CN109388359A - 用于自动投影映射预可视化的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于自动投影映射预可视化的方法和设备。在装置的控制器处从可公开访问的远程映射服务器接收对象的计算机模型，该计算机模型包括公开可用的三维计算机模型，该计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象，所述对象位于给定地理坐标。所述控制器使用要投影到所述对象上的图像、所述计算机模型以及用于生成所述给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据来生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。所述控制器控制显示装置渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。

Description

用于自动投影映射预可视化的方法和设备
技术领域
本说明书一般涉及投影映射，并且具体地涉及用于自动投影映射预可视化的方法和设备。
背景技术
为了到诸如建筑物的复杂对象上的有效投影映射，通常必须在设计要投影映射到复杂对象上的图像之前收集复杂对象的大量数据。例如，对于建筑物，可以使用高分辨率扫描服务(例如激光扫描仪、相机-投影仪屏幕学习系统、传统/手动现场勘测)来获得建筑物的模型；或者，可以使用建筑物的蓝图来获得建筑物的模型，和/或可以使用来自建筑物的原始构造的计算机辅助设计(CAD)模型。所有这些在获得或甚至用于投影映射规划和/或预可视化中可能是昂贵和/或耗时的，因为相关联的文件可能很大，从而需要大的处理开销。此外，此类模型通常仅包括最小地理参考，例如，测量的全球定位系统(GPC)点、“北”矢量等。因此，在获得模型时，通常必须执行地理现场勘测以进一步确定投影仪放置和/或投影仪姿势，这也可能是耗时且昂贵的。
发明内容
本文提供了一种用于自动投影映射预可视化的方法和设备，其中从可公开访问的远程映射服务器接收要在其上发生投影映射的对象的计算机模型，该计算机模型包括公开可用的三维度计算机模型，该计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象。用于生成在对象的给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据与计算机模型一起用于生成针对对象的时间相关的预可视化投影映射模型。使用时间相关的预可视化投影映射模型与用于投影的图像一起在显示装置处渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。时间相关的预可视化投影映射模型可以用于确定投影仪放置和/或姿势。对象的计算机模型还可以包括与对象相邻的地理区域的三维模型，其还可以用于确定投影仪放置和/或姿势。此外，对象的更高分辨率模型可以被获得并与计算机模型对准；可以使用例如激光扫描仪等在对象的地理位置处获得对象的更高分辨率模型；计算机模型中的地理数据可用于增强第二计算机模型。此外，与计算机模型对准的第二计算机模型和时间相关的预可视化投影映射模型用于生成用于通过投影仪投影映射的渲染图像。
在本说明书中，元件可以被描述为“被配置为”执行一个或多个功能或“被配置用于”这种功能。通常，被配置为执行或配置用于执行功能的元件能够执行该功能，或者适合于执行该功能，或者适于执行该功能，或者可操作以执行该功能，或者能够执行该功能。
应理解，为了本说明书的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“X、Y和Z中的一个或多个”的语言可以被解释为仅X、仅Y、仅Z或者两个或更多个项X、Y和Z的任意组合(例如，XYZ、XY、YZ、ZZ等)。在任何出现的“至少一个......”和“一个或多个......”语言中，类似的逻辑可以应用于两个或更多个项。
术语“约”、“基本上”、“实质上”、“近似”等被定义为“接近”，例如，如本领域技术人员所理解的。在一些实施方式中，所述术语被理解为“在10％以内”，在其它实施方式中，“在5％以内”，在又一些实施方式中，“在1％以内”，并且在又一些实施方式中，“在0.5％以内”。
本说明书的一个方面提供了一种装置，包括：通信接口，控制器，以及存储器，所述存储器存储：要投影到位于给定地理坐标处的对象上的图像，以及用于生成给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据；所述控制器被配置为：使用所述通信接口从可公开访问的远程映射服务器接收对象的计算机模型，该计算机模型包括公开可用的三维计算机模型，该计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象；使用所述图像、所述计算机模型和用于生成在给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型；并且控制显示装置渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。
本说明书的另一方面提供了一种方法，包括：在控制器处使用通信接口从可公开访问的远程映射服务器接收对象的计算机模型，该计算机模型包括公开可用的三维计算机模型，该计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象，所述对象位于给定地理坐标处；使用控制器来使用要投影到对象上的图像、所述计算机模型以及用于生成在给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型；并且使用控制器控制显示装置渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。
附图说明
为了更好地理解本文描述的各种实施方式并且更清楚地示出它们如何实施，现在将仅通过示例的方式参考附图，其中：
图1描绘了根据非限制性实施方式的包括其上使用一个或多个投影仪进行投影映射的建筑物的位置。
图2描绘了根据非限制性实施方式的用于自动投影映射预可视化的系统。
图3描绘了根据非限制性实施方式的公开可用的三维计算机模型的视觉表示。
图4描绘了根据非限制性实施方式的用于自动投影映射预可视化的方法的流程图。
图5描绘了根据非限制性实施方式、图2的装置从可公开访问远程映射服务器接收建筑物的公开可用三维计算机模型。
