CN110443873A - 一种儿童图书的ar场景展现方法、装置、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种儿童图书的AR场景展现方法、装置、存储介质，其可以使图书中的虚拟角色和物品结合现实场景，AR动画显示效果更加精美、流畅，表现力更好，同时占用更少资源，方法包括以下步骤：采集真实世界图像信息，渲染显示真实世界的场景；基于unity3d生成AR动画，以实现场景中的角色的动画；对于场景中的部分角色和物品，使用预制对象实现场景中角色和物体的生成与销毁；对场景中的图像进行压缩；将AR动画渲染至真实世界的场景中。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实技术领域，具体为一种儿童图书的AR场景展现方法、装置、存储介质。
背景技术
AR是增强现实(Augmented Reality)的简称，是通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间。
由于AR技术可以创造栩栩如生的3D立体形象，给予读者视觉、听觉、触觉等多感官的刺激。这一特性一方面适合展示医学、科技等科普、教学场景，另一方面也非常适合童书出版，为抽象思维缺乏的儿童提供各种直观具体的3D内容。
近年来，AR技术的规模应用主要是在儿童图书领域。儿童天生对色彩鲜艳、能说会动的东西感兴趣，静不下心来阅读平面图书。而AR技术集合文字、图片、三维动画、声音、视频、互动游戏等多种信息传达，为儿童教育提供了更丰富的载体，增强了书本的可参与性，使知识与信息能够更有效地被孩子接受和吸收。
当前的儿童图书的AR动画的展现效果比较稚嫩，少有流畅和精致的AR动画效果。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种儿童图书的AR场景展现方法、装置、存储介质，其可以使图书中的虚拟角色和物品结合现实场景，AR动画显示效果更加精美、流畅，表现力更好，同时占用更少资源。
其技术方案是这样的：一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：采集真实世界图像信息，渲染显示真实世界的场景；
步骤B：基于unity3d生成AR动画，以实现场景中的角色的动画；
步骤C：对于场景中的部分角色和物品，使用预制对象实现场景中角色和物体的生成与销毁；
步骤D：对场景中的图像进行压缩；
步骤E：将AR动画渲染至真实世界的场景中。
进一步的，步骤B包括以下步骤：
步骤1：选中场景中需要实现动画的对象；
步骤2：将需要实现动画的对象导入unity3d中；
步骤3：添加需要实现动画的对象的动作部件的动画变化属性；
步骤4：为需要实现动画的对象绑定骨骼，修改关键帧的属性值来实现对象的动作。
进一步的，步骤4具体包括以下步骤：
步骤4-1：给需要实现动画的对象生成对应的mesh网格；
步骤4-2：给所述对象添加骨骼节点；
步骤4-3：修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，用于实现动画效果。
进一步的，在步骤4中，使用网格过滤器存放对象的mesh网格信息，把mesh网格信息传递到网格渲染器，由网格渲染器将网格渲染到屏幕画面；通过unity3d的SkeletalEditor组件添加骨骼节点；通过对对象添加动画控制器，引用unity3d的Animation Clip组件，修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，生成动画效果。
进一步的，骨骼节点的属性包括位移属性、旋转属性。
进一步的，步骤C包括以下步骤：
将制作完成的游戏组件制作成组件模板；
将组件模版保存为预制对象Prefab；
需要时通过预制对象Prefab生成游戏组件，使用完后进行销毁。
进一步的，步骤D包括以下步骤：将图片转化为TGA格式，保存并导出：删除得到的图片的Alpha通道，保存为bmp格式的图片；将图片导入unity3d中，获取图片的贴图数据进行shader合并。
进一步的，对应AR动画资源采用热更新进行更新，包括以下步骤：整理并提取更新资源；将更新资源上传到服务器，用户端获取更新资源地址，下载更新资源。
一种儿童图书的AR场景展现装置，其特征在于，其包括：包括处理器、存储器以及程序；
所述程序存储在所述存储器中，所述处理器调用存储器存储的程序，以执行上述的儿童图书的AR场景展现方法。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质被配置成存储程序，所述程序被配置成执行上述的儿童图书的AR场景展现方法。
