CN109636895A - 一种全息显示方法和电子沙盘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种全息显示方法和电子沙盘装置，具体为生成并显示包括地形、测量数据和标绘符号的三维场景；采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集，得到多路影像；利用全息投影方法将多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。由于最后得到的全息立体影像能够使用户在多个角度进行观察，因此能够满足用户多视角获取场景信息的需求。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形技术领域，特别是涉及一种全息显示方法和电子沙盘装置。
背景技术
电子沙盘技术是融计算机学、计算机图形学等学科的产物，广泛应用于军事、教育、娱乐等领域，用于为用户提供地形地貌显示、空间特性显示、路径规划和态势标绘等服务，特别在军事领域中，其中的战场态势显示能够为战场指挥员提供信息、直观丰富的战场信息。
当前，电子沙盘技术主要采用显示屏、投影等技术进行最终的影像展示，其呈现的影像缺乏立体感，用户没有身临其境的感觉，且由于其显示的画面仅从单一的视角进行场景信息呈现，从而无法满足用户多视角获取场景信息的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种全息显示方法和电子沙盘装置，以解决无法满足用户多视角获取场景信息的需求。
为了解决上述问题，本发明公开了一种全息显示方法，包括步骤：
生成并显示包括地形基础数据、测量数据和标绘符号的三维场景；
采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，得到多路影像；
利用全息投影方法将所述多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。
可选的，所述生成包括地形基础数据、测量数据、标绘符号的三维场景，包括：
基于OpenSceneGraph三维引擎、并采用Vitual Planet Builder工具对地形数据进行预处理，生成所述地形基础数据和测量数据；
利用OSG引擎实时加载所述地形基础数据，并根据所述地形基础数据显示所述三维场景；
采用OSG插件实现要素添加，实现在所述三维场景中添加所述标绘符号。
可选的，所述采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，包括：
利用多个布置在不同位置的相机进行多角度图像采集，且每个所述相机均朝向所述三维场景的一个固定位置。
可选的，所述利用全息投影方法将所述多路影像透射到预设空间内，包括：
将所述多路影像按预设规律进行拼接；
将拼接后的所述多路影像投射到所述预设空间内。
可选的，还包括：
响应用户通过外设输入的控制指令，对所述三维场景进行变矩和/或变角度图像采集。
还提供了一种电子沙盘装置，包括：
沙盘设计模块，用于生成并显示包括地形基础数据、测量数据和标绘符号的三维场景；
多路采集设备，用于采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，得到多路影像；
全息投影设备，用于利用全息投影方法将所述多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。
可选的，所述沙盘设计模块包括：
数据生成单元，用于基于OpenSceneGraph三维引擎、并采用Vitual PlanetBuilder工具对地形数据进行预处理，生成所述地形基础数据和测量数据；
地形显示单元，用于利用OSG引擎实时加载所述地形基础数据，并根据所述地形基础数据显示所述三维场景；
要素添加单元，用于采用OSG插件实现要素添加，实现在所述三维场景中添加所述标绘符号。
可选的，所述多路采集设备包括多个相机：
所述多个相机布置在不同位置，用于进行多角度图像采集，且每个所述相机均朝向所述三维场景的一个固定位置。
可选的，全息投影设备包括：
计算机，用于将所述多路影像按预设规律进行拼接；
投影设备，用于将拼接后的所述多路影像投射到所述预设空间内。
可选的，还包括：
操作器模块，用于响应用户通过外设输入的控制指令，对所述三维场景进行变矩和/或变角度图像采集。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种全息显示方法和电子沙盘装置，具体为生成并显示包括地形、测量数据和标绘符号的三维场景；采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集，得到多路影像；利用全息投影方法将多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。由于最后得到的全息立体影像能够使用户在多个角度进行观察，因此能够满足用户多视角获取场景信息的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种全息显示方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的多个相机的俯视图；
图3为本申请实施例提供的多个相机的侧视图；
图4为本申请实施例提供的多个投影仪的俯视图；