图6描绘了根据非限制性实施方式、图2的装置从天气服务器接收天气数据。
图7描绘了根据非限制性实施方式、图2的装置生成时间相关的预可视化投影映射模型。
图8描绘了根据非限制性实施方式的时间相关的预可视化投影映射模型的视觉表示。
图9描绘了根据非限制性实施方式、在图1的位置处生成的建筑物的更高分辨率模型。
图10描绘了根据非限制性实施方式、图2的装置使用建筑物的更高分辨率模型生成更新的时间相关的预可视化投影映射模型。
图11描绘了更高分辨率模型与公开可用的三维计算机模型对准，以生成更新的时间相关的预可视化投影映射模型。
图12描绘了根据非限制性实施方式的更新的时间相关的预可视化投影映射模型的视觉表示。
图13描绘了根据非限制性实施方式，如使用更新的时间相关的预可视化投影映射模型规划的图1的位置处的原位(in-situ)投影映射。
具体实施方式
将注意力转向图1，其描绘了包括(位于给定地理坐标102处的)建筑物101的位置100，建筑物101可以被评估以使用例如一个或多个投影仪103进行投影映射。尽管在图1中示出为“X”，但给定地理坐标102可以被定义为例如GPS(全球定位系统)坐标、GLONASS(Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema)坐标、纬度/经度对等中的一个或者多个。尽管未示出，但进一步假设可以相对于指向(heading)(例如，建筑物101的立面的方向)进一步限定坐标102处的建筑物101的位置。确定相对于建筑物101定位投影仪103的位置以进行投影映射规划可能是复杂的问题，这可以由于建筑物区域中的景观和/或地理特征(诸如树木105、小丘107等)而进一步复杂化。例如，由于树木105限制了场地线，因此树木105等的位置通常限制投影仪103可以定位的位置。类似地，小丘107和/或相对于建筑物101的其他高程变化都可能影响投影仪103在投影映射期间投影的图像，因为当投影仪103位于小丘107上时，小丘107上的任何投影仪103的角度和/或姿势都可以具有与其他投影仪103不同的高程。
其他环境因素可进一步影响投影映射。例如，太阳109具有相对于建筑物101(例如，根据坐标102和/或指向)穿过天空的路径，该路径将使建筑物101以不同的角度和不同的亮度水平被照明。实际上，在许多现有技术的投影映射场景中，投影仅在日落之后发生。类似地，月亮111也具有相对于建筑物101穿过天空的路径，该路径将使建筑物101在日落之后以不同的角度和不同的亮度水平被照明，这进一步取决于月亮111的月相。
此外，如图所示，建筑物101具有复杂的立面113，其具有包括多个台阶、山墙、柱子等的门廊。因此，在投影映射中，通过投影仪103投影到立面113上的图像将适于投影到这些建筑特征上。
实际上，在预可视化投影映射规划中，诸如建筑物101的对象的计算机模型用于确定各个位置和/或投影仪103的数量，估计如何渲染要投影的图像，包括针对环境光因素和事件规划(例如，在事件中何时开始投影映射)调整图像。例如，可以使用计算机模型在显示装置处渲染诸如建筑物101的对象，并且基于计算机模型选择投影仪103的数量和/或位置。
然而，为了准确地渲染这种图像以用于原位投影映射，使用激光扫描技术获得建筑物101的高分辨率模型，和/或建筑物101的计算机辅助绘图(CAD)模型可以例如从建筑物101的原始构造可用。无论哪种方式，这种模型通常都很大并且需要大的处理资源开销；此外，获得这种模型充当规划投影映射场地(诸如确定放置投影仪103的位置)的一般阻抗。
因此，理想地，投影映射规划的预可视化阶段至少最初将独立于获得这种高分辨率模型而发生。
使问题复杂化的是可能最初不知道坐标102和/或建筑物101的指向，但是建筑物101的地址可能是已知的。
因此，接下来将注意力转向图2，其描绘了系统200，系统200包括配置用于自动投影映射预可视化的装置201。如图所示，系统200包括可公开访问的远程映射服务器203，其存储其上将发生投影映射(和/或将被评估以用于投影映射)的对象(诸如建筑物101)的计算机模型205。可公开访问的远程映射服务器203在下文中可互换地称为服务器203。此外，虽然将关于建筑物101描述当前的实施方式，但是本发明的实施方式可以应用于其上将发生投影映射和/或要被评估以投影映射的任何对象和/或结构。装置201和服务器203使用与通信网络209的相应的通信链路207进行通信。
如图所示，系统200还包括可选的天气服务器211，其被配置为向装置201提供天气数据213。例如，装置201可以针对给定位置(例如，在建筑物101处)和/或给定时间段(例如，将在建筑物101处发生的投影映射事件)请求天气数据213。天气服务器211可以包括可公开访问的远程天气服务器，其使用与通信网络209的相应的通信链路207与装置201进行通信。
装置201包括控制器220、存储器222、通信接口224(以下可互换地称为接口224)、显示装置226和一个或多个输入装置228。存储器222存储：应用程序232；将被渲染以投影到位于给定地理坐标102处的对象(例如，建筑物101)上的图像234，以及用于生成在给定地理坐标102处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据236。然而，在其他实施方式中，图像234和/或数据236未存储在存储器222中，经由例如接口224对控制器220可访问(例如，可从另一装置和/或存储器下载)。在又一实施方式中，可以例如使用(例如，在装置201和/或另一装置处的)图像生成器根据需要生成图像234。
图像234通常包括可以被渲染以投影到诸如建筑物101的对象上的图像；例如，为了投影映射，图像234可以被分成用于投影到建筑物101的各个表面上的部分。然而，当如下所述的预可视化技术用于评估位置100的投影映射的适合性时，图像234可以包括空白和/或白色和/或默认图像(例如，没有专门设计用于投影映射到建筑物101和/或对象上的内容的图像)。
如图所示，存储器222还存储定义可以在对象(例如建筑物101)附近发生的事件的可选事件数据238；事件数据238可以包括但不限于可以在建筑物101(等)附近发生的事件的时间、事件的地址、事件时间期间的人群规模的估计等。在一些实施方式中，事件数据238定义了期间可以发生到建筑物101上的投影映射的事件。在又一实施方式中，事件数据238可以用于例如基于事件中的估计的人群规模和时间，以及由这种人群产生的光(例如，由于来自手机的眩光等)的估计，确定事件中人们对建筑物101的照明(例如，照度)和/或感知的照明(例如，亮度)。事件数据238可以从另一个外部装置和/或服务器接收，和/或由装置201的管理员在存储器222提供；或者，事件数据238可以存储在另一个装置中，并且经由接口224对控制器220可访问。
