置有一台，而且镜头方向的夹角也应该较大，使得镜头一次拍得的照片覆盖被建模物体一侧的顶面和底面。

本发明在实际使用的过程中，可以将建模仪与手机连接，而后手机可以运行本方法对被建模物体进行三维成像，建模方法具体包括如下步骤：步骤S001手机启动蓝牙模块，通过蓝牙模块与三维成像建模仪的电动转盘建立起蓝牙连接；在某些实施例中，蓝牙模块也可以替换成WIFI模块。步骤S002手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上；步骤S003手机在旋转电动转盘并拍照完毕后根据已存储的照片建立三维模型。通过以上方式，可以在手机上实现电动转盘上模型的三维成像，由于手机的便利性，即可以大大方便三维成像操作。

其中，手机对电动转盘的控制可以采用长连接的方式，则步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘”包括：手机按照预设角度通过长连接方式发送转动指令到电动转盘，转动指令中包含有预设角度信息。长连接即socket，可以实现手机对电动转盘的实时控制。这里的蓝牙优选为最新的蓝牙4.0技术，传输更高效，抗干扰更强。但是在蓝牙通讯过程中，还是可能存在干扰或者通讯中断的情况，此时为了确保获取的照片是旋转后的，则可以在手机发送转动指令到电动转盘后，电动转盘联机的处理器接收并转动电动转盘后，处理器通过蓝牙模块发送一个转动完毕信号给手机，而后手机获得电动转盘发送的转动完毕信号后才获取镜头拍摄的照片，这样可以确保每次获取到的图片是旋转后的图片。在某些实施例中，还可以在电动转盘侧面设置标识，该标识只要能在电动转盘转动后通过拍照比对出来就可以，如侧面一周依次设置有不同的几何图形。而后手机获取照片后可以根据标识是否变化来判断是否旋转了。如果判断到前后两次获取的照片中电动转盘侧面标识有变化，则保存照片，否则不保存并间隔一段时间后再次获取照片并判断，直到电动转盘侧面标识有变化后才保存。这样可以避免获取到相同的两次图像。

手机获取照片可以通过短链接(HTTP协议，超文本传输协议)方式，即镜头可以是IP镜头，手机通过HTTP协议打开镜头IP地址即可以获取到镜头照片。本发明具体可以是：手机获取镜头地址；手机启动镜头，加载实时画面；手机通过镜头拍摄照片；手机按照预设角度旋转电动转盘并拍摄照片。其中，镜头地址可以是镜头的IP地址，这样手机可以获取镜头的图像并实现对镜头的控制。预设角度为手机转动电动转盘的角度间隔，一般为了实现获取的图像相对较详细，手机每旋转360度每台镜头要拍24-36张照片，则每次转动的角度一般为10到15度之间。一般地，15度为最佳，这样照片数量能满足建模要求，又不会让手机处理量太大，可以提高处理效率。拍完照片后，要将被建模物品倒过来放置，再重复拍下面的照片，手机控制电动转盘每旋转一预设角度后，控制所有的镜头拍一组照片，直到旋转360度将被建模物品的一周照片都拍得。

为了能在手机上实现电动转盘控制和照片获取，可以采用多线程技术进行，则步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上”包括：手机开启第一线程用来发送转动指令到电动转盘；手机开启第二线程用来获取镜头拍摄的照片后存储到手机上。这样可以实现高效的控制和照片数据的获取。此时，第一线程在控制电动转盘可以通过长连接的方式，第二线程在获取照片可以通过短链接的方式。

拍照完成后要进行三维建模，常见的建模方法包括有对齐、建立密集点云、生成网格、生成纹理、生成三维模型。对齐照片即手机通过识别照片的内容使得手机获取照片在三维成像中所处的位置，建立密集点云即手机计算照片中心拍摄物体的深度形成的点云数据，点云数据的点处在被建模物体的表面。生成网格是根据点云数据建立网格，即每个点与相邻的点连线形成网格。最后在网格表面生成纹理，纹理填充覆盖网格，这样就形成了三维的模型。这样，通过本申请的建模仪，手机可以采集到足够多的照片并最终实现三维的建模。而本申请的建模仪镜头的数量少，结构简单，大大降低了建模仪的成本。

