[發(fā)明專利]用于合成三維圖像的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680056433.2
• 申請(qǐng)日: 2006-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN101542536A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安娜·B·貝尼特斯;張冬青;吉姆·A·范徹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號(hào): G06T15/20
• 分類號(hào): G06T15/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 呂曉章

技術(shù)領(lǐng)域

本公開通常涉及計(jì)算機(jī)圖形處理和顯示系統(tǒng)，更具體地涉及用于合成三維(3D)圖像的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

立體成像是將從場(chǎng)景中的稍微不同的視點(diǎn)采集的至少兩個(gè)圖像視覺組合、以產(chǎn)生三維景深(depth)的假象(illusion)的處理。該技術(shù)依賴于兩只人眼間距一段距離、因此并不觀看到完全相同的場(chǎng)景的事實(shí)。通過為每只眼提供來自不同視角(perspective)的圖像，使觀看者的眼睛錯(cuò)覺為感覺到景深。典型地，在提供兩個(gè)不同的視角的情況下，各分量圖像分別被稱為“左”和“右”圖像，也稱為參考圖像和補(bǔ)充圖像。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可組合多于兩個(gè)的視點(diǎn)以形成立體圖像。

可使用各種技術(shù)通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生立體圖像。例如，“立體圖(anaglyph)”方法使用色彩來對(duì)立體圖像的左分量和右分量進(jìn)行編碼。之后，觀看者佩戴一副特殊的眼鏡，該眼鏡進(jìn)行濾光，使得每只眼只感覺到一個(gè)視圖。

類似地，頁面切換(page-flipped)立體成像是用于在圖像的右視圖和左視圖之間快速切換顯示的技術(shù)。同樣，觀看者佩戴一副特殊的眼鏡，該眼鏡包含典型地由液晶材料制造的高速電子快門，該高速電子快門與顯示器上的圖像同步地打開和關(guān)閉。如在立體圖的情況下一樣，每只眼只感覺到一個(gè)分量圖像。

最近已經(jīng)開發(fā)了不需要特殊眼鏡或頭盔的其他立體成像技術(shù)。例如，晶狀體(lenticular)成像將兩個(gè)或更多完全不同的圖像視圖分割為薄片，然后將薄片交織以形成單個(gè)圖像。經(jīng)交織的圖像然后定位到晶狀體透鏡之后，該晶狀體透鏡對(duì)完全不同的的視圖進(jìn)行重構(gòu)，使得每只眼感覺到不同的視圖。一些晶狀體顯示通過定位在如通常在膝上型計(jì)算機(jī)上看到的傳統(tǒng)的LCD顯示器之上的晶狀體透鏡實(shí)現(xiàn)。

與上述技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用是對(duì)于3D圖像(例如，立體圖像)的VFX合成。當(dāng)前，諸如Apple?Shake^TM和Autodesk?Combustion^TM之類的現(xiàn)有的合成軟件用于該處理。然而，這些軟件系統(tǒng)在合成和呈現(xiàn)期間獨(dú)立地處理立體圖像對(duì)中的左眼圖像和右眼圖像。

因此，當(dāng)前對(duì)立體圖像進(jìn)行VFX合成的處理是反復(fù)試驗(yàn)操作，其缺乏操作者用于確定對(duì)于正確地呈現(xiàn)左右圖像的適當(dāng)?shù)南鄼C(jī)位置、光線模型等的系統(tǒng)方式。這樣的反復(fù)試驗(yàn)處理可能導(dǎo)致不精確的對(duì)象景深估計(jì)和效率低的合成工作流。

此外，這些軟件系統(tǒng)不允許操作者修改對(duì)于呈現(xiàn)的立體圖像的特定設(shè)置，如兩眼間距離。不適當(dāng)?shù)膬裳坶g距離可能導(dǎo)致不斷地改變3D運(yùn)動(dòng)畫面中的會(huì)聚平面，這引起觀眾的視覺疲勞。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于合成3D圖像的系統(tǒng)和方法，其將具有3D性質(zhì)的兩個(gè)或更多圖像的各部分或至少一部分進(jìn)行組合以創(chuàng)建3D圖像。本公開的系統(tǒng)和方法獲取兩個(gè)或更多輸入圖像。系統(tǒng)的輸入可以是具有左右眼視圖的立體圖像對(duì)、具有與視圖相對(duì)應(yīng)的景深圖的單眼圖像、用于計(jì)算機(jī)圖形(CG)對(duì)象的3D模型、2D前景和/或背景板(plate)、以及這些的組合等等。該系統(tǒng)和方法然后獲得或提取所獲取的圖像的相關(guān)元數(shù)據(jù)，如照明、幾何形狀和對(duì)象信息。響應(yīng)于來自操作者的輸入，該系統(tǒng)和方法對(duì)每個(gè)所獲取的圖像選擇或修改諸如照明、幾何形狀和對(duì)象之類的圖像數(shù)據(jù)。用于合成3D圖像的系統(tǒng)和方法然后將所選擇的或修改的圖像數(shù)據(jù)映射到相同的坐標(biāo)系，并且基于由操作者提供的方向和設(shè)置將圖像數(shù)據(jù)組合為單個(gè)3D圖像。此時(shí)，操作者可以判斷是否修改設(shè)置或?qū)⒔M合的3D圖像呈現(xiàn)為期望的格式(例如，立體圖像對(duì))。該系統(tǒng)和方法可以將所呈現(xiàn)的輸出與相關(guān)元數(shù)據(jù)(例如，立體圖像對(duì)的兩眼間距離)相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)本公開的一方面，一種用于合成三維(3D)圖像的方法，包括：獲得至少兩個(gè)三維(3D)圖像；得到與所述至少兩個(gè)3D圖像有關(guān)的元數(shù)據(jù)；將所述至少兩個(gè)3D圖像的元數(shù)據(jù)映射到單個(gè)3D坐標(biāo)系中；以及將所述至少兩個(gè)3D圖像中的每個(gè)3D圖像的部分合成為單個(gè)3D圖像。所述元數(shù)據(jù)包括但不限于照明信息、幾何形狀信息、對(duì)象信息和它們的組合。

在另一方面中，所述方法還包括以預(yù)定格式呈現(xiàn)所述單個(gè)3D圖像。

在另一方面中，所述方法還包括將輸出元數(shù)據(jù)與所呈現(xiàn)的3D圖像相關(guān)聯(lián)。