[發明專利]實時生成三維線路兩翼全息漫游投影源的方法

有效

• 申請號: 201710508653.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107247397B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 韓元利
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G03H1/22;H04N13/296;H04N13/204
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;李滿

本發明涉及一種實時生成三維線路兩翼全息漫游投影源的方法，1：在線路三維投影程序中分別創建線路左、右兩翼的投影窗口并設置其各自的投影虛擬相機，激活窗口所對應的虛擬相機稱之為主動相機，其它窗口的虛擬相機稱之為被動相機，通過建立主動相機與被動相機之間的聯動關系，從而達成調整主動相機的參數就可以實現所有窗口場景的畫面同步控制；2：確定當前激活窗口上的交互主動相機與其它窗口上的被動相機之間的約束關系；3：計算左翼虛擬相機和右翼虛擬相機的偏航角、翻滾角、俯仰角。本發明可以為基于線路的兩翼全息投影裝置提供實時的、可交互控制的投影視頻源。可應用于公路、鐵路以及其它如電力線、河道的全息投影漫游的視頻源生成。

技術領域

本發明涉及全息投影技術領域，具體涉及一種實時生成三維線路兩翼全息漫游投影源的方法。

背景技術

用于全息投影的傳統投影源，都是在模型的周圍不同側面，架設不同的攝錄機，當模型變化時，每一個攝錄機錄得一段同步片源后，再通過視頻合成軟件將多個側面的片源按幀合成到一個投影片源上，通過一部投影儀實現多個側面的同步投影表達。這種片源的生成方式需要提前同步錄制、人工合成，一旦合成后，影片就無法做到實時，也無法實現對場景的交互。

發明內容

本發明的目的在于提供一種實時生成三維線路兩翼全息漫游投影源的方法，本發明可以為基于線路的兩翼全息投影裝置提供實時的、可交互控制的投影視頻源。

為解決上述技術問題，本發明所設計的實時生成三維線路兩翼全息漫游投影源的方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：在線路三維投影程序中分別創建線路左、右兩翼的投影窗口并設置其各自的投影虛擬相機，通過設置投影虛擬相機的位置與姿態角可以控制相應關聯窗口的投影畫面；左、右兩翼的投影窗口分別輸出到投影裝置的左、右兩翼投影儀，從而提供視頻源輸出，左、右兩翼的投影窗口作為有約束關系且直接提供視頻源的投影窗口不可或缺,在此基礎上，可以拓展更多的窗口提供定制的或更高自由度的三維場景交互；

鼠標交互在哪個窗口上發生時，哪個窗口稱之為當前激活窗口，激活窗口所對應的虛擬相機稱之為主動相機，其它窗口的虛擬相機稱之為被動相機，通過調整主動相機的參數可以實現所有窗口場景的畫面同步控制；

步驟2：當前激活窗口上的交互主動相機與其它窗口上的被動相機之間的約束關系確定為：

在當前激活窗口中根據主動相機交互位置的變更實時確立一個最近的線路中心上的觀察點O，并根據這個觀察點O計算出三維場景左翼窗口和三維場景右翼窗口的位置與姿態；

左翼虛擬相機位置P₁、右翼虛擬相機位置P₂與經過觀察點O的工程線路垂直，且左翼虛擬相機位置P₁、右翼虛擬相機位置P₂相對于經過觀察點O的工程線路對稱；

步驟3：計算左翼虛擬相機和右翼虛擬相機的偏航角yaw、翻滾角roll、俯仰角pitch，其中，左、右兩翼虛擬相機的俯仰角pitch與對工程線路在O點的坡度角保持一致；偏航角yaw決定了相機的對向方位，左、右翼虛擬相機的偏航角yaw與工程線路在O點的方位角V保持一致；左翼虛擬相機的翻滾角roll根據左翼虛擬相機距離觀察點O的高度h_L和左翼虛擬相機距離觀察點O的偏移距d計算，右翼虛擬相機的翻滾角roll根據右翼虛擬相機距離觀察點O的高度h_R和右翼虛擬相機距離觀察點O的偏移距d計算，左、右兩翼相機的偏移距離d相同，但相機高度可能受兩翼不同的地形影響而不同。

本發明的設計思路為：