TWI671711B - 模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置及方法，該裝置包含有複數光感應器、資訊控制單元及虛擬實境伺服器。該方法包含偵測一環境空間中包含一畫作準備擺放的一位置之一光影參數；建構與該環境空間相同規格的一虛擬空間，使該畫作重現於該虛擬空間內與該環境空間之該位置相同的一虛擬位置上；將該光影參數重現於該虛擬空間內，藉以模擬該畫作實際擺放於該位置上的光線分佈後之視覺效果。藉以可供消費者經由該虛擬空間的模擬，可看出該畫作實際上擺放後光線分佈之視覺效果，藉以作為是否決定購置該畫作之參考依據。

Description

模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置及方法

本發明係有關於一種可以預先模擬畫作實際上擺放後光線分佈之視覺效果的虛擬裝置及虛擬方法。

目前一般所常見的無框畫、印刷畫、數位畫等畫作，主要係將畫作的數據資料以數位方式列印出成為一幅畫，以供作為室內設計與裝潢之擺放欣賞之用，藉以增添室內之美感及品味。惟每一幅畫作會因為擺放位置之不同，而產生不同的美感。通常於實際位置擺放後，常會因為光線的折射或漫射，而造成畫作本身的顏色改變，而導致擺放後失去了原有的美感。此時，才會發現該畫作並不適合擺放於該位置上，但因為該畫作已購置，並無法退貨而會造成困擾。

因此有中華民國101年10月1日所公告之新型第M438658號「具有擴增實境室內設計系統之平板電腦」專利案，其係揭露：包含一本體、一攝影裝置、一顯示螢幕、一儲存裝置與一運算裝置，該攝影裝置用以拍攝影像，該顯示螢幕嵌設於該本體之正面，該顯示螢幕用以供顯示圖像與控制顯示圖像，該儲存裝置位於該本體內並供儲存影像檔案，該運算裝置位於該本體內並具有擴增實境之運算功能，該運算裝置與該攝影裝置、該顯示螢幕及該儲存裝置電性連接，該運算裝置能將該攝影裝置所拍攝之影像以及該儲存裝置所儲存之影像，經過比對運算後，使兩者之影像適當重疊，並將重疊後之影像透過該顯示螢幕予以顯示。又該運算裝置能將影像中之物體加上光影之效果，藉此能增加影像的立體效果，使影像更貼近現實狀況；此外，該運算裝置亦能設定影像之光線效果，以降低因光線不同所造成的色差，讓影像的色澤能維持正常的狀 態。藉此，使用者可隨時隨地對環境進行室內設計之擬真預覽，具有良好之效果。

該專利前案雖然可以虛擬出一待裝潢的空間，並且將所欲擺放的家具擺放於該待裝潢的空間，藉以模擬出實際擺放的家具之視覺樣態，以供消費者決定是否購買該家具。惟該專利前案雖然可以於該虛擬的待裝潢空間中模擬出光影的效果，但該光影果係為電腦自行模擬產生，並非為實際待裝潢空間中實際光線照射後所產生的視覺效果，因此對於無框畫並無法模擬出於實際位置擺放後，所能呈現視覺上產生的視覺影效果，同樣難以判斷該幅無框畫，是否適合擺放於該位置。

又有中華民國104年1月16日所公開之發明第201503038號「室內設計虛擬實境系統」專利案，其係揭露：室內設計虛擬實境系統包含顯示模組、儲存模組、輸入模組及處理模組。儲存模組儲存人物物件、家具物件以及場景模型，而家具物件具有複數可替換之家具材質貼圖，場景模型具有複數可替換之場景壁面材質貼圖。輸入模組接收使用者輸入之操作指令。處理模組讀取並執行人物物件、家具物件及場景模型，以產生室內設計場景畫面並顯示於顯示模組，且處理模組執行操作指令以移動人物物件並更新室內設計場景畫面，或執行對應操作指令之家具物件之動作指令，使家具物件及場景模型具有材質的變化調整功能，以利使用者預覽參考。進一步該至少一家具物件係包含一燈具物件，且該燈具物件具有一實際燈具之配光曲線數據，該處理模組係根據該配光曲線數據來計算該室內設計場景畫面之光照效果，據以計算出與實際景況相近之光照效果。

