[實用新型]一種視點平移的虛擬空間實景視頻圖像生成裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620158491.3
• 申請日: 2006-11-17
• 公開（公告）號: CN200969658Y
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 高宏
• 申請（專利權）人: 清華紫光股份有限公司
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N15/00;G03B37/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 羅文群

技術領域

本實用新型涉及一種視點平移的虛擬空間實景視頻圖像生成裝置，屬于多媒體虛擬現(xiàn)實技術領域。

背景技術

基于實景圖像的虛擬場景是利用照相機采集的離散圖象或攝象機采集的連續(xù)視頻圖象作為基礎數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖象處理生成具有空間操縱能力的虛擬環(huán)境。基于實景圖象構造的虛擬信息空間避開了復雜的場景建模與繪制，直接利用照相機或攝象機拍攝得到的實景圖象來構造虛擬信息空間，這種基于實景的方法具有快速、簡單、逼真的優(yōu)點，正在越來越多地應用于旅游景點、虛擬場館介紹以及遠地空間再現(xiàn)等方面。

1994年6月，Apple公司開始推出全景視頻商用產(chǎn)品QuickTime?VR，第一次使人們領略了具有照片質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實環(huán)境。它把環(huán)繞觀察者的若干張邊緣稍有重疊的照片圖像，利用軟件消除重疊，進行拼接處理，最后卷繞成一個圓柱形，組合成一張平滑的360度全景圖像。觀察者可以站在圓柱形中央位置，在水平方向上，任意環(huán)視四周。在某一個角度進行觀察時，用戶可利用圖像的放大或縮小來實現(xiàn)近視、遠視觀察效果(類似于攝像機的鏡頭推拉)。

上述從圓柱形360度全景圖像內(nèi)部觀察圖像的方法稱為內(nèi)環(huán)視。內(nèi)環(huán)視可使觀察者在一個固定的位置觀看周圍的環(huán)境，就好像在真實空間里一樣，具有身臨其境的感受。這對表達建筑內(nèi)部空間以及城市街道、廣場等室外空間十分有效。

和內(nèi)環(huán)視相對應的是外環(huán)視，它是以一個物體為中心，圍繞它旋轉(zhuǎn)360度產(chǎn)生圖像，好象是從外部球面上的眾多視點來看同一物體，從而生成一個物體各個側(cè)面的圖像信息。外環(huán)視的主要效果是讓觀察者從不同的角度圍繞對象來觀察一個物體，通常用于網(wǎng)上商品展示，也適合對單體建筑外觀的觀察和群體建筑的鳥瞰。

全景圖像在虛擬現(xiàn)實中的應用特點是視點固定不動(不能平移、只能旋轉(zhuǎn))，觀察者站在視點環(huán)顧四周。M.Hirose，S.Watanabe，T.Endo在《1998年IEEE虛擬現(xiàn)實國際年會(Rroceedings?of?the?1998?IEEE?Virtual?Reality?Annal?Interational?Symposium)》第234-241頁發(fā)表的論文“使用圖像的寬范圍虛擬空間生成(Generation?of?Wide-RangeVirtual?Spaces?Using?Photographic?Images)”中，介紹了一種視點即可平移、又能旋轉(zhuǎn)的虛擬現(xiàn)實方法。該方法利用安裝在汽車上的8臺攝像機和位置傳感器，沿路進行拍攝，將模擬圖像數(shù)字化后與相應的位置信息分別存入圖像數(shù)據(jù)庫和位置數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)中任一地點的8張圖像可生成一個360度全景圖像。

綜上所述，已有技術還存在以下缺點：廣泛使用的全景圖像虛擬現(xiàn)實方法只能在非行進狀態(tài)下生成虛擬景觀，用戶只能在原地旋轉(zhuǎn)觀察周圍場景；視點即可平移、又能旋轉(zhuǎn)的虛擬現(xiàn)實方法由于拍攝系統(tǒng)和瀏覽系統(tǒng)過于復雜，目前尚未實際使用；已有的虛擬現(xiàn)實平臺必須要借助于PC機和Windows操作系統(tǒng)，來生成和瀏覽虛擬景觀，設備成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是一種視點平移的虛擬空間實景視頻圖像生成裝置，通過電視機屏幕，為鍵身房跑步機和自行車上鍛練的健身者提供戶外虛擬自然實景，使室內(nèi)健身者在跑步機上跑步或騎車時猶如置身于戶外一般，將枯燥的健身運動變?yōu)橄硎茏匀幻谰暗挠腥せ顒樱ぐl(fā)健身者的興趣，使其持之以恒，最終達到真正健身的目的。

本實用新型提出的視點平移的虛擬空間實景視頻圖像生成裝置，包括：

(1)用于存儲拍攝的視頻圖像的硬盤驅(qū)動器，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(2)用于獲取設定的視點平移速度的速度傳感器，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(3)用于下載拍攝的視頻圖像，并將視頻圖像傳輸至硬盤驅(qū)動器的通用串行接口，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(4)用于顯示虛擬實景圖像的視頻顯示器，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(5)用于播放虛擬實景圖像伴音的音頻播放器，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(6)用于播放視頻圖像的數(shù)字媒體處理器，與數(shù)字媒體處理器相連接；

(7)用于裝置的設置和控制的控制按鍵，與數(shù)字媒體處理器相連接。

本實用新型提出的視點平移的虛擬空間實景視頻圖像生成裝置，具有如下特點和優(yōu)點：

1、視點平移但不旋轉(zhuǎn)的，視點平移速度可以控制，可在室內(nèi)再現(xiàn)與室外跑步或騎自行車時看到的相同自然景色，使健身者具有身臨其境的感覺。

2、使用本實用新型的裝置，以25幀/秒的視頻播放速度再現(xiàn)高分辨率(720×576)虛擬空間圖像(DVD畫質(zhì))。