CN111951379A - 一种全景主动式立体图像生成系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全景主动式立体图像生成系统及其方法，属于计算机立体图像生成技术领域，该一种全景主动式立体图像生成系统及其方法包括采集模块、立体模型生成模块和输出模块，本发明缩短了传统制作的制作周期和制作难度，不需要制作人员对复杂两个相机再进行渲染反复测试节约了大量制作成本及时间工期；对于项目的后续后期制作，提供了准确的参数设定，解决原本可能因为空间比例透视等问题带来的制作测试反复，节约了项目的制作成本；对于影片的导演和执行导演，在预演制作时可以提前进入项目沉浸感体验感制作环节，所见即所得，不用再后续根据实际制作调整两相机夹角视距等等复杂操作，大大增加了制作的效率。
Description
技术领域
本发明属于计算机立体图像生成技术领域，具体而言，涉及一种全景主动式立体图像生成系统及其方法。
背景技术
高分辨率、高亮度的全景显示系统越来越广泛地应用于科学计算可视化、虚拟装配、军事训练、模拟驾驶、文化娱乐等领域。为了实现更具视觉冲击力和沉浸体验感的效果，立体显示技术也被逐步引入到这些领域，成为近年来国内外的研究热点。然而在现有技术中，立体图像的制作过程费时费力，且视觉技术生成的立体图像立体感差，其制作过程麻烦，只能生成单眼全景图像。
发明内容
本发明实施例提供了一种全景主动式立体图像生成系统及其方法，其目的在于解决现有的立体图像制作过程费时费力、立体图像立体感差和只能生成单眼全景图像的问题。
鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
一种全景主动式立体图像生成系统，包括采集模块、立体模型生成模块和输出模块；
采集模块，所述采集模块用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据分析后传输至立体模型生成模块；
立体模型生成模块，所述立体模型生成模块用于接收所述采集模块采集的图像数据，并对图像数据进行处理后生成立体模型数据；
输出模块，所述输出模块用于接收所述立体模型生成模块生成的立体模型数据，并对立体模型数据进行处理生成预览图形文件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述采集模块包括采集单元，所述采集单元用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据进行分析后传输至立体模型生成模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述立体模型生成模块包括图像参数设定单元、图像处理单元和立体模型生成单元，所述图像参数设定单元用于接收所述采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元，所述图像处理单元用于接收所述图像参数设定单元设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，并对图像分辨率尺寸数据处理后传输至所述立体模型生成单元，所述立体模型生成单元用于接收所述图像处理单元处理后的图像数据，将所述图像处理单元处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至所述输出模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述图像参数设定单元的图像分辨率尺寸设定值为2：1、3：4。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输出模块包括立体镜头生成单元和导出单元，所述立体镜头生成单元用于接收所述立体模型生成单元生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到所述导出单元，所述导出单元用于接收所述立体镜头生成单元生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
第二方面，本发明实施例提供基于一种全景主动式立体生成系统的方法，包括以下步骤：
S1，图像数据采集，采集单元采集所要生成的目标场景，对采集的图像数据进行处理后传输至图像参数设定单元。
S2，生成立体模型，图像参数设定单元接收采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元，图像处理单元接收图像参数设定单元设定的图像分辨率尺寸数据，并对图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据处理后传输至立体模型生成单元，立体模型生成单元接收图像处理单元处理后的图像数据，将图像处理单元处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至立体镜头生成单元。
S3，预览图像文件输出，立体镜头生成单元接收立体模型生成单元生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到导出单元，导出单元接收立体镜头生成单元生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
(1)通过创建VRayStereoscopic帮助物体生成渲染的场景立体视觉更加精准，缩短了传统制作的制作周期和制作难度，不需要制作人员对复杂两个相机再进行渲染反复测试节约了大量制作成本及时间工期。
(2)对于项目的后续后期制作，提供了准确的参数设定，解决原本可能因为空间比例透视等问题带来的制作测试反复，节约了项目的制作成本。
(3)对于影片的导演和执行导演，在预演制作时可以提前进入项目沉浸感体验感制作环节，所见即所得，不用再后续根据实际制作调整两相机夹角视距等等复杂操作，大大增加了制作的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的结构示意图；
图2是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的流程图；
图3是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S1效果图；
图4是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S1效果图；
图5是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S2效果图；