該專利前案雖然能夠模擬實際燈具於實際位置的視覺效果，但必須於裝潢時，同時購置安裝該燈具，才能達到實際的模擬視覺效果。因此無法 適用於實際空間中的原有燈具使用，造成消費者除了購畫以外，還必須另外添購燈具，因此造成消費者極大的困擾及成本增加。

爰此，有鑑於目前模擬畫作擺放於環境空間中所呈現的光線分佈之裝置或方法係具有上述之缺點。故本發明提供一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，包含有：複數光感應器，分佈設置於一環境空間中，該環境空間中係包含一畫作準備擺放的一位置，該等光感應器係偵測該環境空間中任一點光線分佈之一光影參數，並輸出該光影參數；一資訊控制單元，係訊號連接該等光感應器，該資訊控制單元係接收該等光感應器所輸出之該光影參數，並根據該光影參數計算出該環境空間任一點的一光線分佈數據，並輸出該光線分佈數據；一虛擬實境伺服器，其係訊號連接該資訊控制單元，該虛擬實境伺服器係建構出與該環境空間相同規格的一虛擬空間，該虛擬實境伺服器將相同於該畫作之一數位畫作，重現於該虛擬空間內與該環境空間之該位置相同的一虛擬位置上，並接收該資訊控制單元所輸出之該光線分佈數據，將該光線分佈數據還原成對應該環境空間中任一點光線分佈之該光影參數，並將該光影參數重現於該虛擬空間內。

上述感應器係分別包含有一感應單元、一第一通訊單元及一供電單元，該等感應單元係偵測該光影參數，該等第一通訊單元係輸出該光影參數，該等供電單元係供應該等光感應器所需之電力。

上述資訊控制單元係包含有一資料接收模組、一空間定位模組、一光線分佈資料庫及一第二通訊單元，該資料接收模組係接收該等光感應器所輸出之該光影參數，該空間定位模組係以室內定位法，賦與該環境空間中每一個該感應單元之座標位置，並與該光影參數結合，藉以計算出該光線分佈數 據，該光線分佈資料庫係儲存該光線分佈數據，該第二通訊單元係透過一網際網路、一行動網路、一有線網路或一無線網路將該光線分佈數據輸出。

上述虛擬實境伺服器係包含有一虛擬實境重建模組、一畫作數據資料庫、一光線分析模組及一顯示介面，該虛擬實境重建模組係預先輸入相同於該環境空間的一空間數據，並根據該空間數據而建構成該虛擬空間，並將該虛擬空間顯示於該顯示介面上，該畫作數據資料庫係預先輸入相同於該畫作的該數位畫作之一畫作數據，並依據該畫作數據，將該數位畫作重現於該虛擬位置上，並顯示於該顯示介面上，又該光線分析模組係接收來自於該資訊控制單元所輸出之該光線分佈數據，並將該光線分佈數據還原成該光影參數，並將該光影參數重現於該虛擬空間內，以及顯示於該顯示介面上。

上述光影參數係為該環境空間中至少一光源所發出的光線分佈，該光源係為一燈光或一自然光，又該光影參數係包含有光照度、光波長、色溫等其中之一或其任意組合之數據。

上述感應單元於該環境空間中係呈一2D平面分佈或一3D空間分佈。

本發明亦可為一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之方法，包含有：偵測一環境空間中包含一畫作準備擺放的一位置之一光影參數；建構與該環境空間相同規格的一虛擬空間，將相同於該畫作的一數位畫作，重現於該虛擬空間內與該環境空間之該位置相同的一虛擬位置上；將該光影參數重現於該虛擬空間內，藉以模擬該畫作實際擺放於該位置上的光線分佈後之視覺效果。

上述光影參數係包含有光照度、光波長、色溫其中之一或其任意組合之數據。

賦與上述環境空間中每一點之座標位置，並將該座標位置與該光影參數結合，藉以計算出該環境空間任一點的一光線分佈數據，再將該光線分佈數據還原成對應該環境空間中任一點光線分佈之該光影參數，使該光影參數重現於該虛擬空間內。

