專利名稱：虛擬演播室系統(tǒng)中瞬間初始化定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)跟蹤空間定位方法，特別是涉及一種虛擬演播室系統(tǒng)中瞬間初始化定位方法。
背景技術(shù)：
前景攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)定及跟蹤系統(tǒng)是虛擬演播室系統(tǒng)中的一個(gè)重要組部分，其中初始化定位準(zhǔn)確度、跟蹤精度、頻響和抗干擾性等是跟蹤系統(tǒng)的幾項(xiàng)重要功能指標(biāo)。初始化定位技術(shù)的基本原理就是要保證真實(shí)物理空間中真實(shí)攝像機(jī)和三維虛擬空間中虛擬攝像機(jī)的全部位置參數(shù)保持一致，以便保持正確的跟蹤。在目前已有的跟蹤初始化定位技術(shù)中，眾廠商采用的方法都是首先物理測(cè)定真實(shí)空間的一些基本參數(shù)，以便計(jì)算出真實(shí)攝像機(jī)在物理空間中的位置關(guān)系，然后以這些參數(shù)去修正虛擬空間中的虛擬攝像機(jī)位置參數(shù)，使得虛擬攝像機(jī)變化位置來(lái)匹配真實(shí)攝像機(jī)，以保證二者的初始化定位一致。該方法的缺陷非常大每次真實(shí)攝像機(jī)被移動(dòng)到不同位置時(shí)都需要重新進(jìn)行初始化定位，而每次初始化定位所需要的參數(shù)測(cè)量及計(jì)算機(jī)錄入時(shí)間很長(zhǎng)，甚至長(zhǎng)達(dá)四十分鐘以上；初始化定位和參數(shù)測(cè)量精度有關(guān)，使用中跟蹤易出現(xiàn)“滑步”現(xiàn)象及透視關(guān)系不正確的現(xiàn)象。上述缺陷嚴(yán)重制約了虛擬演播室在實(shí)際中的應(yīng)用，給客戶留下了虛擬演播室系統(tǒng)操作敏瑣，“中看不中用”的印象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以真實(shí)攝像機(jī)的透視關(guān)系為基礎(chǔ)，用虛擬攝像機(jī)來(lái)自適應(yīng)匹配真實(shí)攝像機(jī)，從而完成二者的初始化定位的虛擬演播室系統(tǒng)中瞬間初始化定位方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在三維虛擬空間中，將虛擬攝像機(jī)的坐標(biāo)置于坐標(biāo)原點(diǎn)，真實(shí)攝像機(jī)的位置依據(jù)其三維透視關(guān)系可置于空間任意位置，跟蹤服務(wù)器每次計(jì)算出真實(shí)攝像機(jī)相對(duì)于初始位置運(yùn)動(dòng)的增量，將此增量作為虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)增量，從而保證了虛擬攝像機(jī)和真實(shí)攝像機(jī)具有相同的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而且虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)和真實(shí)攝像機(jī)的初始位置無(wú)關(guān)，以真實(shí)攝像機(jī)的透視關(guān)系為基礎(chǔ)，用虛擬攝像機(jī)來(lái)自適應(yīng)匹配真實(shí)攝像機(jī)，從而完成二者的初始化定位。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需任何測(cè)量，自適應(yīng)瞬間完成初始化定位，真實(shí)攝像機(jī)在任何位置瞬間初始化定位，系統(tǒng)的三維透視關(guān)系完全一致。因此，瞬間初始化定位方法完美的解決了真實(shí)攝像機(jī)和虛擬攝像機(jī)的初始化定位，使得虛擬演播室跟蹤系統(tǒng)使用方便、操作簡(jiǎn)單，并達(dá)到了虛擬空間對(duì)物理空間的完全正確的三維重現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
在三維虛擬空間中，將虛擬攝像機(jī)的坐標(biāo)置于坐標(biāo)原點(diǎn)，真實(shí)攝像機(jī)的位置依據(jù)其三維透視關(guān)系可置于空間任意位置，跟蹤系統(tǒng)每次計(jì)算出真實(shí)攝像機(jī)相對(duì)于初始位置運(yùn)動(dòng)的增量，將此增量作為虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)增量，從而保證了虛擬攝像機(jī)和真實(shí)攝像機(jī)具有相同的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而且虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)和真實(shí)攝像機(jī)的初始位置無(wú)關(guān)。