图6是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S2效果图；
图7是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S2效果图；
图8是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S2效果图；
图9是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S2效果图；
图10是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S3效果图；
图11是本发明所公开的一种全景主动式立体图像生成系统的方法的S3效果图。
附图标记说明：100-采集模块、110-采集单元、200-立体模型生成模块、210-图像参数设定单元、220-图像处理单元、230-立体模型生成单元、300-输出模块、310-立体镜头生成单元、320-导出单元。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例一
参照附图1所示，本发明提供一种技术方案：一种全景主动式立体图像生成系统，包括采集模块100、立体模型生成模块200和输出模块300。
采集模块100，所述采集模块100用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据分析后传输至立体模型生成模块200。
立体模型生成模块200，所述立体模型生成模块200用于接收所述采集模块100采集的图像数据，并对图像数据进行处理后生成立体模型数据。
输出模块300，所述输出模块300用于接收所述立体模型生成模块200生成的立体模型数据，并对立体模型数据进行处理生成预览图形文件。
进一步的，所述采集模块100包括采集单元110，所述采集单元110用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据进行分析后传输至立体模型生成模块200。
具体的，采集单元110采集所要生成目标场景的图像数据，对场景进行全方位采集数据并对采集数据进行处理，进而可获得全景图像数据，并将该数据传输至图像参数设定单元210。
进一步的，所述立体模型生成模块200包括图像参数设定单元210、图像处理单元220和立体模型生成单元230，所述图像参数设定单元210用于接收所述采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元220，所述图像处理单元220用于接收所述图像参数设定单元210设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，并对图像分辨率尺寸数据处理后传输至所述立体模型生成单元230，所述立体模型生成单元230用于接收所述图像处理单元220处理后的图像数据，将所述图像处理单元220处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至所述输出模块300，所述图像参数设定单元210的图像分辨率尺寸设定值为2：1、3：4。
具体的，图像参数设定单元210获得采集单元的图像数据后，工作人员通过图像参数设定单元210设定所需输出图像参数值，根据使用的两个虚拟摄像头的不同，其中，球形摄像头的分辨率尺寸参数值为2：1，矩形摄像头的分辨率尺寸参数值为3：4，并设置瞳距为6.5cm，以及设置焦距为现场人视点到屏幕距离；根据工作人员设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，图像参数设定单元210将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据并传输至图像处理单元220，图像处理单元220根据设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据对全景图像进行处理，按照设定参数值进行缩放，并对全景图像数据进行整理，删除不必要的全景图像数据，全景图像数据经过整理后，将该数据传输至立体模型生成单元230，同时立体模型生成单元230将所获得的全景图像数据生成立体模型数据，并将立体模型数据传输至立体镜头生成单元310。
进一步的，所述输出模块300包括立体镜头生成单元310和导出单元320，所述立体镜头生成单元310用于接收所述立体模型生成单元230生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到所述导出单元320，所述导出单元320用于接收所述立体镜头生成单元310生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
具体的，通过立体镜头生成单元310接收的立体模型数据，经过立体镜头生成单元310处理得到完整的全景场景镜头数据，将全景场景镜头数据传输至导出单，导出单元320接收三维镜头生成单元生成的全景场景镜头数据，对全景场景镜头数据进行处理得到预览图像文件。
实施例二
本发明实施例还公开了一种全景主动式立体生成系统的方法，参照附图2-11所示，包括以下步骤：
S1，图像数据采集，采集单元采集所要生成的目标场景，对采集的图像数据进行处理后传输至图像参数设定单元210。
具体的，根据现场的环境，选定适合两个虚拟摄像机的位置，以及根据现场的环境确定两个虚拟摄像机的可视化高度，通常两个虚拟摄影机高度设定在人人眼可视化高度约1.6m，以模拟人眼的可视化高度，采集单元110通过Autodesk3dsMax或AdobeAfterEffect软件任一种进行采集渲染输出场景图像，并将场景图像数据传输至图像参数设定单元210。
S2，生成立体模型，图像参数设定单元210接收采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元220，图像处理单元220接收图像参数设定单元210设定的图像分辨率尺寸数据，并对图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据处理后传输至立体模型生成单元230，立体模型生成单元230接收图像处理单元220处理后的图像数据，将图像处理单元220处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至立体镜头生成单元310。
