[發(fā)明專利]真實物理模型的增強現實展示方法

有效

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN108510592B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 庹宇翔;蔣佳憶;趙學斌;沈大為
• 申請（專利權）人: 亮風臺（上海）信息科技有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06F3/01;G09B25/00
• 代理公司: 北京市君合律師事務所 11517
• 代理人: 宋海寧;毛健

本申請公開了一種真實物理模型的增強現實展示方法，所述方法包括：初始化步驟，其包括提供真實物理模型、通過三維重建技術獲得真實物理模型的虛擬物理模型和對真實物理模型和虛擬物理模型進行融合；和增強現實展示步驟，用于在至少一個終端設備上顯示基于所述真實物理模型的增強現實場景。

技術領域

本申請涉及一種真實物理模型的增強現實展示方法及設備。

背景技術

虛擬現實和增強現實(VR/AR)

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，是一種借助計算機及最新傳感器技術創(chuàng)造的人機交互手段。VR技術在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，從而使用戶具有身臨其境的沉浸感，以及與環(huán)境完善的交互作用能力。

增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)，是一種實時計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻等的技術，從而在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。這種技術最早于1990年提出。隨著隨身電子產品運算能力的提升，增強現實的用途越來越廣。

例如，常用的增強現實系統有如下三種組成形式：基于顯示器式(Monitor-Based)、光學透視式、視頻透視式。例如，在基于計算機顯示器的AR實現方案中，攝像機攝取的真實世界圖像輸入到計算機中，與計算機圖形系統產生的虛擬景象合成，并輸出到屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。此外，頭盔式顯示器(Head-mounteddisplays,簡稱HMD)被廣泛應用于虛擬現實系統中，用以增強用戶的視覺沉浸感。增強現實技術的研究者們也采用了類似的顯示技術，將穿透式HMD廣泛應用于AR技術中。根據具體實現原理穿透式HMD又劃分為兩大類，分別是基于光學原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

SLAM技術

為了允許用戶在虛擬或增強場景中漫游，需要考慮用戶佩戴AR設備而移動的情況。這時可以把AR設備視為一種智能機器人，這會涉及機器人視覺識別問題。SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，同時定位與建圖)技術幫助解決了這一問題。SLAM幫助機器人在移動過程中根據位置估計和地圖進行自身定位,同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖，實現機器人的自主定位和導航。在虛擬現實和增強現實技術中，需要SLAM向應用層提供空間定位的信息，并利用SLAM的地圖完成地圖的構建或場景的生成。

隨著VR和AR技術的發(fā)展，有人提出把VR和/或AR技術應用于真實物理模型的展示。例如，可以考慮把VR和/或AR技術應用于沙盤模型展示。

沙盤模型展示在諸如軍事、房地產、教育等行業(yè)中有廣泛需求，是一種很重要的信息傳遞方式。然而，現有的沙盤模型演示也存在一些突出問題。

首先，現有沙盤模型的制作成本較高，而沙盤制作定型之后的可編輯性較低，因此沙盤展示的實時性不強，信息傳遞不夠豐富。其次，現有的沙盤推演要求觀看者處于同一個物理空間中，無法較好地支持遠程演示。最后，現有的沙盤展示方案與用戶(或操作者)的互動方式十分有限，不適合用作沙盤推演。

基于VR或AR的虛擬沙盤展示通常是在整個平面疊加一個完全虛擬的沙盤，在場觀眾必須使用相關設備(例如，定制頭盔、定制眼鏡等)才可以看到對應的VR/AR效果。這種展示方法對設備要求較高，也不支持多人觀看。

因此，本申請旨在利用AR技術將虛擬信息融合到真實物理模型(例如，沙盤模型)，實現虛實模型的結合，從而使真實物理模型的展示更加生動。

發(fā)明內容