[發(fā)明專利]一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210342574.8
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102857701A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張治國;陳忠會
• 申請（專利權(quán)）人: 北京東方艾迪普科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04N5/262
• 分類號: H04N5/262
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 孔凡紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廣電科技領(lǐng)域，特別涉及一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法。

背景技術(shù)

在當(dāng)下這個高速發(fā)展的信息時代，在節(jié)目錄制過程中，加入三維技術(shù)是非常普遍的情況，現(xiàn)有的錄制過程一般如下：

選定真實用于跟蹤的攝像機、云臺、搖臂、傳感器組、編碼器等硬件設(shè)備；

針對選定編碼器傳回數(shù)據(jù)的格式和協(xié)議，編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法將接收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維渲染引擎中虛擬攝像機所需要的數(shù)據(jù)格式；

為減小由于硬件結(jié)構(gòu)或者施工等產(chǎn)生的誤差，設(shè)置校正系數(shù)，通過逐步逼近方法獲得各校正系數(shù)，通過校正系數(shù)對各虛擬攝像機的參數(shù)進(jìn)行校正，將校正后的數(shù)據(jù)設(shè)置為三維虛擬場景中虛擬攝像機的各種參數(shù)，實現(xiàn)真實攝像機參數(shù)與虛擬攝像機參數(shù)的綁定，從而實現(xiàn)三維虛擬場景中的虛擬物件或者虛擬模型與真實攝像機所拍攝的實時視頻聯(lián)動的效果；

為實現(xiàn)三維虛擬場景中虛擬物件或者虛擬模型與主持人之間的互動，需要為主持人提供一路三維虛擬場景與實時視頻疊加后的反送視頻，主持人根據(jù)反送視頻做出互動動作，導(dǎo)播等根據(jù)主持人的動作改變?nèi)S虛擬場景內(nèi)容，從而實現(xiàn)主持人與虛擬物件或者虛擬模型的互動。

上述這種錄制的方案明顯存在兩個缺點。一是針對特定的傳感器組及其編碼器等硬件設(shè)備編寫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊具有明顯的局限性，當(dāng)硬件設(shè)備發(fā)生改變時，由于不用硬件傳回的數(shù)據(jù)范圍和精度等參數(shù)一般不會完全相同，所以，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊往往需要重新編寫或修改，從而增加了工作量及其影響跟蹤服務(wù)器的通用性；二是現(xiàn)有方案中的校正方法對調(diào)整經(jīng)驗的要求較高，而且校正過程通常需要較長的時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法，用以使不同型號的真實攝像機之間能夠一起工作，從而實現(xiàn)節(jié)目錄制的多樣性，同時校正過程方便、快捷和準(zhǔn)確。

本發(fā)明實施例的主要技術(shù)方案包括：

一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法，該方法包括：

根據(jù)實際場景和設(shè)置的實際參照物，生成含有虛擬參照物的三維虛擬場景；

確定每個真實攝像機的實際攝像參數(shù)，根據(jù)每個真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，查找與所述真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，調(diào)用查找到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法對接收到的該真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行提取和轉(zhuǎn)換，得到與每個真實攝像機對應(yīng)的虛擬攝像機所需的虛擬攝像參數(shù)；

用所述虛擬攝像參數(shù)對所述三維虛擬場景進(jìn)行渲染，得到并輸出所述三維虛擬場景與實際場景疊加后的視頻數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例，通過提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，從而實現(xiàn)了不同型號真實攝像機共同工作，從而實現(xiàn)了節(jié)目錄制的多樣性；通過使用插值公式的方式對真實攝像參數(shù)進(jìn)行反饋校正，從而使校正過程方便、快捷和準(zhǔn)確；通過對疊加后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像處理的方式讓主持人得到其實際行動方向完全一致的視頻，所以不需要對主持人做專門的訓(xùn)練就能錄制跟蹤節(jié)目，同時也能大大降低錄制節(jié)目過程中出現(xiàn)的錯誤。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法的校正流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法的工作流程示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法，用以使不同型號的真實攝像機之間能夠一起工作，從而實現(xiàn)了節(jié)目錄制的多樣性，同時可以使校正過程方便、快捷和準(zhǔn)確。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種三維場景中虛擬攝像機的跟蹤方法，該方法包括：

S101，根據(jù)實際場景和設(shè)置的實際參照物，生成含有虛擬參照物的三維虛擬場景；在實際過程中，可以通過在實際場景中設(shè)立一個世界坐標(biāo)，也就是設(shè)立一個絕對參照坐標(biāo)系，在所述絕對參照坐標(biāo)系中設(shè)立一個實際參照物，根據(jù)在世界坐標(biāo)中這個實際參照物的位置，生成一個三維虛擬場景，這個三維虛擬場景中帶有虛擬參照物，所述虛擬參照物的大小、位置與所述實際參照物應(yīng)相同，使得三維虛擬場景與實際場景具有對應(yīng)的位置關(guān)系。

S102，確定（調(diào)節(jié)）每個真實攝像機的實際攝像參數(shù)，由于不同攝像機可能具有不同的數(shù)據(jù)傳輸格式，所以需要確定每個真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式所需的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，查找與真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，調(diào)用查找到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法對接收到的該真實攝像機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行提取和轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)包括實際場景的視頻數(shù)據(jù)和實際攝像參數(shù)，得到與每個真實攝像機對應(yīng)的虛擬攝像機所需的虛擬攝像參數(shù)。