一種配對一個2d攝影圖像文件和一個3d網(wǎng)格的方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明是有關于3D影像呈現(xiàn)（photographicpresentation)的領域，其使用了虛擬實境（virtualreality)技術來顯現(xiàn)出高品質的攝影圖像（photoimage),其更采用了3D建模技術（3Dmodelingtechnology)的優(yōu)點來提供用于物理測量(physicalmeasurement)或控制的幾何數(shù)據(jù)（geometrydata),并且將會被使用于擴增實境應用（augmentedrealityapplication),其亦可沿用至用于即時應用（realtimeapplication)的立體顯不系統(tǒng)（stereoscopicdisplaysystem)。【
背景技術：
】[0002]虛擬實境使用一組攝影圖像來顯現(xiàn)從不同視角（viewangle)觀看到的實體物件（solidobject)。它提供了用于呈現(xiàn)應用的高品質攝影圖像。然而，由于攝影照片的數(shù)量有限，視角會受限于拍攝位置的不連續(xù)數(shù)量，因而導致不順暢的動畫（non-smoothanimation)。而且，攝影圖像也不包含幾何數(shù)據(jù)。它們在呈現(xiàn)時無法精準地排列，并且無法用于任何物理相關應用（physicalrelatedapplication),即用于測量或用于控制。[0003]3D建模是另一種呈現(xiàn)出實體物件的方案。它具有幾何信息，能夠被用于包含擴增實境等物理應用。然而，為了要得到精準的幾何數(shù)據(jù)和用于高品質呈現(xiàn)而與材質貼圖技術（texturemappingtechnique)-并呈現(xiàn)，擷取幾何數(shù)據(jù)和儲存大量材質圖像所費不貲。而且，要以低性能的個人運算裝置（personalcomputingdevice)來執(zhí)行即時擬真轉譯（photo-realisticrendering)并不容易。[0004]因此，需要為了商業(yè)應用而產(chǎn)生高圖像品質、擬真虛擬實境呈現(xiàn)，并且需要為了物理擴增實境應用而納入幾何信息，特別是為了臺式個人電腦（desktoppersonalcomputer,desktopPC)或平板電腦（tabletPC)和智能手機（smartphone)等移動裝置(mobiledevice)。為了要一并提供高品質觀看體驗（viewingexperience)和物理信息，有一種方式是結合虛擬實境和3D建模兩種不同方案的長處，以利用隨處可得的運算裝置來提供有經(jīng)濟效益的解決辦法和符合品質的要求。本發(fā)明達成了這些目標，并且能夠以現(xiàn)有的運算裝置和機械系統(tǒng)來實施。【
發(fā)明內容】[0005]本發(fā)明的一種實施態(tài)樣（aspect)描述了結合一組攝影照片（photoframe)與一組幾何信息的一種方法以及在一臺運算裝置的觀看視窗（viewingwindow)下的一個3D空間（3Dspace)中呈現(xiàn)2D影像（2Dphoto)的一種系統(tǒng)化方式（systematicway),也描述了在3D呈現(xiàn)空間下，圖片（imageframe)的相關參數(shù)（parameter)和實體物件的觀看變換(viewingtransformation)之間的數(shù)學關系。[0006]本發(fā)明的另一種實施態(tài)樣描述了包括一個電腦控制機械系統(tǒng)（computer-controlmechanicalsystem)以在不同的視角自動地擷取攝影圖像的一種系統(tǒng)，也描述了以各式各樣光學掃描硬件（opticalscanninghardware)或者是經(jīng)由剪影（silhouette)或參照點（referencingmat)或參照線條（referencingstripe)獲得3D幾何數(shù)據(jù)的影像擷取相機（phototakingcamera)為基準的一種3D幾何數(shù)據(jù)掃描子系統(tǒng)（3Dgeometrydatascanningsubsystem)。