具体的，图像参数设定单元210获得采集单元的图像数据后，工作人员通过图像参数设定单元210设定所需输出图像参数值，根据使用的两个虚拟摄像头的不同，其中，球形摄像头的分辨率尺寸参数值为2：1，矩形摄像头的分辨率尺寸参数值为3：4，并设置瞳距为6.5cm，以及设置焦距为现场人视点到屏幕距离，进一步的，图像融合方式为旋转；根据工作人员设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，图像参数设定单元210将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据并传输至图像处理单元220，图像处理单元220根据设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据对全景图像进行处理，按照设定参数值进行缩放，并对全景图像数据进行整理，删除不必要的全景图像数据，全景图像数据经过整理后，将该数据传输至立体模型生成单元230，同时立体模型生成单元230将所获得的全景图像数据生成立体模型。
S3，预览图像文件输出，立体镜头生成单元310接收立体模型生成单元230生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到导出单元320，导出单元320接收立体镜头生成单元310生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
本发明通过创建VRayStereoscopic帮助物体生成渲染的场景立体视觉更加精准，缩短了传统制作的制作周期和制作难度，不需要制作人员对复杂两个相机再进行渲染反复测试节约了大量制作成本及时间工期；对于项目的后续后期制作，提供了准确的参数设定，解决原本可能因为空间比例透视等问题带来的制作测试反复，节约了项目的制作成本；对于影片的导演和执行导演，在预演制作时可以提前进入项目沉浸感体验感制作环节，所见即所得，不用再后续根据实际制作调整两相机夹角视距等等复杂操作，大大增加了制作的效率。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (6)
1.一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，包括采集模块(100)、立体模型生成模块(200)和输出模块(300)；
采集模块(100)，所述采集模块(100)用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据分析后传输至立体模型生成模块(200)；
立体模型生成模块(200)，所述立体模型生成模块(200)用于接收所述采集模块(100)采集的图像数据，并对图像数据进行处理后生成立体模型数据；
输出模块(300)，所述输出模块(300)用于接收所述立体模型生成模块(200)生成的立体模型数据，并对立体模型数据进行处理生成预览图形文件。
2.根据权利要求1所述的一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，所述采集模块(100)包括采集单元(110)，所述采集单元(110)用于采集所要生成的目标场景，并对采集的图像数据进行分析后传输至立体模型生成模块(200)。
3.根据权利要求1所述的一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，所述立体模型生成模块(200)包括图像参数设定单元(210)、图像处理单元(220)和立体模型生成单元(230)，所述图像参数设定单元(210)用于接收所述采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元(220)，所述图像处理单元(220)用于接收所述图像参数设定单元(210)设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，并对图像分辨率尺寸数据处理后传输至所述立体模型生成单元(230)，所述立体模型生成单元(230)用于接收所述图像处理单元(220)处理后的图像数据，将所述图像处理单元(220)处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至所述输出模块(300)。
4.根据权利要求3所述的一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，所述图像参数设定单元(210)的图像分辨率尺寸设定值为2：1、3：4。
5.根据权利要求1所述的一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，所述输出模块(300)包括立体镜头生成单元(310)和导出单元(320)，所述立体镜头生成单元(310)用于接收所述立体模型生成单元(230)生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到所述导出单元(320)，所述导出单元(320)用于接收所述立体镜头生成单元(310)生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
6.一种全景主动式立体图像生成系统的方法，应用于权利要求1所述的一种全景主动式立体图像生成系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1，图像数据采集，采集单元采集所要生成的目标场景，对采集的图像数据进行处理后传输至图像参数设定单元(210)。
S2，生成立体模型，图像参数设定单元(210)接收采集单元传输的图像数据，同时并接收用户设定的图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据，将图像分辨率尺寸、瞳距和焦距数据传输至图像处理单元(220)，图像处理单元(220)接收图像参数设定单元(210)设定的图像分辨率尺寸数据，并对图像分辨率尺寸、瞳距和焦距的数据处理后传输至立体模型生成单元(230)，立体模型生成单元(230)接收图像处理单元(220)处理后的图像数据，将图像处理单元(220)处理后的图像数据生成立体模型，并将生成的立体模型数据传输至立体镜头生成单元(310)。
S3，预览图像文件输出，立体镜头生成单元(310)接收立体模型生成单元(230)生成的立体模型数据，将立体模型数据转化为完整的场景数据并生成镜头数据，并将镜头数据传输到导出单元(320)，导出单元(320)接收立体镜头生成单元(310)生成的镜头数据，对镜头数据进行处理得到预览图像文件。
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