TWM520772U

TWM520772U - 全景影像錄影及擬真觀看系統

Info

Publication number: TWM520772U
Application number: TW104212478U
Authority: TW
Inventors: zhong-lin Xie
Original assignee: zhong-lin Xie
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2016-04-21

Description

全景影像錄影及擬真觀看系統

　　本創作係關於一種攝影及觀賞裝置，尤指一種全景影像錄影及擬真觀看系統。

　　一般來說，全景影像係藉由擷取不同角度之複數影像，而該些影像是透過以一固定角度轉動相機所拍攝而得，以令該些影像會部份重疊，再將該些影像重疊延伸而成。而傳統上觀賞全景影像時，多半係於一平面上直接觀賞一完整的360°全景靜態影像，視覺上並不真實。且由於各角度影像之間重疊的部分未必完全吻合，常會導致合成後的影像接縫部分產生段差。

　　為了令觀看者更有身歷其境的感受，出現許多可供觀看全景影像之電腦軟體、手機或平板電腦應用程式(例如街景服務、網頁上的實景展示)，令觀看者能以滑鼠、手機或平板電腦之觸控螢幕拉動畫面，藉此來控制觀看角度，以更提升觀賞全景影像之擬真程度。

　　然而，以滑鼠或觸控螢幕拉動畫面來控制觀看角度畢竟仍不直觀，觀賞時並無法產生身歷其境的擬真視覺感受。且，傳統上各角度影像形成一全景影像的過程中，需要先將各角度影像檔案經由電腦的程序計算，方能形成一全景影像檔，不僅處理程序較為繁雜，重疊接合處之畫面容易產生段差，輸出的檔案容量更是龐大，容易造成傳輸量的浪費。因此本新型創作人認為應有一種改善的方式，不僅可擷取全景動態影像，以較為擬真的方式觀看該全景動態影像，更可避免處理全景影像檔案時繁雜的處理程序及傳輸量上浪費。

　　有鑒於習知技術的不足，本新型創作者創作出一種全景影像錄影及擬真觀看系統，包括：

一全景錄影單元：包括一球體，沿該球體表面佈設複數鏡頭組，供將該各鏡頭組所攝取之影像訊號處理為一動態影像資料，並依據該各鏡頭組於該球體表面之相對位置將該各動態影像資料分別賦予一角度編碼；

一儲存單元：與該各鏡頭組訊號連接，以供儲存該複數鏡頭組所拍攝而得之該複數動態影像資料及其角度編碼；

一觀影單元：包括一本體，設有一螢幕，該本體固設一陀螺儀，以供該陀螺儀隨該本體於三維空間之運動產生一姿態角訊號；該觀影單元更設一處理器：與該螢幕、該陀螺儀電性連接，並供與該儲存單元訊號連接，該處理器寫有一播放程式，該播放程式供該處理器執行：同步啓動並運作該各動態影像資料，並將該姿態角訊號所代表的一本體姿態角值，與該各角度編碼所代表之各鏡頭姿態角值進行比對，並控制該螢幕顯示鏡頭姿態角值與該本體姿態角值相差最小之一動態影像資料之畫面。

　　藉由該全景錄影單元之設置，可擷取一景點朝向各個角度的影像，以獲得一全景動態影像，並以該觀影單元回播。由於該螢幕一次僅顯示一鏡頭組所拍攝之影像，因此避免了各影像接縫部分產生段差的失真問題。而該觀影單元回播該全景動態影像時，可藉由感測觀看者頭部於三維空間內之運動方向，依據該運動方向來控制螢幕中所顯示之影像的朝向角度。如此，觀看者藉由直觀地轉動頭部，即可切換觀看方向，以觀賞到該景點中不同方向之風景，以令觀看者在使用時產生宛如親自置身於該景點之感受。本創作可應用於旅遊或極限運動之記錄與擬真體驗，令使用者不需實際到達該景點，也能感受到有如置身實境的擬真視覺感受。

