專利名稱：實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將實(shí)際場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)中虛擬場(chǎng)景并再現(xiàn)的方法，尤其涉及一種使用戶通過(guò)多媒體系統(tǒng)對(duì)景點(diǎn)進(jìn)行游覽的方法。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、 聽(tīng)覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物?，F(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要使用計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)計(jì)算來(lái)產(chǎn)生圖形場(chǎng)景，以提供使用者關(guān)于視覺(jué)感官的模擬。這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于教育、地理、城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、游戲、旅游等方面。但是，目前的技術(shù)具有如下缺陷1.仿真程度低，無(wú)法在視覺(jué)上給予使用者完全真實(shí)的感覺(jué)；2.仿真效果粗糙，在細(xì)節(jié)處理方面成本較高；3.對(duì)于精細(xì)物品或環(huán)境進(jìn)行模型構(gòu)建的時(shí)間成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)方法。為了克服上述缺陷，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)方法，包括以下步驟a.在現(xiàn)實(shí)區(qū)域中拍攝多張全景照片，包括以下步驟al.確定游客可以自由活動(dòng)的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域即為虛擬人在虛擬場(chǎng)景中可以自由活動(dòng)的區(qū)域，稱為現(xiàn)實(shí)區(qū)域；a2.在這個(gè)區(qū)域中確定多個(gè)觀察位置，觀察位置即為游客可以停留的位置，也即虛擬人在虛擬場(chǎng)景中可以停留的位置，游客可以停留在觀察位置以便對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行觀察；a3.使用攝影儀器在每個(gè)觀察位置對(duì)周圍環(huán)境拍攝全景照片。b.將步驟a中拍攝所得到的全部全景照片進(jìn)行封裝，得到現(xiàn)實(shí)區(qū)域的虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)，包括以下步驟bl.將a中拍攝得到的所有全景照片根據(jù)其拍攝時(shí)攝影儀器所在的觀察位置進(jìn)行
編號(hào)；b2.將編號(hào)后的所有全景照片放在同一目錄下或?qū)⑺鼈儗?xiě)入同一個(gè)數(shù)據(jù)文件，這個(gè)目錄文件或數(shù)據(jù)文件稱為現(xiàn)實(shí)區(qū)域的虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)。c.用戶通過(guò)專用瀏覽軟件對(duì)虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，瀏覽軟件的工作步驟包括cl.確定當(dāng)前虛擬人在虛擬場(chǎng)景中所處的位置以及面部的朝向；c2.選擇與虛擬人當(dāng)前所處位置相對(duì)應(yīng)的全景照片，拍攝該全景照片時(shí)攝影儀器所在的位置即為虛擬人當(dāng)前所處位置所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)區(qū)域中的觀察位置；c3.在經(jīng)c2所得到的全景照片中選擇與虛擬人當(dāng)前面部朝向所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域， 該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當(dāng)前所觀察到的景象；c4.在顯示器上播放經(jīng)c3所得到的圖像區(qū)域；
c5.實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶對(duì)瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求，以獲得虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向以及面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；c6.根據(jù)經(jīng)c5所得到的虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向、面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及虛擬人當(dāng)前所處的位置和面部朝向來(lái)確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；c7.用經(jīng)c6得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當(dāng)前虛擬人所處的位置及面部朝向；c8.重復(fù) c2 到 c7。上述a中所指全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。上述c中，當(dāng)一秒內(nèi)所播放的圖像數(shù)大于等于48張時(shí)，用戶便覺(jué)察不出圖像切換時(shí)所產(chǎn)生的閃爍。上述c中，當(dāng)一秒內(nèi)所播放的圖像數(shù)大于等于16張并且這些圖像的內(nèi)容為連續(xù)變化時(shí)，用戶便可以觀察到連續(xù)變化的畫(huà)面，并且產(chǎn)生非常真實(shí)的在實(shí)際環(huán)境中行走的感覺(jué)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.畫(huà)面均為實(shí)景畫(huà)面，在視覺(jué)上給予用戶完全真實(shí)的感覺(jué)。2.用戶可以控制虛擬人在虛擬場(chǎng)景中任意的流暢的活動(dòng)，并且可以任意改變虛擬人面部的朝向，從而改變其視角。3.實(shí)時(shí)性強(qiáng)，畫(huà)面流暢，對(duì)用戶所使用的計(jì)算機(jī)要求不高。4.虛擬環(huán)境模型的構(gòu)造成本與真實(shí)環(huán)境本身的復(fù)雜度無(wú)關(guān)，因此，在真實(shí)環(huán)境復(fù)雜度較高時(shí)，本方法的成本更為低廉。5.便于與立體聲系統(tǒng)及觸覺(jué)等系統(tǒng)結(jié)合，使用戶達(dá)到完全身歷其境的體驗(yàn)。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中拍攝全景照片的過(guò)程示意圖。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中瀏覽軟件的工作原理示意圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中用戶端的設(shè)備示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，圖1為本發(fā)明的實(shí)施例中拍攝全景照片的過(guò)程示意圖，包括以下步驟a.確定現(xiàn)實(shí)區(qū)域1，現(xiàn)實(shí)區(qū)域1即為游客可以自由活動(dòng)的區(qū)域，也即虛擬人在虛擬場(chǎng)景中可以自由活動(dòng)的區(qū)域；b.將現(xiàn)實(shí)區(qū)域1用相互正交的直線xl、x2、…、xlOO和yl、y2、…、ylOO劃分成等大小的方格，xl、x2、…、xlOO和yl、y2、…、ylOO的每一個(gè)在現(xiàn)實(shí)區(qū)域1內(nèi)的交點(diǎn)即為