控制器220通常被配置为：使用通信接口224从可公开访问的远程映射服务器203接收对象(例如，建筑物101)的计算机模型205，计算机模型205包括公开可用的三维计算机模型，计算机模型205以地理坐标和高程坐标限定对象(例如建筑物101)；使用图像234、计算机模型205和用于生成在给定地理坐标102处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据236生成针对对象(例如建筑物101)的时间相关的预可视化投影映射模型；并且控制显示装置226渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。控制器220还可以被配置为使用计算机模型205确定对象(例如建筑物101)的指向，以便确定太阳109和/或月亮111在给定时间相对于建筑物101的立面113的位置。
服务器203通常包括任何可公开访问的远程映射服务器，例如经由因特网可访问，并且包括但不限于GoogleTM映射服务器、(例如，由市政当局，地区政府维护的)政府映射服务器等。实际上，计算机模型205包括建筑物101任何合适格式的模型，所述格式包括但不限于DXF(绘图交换格式)文件、GIS(地理信息系统)文件、PCD(点云数据)文件、OBJ文件、定义建筑物101的颜色的颜色坐标文件等。
实际上，这种计算机模型通常经由映射服务器可公开获得，并且通常包括结构、建筑物等的相对低保真的几何模型，以及它们相对于地球的绝对相应位置。这种计算机模型通常由用户生成并上传到这种映射服务器；和/或可以使用(例如，使用声纳和/或立体摄影等从飞机、直升机、无人机等执行的)对区域的勘测来生成这种计算机模型。这种计算机模型通常包括定义空间中的点的地理位置和高程的数据，空间中的点又定义结构和/或建筑物。
此外，对象的这种计算机模型等通常与相邻对象和/或建筑物和/或结构的其他计算机模型相关联地存储。实际上，这种计算机模型可以进一步存储有指示在诸如建筑物的各种位置处的“忙碌”时间的数据，其可以进一步用于估计在给定时间由建筑物发出的光。实际上，在一些实施方式中，这种其他计算机模型还可以包括路灯等的位置，以及指示这些路灯运行的时间和/或路灯发出的光的亮度等的数据。或者，装置201可以被配置为假定路灯的位置来估计由路灯发出的光的亮度和/或方向。
此外，这种计算机模型通常与邻近对象的地理区域的三维模型(诸如树木105的位置估计)和/或地形数据(例如建筑物101周围区域的高程，诸如小丘107的高程)相关联地存储。
因此，当装置201向服务器203请求计算机模型205时，装置201可以请求计算机模型205不仅包括建筑物101的模型，而且还包括与建筑物101相邻的地理区域，其可以包括环境信息(例如树木、相邻建筑物、路灯等的位置，和/或运行时间和/或“忙碌”时段)、地形信息等。
然而，这种计算机模型的限制是它们的分辨率通常太低(例如，每米1点的量级)以至于不能执行准确和/或精确的投影映射；然而，如本文所述，这种计算机模型可用于自动投影映射预可视化。
例如，将注意力转向图3，其描绘了计算机模型205(在下文中可互换地称为模型205)的视觉表示，计算机模型205定义了建筑物101的模型301、树木105的模型305(例如环境数据)以及小丘107的模型307(例如地形数据)。此外，模型205中的特征由多个点310限定；而在图3中仅示出了七个这样的点310，每个由相应的“X”表示，模型307包括多个这样的点310，每个点310包括相应的地理坐标(例如，如所示的纬度和经度)和例如相对于地球的高程。因此，模型301、305、307中的每一个代表建筑物101、树木105和小丘107相对于彼此并且相对于地球。虽然未示出，但是模型205可以包括与建筑物101相邻的路灯、建筑物等的位置，并且还可以包括路灯、建筑物等的运行时间，和/或路灯、建筑物等的忙碌时段和/或时间表等。
然而，由于模型205(例如，模型301、305、307)具有相对低的保真度(例如，与使用建筑物101的原位激光扫描获得的建筑物101的模型相比)，因此点310可能不足以限定建筑物101、树木105和小丘107的精细细节。例如，如图所示，建筑物101的柱子和台阶未由模型301限定；相反，模型301限定了建筑物101相对于地球的一般三维形状和轮廓。类似地，树木105的树枝和树干不是由模型305限定的；相反，模型305限定了树木105的一般三维体积，以及它们相对于地球和建筑物101的位置。类似地，小丘107的地形细节(例如，局部凹陷和/或隆起)不是由模型307限定的；相反，模型307限定了小丘107的一般三维体积，以及它们相对于地球和建筑物101的位置。
此外，可以从模型205确定建筑物101的给定地理坐标102。例如，当从服务器203请求模型205时，装置201可以在对模型205的请求中指定建筑物101的街道地址等，并且服务器203可以将模型205返回为对应于指定的街道地址，模型205包括建筑物101的地理坐标102。
此外，可以从模型205确定建筑物101的指向，例如建筑物101的立面113面向的地理方向。
返回图2，数据236包括用于生成给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据。例如，数据236可以包括作为地理位置、时间和日期的函数，太阳109和/或月亮111相对于地球的位置的公式、表格、查找表等。使用数据236，可确定给定地理位置处的太阳109和/或月亮111的行为的时间相关模型，其在与模型205组合时进一步产生建筑物101和/或立面113上的来自太阳109和/或月亮111的光(包括但不限于来自树木105的阴影等)的位置的时间相关的模型。
这种时间相关的模型还可以与从天气服务器211接收的天气数据213和/或事件数据238组合，以进一步例如基于可以遮挡太阳109和/或月亮111的云量，和/或基于来自邻近建筑物101的事件中的人群的光来确定建筑物101上的其他环境光的时间相关的模型。
类似地，模型205中的指示在给定时间由相邻建筑物和/或路灯发出的环境光的任何数据可用于进一步补充建筑物101上的光的时间相关的模型。