图5为本申请实施例提供的一种电子沙盘装置的框图；
图6为本申请实施例提供的另一种电子沙盘装置的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种全息显示方法的流程图。
参照图1所示，本实施例提供的全息显示方法用于为用户提供立体显示，使用户能够得到全息立体影像的体验，该方法具体包括：
S1、生成并显示包括多种元素的三维场景。
该三维场景具体包括地形数据、测量数据和标绘符号。具体的过程为：
首先，基于OpenSceneGraph(简称OSG)三维引擎，并采用Vitual Planet Builder(VPB)工具对地形数据(例如高程数据，影像数据)进行预处理，离线生成地形基础数据，供OSG引擎实时加载显示。同时，也生成相应的测量数据。
然后，采用OSG插件实现要素添加部署，其中，三维模型数据包括OpenFlight、3DStudio MAX(.3ds)、osg ASCII等文件格式、图标图像(包括.rgb、.gif、.jpg、.png、.bmp等格式)。
最后，采用绘图工具绘制军标符号、地理符号等标绘符号，采用地形分析实现通视分析、测量测绘等辅助功能。实现三维电子沙盘软件基础功能，作为投影显示的主体内容，即三维影像。
S2、采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集。
通过图像采集得到该三维场景的多个角度的影像，即多路影像。本实施例中采用四路采集方式，利用四台相机21按90度排雷朝向该三维场景进行图像采集，并同时对准该三维场景的一个固定位置，例如该三维场景的中心点。每个相机独立获取该三维场景在一个方向上的场景内容。
本实施例中四个相机的具体位置的俯视图如图2所示，其具体位置的侧视图如图3所示。
S3、利用全息投影方法将多路影像投射到预设空间。
在获取到多路影像后，采用全息投影方式将多路影像依次投射到预设空间内，实现用户从多角度观察该投射得到的立体的全息影像，该全息影像来自于原来的三维场景。
具体在投射时，首先将得到的多路影像进行拼接，具体到本实施例中，是将4个相机得到的四路影像进行拼接，以一路影像为基准，顺时针或逆时针将其他路影像依次排列；然后利用多路输出设备输出到四个投影31上，以使位置与相机的位置依次对应的投影仪将相应的影像投射到一个空间内，得到全息立体影像。
例如，如果相应的相机所采集的影像的分辨率为1920x1080，拼接后得到的影像的分辨率则为5760x1080，具体的投射效果如图4所示。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种全息显示方法，具体为生成并显示包括地形、测量数据和标绘符号的三维场景；采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集，得到多路影像；利用全息投影方法将多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。由于最后得到的全息立体影像能够使用户在多个角度进行观察，因此能够满足用户多视角获取场景信息的需求。
另外，本实施例中还包括如下操作：
根据用户的控制指令对三维场景进行变矩和或变角度图像采集。
具体而言，可以接受用户通过鼠标或键盘输入的控制指令，即响应鼠标或键盘产生的按下、双击、拖动或者滚动等事件，对多个实时多角度采集的多个相机的焦距进行拉近、拉远或者视角旋转等操作。且在对多个相机进行操作过程中，四个相机的焦距或视角旋转同步变化，即四个相机的视线始终相交于一点。
通过提供变矩和旋转角度的变换，可以使用户能够根据自己的需要对采集的图像的远近和角度进行调整，以得到更好的显示效果，从而能够进一步提高用户的体验。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
实施例二
图5为本申请实施例提供的一种电子沙盘装置的框图。
参照图5所示，本实施例提供的电子沙盘装置用于为用户提供立体显示，使用户能够得到全息立体影像的体验，该装置具体包括沙盘设计模块10、多路采集设备20和全息投影设备30。
沙盘设计模块用于生成并显示包括多种元素的三维场景。
该三维场景具体包括地形数据、测量数据和标绘符号。该模块具体包括数据生成单元、地形显示单元和要素添加单元。
数据生成单元用于基于OpenSceneGraph(简称OSG)三维引擎，并采用VitualPlanet Builder(VPB)工具对地形数据(例如高程数据，影像数据)进行预处理，离线生成地形基础数据，供OSG引擎实时加载显示。同时，也生成相应的测量数据。
地形显示单元用于采用OSG插件实现要素添加部署，其中，三维模型数据包括OpenFlight、3D Studio MAX(.3ds)、osg ASCII等文件格式、图标图像(包括.rgb、.gif、.jpg、.png、.bmp等格式)。
要素添加单元用于采用绘图工具绘制军标符号、地理符号等标绘符号，采用地形分析实现通视分析、测量测绘等辅助功能。实现三维电子沙盘软件基础功能，作为投影显示的主体内容，即三维影像。
多路采集设备采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集。
通过图像采集得到该三维场景的多个角度的影像，即多路影像。本实施例中采用四路采集方式，利用四台相机按90度排雷朝向该三维场景进行图像采集，并同时对准该三维场景的一个固定位置，例如该三维场景的中心点。每个相机独立获取该三维场景在一个方向上的场景内容。
