CN114663633A - 一种ar虚拟直播方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种AR虚拟直播方法及系统，涉及计算机仿真技术领域，所述方法包括：获取摄像机实时拍摄的绿幕背景前人物的当前图像帧；对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。本申请可以在直播中实现逼真的AR效果。

Description

一种AR虚拟直播方法及系统
技术领域
本申请涉及计算机仿真技术领域，尤其是涉及一种AR虚拟直播方法及系统。
背景技术
目前，利用AR和MR的结合可以制造出逼真的场景，但这种方式也是通过先绿幕抠图，再经过后期制作获得的，而无法在直播中实现。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种AR虚拟直播方法及系统，以解决在直播中无法实现AR虚拟的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种AR虚拟直播方法，包括：
获取摄像机实时拍摄的绿幕背景前人物的当前图像帧；
对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；
将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；
对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
进一步的，所述方法还包括：利用显示屏幕现场播放处理后的合成画面。
进一步的，对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；包括：
在模型空间中将当前图像帧投影为一个平面模型；
在顶点着色器中，将平面模型的顶点坐标从模型坐标系转换到虚拟场景的齐次裁剪坐标系，生成主贴图；
对主贴图进行采样，将采样主贴图输出至片段着色器；
在片段着色器中，获取采样主贴图的每个像素点的红色通道值red、绿色通道值green和蓝色通道值blue；
计算像素点输出颜色的蓝色通道值Y：
Y＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue
计算像素点输出颜色的红色通道值Cb：
Cb＝0.564*(blue-Y)
计算像素点输出颜色的绿色通道值Cr：
Cr＝0.713*(red-Y)
将采样主贴图的每个像素点的红色通道值更新为Cb，绿色通道值更新为Cr，蓝色通道值更新为Y；
从更新后的采样主贴图中获取人物图像。
进一步的，将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像，包括：
将人物图像投射在面片上，再将面片放置在虚拟场境中，生成合成画面。
进一步的，对合成图像进行实时渲染，包括：对所述合成画面进行着色和光影处理。
第二方面，本申请实施例提供了一种AR虚拟直播系统，包括：绿幕背景，若干个摄像机和虚拟直播模块；
所述摄像机，用于实时拍摄绿幕背景前的人物，将当前图像帧传输至虚拟直播模块；
所述虚拟直播模块，用于对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
进一步的，所述系统还包括：显示屏幕，用于现场播放处理后的合成画面。
进一步的，对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；包括：
在模型空间中将当前图像帧投影为一个平面模型；
在顶点着色器中，将平面模型的顶点坐标从模型坐标系转换到虚拟场景的齐次裁剪坐标系，生成主贴图；
对主贴图进行采样，将采样主贴图输出至片段着色器；
在片段着色器中，获取采样主贴图的每个像素点的红色通道值red、绿色通道值green和蓝色通道值blue；
计算像素点输出颜色的蓝色通道值Y：
Y＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue
计算像素点输出颜色的红色通道值Cb：
Cb＝0.564*(blue-Y)
计算像素点输出颜色的绿色通道值Cr：
Cr＝0.713*(red-Y)
将采样主贴图的每个像素点的红色通道值更新为Cb，绿色通道值更新为Cr，蓝色通道值更新为Y；
从更新后的采样主贴图中获取人物图像。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例的AR虚拟直播方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现本申请实施例的AR虚拟直播方法。
本申请可以在直播中实现逼真的AR效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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AR虚拟直播场景的示意图；
图2为本申请实施例提供的AR虚拟直播方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的AR虚拟直播系统的示意图；
图4为本申请实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。
首先对本申请实施例的设计思想进行简单介绍。
