一種基于增強現(xiàn)實技術(shù)的互動閱覽方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過電子設(shè)備對圖像實現(xiàn)閱覽、互動的方法，屬于計算機應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用于教育、設(shè)計、出版業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]增強現(xiàn)實技術(shù)(Augmented Reality，下簡稱AR技術(shù))，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，這種技術(shù)的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。
[0003]AR技術(shù)概念的提出最早是在上世紀九十年代初，受當(dāng)時硬件設(shè)備性能的限制而未有較好的發(fā)展。目前隨著各種數(shù)碼設(shè)備運算能力的提升，AR技術(shù)開始逐漸應(yīng)用于多個領(lǐng)域，其實現(xiàn)原理主要如下:
(1)事先將識別?目息和反饋?目息錄入系統(tǒng)；
(2)通過數(shù)碼設(shè)備的攝像頭(攝影機)獲取待識別物體的圖像；
(3)將獲取的圖像與數(shù)據(jù)庫中的識別信息進行比對，調(diào)用對應(yīng)的反饋信息；
(4)根據(jù)被識別物體的位置與角度，將反饋信息顯示在程序指定的位置，使得虛擬的反饋信息與現(xiàn)實的被識別物體結(jié)合；
(5)持續(xù)跟蹤被識別物體的運動，實時刷新反饋信息的顯示位置。
[0004]總的來說，目前的AR技術(shù)是事先做好的系統(tǒng)，而被識別物體僅作為一個單向持續(xù)的激活信號使用，用戶自主性僅體現(xiàn)在改變攝像頭(攝影機)與被識別物體的相對位置，用戶無法對反饋信息進行自主改變，系統(tǒng)互動性不強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是針對原有AR技術(shù)存在的問題，提出一種新的閱覽、互動方法。該方法通過將實時獲取的被識別物體信息轉(zhuǎn)換為反饋信息的一部分，從而使得用戶可以通過自主改變被識別物體的信息來改變系統(tǒng)顯示的虛擬信息，提高系統(tǒng)的互動性和可玩性。其技術(shù)方案如下:
一種基于增強現(xiàn)實技術(shù)的互動閱覽方法，包括如下步驟:
步驟一、分析被識別物體特征，即:分析被識別物體的主要特征和次要特征，并對兩者的結(jié)合度進行評估，分為:可分離、可區(qū)分、不可區(qū)分三種；
步驟二、設(shè)計被識別物體特征，在步驟一的基礎(chǔ)上，應(yīng)用不同策略；
步驟三、制作被識別物體；
步驟四、將被識別物體主要特征錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；
步驟五、設(shè)計被識別物體互動參數(shù)的采集和運算方法，根據(jù)需要采用不同的算法； 步驟六、設(shè)計反饋信息，包括反饋信息與互動參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系和反饋信息的呈現(xiàn)方法;
步驟七、生成發(fā)布系統(tǒng)。
[0006]進一步的，步驟二中，若主要特征與次要特征可分離的，將二者分離；若主要特征與次要特征不可分離但比較容易區(qū)別的，強化主要特征，弱化次要特征；若主要特征與次要特征不容易區(qū)別的，將放棄原有主要特征，重新制作主要特征。
[0007]進一步的，步驟五中可采用如下算法:截取圖像的規(guī)定部分作為模型貼圖使用；將規(guī)定范圍內(nèi)所有像素點的RGB值記錄并計算，得出此范圍內(nèi)色彩、圖案的關(guān)鍵詞作為互動參數(shù)；識別規(guī)定范圍內(nèi)的文字作為互動參數(shù)。
[0008]進一步的，步驟六中呈現(xiàn)方法包括但不限于三維模型、貼圖、動畫、特效、音頻、視頻。
[0009]一種基于增強現(xiàn)實技術(shù)的互動閱覽裝置，包括如下結(jié)構(gòu):