在跟蹤系統(tǒng)中，將運(yùn)動(dòng)變量的初始位置全部置零，跟蹤開始后每次傳送運(yùn)動(dòng)增量，在三維渲染引擎中，將虛擬攝像機(jī)的初始位置變量均置零，跟蹤開始每次取運(yùn)動(dòng)增量作絕對(duì)位置參數(shù)。
本方案摒棄了測(cè)量真實(shí)空間尺寸，以真實(shí)物理空間去匹配虛擬三維空間的方法，采用了以真實(shí)物理空間為相對(duì)量，用虛擬三維空間來(lái)自適應(yīng)真實(shí)空間的方案。因此，具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)無(wú)需任何測(cè)量；自適應(yīng)瞬間完成初始化定位；真實(shí)攝像機(jī)在任何位置瞬間初始化定位，系統(tǒng)的三維透視關(guān)系完全一致。因此，瞬間初始化定位技術(shù)完美的解決了真實(shí)攝像機(jī)和虛擬攝像機(jī)的初始化定位，使得虛擬演播室跟蹤系統(tǒng)使用方便，操作簡(jiǎn)單并達(dá)到了虛擬空間對(duì)物理空間的完全正確的三維重現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種虛擬演播室系統(tǒng)中瞬間初始化定位方法，其特征在于在三維虛擬空間中，將虛擬攝像機(jī)的坐標(biāo)置于坐標(biāo)原點(diǎn)，真實(shí)攝像機(jī)的位置依據(jù)其三維透視關(guān)系可置于空間任意位置，跟蹤服務(wù)器每次計(jì)算出真實(shí)攝像機(jī)相對(duì)于初始位置運(yùn)動(dòng)的增量，將此增量作為虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)增量，從而保證了虛擬攝像機(jī)和真實(shí)攝像機(jī)具有相同的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而且虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)和真實(shí)攝像機(jī)的初始位置無(wú)關(guān)，以真實(shí)攝像機(jī)的透視關(guān)系為基礎(chǔ)，用虛擬攝像機(jī)來(lái)自適應(yīng)匹配真實(shí)攝像機(jī)，從而完成二者的初始化定位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬演播室系統(tǒng)中瞬間初始化定位方法，該方法主要包括在三維虛擬空間中，將虛擬攝像機(jī)的坐標(biāo)置于坐標(biāo)原點(diǎn)，真實(shí)攝像機(jī)的位置依據(jù)其三維透視關(guān)系可置于空間任意位置，跟蹤服務(wù)器每次計(jì)算出真實(shí)攝像機(jī)相對(duì)于初始位置運(yùn)動(dòng)的增量，將此增量作為虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)增量，從而保證了虛擬攝像機(jī)和真實(shí)攝像機(jī)具有相同的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而且虛擬攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)和真實(shí)攝像機(jī)的初始位置無(wú)關(guān)，以真實(shí)攝像機(jī)的透視關(guān)系為基礎(chǔ)，用虛擬攝像機(jī)來(lái)自適應(yīng)匹配真實(shí)攝像機(jī)，從而完成二者的初始化定位。該方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)需任何對(duì)真實(shí)演播室的參數(shù)測(cè)量，就能瞬間完成初始化定位。
文檔編號(hào)H04N5/225GK1741570SQ20041007302
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者黃民主, 劉林運(yùn), 陰建林, 肖仲坤, 陳粵, 溫曉晴, 雷粉霞 申請(qǐng)人:西安宏源視訊設(shè)備有限責(zé)任公司