目前，利用AR和MR的结合可以制造出逼真的场景，但这种方式也是通过先绿幕抠图，再经过后期制作获得的，而无法在直播中实现。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种AR虚拟直播方法及系统，涵盖了实现虚拟现实、增强现实、混合现实、影像现实和其他现实的硬件、软件、方法和体验，能够将物理世界与数字媒体融为一体，创造出真实世界的虚拟感觉以及虚拟世界中的真实感觉。包括由LED显示屏组成的拍摄场地、摄像机、物体位置追踪与定位技术、实施图形渲染引擎(AR技术)等几大元素组成，最后将组合的内容传输显示屏幕前，成为炫酷的逼真的AR场景，如图1所示。
例如，在绿棚内做一场线下发布会，虚拟直播的舞台、AV设备、物料全部都可以通过三维建模完成。无需实景搭建，方便快捷实时可更换不同场景。也可以在实景场地虚实结合，实现逼真的AR效果。
在介绍了本申请实施例的应用场景和设计思想之后，下面对本申请实施例提供的技术方案进行说明。
如图2所示，本申请实施例提供了一种AR虚拟直播方法，包括：
步骤101：获取摄像机实时拍摄的绿幕背景前人物的当前图像帧；
步骤102：对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；
现有的绿幕抠图方法非常复杂，无法应用在直播系统中，本实施例提出了新的绿幕抠图方法，处理速度快，可以应用在直播技术中。
在本实施例中，在Unity引擎中实现该步骤，该步骤包括：
在模型空间中将当前图像帧投影为一个平面模型；
在顶点着色器中，使用UnityObjectToClipPos函数将平面模型的顶点坐标从模型坐标系转换到虚拟场景的齐次裁剪坐标系，生成主贴图；
通过TRANSFORM_TEX函数对主贴图进行采样，将采样主贴图输出至片段着色器；
在片段着色器中，获取采样主贴图的每个像素点的红色通道值red、绿色通道值green和蓝色通道值blue；
计算像素点输出颜色的蓝色通道值Y：
Y＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue
计算像素点输出颜色的红色通道值Cb：
Cb＝0.564*(blue-Y)
计算像素点输出颜色的绿色通道值Cr：
Cr＝0.713*(red-Y)
将采样主贴图的每个像素点的红色通道值更新为Cb，绿色通道值更新为Cr，蓝色通道值更新为Y；
从更新后的采样主贴图中获取人物图像。
通过上述处理，将像素的绿色提取出来，之后判断如果绿色的色值超过阈值，就将其像素的透明度调整为0，即将绿色剔除掉。
步骤103：将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；
具体的，将人物图像投射在面片上，再将面片放置在虚拟场境中，生成合成画面。
步骤104：对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
为了主播在直播时也可以看到直播效果，不用依靠提前踩点卡位。突破现有的虚拟演播厅技术，可以在现场布设一个显示屏，用于现场播放处理后的合成画面，使主播可以在显示屏上实时看到自己的直播效果。
基于上述实施例，本申请实施例提供了一种AR虚拟直播系统，如图3所示，本申请实施例提供的AR虚拟直播系统200至少包括：绿幕背景201，若干个摄像机202和虚拟直播模块203；
所述摄像机202，用于实时拍摄绿幕背景201前的人物，将当前图像帧传输至虚拟直播模块；
所述虚拟直播模块203，用于对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
需要说明的是，本申请实施例提供的AR虚拟直播系统200解决技术问题的原理与本申请实施例提供的AR虚拟直播方法相似，因此，本申请实施例提供的AR虚拟直播系统200的实施可以参见本申请实施例提供的AR虚拟直播方法的实施，重复之处不再赘述。
如图4所示，本申请实施例提供的电子设备300至少包括：处理器301、存储器302和存储在存储器302上并可在处理器301上运行的计算机程序，处理器301执行计算机程序时实现本申请实施例提供的AR虚拟直播方法。
本申请实施例提供的电子设备300还可以包括连接不同组件(包括处理器301和存储器302)的总线303。其中，总线303表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线、外围总线、局域总线等。
存储器302可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存储器(RandomAccess Memory，RAM)3021和/或高速缓存存储器3022，还可以进一步包括只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)3023。
存储器302还可以包括具有一组(至少一个)程序模块3025的程序工具3024，程序模块3025包括但不限于：操作子系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