上述取得相同於該環境空間的一空間數據，根據該空間數據而建構成該虛擬空間，再取得該數位畫作之一畫作數據，依據該畫作數據，將該數位畫作重現於該虛擬位置上。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.係可預先建構出與擺放畫作之環境空間為相同規格、相同的數位畫作及相同光線分佈的虛擬空間態樣，藉以可供消費者經由該虛擬空間，而得以完整的模擬出該畫作實際上擺放於環境空間中的光線分佈後之視覺效果，藉以作為決定是否購置該畫作之重要參考依據。

2.係偵測該環境空間中任一點光線分佈之光照度及光顏色的一光影參數，並將該光影參數重現於該虛擬空間中，因此能夠模擬出與實際環境空間中最真實的光線分佈，而能達到與實際環境空間中完全一致的視覺效果，不會有先前技術利用電腦虛擬出的光線分佈態樣，而會有失真的缺點產生。

3.利用現有實際環境空間中的燈具，即可模擬出虛擬空間的光線分佈態樣，而無庸再另外添購特殊的燈具以產生所模擬的光線分佈態樣，故可節省裝潢成本及時間。

(1)‧‧‧光感應器

(11)‧‧‧感應單元

(12)‧‧‧第一通訊單元

(13)‧‧‧供電單元

(2)‧‧‧資訊控制單元

(21)‧‧‧資料接收模組

(22)‧‧‧空間定位模組

(23)‧‧‧光線分佈資料庫

(24)‧‧‧第二通訊單元

(3)‧‧‧虛擬實境伺服器

(31)‧‧‧虛擬實境重建模組

(32)‧‧‧畫作數據資料庫

(33)‧‧‧光線分析模組

(34)‧‧‧顯示介面

(A)‧‧‧環境空間

(A1)‧‧‧位置

(A2)‧‧‧光源

(B)‧‧‧數位畫作

(C)‧‧‧虛擬空間

(C1)‧‧‧虛擬位置

[第一圖]係為本發明實施例模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置的配置示意圖。

[第二圖]係為本發明實施例模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置的環境空間示意圖。

[第三圖]係為本發明實施例各模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置的虛擬空間示意圖。

[第四圖]係為本發明實施例各模擬畫作於環境空間中的光線分佈之方法的步驟流程圖。

請參閱第一圖及第二圖所示，本發明實施例係為一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，係包含有複數光感應器(1)、資訊控制單元(2)及虛擬實境伺服器(3)，其中：複數光感應器(1)，係分佈設置於一環境空間(A)中，該環境空間(A)中係包含一畫作準備擺放的一位置(A1)。該等光感應器(1)係分別包含有一感應單元(11)、一第一通訊單元(12)及一供電單元(13)。其中該等感應單元(11)係偵測該環境空間(A)中任一點光線分佈之光照度及光顏色的一光影參數，該光影參數係為該環境空間(A)中至少一光源(A2)所發出的光線分佈，該光源(A2)係可為一燈光或一自然光。該光影參數係包含有光照度、光波長、色溫等其中之一或其任意組合之數據。該等感應單元(11)於該環境空間(A)中係呈一2D平面分佈或一3D空間分佈。該等第一通訊單元(12)係將該光影參數透過ZigBee、Wi-Fi或藍牙將其輸出。該等供電單元(13)則透過電池或太陽能電池以供應每一個光感應器(1)作動時所需之電力。又該畫作係為以一畫作數據所列印或印刷出之一數位畫作(B)。

資訊控制單元(2)，其係訊號連接該等光感應器(1)。該資訊控制單元(2)係包含有一資料接收模組(21)、一空間定位模組(22)、一光線分佈資料庫(23)及一第二通訊單元(24)。其中該資料接收模組(21)係接收該等第一通訊單元(12)所輸出之該光影參數。該空間定位模組(22)係以室內定位法，賦與該環境空間(A)中每一個該感應單元(11)之座標位置，並與每一個該感應單元(11)所感應到的該 光影參數結合，藉以可計算出該環境空間(A)任一點的一光線分佈數據。該光線分佈資料庫(23)則儲存每一次所計算得到之該光線分佈數據，以供可以隨時查詢及輸出，以作為參考。該第二通訊單元(24)則將該光線分佈數據透過一網際網路、一行動網路、一有線網路或一無線網路將其輸出。