[0007]本發(fā)明的另一種實施態(tài)樣描述了用以實施本發(fā)明的一個軟件系統(tǒng)（softwaresystem)和客戶端觀看裝置（clientviewingdevice),其中的軟件系統(tǒng)由一個工作站(workstation)、一個儲存系統(tǒng)（storagesystem)和一個遠端服務器（remoteserver)所組成，也描述了用以整合2D攝影照片與掃描得到的3D幾何數(shù)據(jù)以手動地或自動地產(chǎn)生一組控制參數(shù)的一種軟件程序（softwareprogram)，更描述了用以下載圖像和幾何數(shù)據(jù)以及執(zhí)行觀看、測量和控制擬真實體物件（photorealisticsolidobject)的一種軟件程序。[0008]本發(fā)明的另一種實施態(tài)樣描述了用以實施立體顯示和控制功能的硬件和軟件系統(tǒng)的一種延伸應用。[0009]通過本發(fā)明配對一個2D攝影圖像文件和一個3D網(wǎng)格的方法，結合虛擬實境和3D建模兩種不同方案的長處，提供了即時的物理操控能力、高品質、逼真的視覺效果，并且利用隨處可得的運算裝置來提供有經(jīng)濟效益的解決辦法和符合品質的要求。[0010]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下?！靖綀D說明】[0011]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中：[0012]圖1所示為以3D建模數(shù)據(jù)在3D空間中呈現(xiàn)出虛擬實境圖像的示意圖(真實物件、觀看視窗、高解析度圖像和3D網(wǎng)格及觀看者之間的關系)。[0013]圖2所示為一種3D虛擬實境系統(tǒng)的具體實施例的結構示意圖(機械圖像和3D數(shù)據(jù)擷取系統(tǒng)、整合用電腦、數(shù)據(jù)和程序服務器及客戶端觀看裝置)。[0014]圖3所示為數(shù)據(jù)擷取、整合和觀看系統(tǒng)的方塊圖(擷取數(shù)據(jù)的處理、需儲存的數(shù)據(jù)、整合用程序和觀看程序)。[0015]圖4所示為2D圖像擷取系統(tǒng)將會拍攝位于一個電腦控制旋轉機械中的一個實體物件的攝影圖像的示意圖(擷取影像用的機械系統(tǒng)和產(chǎn)生圖像文件的工作流程)。[0016]圖5所示為經(jīng)由攝影相機或3D掃描器擷取3D建模數(shù)據(jù)的流程圖(攝影相機或3D掃描器的機械系統(tǒng)和產(chǎn)生3D幾何數(shù)據(jù)的工作流程)。[0017]圖6所示為參數(shù)配對系統(tǒng)示意圖(對2D影像一張張地嵌入3D幾何數(shù)據(jù)，以在圖像上指定6個自由度的變數(shù)，以及用來制作執(zhí)行自動處理的所需參考照片）。[0018]圖7所示為經(jīng)由調整比例、調整位置和旋轉來調整照片參數(shù)的示意圖（用以對各張照片調整6個變數(shù)或其對應數(shù)據(jù)的使用者接口，有三個主要的調整步驟要實施)。[0019]圖8所示為用于生成與各攝影照片的所有視角所自動配對的參數(shù)而開發(fā)的一種運算機制的示意圖。[0020]圖9所示為用于影像制作、3D數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)圖制作的文件系統(tǒng)以及觀看程序的流程圖（生成的數(shù)據(jù)文件和對應的影像制作和幾何數(shù)據(jù)文件，以及用以顯現(xiàn)出下載到的圖像和數(shù)據(jù)的觀看程序流程圖）。[0021]圖10所示為以3D呈現(xiàn)和控制的觀看程序的示意圖（終端用戶用的觀看程序功能和控制，以及用于高解析度呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)源結構和用于順暢操作的變形技術)。[0022]圖11所示為沿用至立體系統(tǒng)的示意圖（使用相同的系統(tǒng)來拍攝兩組對應的攝影圖像，其照片配合立體顯示和控制的規(guī)范)。[0023]附圖標號說明：[0024]100:方法[0025]102:實體物件[0026]104:觀看者[0027]106:觀看視窗[0028]1〇8、224、284:攝影圖像[0029]110、192、204、226:3D網(wǎng)格[0030]120:具體實施例[0031]121:影像擷取系統(tǒng)[0032]122:旋轉平臺[0033]123:相機[0034]124:當前第1頁1 2 3 4