实际上，独立于(和/或由其补充)天气数据213、事件数据238等，建筑物101上来自太阳109和/或月亮111的光的位置的时间相关的模型与图像234组合以生成时间相关的预可视化投影映射模型，其可以用于确定投影仪103的相应位置和/或相应姿势中的一个或多个，渲染图像234以用于通过投影仪103到建筑物101上的投影映射的预可视化，针对建筑物101上的光和/或阴影的位置调整图像234的预可视化等。
例如，在使用模型205的预可视化中，投影仪103的相应模型可以相对于建筑物101的模型301、树木105的模型305和/或小丘10的模型307定位。此外，可以提取图像234的部分并将其分配给每个投影仪103，以用于预可视化内的投影。可以进一步扭曲图像234的部分以从特定的地理观看位置观看。可以在预可视化内调整投影仪103的位置，以确定投影仪103针对建筑物101附近的原位部署的位置的估计。此外，可以使用时间相关的模型来确定如何调整投影的图像以补偿环境光。
装置201可以包括可以用于投影映射预可视化的任何合适的计算装置，包括但不限于图形处理单元(GPU)、图形处理装置、图形处理引擎、视频处理装置、个人计算机(PC)、笔记本电脑、服务器等。
控制器220可以包括处理器和/或多个处理器，包括但不限于一个或多个中央处理器(CPU)和/或一个或多个处理单元；无论哪种方式，控制器220包括硬件元件和/或硬件处理器。实际上，在一些实施方式中，控制器220可以包括专门配置为实现特定投影映射预可视化功能的FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路)。因此，装置201优选地不是通用计算装置，而是专门配置为实现特定投影映射预可视化功能的装置。例如，装置201和/或控制器220可以包括计算机可执行引擎，其被配置为实现特定的投影映射预可视化功能。
存储器222可以包括非易失性存储单元(例如，可擦除电子可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存)和易失性存储单元(例如，随机存取存储器(“RAM”))。实现如本文所述的装置201的功能教导的编程指令通常持久地保持在存储器222中并由控制器220使用，控制器220在执行这种编程指令期间适当地利用易失性存储器。本领域技术人员认识到存储器222是可以存储在控制器220上可执行的编程指令的计算机可读介质的示例。此外，存储器222也是存储器单元和/或存储器模块和/或非易失性存储器的示例。
具体地，存储器222存储应用程序232，当由控制器220处理时，应用程序232使控制器220和/或装置201能够：使用通信接口224从可公开访问的远程映射服务器203接收对象(例如，建筑物101)的计算机模型205，计算机模型205包括公开可用的三维计算机模型，计算机模型205以地理坐标和高程坐标限定所述对象(例如建筑物101)；使用图像234、计算机模型205和用于生成给定地理坐标102处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据236，生成针对所述对象(例如建筑物101)的时间相关的预可视化投影映射模型；以及控制显示装置226渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。控制器220还可以被配置为使用计算机模型205确定所述对象(例如，建筑物101)的指向。
接口224包括被配置为根据需要以有线和/或无线方式与通信网络209通信的任何合适的有线或无线通信接口。因此，接口224可以包括一个或多个有线和/或无线网络接口卡和/或无线电等。例如，通信网络209可以包括因特网、WLAN(无线局域网)、WiFi网络、蜂窝电话网络等中的一个或多个，并且接口224包括用于实现到其的链路207的任何合适的接口。
显示装置226包括一个或多个触摸屏(包括电容式触摸屏和/或电阻式触摸屏)以及平板显示器(例如LCD(液晶显示器)、等离子显示器、OLED(有机发光二极管)显示器)等中的任何一个或其组合。在一些实施方式中，显示装置226可以包括虚拟现实(VR)装置。
输入装置228包括键盘、指示装置、触摸板、触摸屏、按钮等中的任何合适的一个或组合。此外，显示装置226和输入装置228中的一个或多个可以在装置201的外部，并且可以经由接口224等对装置201可访问。
在任何情况下，应该理解，装置201的种种配置都在本实施方式的范围内。
现在将注意力转向图4，其描绘了根据非限制性实施方式的用于投影映射预可视化的方法400的流程图。为了帮助解释方法400，将假设例如当控制器220处理应用程序232时，使用装置201的控制器220来执行方法400。实际上，方法400是其中装置201和/或控制器220可以被配置的一种方式。此外，以下对方法400的讨论将导致对装置201和系统20及其各种组件的进一步理解。然而，应该理解，系统200和/或装置201和/或控制器220和/或方法400可以变化，并且不需要完全如本文中结合彼此讨论的那样工作，并且这种变化在本实施方式的范围内。
无论如何，要强调的是，除非另有说明，否则方法400不需要以所示的确切顺序执行；同样地，各种块可以并行而不是按顺序执行；因此，方法400的元素在本文中称为“块”而不是“步骤”。然而，还应该理解，方法400也可以在装置201的变体上实施。
在块402处，控制器220使用通信接口224从可公开访问的远程映射服务器203接收对象(例如，建筑物101)的计算机模型205，该计算机模型205包括公开可用的三维计算机模型，计算机模型205以地理坐标和高程坐标限定所述对象(例如建筑物101)。
在块404处，控制器220使用图像234、计算机模型205和用于生成给定地理坐标102处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据236，生成针对所述对象(例如，建筑物101)的时间相关的预可视化投影映射模型。当图像234和/或数据236没有存储在存储器222中时，块204可以包括但不限于从另一装置检索图像234和/或数据以及生成图像234中的一个或多个。
在块406处，控制器220控制显示装置226渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。
在块408处，控制器220将对象的第二计算机模型与对象的计算机模型205对准，对象的第二计算机模型包括比公开可用的三维计算机模型更高分辨率的计算机模型。然后可以使用计算机模型205和/或时间相关的预可视化投影映射模型来增强第二计算机模型，并且第二计算机模型可以用于渲染图像234以通过投影仪103投影映射到建筑物101上。