物體圖像采集模塊，通過設(shè)備的攝像頭、攝影機等拍攝被識別物體，所獲得的圖像會同時記錄下對象的主要特征和次要特征；
主要特征識別模塊，將數(shù)據(jù)庫中所記錄的主要特征信息與物體圖像采集模塊獲得的圖像進行比對，找出與對象主要特征匹配的數(shù)據(jù)頁；把找出的數(shù)據(jù)頁上記錄的互動參數(shù)采集算法和物體圖像采集模塊獲得的圖像一同發(fā)給互動參數(shù)采集模塊；把獲得圖像有效區(qū)域的大小和透視情況發(fā)給反饋信息計算模塊；
互動參數(shù)采集模塊，根據(jù)主要特征識別模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)，從獲得的圖像中提取互動參數(shù)，將提取的互動參數(shù)發(fā)給反饋信息計算模塊；
反饋信息計算模塊，根據(jù)主要特征識別模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)，計算出反饋信息中三維模型應(yīng)出現(xiàn)的位置和角度；根據(jù)互動參數(shù)采集模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)，計算出其他反饋信息應(yīng)展示的效果，包括三維模型、貼圖、動畫、特效、音頻、視頻等；將計算結(jié)果發(fā)給反饋信息展示模塊；反饋信息展示模塊把反饋信息計算模塊發(fā)來的結(jié)果展示在設(shè)備屏幕中。
[0010]該方法深化了 AR技術(shù)虛擬世界和現(xiàn)實環(huán)境的聯(lián)系，拓展了兩者的互動渠道和方法，進而使得AR產(chǎn)品的可玩性和適用領(lǐng)域得到了拓展。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的基于增強現(xiàn)實技術(shù)的互動閱覽方法的流程圖；圖2是該方法應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]本發(fā)明基于增強現(xiàn)實技術(shù)的互動閱覽方法，采用如下手段:
1.改進系統(tǒng)識別方法，增加容錯性，達到:除必要的識別采樣信息(下稱主要特征)外，用戶對被識別物體的其他特征(主要為色彩、花紋等不影響原圖案形狀的外觀特征，下稱次要特征)進行改變，不應(yīng)造成系統(tǒng)識別的成功率有明顯降低。
[0014]1.1當(dāng)主要特征和次要特征可以分離時，將二者分離，使得次要特征對主要特征不產(chǎn)生影響，比如:在一個識別圖案中，系統(tǒng)開發(fā)者規(guī)定用戶只能改變其中一部分的圖案，另外一部分用戶不能改變，則可以選取用戶不能改變的部分作為主要特征，其余部分作為次要特征。
[0015]1.2當(dāng)主要特征和次要特征有交錯融合，但可以進行區(qū)分時，強化主要特征信號，使次要特征的變化對主要特征的影響降低到最低限度，比如:在一個識別圖案中，系統(tǒng)開發(fā)者規(guī)定用戶可以改變所有圖案的顏色，但不能改變圖案的形狀，則可以強化識別圖案各個色塊的邊緣框線，并以此作為主要特征一一在實際應(yīng)用中，只要用戶在改變圖案顏色時，不要使相鄰色塊的顏色同時非常接近它們之間框線的顏色，就不會造成識別出錯。
[0016]1.3當(dāng)主要特征和次要特征有交錯融合，且較難區(qū)分時，將全部現(xiàn)有特征作為次要特征使用，另外添加主要特征，比如:在一個識別圖案中，系統(tǒng)開發(fā)者希望用戶能對其進行盡可能地自主設(shè)計，則應(yīng)在原圖之上或者之外，增加不可更改的圖案作為主要特征，其效果如 1.1。
[0017]2.在獲取被識別物體圖像時，系統(tǒng)除了將獲得圖像的主要特征與識別信息比對，還要對獲得圖像的次要特征進行進一步的分析、統(tǒng)計或保存，從中提取關(guān)鍵參數(shù)，作為影響虛擬環(huán)境中反饋信息的變量(下稱互動變量)?？捎械姆椒ㄈ?
2.1截取獲得圖像的一部分作為互動變量；
2.2在獲得圖像的特定區(qū)域采樣分析各個像素點的RGB值，記錄其分布情況，并根據(jù)需要給予不同的關(guān)鍵字作為互動變量，如:
1.根據(jù)顏色比重，可分為單色、雙色、花色(三種以上)等；
i1.根據(jù)色彩RGB值計算色相、明度和純度，可分為淺色、亮色、正色、灰色、暗色、深色