虛擬實境伺服器(3)，其係訊號連接該資訊控制單元(2)。該虛擬實境伺服器(3)係包含有一虛擬實境重建模組(31)、一畫作數據資料庫(32)、一光線分析模組(33)及一顯示介面(34)。該虛擬實境重建模組(31)係預先輸入相同於該環境空間(A)的一空間數據，並根據該空間數據而建構成與該環境空間(A)相同規格的一虛擬空間(C)，並將該虛擬空間(C)顯示於該顯示介面(34)上〔如第三圖所示〕。該顯示介面(34)係可為一電腦螢幕或一投影螢幕。該畫作數據資料庫(32)預先輸入相同於準備擺放在該環境空間(A)中該位置(A1)之該畫作的該數位畫作(B)之該畫作數據，並依據該畫作數據，將相同於該畫作之該數位畫作(B)，重現於該虛擬空間(C)內與該環境空間(A)之該位置(A1)相同的一虛擬位置(C1)上，並顯示於該顯示介面(34)上。又該光線分析模組(33)係接收來自於該第二通訊單元(24)所輸出之該光線分佈數據，並將該光線分佈數據還原成對應該環境空間(A)中任一點光線分佈之光照度及光顏色的該光影參數，而將其重現於該虛擬空間(C)內，並顯示於該顯示介面(34)上。如此建構出與該環境空間(A)相同規格、相同於該畫作之該數位畫作(B)及相同之光線分佈的該虛擬空間(C)態樣，藉以可供消費者經由該顯示介面(34)上的該虛擬空間(C)，而得以完整的看出該畫作實際擺放於該位置(A1)上的光線分佈後之視覺效果，藉以作為是否決定購置該畫作之重要參考依據。

本發明實施例係為一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之方法，係配合上述虛擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置共同實施，如第一圖及第四圖所示，係包含有下列之步驟。

a.偵測一環境空間(A)中包含一畫作準備擺放的一位置(A1)之一光影參數。如第二圖所示，係於該環境空間(A)中分佈設置該等感應單元(11)，利用該等感應單元(11)偵測該環境空間(A)中該光源(A2)於任一點光線分佈之光照度及光顏色的一光影參數，該光影參數係包含有光照度、光波長、色溫等其中之一或其任意組合之數據。

b.賦與該環境空間(A)中每一點之座標位置，並與該光影參數結合，藉以計算出該環境空間(A)任一點的一光線分佈數據。係於該環境空間(A)中，利用該資訊控制單元(2)之該空間定位模組(22)以室內定位法，賦與該環境空間(A)中每一個該感應單元(11)之座標位置，利用該座標位置與每一個該感應單元(11)所感應到的該光影參數結合，藉以可計算出該環境空間(A)每一點的該光線分佈數據。

c.建構與該環境空間(A)相同規格的一虛擬空間(C)，將相同於該畫作的一數位畫作(B)，重現於該虛擬空間(C)內與該環境空間(A)之該位置(A1)相同的一虛擬位置(C1)上。如第三圖所示，係利用該虛擬實境伺服器(3)之該虛擬實境重建模組(31)，可預先輸入相同於該環境空間(A)的一空間數據，並根據該空間數據而建構成與該環境空間(A)相同規格的該虛擬空間(C)。再將相同於該畫作之該數位畫作(B)的該畫作數據預先輸入於該畫作數據資料庫(32)，再依據該畫作數據，將相同於該數位之該數位畫作(B)重現於該虛擬空間(C)內與該環境空間(A)之該位置(A1)相同的該虛擬位置(C1)上。

d.將該光線分佈數據還原成對應該環境空間(A)中任一點光線分佈之該光影參數，再將該光影參數重現於該虛擬空間(C)內，藉以模擬該畫作實際擺放於該位置(A1)上的光線分佈後之視覺效果。又利用該光線分析模組(33)將該光線分佈數據還原成對應該環境空間(A)中任一點光線分佈之光照度及光顏色的該光影參數，再將該光影參數重現於該虛擬空間(C)內，藉以建構成與該環境空 間(A)相同規格、相同該畫作之該數位畫作(B)及相同之光線分佈的該虛擬空間(C)態樣，可供消費者經由該顯示介面(34)上的該虛擬空間(C)，而得以完整的看出該畫作實際擺放於該位置(A1)上的光線分佈後之視覺效果，以作為是否決定購置該畫作之重要參考依據。可避免消費者於先購置該畫作後，於該環境空間(A)中進行實際擺設後，才發覺不適合，而造成已無法退貨之困擾。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (7)