现在将参照图5至图12描述方法400。
接下来将注意力转向基本上类似于图2的图5，其中相同的元件具有相同的数字。特别地，图5描绘了方法400的块402的示例实施方式。控制器220经由接口224和装置201、服务器203和网络209之间的链接207来通过向服务器203发送对计算机模型205的请求501接收计算机模型205。例如，应用程序232可以包括服务器203的网络地址，并且控制器220可以基于该网络地址将请求501发送到服务器203。
因此，当控制器220实现应用程序223作为预可视化投影映射过程的一部分时，可以发送请求501。请求501可以包括建筑物101的地址和/或建筑物的地理坐标102，和/或限定建筑物101周围的区域(例如，包括建筑物101)的一组地理坐标。在一些实施方式中，可以根据事件数据238确定建筑物101的地址等；因此，在图5中，控制器220被描绘为可选地从存储器222中检索事件数据238。
此外，装置201可以被配置为与服务器203的API(应用程序接口)交互，并且因此请求501可以被配置为由服务器203的API接收。
响应于接收到请求501，服务器203将模型205发送到装置201，其中模型205由控制器220接收(例如，在方法400的块402处)。然而，用于在控制器220处接收模型205的任何其他过程都在本说明书的范围内。
在又一实施方式中，可以经由装置201处的浏览器应用程序来接收模型205，并且可以通过浏览服务器203和/或服务器203处的地图数据来检索模型205以选择对应于模型205的区域。在这些实施方式中的一些中，还可以经由浏览器应用程序接收数据236。
图5进一步描绘了控制器220从存储器222中检索数据236。
接下来将注意力转向基本上类似于图5的图6，其中相同的元件具有相同的数字。图6进一步描绘了控制器220从天气服务器211接收天气数据213。天气数据213可以由控制器220例如基于事件数据238中的日期和/或位置和/或基于地理坐标102和/或基于模型205中的地理位置来请求。
接下来将注意力转向基本上类似于图6的图7，其中相同的元件具有相同的数字。特别地，图7描绘了方法400的块404、406的示例实施方式。特别地，在图7中，控制器220使用(例如，从存储器222检索的)图像234、计算机模型205和用于生成给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据236(例如，在方法400的块404处)生成针对对象的时间相关的预可视化投影映射模型701。如图所示，控制器220可选地进一步使用天气数据213和事件数据238生成时间相关的预可视化投影映射模型701。
还如图7中所描绘的，控制器220还控制(例如，在方法400的块406处)显示装置226渲染时间相关的预可视化投影映射模型701的预可视化。在一些实施方式中，在装置201处的浏览应用程序中渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化701。
接下来将注意力转向图8，其描绘了如在显示装置226处渲染的时间相关的预可视化投影映射模型701的预可视化的示例视觉表示。虽然从特定视角描绘了时间相关的预可视化投影映射模型701的预可视化的渲染，但是在一些实施方式中，可以从不同的角度和/或在虚拟现实显示装置中渲染时间相关的预可视化投影映射模型701的预可视化。
在图8中，使用模型205以及如使用投影仪103的模型803所示的投影仪103的示例位置在显示装置226处渲染模型301、305、307。
可以手动和/或自动设置投影仪103的模型803的位置。例如，假设图像234的给定部分将被投影映射到建筑物101的立面113和/或建筑物101的给定表面上，控制器220可以自动地确定投影仪103相对于将提供这种投影映射的模型301、305、307的位置的估计。
因此，在一些实施方式中，时间相关的预可视化投影映射模型701包括相对于对象(例如建筑物101)在地理上定位一个或多个投影仪103的位置的指示，所述一个或多个投影仪103用于将图像234(和/或其部分)投影到对象上。
实际上，投影仪103的模型803通常可以包括投影仪103的内在和外在参数，其包括但不限于时间相关的预可视化投影映射模型701内的位置(例如，相对于建筑物101的模型301)，时间相关的预可视化投影映射模型701内的投影仪103的角度(例如，相对于建筑物101的模型301)，包括但不限于姿势数据、镜头特性等。投影仪103的模型803的位置和/或姿势是根据投影仪103相对于将提供这种投影映射的模型301、305、307的位置的估计来确定的，并且模型803的固有属性(例如，镜头特性等)是例如根据针对投影仪103的工厂数据等(例如，提供投影仪103的规格的数据)确定的。
此外，投影仪103的模型803进一步定位成使得树木105和/或小丘107等(例如由模型305、307所表示)不干扰和/或阻挡它们的投影和/或它们的放置。例如，投影仪103的模型803不位于模型305的后面(例如，相对于模型301)，也不位于模型305的位置。实际上，每个模型803还可以包括相应投影仪103的物理尺寸，并且模型803进一步定位在时间相关的预可视化投影映射模型701内在包括但不限于小丘107上的实际位置100处和/或使用脚手架等可实现的位置处。
还如图8所示，控制器220可以进一步确定建筑物101的指向899，例如以使模型205与太阳109和月亮111的路径对准。
例如，也如图8中所示，使用数据236在显示装置处渲染太阳109和月亮111相对于模型301、305、307(例如，建筑物101等)和/或指向899的相应时间相关路径809、811。虽然描绘了整个路径809、811，但是应当理解，太阳109和月亮111沿着它们相应的路径809、811的位置可以在时间相关的预可视化投影映射模型701中使用输入装置228和/或图形用户界面(例如滑块812)来控制，以为时间相关的预可视化投影映射模型701设置日期和时间。
然而，在所描绘的时间处，月亮111相对于如模型305所示的树木105中的一个定位，使得来自月亮111的光813使树木105中的一个将阴影814投射到(再次，如模型301所示的)建筑物101的立面上。由于树木105的模型305不精确和/或低分辨率，因此图8中描绘的阴影814是由实际树木105投射的阴影的形状的估计。
此外，如图所示，使用事件数据238在显示装置226处渲染(例如，在例如由滑块812选择的给定时间处)估计的人群的指示815，所述时间数据可以包括由估计的人群发出的环境光的估计816，估计816也是时间相关的(因此也可以使用例如滑块812来调整)。