电子设备300也可以与一个或多个外部设备304(例如键盘、遥控器等)通信，还可以与一个或者多个使得用户能与电子设备300交互的设备通信(例如手机、电脑等)，和/或，与使得电子设备300与一个或多个其它电子设备300进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output，I/O)接口305进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器306与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork，LAN)，广域网(Wide Area Network，WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器306通过总线303与电子设备300的其它模块通信。应当理解，尽管图4中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of IndependentDisks，RAID)子系统、磁带驱动器以及数据备份存储子系统等。
需要说明的是，图4所示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现本申请实施例提供的AR虚拟直播方法。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作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申请范围的所有变更和修改。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种AR虚拟直播方法，其特征在于，包括：
获取摄像机实时拍摄的绿幕背景前人物的当前图像帧；
对当前图像帧进行绿幕抠图，得到人物图像；
将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；
对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
2.根据权利要求1所述的AR虚拟直播方法，其特征在于，所述方法还包括：利用显示屏幕现场播放处理后的合成画面。
3.根据权利要求1所述的AR虚拟直播方法，其特征在于，对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；包括：
在模型空间中将当前图像帧投影为一个平面模型；
在顶点着色器中，将平面模型的顶点坐标从模型坐标系转换到虚拟场景的齐次裁剪坐标系，生成主贴图；
对主贴图进行采样，将采样主贴图输出至片段着色器；
在片段着色器中，获取采样主贴图的每个像素点的红色通道值red、绿色通道值green和蓝色通道值blue；
计算像素点输出颜色的蓝色通道值Y：
Y＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue
计算像素点输出颜色的红色通道值Cb：
Cb＝0.564*(blue-Y)
计算像素点输出颜色的绿色通道值Cr：
Cr＝0.713*(red-Y)
将采样主贴图的每个像素点的红色通道值更新为Cb，绿色通道值更新为Cr，蓝色通道值更新为Y；
从更新后的采样主贴图中获取人物图像。
4.根据权利要求3所述的AR虚拟直播方法，其特征在于，将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像，包括：
将人物图像投射在面片上，再将面片放置在虚拟场境中，生成合成画面。
5.根据权利要求1所述的AR虚拟直播方法，其特征在于，对合成图像进行实时渲染，包括：对所述合成画面进行着色和光影处理。
6.一种AR虚拟直播系统，其特征在于，包括：绿幕背景，若干个摄像机和虚拟直播模块；
所述摄像机，用于实时拍摄绿幕背景前的人物，将当前图像帧传输至虚拟直播模块；
所述虚拟直播模块，用于对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；将人物图像和预先生成的虚拟场景进行合成，得到合成图像；对合成图像进行实时渲染，将渲染后的合成图像以推流的方式进行直播推送。
7.根据权利要求6所述的AR虚拟直播系统，其特征在于，所述系统还包括：显示屏幕，用于现场播放处理后的合成画面。
8.根据权利要求6所述的AR虚拟直播系统，其特征在于，对当前图像帧进行绿幕抠图，获取人物图像；包括：
在模型空间中将当前图像帧投影为一个平面模型；
在顶点着色器中，将平面模型的顶点坐标从模型坐标系转换到虚拟场景的齐次裁剪坐标系，生成主贴图；
对主贴图进行采样，将采样主贴图输出至片段着色器；
在片段着色器中，获取采样主贴图的每个像素点的红色通道值red、绿色通道值green和蓝色通道值blue；
计算像素点输出颜色的蓝色通道值Y：
Y＝0.299*red+0.587*green+0.114*blue
计算像素点输出颜色的红色通道值Cb：
Cb＝0.564*(blue-Y)
计算像素点输出颜色的绿色通道值Cr：
Cr＝0.713*(red-Y)
将采样主贴图的每个像素点的红色通道值更新为Cb，绿色通道值更新为Cr，蓝色通道值更新为Y；
从更新后的采样主贴图中获取人物图像。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的AR虚拟直播方法。
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存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的AR虚拟直播方法。
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