为了实现对不同大小物品的拍摄，镜头通过运动机构5与半圆支撑架连接，运动机构包括有电动机6，电动机用于带动运动机构运动，运动机构的运动方向与镜头的镜头正对方向相同。可以将运动机构理解成一个电动伸缩杆，而后镜头设置在末端，这样手机可以通过控制电动机的转动来控制镜头与物品的距离。则手机在建模的时候，还可以手机调整镜头与被建模物体的距离，使得被建模物体占镜头画面的比例大于一个预设值，如3/4的画面比例。具体调整时，可以实现自动化调整，首先手机指令运动机构使得镜头远离被建模物体，而后加载实时画面并判断被建模物体所占画面比例是否大于预设比例，如3/4。大于就不调整，如果小于则指令运动机构运动使得镜头靠近被建模物体，最终使得被建模物体画面占整个镜头画面占比大于预设比例。这样可以拍得更多的细节，实现被建模物体较好的三维建模效果。

为了实现对被建模物体的调焦，所述镜头为电子调焦镜头。这样手机可以通过控制镜头实现调焦，保证被建模物体的对焦，避免拍虚的情况。所述运动机构可以是个滑块模组，本建模仪在镜头处还设置有距离测量装置，用于测量被建模物体与镜头之间的距离。在具体调焦时，手机测定被建模物体与镜头之间的距离，指令滑块模组滑动实现长焦距调整。长焦距调整完毕后，手机指令镜头进行焦距微调到最佳焦距，从而实现对焦。

进一步地，还包括补光灯(图未示出)，所述补光灯设置在半圆支撑架上。这样可以实现对被建模物体的补光。补光灯也可以与手机连接，实现手机对灯光强弱的控制。为了实现保持被建模物体在半圆支撑架的圆心处，电动转盘可以通过一个电动升降台与半圆支撑架连接，这样可以实现电动转盘的上下调节。在某些实施例，如果被建模物体较大，可以将电动升降台取下，而后直接将电动转盘放置到地上进行拍照。

本发明并不限定镜头的数量，一般地，所述镜头的数量为3台以上。一般与被建模物体的大小相关，如手机等小物品就3台就行，如汽车则需要9台以上。这样可以获取较多被建模物体的照片而处理量不会很大。

本建模仪的半圆支撑架的两端可以设置有纯色背景布，背景布设置在被建模物品相对于镜头的一侧，背景布所在平面与半圆支撑架所在平面垂直，这样镜头在拍被建模物品时具有统一的背景，方便手机的处理，大大提高手机处理速度。

在一个具体的实施例中，本发明建模方法可以如图3所示，包括有步骤S101加载照片，可以获取照片上的数据并处理。步骤S102建立密集点云，即根据照片上物品的深度在物品表面上生成点的集合，这些点组成物品表面轮廓。步骤S103生成网格，网格即相邻点的连线，方便后续生成纹理。步骤S104生成纹理，这样就可以实现网格填充，使得物品表面变成电子化数据。步骤S105导出模型，即在步骤S106可以生成三维模型并导出。这样就实现了三维建模过程。

本发明还提供存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。本实施例的存储介质可以是设置在电子设备中的存储介质，电子设备可以读取存储介质的内容并实现本发明的效果。存储介质还可以是单独的存储介质，将该存储介质与电子设备连接，电子设备就可以读取存储介质里的内容并实现本发明的方法步骤。

本发明提供一种电子设备，其特征在于：包括存储器、处理器，所述存储器上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。上述实施例中的手机不应该理解成狭义的掌上电话，应该是能实现信息交互和显示的手持电子设备。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

手机启动蓝牙模块，通过蓝牙模块与三维成像建模仪的电动转盘建立起蓝牙连接；

手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上；

手机在旋转电动转盘并拍照完毕后根据已存储的照片建立三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，

步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片后存储到手机上”包括：

手机开启第一线程用来发送转动指令到电动转盘；

手机开启第二线程用来获取镜头拍摄的照片后存储到手机上。

3.根据权利要求1所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，

步骤“手机获取镜头拍摄的照片”包括：

手机通过短链接获取镜头拍摄的照片。

4.根据权利要求1所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，

步骤“手机按照预设角度发送转动指令到电动转盘”包括：

手机按照预设角度通过长连接方式发送转动指令到电动转盘。

5.根据权利要求1所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，

步骤“根据已存储的照片建立三维模型”包括：

根据已存储的照片建立密集点云、生成网格、生成纹理、生成三维模型。

6.根据权利要求1所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，

步骤“手机发送转动指令到电动转盘并获取镜头拍摄的照片”包括：

手机发送转动指令到电动转盘并获得电动转盘发送的转动完毕信号后获取镜头拍摄的照片。

7.根据权利要求1到6任一项所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法，其特征在于，所述蓝牙为蓝牙4.0。

8.一种电子设备，其特征在于：包括存储器、处理器，所述存储器上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1到7任一项所述的一种手机拍照光场矩阵三维建模方法的步骤。