还如图8中所示，已经使用天气数据213在显示装置226处渲染了(例如，在例如由滑块812选择的给定时间处)云量的时间相关估计818。
虽然未示出，但是时间相关的预可视化投影映射模型701还可以包括来自如上所述的相邻建筑物和/或路灯的环境光的时间相关估计。
如图8中进一步描绘的那样，投影仪103的各个模型803已被定位成将图像234的部分834-1、834-2、834-3投影映射到如模型301所示的建筑物101上(部分834-1、834-2、834-3在下文中可互换地统称为部分834，并且一般地作为部分834)。虽然仅描绘了三个部分834，但是部分834的数量对应于投影仪103的数量和/或投影仪模型803的数量。
部分834被描绘在相应的投影仪模型803和建筑物101的模型301之间，但是应当理解，部分834在时间相关的预可视化投影映射模型701内(例如，虚拟地)投影到模型301上。
例如，部分834-1、834-2将被投影到建筑物101的立面113上，并且部分834-3将被投影到建筑物101的侧面上。换句话说，使用如在模型301和/或模型205中所示的建筑物101的三维几何结构确定部分834。
特别地，部分834-1将被投影到建筑物101的包括阴影814的立面113上，因此部分834-1包括具有已被调整为补偿阴影814的亮度的区域844和/或部分834-1的亮度剩余区域被调整为补偿阴影814。换句话说，建筑物101的在阴影814周围的区域将被来自月亮111的光813照明，因此，部分834-1的区域844补偿了月亮111对建筑物101的照明的亮度的差异。
实际上，区域844的位置和/或形状如基于数据236是进一步时间相关的。
实际上，如从模型205、数据236、事件数据238和天气数据213确定的任何时间相关的环境光因素都可以用于调整图像234的部分834-1、834-2、834-3。换句话说，根据确定的时间相关的环境照明条件，部分834是时间相关的。
因此，图像234和模型301、305、307以及模型803的位置最初用于确定位置100处的投影仪103的位置，以便投影映射图像234，然后，基于模型205、数据236、事件数据238和天气数据213中的一个或多个，针对环境光调整图像234的部分834。
还在图8中描绘的是地理观看位置850，其可以包括在事件中从其观看投影映射的位置。在一些实施方式中，地理观看位置850可以例如在事件数据238中预先配置，因为在建筑物101附近可能存在可以保持相关联事件的有限区域。在这些实施方式中，控制器220进一步使用地理观看位置850生成针对对象的时间相关的预可视化投影映射模型701，例如以确定投影仪103的位置和/或部分834的扭曲，使得投影映射的图像234根据从地理观察位置850的给定视角和/或宽高比显现。
或者，控制器220还可以被配置为根据时间相关的预可视化投影映射模型701确定用于观看图像到对象上的投影映射的最佳地理观看位置。例如，模型205可以指示与建筑物101相邻的更好地用于观看投影映射和/或用于管理人群的区域(例如，如模型305所示的树木105所在的区域，和/或如模型307所示的小丘107所在的区域)将不被选为最佳地理观看位置。然而，可以选择与建筑物101相邻的具有到立面113的视线的区域作为最佳地理观看位置。
因此，地理观看位置850可以是预定的，或者由控制器220选择为最佳地理观看位置。
实际上，无论是预定的还是由控制器220选择的地理观看位置850都可以用于在相关事件中规划人群控制，例如以使用围栏将人群朝着地理观看位置850周围的区域引导等。
在任何情况下，以这种方式，时间相关的预可视化投影映射模型701可以用于在对建筑物101任何现场参观之前渲染到建筑物101上的投影映射的时间相关的预可视化。
此外，使用时间相关的预可视化投影映射模型701，可以确定用于投影映射的位置100的适合性以及用于实现投影映射的成本估计。例如，使用时间相关的预可视化投影映射模型701，可以确定位置100处的太阳小时数使得基于投影映射的事件不太可能流行(例如，因为在高纬度的夏天投影映射可能被太阳冲洗掉一直到傍晚)。类似地，根据时间相关的预可视化投影映射模型701，可以确定建筑物101上的阴影将会降低投影映射和/或将需要比预算允许的大量投影仪。实际上，模型205和/或相关联的数据也可用于确定位置100是否受到可能出席基于投影映射的事件的人的欢迎；例如，装置201可以基于在社交媒体站点和/或服务器203中发布的位置100的照片的数量来确定位置100是否受欢迎。
因此，时间相关的预可视化投影映射模型701可用于在可能是昂贵的任何现场参观之前评估用于投影映射的位置100。
此外，应用程序232、方法400和/或时间相关的预可视化投影映射模型701可以实现为独立的应用程序和/或实现为浏览器应用程序的插件。
例如，浏览器可以用于使用地图服务器(例如GoogleTM地图等)浏览感兴趣的对象和/或建筑物和/或结构，并且图像可以被在插件内访问和/或生成以投影到感兴趣的对象和/或建筑物和/或结构上。拖放操作等可以用来选择投影仪位置，并且插件可以实现方法400以在浏览器应用程序的插件内示出时间相关的预可视化投影映射模型701。
然而，一旦时间相关的预可视化投影映射模型701已经生成，和/或用于估计投影仪位置等，就可以进行现场参观以生成对象(例如，建筑物101)的第二计算机模型，其包括比公开可用的三维计算机模型205更高分辨率的计算机模型。然后使用这种更高分辨率的计算机模型来更精确地生成用于投影映射的图像234的部分。例如，模型205不包括立面113的细节(诸如台阶和柱子)，因此第二更高分辨率的计算机模型用于确定立面113的细节的位置以实现原位投影映射。
例如，接下来将注意力转向基本上类似于图1的图9，其中相同的元件具有相同的数字。但是，在图9中，勘测员901使用激光扫描装置903(例如LIDAR(光检测和测距)装置等)来扫描建筑物101的表面(例如，如图所示，立面113)以生成建筑物101的分辨率高于模型205的模型905。然而，也可以从建筑物101的蓝图、建筑物101的CAD图等获得和/或生成这种模型905。
接下来将注意力转向基本上与图2类似的图10，其中相同的元件具有相同的数字。然而，图10描绘了方法400的块408的示例实现。在图10中假设已经生成了时间相关的预可视化投影映射模型701，并且时间相关的预可视化投影映射模型701包括模型205，如图8所示。在图10中进一步假设已经在控制器220处接收到模型905(例如，由测量员901使用未示出的相关联的通信装置上载到装置201)。