一個(gè)觀察位置；c.使用攝影儀器在每個(gè)觀察位置對(duì)周圍環(huán)境拍攝全景照片，在每一次全景拍攝時(shí)，相機(jī)的初始朝向相同，上述全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。完成在所有觀察位置的全景拍攝之后，將所得到的全景照片按照拍攝時(shí)攝影儀器所在位置進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)為所對(duì)應(yīng)的觀察位置坐標(biāo)(xl，yl)、…、(xl，yl00)、(x2，yl)、…、(x2, ylOO)、…、(xlOO, ylOO)。將所有編號(hào)后的全景照片放入同一目錄下，該目錄文件稱為虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)。如圖2所示，圖2為本發(fā)明的實(shí)施例中瀏覽軟件的工作原理示意圖，工作過(guò)程包括a.確定當(dāng)前虛擬人在虛擬場(chǎng)景中所處的位置以及面部的朝向；b.選擇與虛擬人當(dāng)前所處位置坐標(biāo)具有對(duì)應(yīng)編號(hào)的全景照片2，拍攝該全景照片時(shí)攝影儀器所在的位置即為虛擬人當(dāng)前所處位置所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)區(qū)域中的觀察位置；c.在經(jīng)b所得到的全景照片中選擇與虛擬人當(dāng)前面部朝向所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域，該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當(dāng)前所觀察到的景象，也即當(dāng)前放映區(qū)域3;d.在顯示器上播放經(jīng)c所得到的當(dāng)前放映區(qū)域3 ；e.實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶對(duì)瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求，以獲得虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向以及面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；f.根據(jù)經(jīng)e所得到的虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向、面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及虛擬人當(dāng)前所處的位置和面部朝向來(lái)確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；g.用經(jīng)f得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當(dāng)前虛擬人所處的位置及面部朝向；h.重復(fù)b到g，b到g執(zhí)行一遍的時(shí)間小于等于1/16秒。如圖3所示，圖3為本發(fā)明的實(shí)施例中用戶端的設(shè)備示意圖，包括一個(gè)顯示器5、一個(gè)鍵盤(pán)4、一個(gè)鼠標(biāo)6和一個(gè)主機(jī)7，用戶通過(guò)鍵盤(pán)4和鼠標(biāo)6來(lái)控制虛擬人的行走及面部的轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)顯示器5來(lái)對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景進(jìn)行視覺(jué)瀏覽，主機(jī)7用于支持瀏覽軟件的工作。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)方法，其特征在于，至少包括以下步驟a.在現(xiàn)實(shí)區(qū)域中拍攝多張全景照片；b.將步驟a中拍攝所得到的全部全景照片進(jìn)行封裝，得到現(xiàn)實(shí)區(qū)域的虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)；c.用戶通過(guò)專用瀏覽軟件對(duì)虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a包括al.確定游客可以自由活動(dòng)的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域即為虛擬人在虛擬場(chǎng)景中可以自由活動(dòng)的區(qū)域，稱為現(xiàn)實(shí)區(qū)域; a2.在現(xiàn)實(shí)區(qū)域中確定多個(gè)觀察位置，觀察位置即為游客可以停留的位置，也即虛擬人在虛擬場(chǎng)景中可以停留的位置，游客可以停留在觀察位置以便對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行觀察；a3.使用攝影儀器在每個(gè)觀察位置對(duì)周圍環(huán)境拍攝全景照片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b包括bl.將a中拍攝得到的所有全景照片根據(jù)其拍攝時(shí)攝影儀器所在的觀察位置進(jìn)行編號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟b還包括b2.將編號(hào)后的所有全景照片放在同一目錄下或?qū)⑺鼈儗?xiě)入同一個(gè)數(shù)據(jù)文件，這個(gè)目錄文件或數(shù)據(jù)文件稱為現(xiàn)實(shí)區(qū)域的虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟包括cl.確定當(dāng)前虛擬人在虛擬場(chǎng)景中所處的位置以及面部的朝向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c2.選擇與虛擬人當(dāng)前所處位置相對(duì)應(yīng)的全景照片，拍攝該全景照片時(shí)攝影儀器所在的位置即為虛擬人當(dāng)前所處位置所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)區(qū)域中的觀察位置；c3.在經(jīng)c2所得到的全景照片中選擇與虛擬人當(dāng)前面部朝向所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域，該圖像區(qū)域的內(nèi)容即為虛擬人當(dāng)前所觀察到的景象。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c4.在顯示器上播放經(jīng)c3所得到的圖像區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟c中的瀏覽軟件的工作步驟還包括c5.實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶對(duì)瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求，以獲得虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向以及面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；c6.根據(jù)經(jīng)c5所得到的虛擬人的運(yùn)動(dòng)方向、面部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及虛擬人當(dāng)前所處的位置和面部朝向來(lái)確定隨后虛擬人所處的位置及面部朝向；c7.用經(jīng)c6得到的隨后虛擬人所處的位置及面部朝向更新當(dāng)前虛擬人所處的位置及面部朝向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a中的全景照片為球形全景照片或柱形全景照片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟c2到c7執(zhí)行一遍所用的時(shí)間小于等于1/16秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種將實(shí)際場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)中虛擬場(chǎng)景并再現(xiàn)的方法，尤其是一種使用戶通過(guò)多媒體系統(tǒng)對(duì)景點(diǎn)進(jìn)行游覽的方法在現(xiàn)實(shí)區(qū)域中拍攝多張全景照片，將所得到的全部全景照片進(jìn)行封裝，得到現(xiàn)實(shí)區(qū)域的虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶通過(guò)專用瀏覽軟件對(duì)虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，便得到了完全真實(shí)的身臨其境的感覺(jué)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102262705SQ20101018792
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者孟兵 申請(qǐng)人:孟兵