本发明的儿童图书的AR场景展现方法、装置、存储介质，其可以使图书中的虚拟角色和物品结合现实场景，其使用了unity3d来实现角色的AR动画，通过prefab预制对象实现场景中角色物体的生成与销毁减少应用的重复生成导致额外的功耗，减少了重复工作，极大提升了AR动画开发的效率，对场景中的图像进行压缩来减小程序运行所占内存，AR动画显示效果更加精美、流畅，表现力更好，同时占用更少资源，此外，还使用热更新技术实现从服务器上下载资源包以便实时更新资源。
附图说明
图1为本发明的儿童图书的AR场景展现方法的流程图；
图2为本发明中步骤B的具体的流程图；
图3为本发明中步骤4的具体的流程图；
图4为本发明中步骤C的具体的流程图；
图5为本发明中步骤D的具体的流程图。
具体实施方式
见图1，一种儿童图书的AR场景展现方法，包括以下步骤：
步骤A：采集真实世界图像信息，渲染显示真实世界的场景；
步骤B：基于unity3d生成AR动画，以实现场景中的角色的动画；
步骤C：对于场景中的部分角色和物品，使用预制对象实现场景中角色和物体的生成与销毁；
步骤D：对场景中的图像进行压缩；
步骤E：将AR动画渲染至真实世界的场景中。
见图2，在本实施例中，步骤B的基于unity3d生成AR动画步包括以下步骤：
步骤1：选中场景中需要实现动画的对象；
步骤2：将需要实现动画的对象导入unity3d中；
步骤3：添加需要实现动画的对象的动作部件的动画变化属性，动画变化属性包括position、scale、rotation；
步骤4：为需要实现动画的对象绑定骨骼，修改关键帧的属性值来实现对象的动作。
见图3，在本实施例中，步骤4具体包括以下步骤：
步骤4-1：将需要实现动画的对象放入场景中，给对象生成对应的mesh网格；
步骤4-2：给对象添加骨骼节点；
步骤4-3：修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，用于实现动画效果。
具体的，在步骤4中，使用网格过滤器存放对象的mesh网格信息，把mesh网格信息传递到网格渲染器，由网格渲染器将网格渲染到屏幕画面；通过unity3d的SkeletalEditor组件添加骨骼节点；通过对对象添加动画控制器，引用unity3d的Animation Clip组件，修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，生成动画效果，骨骼节点的属性包括位移属性、旋转属性。
见图4，在本实施例中，步骤C的对于场景中的部分角色和物品，使用预制对象实现场景中角色和物体的生成与销毁包括以下步骤：
将制作完成的游戏组件制作成组件模板；
将组件模版保存为预制对象Prefab；
需要时通过预制对象Prefab生成游戏组件；
使用完后进行销毁。
具体的，预制对象Prefab通过instantiate函数生成游戏组件，生成的游戏组件通过destroy函数销毁。
场景中的部分角色和物品制作成一个组件模板，用于批量的套用工作，例如场景中本质上重复的东西，“敌人”，“子弹”，“粒子特效”等，只需在生成prefab时控制其位置角度大小等属性。
见图5，在本实施例中，步骤D的对场景中的图像进行压缩包括以下步骤：将图片转化为TGA格式，保存并导出：删除得到的图片的Alpha通道，保存为bmp格式的图片；将图片导入unity3d中，通过texture2d.getrawtexturedata()函数获取图片的贴图数据，获取图片的贴图数据进行shader合并，在unity3d中，带有透明通道的图片占用内存较大，图片压缩后，均会出现一定的质量的下降，采用步骤D的方式进行压缩后，压缩后的图片显示效果基本不变，图片大小却得到压缩，占用内存较小
本发明的儿童图书的AR场景展现方法，其可以使图书中的虚拟角色和物品结合现实场景，其使用了unity3d来实现角色的AR动画，通过prefab预制对象实现场景中角色物体的生成与销毁减少应用的重复生成导致额外的功耗，对场景中的图像进行压缩来减小程序运行所占内存，AR动画显示效果更加精美、流畅，表现力更好，同时占用更少资源。
当前阅读儿童图书时，小读者看到的大多为插图画面，除此以外也只有文字信息。由于纸质图书外不具备同步展示与阅读内容相匹配的图像、声音等多媒体信息的功能，因此无法为用户动态的营造一种阅读环境，给用户以身临其境的感觉，从而降低了用户的阅读体验。
AR让孩子看到的静态的图画活了起来，改变了他们对图画书的认识，书里人和动物不再是一页纸，而是能说、能动、能画、能陪伴他们的小伙伴，在帮助他们体验读书乐趣的同时，更加强了他们对知识的吸收。
此外，在本发明的一个实施例中，将AR动画更新到本地时，对应AR动画资源采用热更新进行更新，包括以下步骤：整理并提取更新资源；将更新资源上传到服务器，用户端获取更新资源地址，下载更新资源。
在本发明的实施例中，还提供了一种儿童图书的AR场景展现装置，其包括：包括处理器、存储器以及程序；
程序存储在存储器中，处理器调用存储器存储的程序，以执行上述的儿童图书的AR场景展现方法。