如图10中所示，控制器220将建筑物101的第二模型905与建筑物101的模型205对准，以生成包括模型905的更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001；然而，模型205的对应于模型905的部分由模型905代替(例如模型301)。
例如，将注意力转向基本上类似于图8的图11，其中相同的元件具有相同的数字，然而在图11中，时间相关的预可视化投影映射模型701未在显示装置226处渲染；相反，控制器220在时间相关的预可视化投影映射模型701内将建筑物101的第二计算机模型905与对象的计算机模型205(具体地，建筑物101的模型301)对准。在图11中未示出太阳109和月亮111的路径809、811，但是仍然假设存在。
如图所示，第二计算机模型905包括比公开可用的三维计算机模型205更高分辨率的计算机模型，因此建筑物101的细节(诸如立面113的台阶和柱子)包括在第二计算机模型905中。
还如图11中所示，控制器220使用例如迭代最近点(ICP)处理等将建筑物101的第二计算机模型905与计算机模型205对准，以将模型905的角和/或边缘和/或表面和/或特征与模型205的对应的角和/或边缘和/或表面和/或特征对准，如箭头1004所示。
得到的更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001在图12中示出，其中模型905替换模型301。因此，更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001可以用于生成要由投影仪103投影的图像234的部分，以考虑在模型905中表示的建筑物101的细节。
换句话说，控制器220还可以被配置为使用第二计算机模型905；对象的第二计算机模型905与对象的计算机模型205的对准；以及时间相关的预可视化投影映射模型701生成更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001，以用于控制一个或多个投影仪103将图像234投影到对象(例如建筑物101)上。
换句话说，控制器220还可以被配置为利用来自对象的计算机模型205的地理数据来扩充对象的第二计算机模型905。例如，更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001包括地理数据，诸如由来自模型205的模型305、307所表示的树木105和小丘107的位置和/或高程。此外，模型905与指向899对准。
在任何情况下，更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001可用于确认和/或重新确定投影仪103的位置，并进一步产生图像234的专门用于投影映射到建筑物101的细节上的部分。
例如，将注意力转向图13，其描绘了投影仪103在位置100(图13基本上类似于图1，其中相同的元件具有相同的数字)、与图8所示的模型803的位置相对应的位置处的原位部署。此外，脚手架1301等可以用于定位投影仪103中的一个或多个。此外，更新的时间相关的预可视化投影映射模型1001已被用于确定图像234的由投影仪103投影映射到建筑物101上的部分1334-1、1334-2、1334-3(部分1334-1、1334-2、1334-3在下文中可互换地称为部分1334，并且一般地，作为部分1334)。部分1334-1、1334-2、1334-3中的每一个对应于部分834-1、834-2、834-3，因此部分1334-1包括对应于区域844的区域1344以补偿与阴影814类似的树影(未示出)。此外，与部分834类似，部分1334根据所确定的时间相关的环境照明条件是时间相关的。
此外，部分1334可以存储在每个投影仪103处(例如，部分1334被加载和/或上载到投影仪103)和/或部分1334通过控制投影仪103并与投影仪103进行通信的装置(未示出)发送到投影仪103。
本文公开了一种用于自动投影映射预可视化的设备和方法，其中访问3D建筑物模型和/或对象信息(例如，GoogleTM地图等)的在线存储库以检索建筑物和/或对象的低分辨率和/或公开可用的模型。位置的纬度/经度可以根据这些模型确定，并用于确定由于太阳和月亮和/或事件引起的自然环境光条件，以确定可能更适合投影映射的一年中的时间：例如，在靠近北极圈的地区，在夏季月份可能难以进行投影映射。此外，可以确定该区域中的天气以调整投影映射，或者替代地，(例如，根据给定时间段内的平均晴天数)确定投影映射可以有效多少小时(例如，平均)。此外，三维建筑物模型可以下载并用于帮助确定投影仪放置，以及生成要使用建筑物的三维几何结构投影的图像的估计。实际上，这种在线信息可以进一步用于选择站点和位置以考虑投影映射(例如，在人们拍摄大量照片等的位置)；因此，可以将社交媒体结合到确定投影映射位置中。
因此，使用所公开的设备和方法可以使得能够浏览地图服务器(例如GoogleTM地图)，选择用于投影映射评估的位置，以及投影仪放置的自动估计，以在该位置处渲染投影映射的预可视化。预可视化在显示装置处是可见的，该显示装置可以包括虚拟现实装置，并且还可以使得能够评估用于投影映射的位置的适合性和/或成本。
此外，所公开的方法可以实现为独立的应用程序并且可选地实现为浏览器应用程序的插件，例如，访问地图服务器以下载对象模型，并且使用插件在浏览器应用程序内执行投影映射预可视化。
所属领域的技术人员将了解，在一些实施方式中，可以使用预编程硬件或固件元件(例如，专用集成电路(ASIC)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)或其他相关组件来实现装置201的功能。在其他实施方式中，可以使用能够访问代码存储器(未示出)的计算设备来实现装置201的功能，所述代码存储器存储用于计算设备的操作的计算机可读程序代码。计算机可读程序代码可以存储在计算机可读存储介质上，该计算机可读存储介质是固定的、有形的并且可以由这些组件(例如，可移动磁盘、CD-ROM、ROM、固定盘、USB驱动器)直接读取。此外，应当理解，计算机可读程序可以存储为包括计算机可用介质的计算机程序产品。此外，持久存储装置可以包括计算机可读程序代码。还应理解，计算机可读程序代码和/或计算机可用介质可以包括非暂时性计算机可读程序代码和/或非暂时性计算机可用介质。或者，计算机可读程序代码可以远程存储，但是可以通过传输介质经由连接到网络(包括但不限于因特网)的调制解调器或其他接口装置发送到这些组件。传输介质可以是非移动介质(例如，光和/或数字和/或模拟通信线路)或移动介质(例如，微波、红外、自由空间光学或其他传输方案)或其组合。