1. 一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，包含有：複數光感應器，分佈設置於一環境空間中，該環境空間中係包含一畫作準備擺放的一位置，該等光感應器係偵測該環境空間中任一點光線分佈之一光影參數，並輸出該光影參數；一資訊控制單元，係訊號連接該等光感應器，該資訊控制單元係包含有一資料接收模組及一空間定位模組，該資料接收模組係接收該等光感應器所輸出之該光影參數，該空間定位模組係以室內定位法，賦與該環境空間中每一個該感應單元之座標位置，並與該光影參數結合，根據該光影參數計算出該環境空間任一點的一光線分佈數據，並輸出該光線分佈數據；一虛擬實境伺服器，其係訊號連接該資訊控制單元，該虛擬實境伺服器係包含有一虛擬實境重建模組、一畫作數據資料庫、一光線分析模組及一顯示介面，該虛擬實境重建模組係預先輸入相同於該環境空間的一空間數據，並根據該空間數據而建構出與該環境空間相同規格的一虛擬空間，並將該虛擬空間顯示於該顯示介面上，該畫作數據資料庫係預先輸入相同於該畫作之一數位畫作的一畫作數據，並依據該畫作數據，將該數位畫作重現於該虛擬空間內與該環境空間之該位置相同的一虛擬位置上，並顯示於該顯示介面上，該光線分析模組接收該資訊控制單元所輸出之該光線分佈數據，將該光線分佈數據還原成對應該環境空間中任一點光線分佈之該光影參數，並將該光影參數重現於該虛擬空間內，以及顯示於該顯示介面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，其中，該等光感應器係分別包含有一感應單元、一第一通訊單元及一供電單元，該等感應單元係偵測該光影參數，該等第一通訊單元係輸出該光影參數，該等供電單元係供應該等光感應器所需之電力。
3. 如申請專利範圍第1項所述模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，其中，該資訊控制單元係包含有一光線分佈資料庫及一第二通訊單元，該光線分佈資料庫係儲存該光線分佈數據，該第二通訊單元係透過一網際網路、一行動網路、一有線網路或一無線網路將該光線分佈數據輸出。
4. 如申請專利範圍第1項所述模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，其中，該光影參數係為該環境空間中至少一光源所發出的光線分佈，該光源係為一燈光或一自然光，又該光影參數係包含有光照度、光波長、色溫等其中之一或其任意組合之數據。
5. 如申請專利範圍第1項所述模擬畫作於環境空間中的光線分佈之裝置，其中，該等感應單元於該環境空間中係呈一2D平面分佈或一3D空間分佈。
6. 一種模擬畫作於環境空間中的光線分佈之方法，包含有：偵測一環境空間中包含一畫作準備擺放的一位置之一光影參數；賦與該環境空間中每一點之座標位置，並將該座標位置與該光影參數結合，藉以計算出該環境空間任一點的一光線分佈數據；取得相同於該環境空間的一空間數據，根據該空間數據而建構與該環境空間相同規格的一虛擬空間，將相同於該畫作的一數位畫作之一畫作數據，依據該畫作數據，重現於該虛擬空間內與該環境空間之該位置相同的一虛擬位置上；將該光線分佈數據還原成對應該環境空間中任一點光線分佈之該光影參數，使該光影參數重現於該虛擬空間內，藉以模擬該畫作實際擺放於該位置上的光線分佈後之視覺效果。
7. 如申請專利範圍第6項所述模擬畫作於環境空間中的光線分佈之方法，其中，該光影參數係包含有光照度、光波長、色溫其中之一或其任意組合之數據。