(L)(L1)(L2)‧‧‧視線假想線

(x)‧‧‧x軸

(y)‧‧‧y軸

(z)‧‧‧z軸

(1)‧‧‧全景錄影單元

(10)‧‧‧球體

(11)(11A)(11B)(11C)(11D)‧‧‧鏡頭組

(2)‧‧‧儲存單元

(3)‧‧‧觀影單元

(30)‧‧‧本體

(31)‧‧‧螢幕

(32)‧‧‧陀螺儀

(33)‧‧‧處理器

第一圖係本創作之系統連接示意圖

第二圖係本創作之該全景錄影單元之外觀圖

第三圖係本創作之該觀影單元之外觀圖

第四圖係本創作之該觀影單元之一姿態與該全景錄影單元之對照圖

第五圖係本創作之該觀影單元之另一姿態與該全景錄影單元之對照圖

　　以下藉由圖式之輔助，說明本創作之構造、特點以及實施例，俾使貴審查人員對於本創作有更進一步之瞭解。

　　請參閱第一圖，配合第二、第三圖所示，本創作係關於一種擬真影像錄影及觀看系統，包括：

一全景錄影單元(1)：包括一球體(10)，沿該球體(10)表面佈設複數鏡頭組(11)，且該複數鏡頭組(11)分別朝向不同方向，以拍攝該全景錄影單元(1)周圍各方向之影像，供將該各鏡頭組(11)所攝取之影像訊號處理為一動態影像資料，並將該各動態影像資料分別賦予一角度編碼。其中該各角度編碼之編配係依據各鏡頭組(11)於該球體(10)之相對位置，以供後述之該處理器(33)依據該各角度編碼辨識該各動態影像資料之朝向。
　　其中，該各鏡頭組(11)可包括一單一鏡頭，以得到一平面影像，或者可包括二鏡頭，以供擷取一立體影像，令觀看者產生立體的視覺感受。

一儲存單元(2)：與該各鏡頭組(11)訊號連接，以供儲存該複數鏡頭組(11)所拍攝而得之該各動態影像資料及其角度編碼。該儲存單元(2)可設於後述之該觀影單元(3)，並以無線方式(如wi-fi、藍牙等)與該全景錄影單元(1)形成訊號連接。該儲存單元(2)亦可包括一卸除式之記憶卡或硬碟，以結合於該全景錄影單元(1)供存入影像資料，或者結合於後述之觀影單元(3)供讀取資料。

一觀影單元(3)：包括一本體(30)，該本體(30)較佳為一頭盔或眼鏡形狀之頭戴式裝置，供穿戴於使用者頭部。該本體(30)於對應使用者眼部設有一螢幕(31)，該本體(30)固設一陀螺儀(32)，以供該陀螺儀(32)隨該本體(30)於三維空間之運動產生一姿態角訊號，進而感測觀看者頭部之朝向角度。該本體(30)並不限於上述之頭戴裝置，而亦可實施為如智慧型手機、平板電腦等行動電子裝置。
　　該觀影單元(3)更設一處理器(33)：與該螢幕(31)、該陀螺儀(32)電性連接，並供與該儲存單元(2)訊號連接，該處理器(33)寫有一播放程式，該播放程式供該處理器(33)執行：同步啓動該各動態影像資料，並將該姿態角訊號所代表的一本體姿態角值，與該各角度編碼所代表之各鏡頭姿態角值進行比對，並控制該螢幕(31)顯示鏡頭姿態角值與該本體姿態角值相差最小之一動態影像資料之畫面。

　　在本創作之一實施例中，該本體(30)姿態角(觀看者之頭部朝向)之定義方式可如下所述：請參閱第三圖所示，將朝向觀看者正前方之假想直線方向定義為正x軸(正後方則為負x軸)，朝向正左方之假想直線方向定義為正y軸(正右方則為負y軸)，朝向正上方之假想直線方向定義為正z軸，並假設觀看者之視線假想線(L)總是垂直於該觀影單元(3)之螢幕。將該陀螺儀()感測所得之該本體姿態角值以(A, B)表示，其中A定義為觀看者之視線假想線(L)與正z軸間所夾之天頂角(polar angle)；B定義為觀看者之視線假想線(L)在xy平面之投影線，與正x軸間所夾之方位角(azimuth angle)。舉例來說，如第三圖所示，當觀看者頭部朝向正前方時(視線假想線(L)平行於x軸)，其本體姿態角值為(90°, 0°)；當觀看者頭部由正前方朝右偏擺14°，並下傾23°時，其本體姿態角值則為(113°, -14°)(如第四圖所示)。