在上述儿童图书的AR场景展现装置的实现中，存储器和处理器之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线连接。存储器中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。
存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，处理器在接收到执行指令后，执行程序。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本发明的实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质被配置成存储程序，程序被配置成执行上述的儿童图书的AR场景展现方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机可读存储介质中。该程序在被处理器执行时，实现包括上述各方法实施例的步骤；而前述的计算机可读存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台大数据传输设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
Claims (10)
1.一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：采集真实世界图像信息，渲染显示真实世界的场景；
步骤B：基于unity3d生成AR动画，以实现场景中的角色的动画；
步骤C：对于场景中的部分角色和物品，使用预制对象实现场景中角色和物体的生成与销毁；
步骤D：对场景中的图像进行压缩；
步骤E：将AR动画渲染至真实世界的场景中。
2.根据权利要求1所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：步骤B包括以下步骤：
步骤1：选中场景中需要实现动画的对象；
步骤2：将需要实现动画的对象导入unity3d中；
步骤3：添加需要实现动画的对象的动作部件的动画变化属性；
步骤4：为需要实现动画的对象绑定骨骼；修改关键帧的属性值来实现对象的动作。
3.根据权利要求2所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：步骤4具体包括以下步骤：
步骤4-1：给需要实现动画的对象生成对应的mesh网格；
步骤4-2：给所述对象添加骨骼节点；
步骤4-3：修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，用于实现动画效果。
4.根据权利要求3所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：在步骤4中，使用网格过滤器存放对象的mesh网格信息，把mesh网格信息传递到网格渲染器，由网格渲染器将网格渲染到屏幕画面；通过unity3d的Skeletal Editor组件添加骨骼节点；通过对对象添加动画控制器，引用unity3d的Animation Clip组件，修改骨骼节点的属性以实现mesh网格的形变，生成动画效果。
5.根据权利要求1所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：步骤C包括以下步骤：
将制作完成的游戏组件制作成组件模板；
将组件模版保存为预制对象Prefab；
需要时通过预制对象Prefab生成游戏组件，使用完后进行销毁。
6.根据权利要求5所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：预制对象Prefab通过instantiate函数生成游戏组件，生成的游戏组件通过destroy函数销毁。
7.根据权利要求1所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：步骤D包括以下步骤：将图片转化为TGA格式，保存并导出：删除得到的图片的Alpha通道，保存为bmp格式的图片；将图片导入unity3d中，获取图片的贴图数据进行shader合并。
8.根据权利要求1所述的一种儿童图书的AR场景展现方法，其特征在于：对应AR动画资源采用热更新进行更新，包括以下步骤：整理并提取更新资源；将更新资源上传到服务器，用户端获取更新资源地址，下载更新资源。
9.一种儿童图书的AR场景展现装置，其特征在于，其包括：包括处理器、存储器以及程序；
所述程序存储在所述存储器中，所述处理器调用存储器存储的程序，以执行权利要求1所述的儿童图书的AR场景展现方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质被配置成存储程序，所述程序被配置成执行权利要求1所述的儿童图书的AR场景展现方法。
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