本实施例中四个相机的具体位置的俯视图如图2所示，其具体位置的侧视图如图3所示。
全息投影设备利用全息投影方法将多路影像投射到预设空间。
在获取到多路影像后，采用全息投影方式将多路影像依次投射到预设空间内，实现用户从多角度观察该投射得到的立体的全息影像，该全息影像来自于原来的三维场景。
该设备包括高性能计算机和投影设备，具体在投射时，高性能计算机将得到的多路影像进行拼接，具体到本实施例中，是将4个相机得到的四路影像进行拼接，以一路影像为基准，顺时针或逆时针将其他路影像依次排列；然后利用多路输出设备输出到投影设备即四个投影仪上，以使位置与相机的位置依次对应的投影仪将相应的影像投射到一个空间内，得到全息立体影像。
例如，如果相应的相机所采集的影像的分辨率为1920x1080，拼接后得到的影像的分辨率则为5760x1080，具体的投射效果如图4所示。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种电子沙盘装置，具体为生成并显示包括地形、测量数据和标绘符号的三维场景；采用多角度采集方式对三维场景进行图像采集，得到多路影像；利用全息投影方法将多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。由于最后得到的全息立体影像能够使用户在多个角度进行观察，因此能够满足用户多视角获取场景信息的需求。
另外，本实施例中的电子沙盘装置还包括操作器模块40，如图6所示。
操作器模块用于根据用户的控制指令对三维场景进行变矩和或变角度图像采集。
具体而言，该模块连接有鼠标和键盘等外设，可以接受用户通过鼠标或键盘输入的控制指令，即响应鼠标或键盘产生的按下、双击、拖动或者滚动等事件，对多个实时多角度采集的多个相机的焦距进行拉近、拉远或者视角旋转等操作。且在对多个相机进行操作过程中，四个相机的焦距或视角旋转同步变化，即四个相机的视线始终相交于一点。
通过提供变矩和旋转角度的变换，可以使用户能够根据自己的需要对采集的图像的远近和角度进行调整，以得到更好的显示效果，从而能够进一步提高用户的体验。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种全息显示方法，其特征在于，包括步骤：
生成并显示包括地形基础数据、测量数据和标绘符号的三维场景；
采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，得到多路影像；
利用全息投影方法将所述多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。
2.如权利要求1所述的全息显示方法，其特征在于，所述生成包括地形基础数据、测量数据、标绘符号的三维场景，包括：
基于OpenSceneGraph三维引擎、并采用Vitual Planet Builder工具对地形数据进行预处理，生成所述地形基础数据和测量数据；
利用OSG引擎实时加载所述地形基础数据，并根据所述地形基础数据显示所述三维场景；
采用OSG插件实现要素添加，实现在所述三维场景中添加所述标绘符号。
3.如权利要求1所述的全息显示方法，其特征在于，所述采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，包括：
利用多个布置在不同位置的相机进行多角度图像采集，且每个所述相机均朝向所述三维场景的一个固定位置。
4.如权利要求1所述的全息显示方法，其特征在于，所述利用全息投影方法将所述多路影像透射到预设空间内，包括：
将所述多路影像按预设规律进行拼接；
将拼接后的所述多路影像投射到所述预设空间内。
5.如权利要求1～4任一项所述的全息显示方法，其特征在于，还包括：
响应用户通过外设输入的控制指令，对所述三维场景进行变矩和/或变角度图像采集。
6.一种电子沙盘装置，其特征在于，包括：
沙盘设计模块，用于生成并显示包括地形基础数据、测量数据和标绘符号的三维场景；
多路采集设备，用于采用多角度采集方式对所述三维场景进行图像采集，得到多路影像；
全息投影设备，用于利用全息投影方法将所述多路影像投射在预设空间中，以使用户在任意角度获得到全息立体影像。
7.如权利要求6所述的电子沙盘装置，其特征在于，所述沙盘设计模块包括：
数据生成单元，用于基于OpenSceneGraph三维引擎、并采用Vitual Planet Builder工具对地形数据进行预处理，生成所述地形基础数据和测量数据；
地形显示单元，用于利用OSG引擎实时加载所述地形基础数据，并根据所述地形基础数据显示所述三维场景；
要素添加单元，用于采用OSG插件实现要素添加，实现在所述三维场景中添加所述标绘符号。
8.如权利要求6所述的电子沙盘装置，其特征在于，所述多路采集设备包括多个相机：
所述多个相机布置在不同位置，用于进行多角度图像采集，且每个所述相机均朝向所述三维场景的一个固定位置。
9.如权利要求6所述的电子沙盘装置，其特征在于，全息投影设备包括：
计算机，用于将所述多路影像按预设规律进行拼接；
投影设备，用于将拼接后的所述多路影像投射到所述预设空间内。
10.如权利要求6～9任一项所述的电子沙盘装置，其特征在于，还包括：
操作器模块，用于响应用户通过外设输入的控制指令，对所述三维场景进行变矩和/或变角度图像采集。
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