[發(fā)明專利]一種三維場景的空間操控虛擬實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610224291.1
• 申請日: 2016-04-09
• 公開（公告）號: CN107274491A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 梁超
• 申請（專利權）人: 大連七界合創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 姜玉蓉,李洪福

技術領域

本發(fā)明涉及增強現(xiàn)實技術領域，尤其涉及一種三維場景的空間操控虛擬實現(xiàn)方法，該技術稱之為Space Control Virtual Reality，簡稱SCVR，即空間操控虛擬現(xiàn)實。

背景技術

增強現(xiàn)實(Augmented Reality，簡稱AR)增強現(xiàn)實技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。增強現(xiàn)實技術，不僅展現(xiàn)了真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。增強現(xiàn)實技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器溶合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。增強現(xiàn)實提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。

Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓玩家輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。

現(xiàn)有技術中人們將實際的圖像通過一定的技術手段實現(xiàn)三維虛擬圖像實時顯示的技術方案，但是現(xiàn)有技術中的缺陷是實際出現(xiàn)的虛擬圖像并沒有將圖像確切的空間信息全面展示，只是從不同的角度、視覺展示一副靚麗的圖像或者是視覺感更強的圖像，并且其色彩單一并沒有讓人們對虛擬圖像產(chǎn)生立體的感覺。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明公開了一種三維場景的空間操控虛擬實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

S1：制作待識別圖像,系統(tǒng)記錄待識別圖像的特征點信息；

S2：針對不同的硬件平臺系統(tǒng)編寫其對應的攝像頭的調(diào)用指令信息；

S3：將待識別圖像放置到現(xiàn)實場景，通過硬件平臺設定坐標原點、建立半球空間、球空間和純平面空間的定位規(guī)則；

S4：采用硬件平臺的攝像頭捕獲待識別圖像，計算每幀圖像特征點；

S5：計算待識別圖像的三維空間位置，計算出虛擬景物出現(xiàn)在實際場景的坐標原點并據(jù)此建立3d空間坐標系并鎖定該坐標系，該3d空間坐標系中出現(xiàn)識別圖像后的3D景物；

S6：用戶通過硬件平臺的操控按鈕控制該3D景物的動態(tài)和特效動作；

S7：采用視頻捕捉設備和陀螺儀監(jiān)控3D景物在真實環(huán)境下的位移數(shù)據(jù)，并通過運算顯示在屏幕上，并將3D景物的實時姿態(tài)信息通過無線通信方式傳送至終端設備做出相對應的動態(tài)效果。

S6中建立3d空間坐標后，當用戶采用硬件平臺對3D景物進行操控時：

采用攝像頭捕捉實體景物的反射光影差的單位秒數(shù)的變化頻率，根據(jù)該頻率系統(tǒng)判斷建立空間中的實體景物中的運動目標和靜止目標；

當多個用戶采用各自的硬件平臺對3D景物進行操控時，使用藍牙設備與系統(tǒng)定制的外置設備建立數(shù)據(jù)交換。

系統(tǒng)采用WiFi的電波信號，計算硬件平臺與被測實際物體之間的實際距離，被測物體之間的距離，所述被測物體之間的距離是真實空間物體的坐標點于坐標原點的距離，即獲得實際空間中物體的對撞關系，從而得到周圍空間景物的模糊輪廓。

當多個用戶采用各自的硬件平臺對3D景物進行操控時，系統(tǒng)通過藍牙設備交互不同3d空間的坐標信息，計算交互校驗數(shù)據(jù)并生成與現(xiàn)實空間最優(yōu)匹配的第三虛擬空間坐標系，在此坐標系中生成與現(xiàn)實景物坐標對應的虛擬坐標。

S6中控制3D景物的動作時：硬件平臺與3D景物進行數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)記錄該數(shù)據(jù)信息和已定位數(shù)據(jù)的變化信息并給予調(diào)整指令，實時監(jiān)控在真實空間中出現(xiàn)的新的真實物體，將輪廓數(shù)據(jù)反饋并生出與之對應的數(shù)字模型，采用規(guī)避，進入、無視、互動的處理方式呈現(xiàn)在顯示設備屏幕中。

所述硬件平臺采用手機、平板電腦等相關移動設備，該設備可以是智能手環(huán)谷歌眼鏡等，或者正在生產(chǎn)中沒有出現(xiàn)在市面上的移動設備。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明提供的一種三維場景的空間操控虛擬實現(xiàn)方法：以unity3D為構(gòu)架將增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實技術采用移動設備操控到移 動設備的系統(tǒng)中，通過移動設備的顯示屏幕，體驗虛擬景物與現(xiàn)實景物的完美結(jié)合，并可以實現(xiàn)對該移動設備操控虛擬景物在現(xiàn)實場景中的空間定位、運動軌跡及動畫特效。

附圖說明