　　該全景錄影單元(1)係藉由朝向四面八方之該複數鏡頭組(11)獲得各個朝向角度之動態影像，並同時將各個鏡頭組(11)所拍攝而得之動態影像資料依據其拍攝鏡頭組在該球體(10)表面的相對位置賦予一角度編碼，並儲存於該儲存單元(2)。其中，該各角度編碼可供該處理器(33)處理辨識而得一鏡頭姿態角值，而該鏡頭姿態角值之定義方式可如下所示：請參閱第二圖、第四圖及第五圖所示，將該球體(10)之球心定為原點，並將進行拍攝時平行於水平面且通過原點之平面定義為xy平面，將由原點通過該第一鏡頭組(11A)之直線方向定義為x軸。而各鏡頭組(11)之鏡頭姿態角值可以(α, β)表示，其中α定義為各鏡頭組(11)與球心之假想連線與正z軸間所夾之天頂角(polar angle)；β定義為各鏡頭組(11)與球心之假想連線在xy平面之投影線，與正x軸間所夾之方位角(azimuth angle)。舉例來說，如第二圖及第四圖中之實施例所示，該第一鏡頭組(11A)所擷取而得之第一動態影像資料所被賦予之鏡頭姿態角值為(90°, 0°)。

　　以該觀影單元(3)播放觀看時，由於該複數動態影像資料係同時啓動並運作，使該各動態影像資料之運作時程係同步進行而無時間差。而該螢幕(31)所顯示之畫面，則為鏡頭姿態角值與該本體(30)之姿態角值(觀看者頭部之朝向)相差最小之一動態影像資料之畫面。舉例來說，如第四圖及第五圖所示，假設一第二鏡頭組(11B)之鏡頭姿態角值為(115°, -15°)，一第三鏡頭組(11C)之鏡頭姿態角值為(90°, -30°)，一第四鏡頭組(11D)之鏡頭姿態角值為(90°, 30°)。若該陀螺儀(32)所偵側之本體姿態角值為(113°, -14°)，則該螢幕(31)顯示鏡頭姿態角值與其相差最小之該第二鏡頭組(11B)(鏡頭姿態角值為(115°, -15°))所拍攝之一第二動態影像資料之畫面；若觀看者轉動其頭部朝向，使得該陀螺儀(32)所偵側之本體姿態角值為(88°, 25°)，則該螢幕(31)畫面自動切換至鏡頭姿態角值與其相差最小之該第四鏡頭組(11D)(鏡頭姿態角值為(90°, 30°))所拍攝之一第四動態影像資料之畫面，依此類推。

　　其中，該複數鏡頭組(11)之分布並不限於圖式所示之數量與型態，而可實施為數量更多、分布更為密集之態樣，以令使用者觀看全景影像時，各角度畫面間的切換更為連續而逼真。

　　藉由該全景錄影單元(1)之設置，可擷取一景點朝向各個角度的影像，以獲得一全景動態影像，並以該觀影單元(3)回播。該觀影單元(3)回播該全景動態影像時，可藉由感測觀看者頭部於三維空間內之運動方向，依據該運動方向來控制螢幕(31)中所顯示之影像的朝向角度。如此，觀看者藉由直觀地轉動頭部，即可切換觀看方向，以觀賞到該景點中不同方向之風景，以令觀看者在使用時產生宛如親自置身於該景點之感受。本創作可應用於旅遊或極限運動之記錄與擬真體驗，令使用者不需實際到達該景點，也能感受到有如置身實境的擬真視覺感受。且，由於該螢幕(31)一次僅顯示一鏡頭組(11)所拍攝之影像，並藉由感測該本體(30)之姿態變化，以直接在各鏡頭組之影像間切換，因此不僅避免了各影像間接縫部分產生段差的失真問題，更省略了將各鏡頭組(11)所擷取之影像重疊合成為一全景影像檔之處理程序，並節省了全景影像檔輸出之龐大傳輸量。

　　綜上所述，本新型創作確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。

　　惟上述所陳，為本新型創作在產業上一較佳實施例，舉凡依本新型創作申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。