本领域技术人员将理解，可能存在更多替代实施方式和修改，并且上述示例仅是一个或多个实施方式的说明。因此，范围仅受随附权利要求的限制。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
通信接口和控制器，所述控制器配置为：
使用所述通信接口从可公开访问的远程映射服务器接收对象的计算机模型，所述计算机模型包括公开可用的三维计算机模型，所述计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象，所述对象位于给定地理坐标；
使用要投影到所述对象上的图像、所述计算机模型以及用于生成给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型；以及
控制显示装置渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为从天气服务器接收针对所述给定地理坐标的天气数据，并且还使用所述天气数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述对象的计算机模型还包括与所述对象相邻的地理区域的三维模型，并且所述控制器还被配置为还使用与所述对象相邻的地理区域的三维模型，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为还使用限定将在所述对象附近发生的事件的事件数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为还使用地理观看位置，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为从时间相关的预可视化投影映射模型确定用于观看所述图像到所述对象上的投影映射的最佳地理观看位置。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置为将所述对象的第二计算机模型与所述对象的计算机模型对准，所述对象的第二计算机模型包括比公开可用的三维计算机模型更高分辨率的计算机模型。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器还被配置为使用第二计算机模型；所述对象的第二计算机模型与所述对象的计算机模型的对准；以及时间相关的预可视化投影映射模型生成更新的时间相关的预可视化投影映射模型，以用于控制一个或多个投影仪将所述图像投影到所述对象上。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器还被配置为利用来自所述对象的计算机模型的地理数据来扩充所述对象的第二计算机模型。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型包括相对于所述对象在地理上定位一个或多个投影仪的位置的指示，所述一个或多个投影仪用于将所述图像投影到所述对象上。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述公开可用的三维计算机模型包括建筑物模型、DXF(绘图交换格式)文件、GIS(地理信息系统)文件、PCD(点云数据)文件、OBJ文件和限定所述对象的颜色的颜色坐标文件中的一个或多个。
12.一种方法，包括：
在控制器处使用通信接口从可公开访问的远程映射服务器接收对象的计算机模型，所述计算机模型包括公开可用的三维计算机模型，所述计算机模型以地理坐标和高程坐标限定所述对象，所述对象位于给定地理坐标；
使用所述控制器来使用要投影到所述对象上的图像、所述计算机模型以及用于生成给定地理坐标处的太阳行为和月亮行为中的一个或多个的数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型；以及
使用所述控制器来控制显示装置渲染时间相关的预可视化投影映射模型的预可视化。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述控制器处从天气服务器接收针对所述给定地理坐标的天气数据；并且使用所述控制器来进一步使用所述天气数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述对象的计算机模型还包括与所述对象相邻的地理区域的三维模型，并且所述方法还包括使用所述控制器来进一步使用与所述对象相邻的所述地理区域的三维模型，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：使用所述控制器来进一步使用限定将在所述对象附近发生的事件的事件数据，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括：使用所述控制器来进一步使用地理观看位置，生成针对所述对象的时间相关的预可视化投影映射模型。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括：使用所述控制器从时间相关的预可视化投影映射模型确定用于观看所述图像到所述对象上的投影映射的最佳地理观看位置。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括：使用所述控制器将所述对象的第二计算机模型与所述对象的计算机模型对准，所述对象的第二计算机模型包括比公开可用的三维计算机模型更高分辨率的计算机模型。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：使用所述控制器来使用第二计算机模型；所述对象的第二计算机模型与所述对象的计算机模型的对准；以及时间相关的预可视化投影映射模型，生成更新的时间相关的预可视化投影映射模型，以用于控制一个或多个投影仪将所述图像投影到所述对象上。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：使用所述控制器来利用来自所述对象的计算机模型的地理数据来扩充所述对象的第二计算机模型。
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