专利名称：新型数字成像系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种针对数字文化遗产体验开发的数字成像技术，尤其是ー种新型数字成像系统。
背景技术：
目前，数字成像技术涉及到虚拟现实(VR),虚拟现实是从英文Virtual Realityー词翻译过来的，简称VR。VR技术是采用以计算机技术为核心的技木，生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感受和体验。典型的VR系统主要由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库等组成。计算机负责虚拟世界的生成和人机交互的实现；输入输出设备负责识别用户各种形式 的输入并实时生成相应的反馈信息；应用软件系统负责虚拟世界中物体的几何模型、物理模型、行为模型的建立，三维虚拟立体声的生成，模型管理及实时显示等；数据库主要用于存放整个虚拟世界中所有物体的各个方面的信息。而增强式VR系统简称增强现实(Augmented Reality),就是被人们渐渐熟悉的应于多领域的AR技术了。它既允许用户看到真实世界，同时也能看到叠加在真实世界上的虚拟对象，它是把真实环境和虚拟环境结合起来的ー种系统。AR中真实物体和虚拟物体与用户环境必须无缝结合在一起，而且真实物体和虚拟物体之间还要能够进行交互，这样才能实现真正的虚实融合。VR技术与三维动画技术的本质区别在于其交互性上，三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看到的静止图片连续播放而形成的，不具有人和交互性，即不是用户想看地方就能看到什么地方，用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景，用户是被动的，而VR技术则通过计算机实时计算场景，根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户，用户可依自己的路线行走，计算机会产生相应的场景，但这样的设计和执行能力对硬件设备也是ー个考验。空间场景和物体不能无限制地加入到整体设计中，也就是我们所见到的场景和物体是固定的，且无法实现交互功能。AR技术中逐渐解决了标记跟踪、实时交互问题，使应用范围得到了扩展。但是在移动、便携的展示終端上仍然存在兼容性的问题。并且，作为展示领域里有很多高新技术的出现，在文化遗产方面也有很多，但大多没有使參观者在视觉感官上实现超越。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供ー种虚实结合、实时交互、三维定向的新型数字成像系统。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的ー种新型数字成像系统，由摄像机、识别标示物、显示设备、运行终端组成，其特征在于初始化摄像机读入摄像机參数和标准模扳库，显示设备获取ー帧指定图像标识识别，摄像机连接识别标示物，识别标示物连接显示设备，显示设备连接运行终端。本实用新型的有益效果是可以结合现实场景，把数字内容叠加在真实场景中，用户感受身临其境，并可以或得更多、更直观的资讯，用户同时可以主动交互获得更多感受，超越所见所得。本实用新型能够实现画面捕捉、物体识别和图像处理三个关键环节，严谨的程序逻辑处理，让空间定位更加精准，视觉差值更低，改善了传统显示方式无法体验身临其境的效果。一件破损的文物，DM数字复原技术，通过DM系统把这件文物3D数字内容定位在实景物体的影像数据，定位技术Action+from+XYZ空间定位,这方面本实用新型有更为准确的逻辑运算方式，这样就大大的改善了虚实场景与人眼观察的无缝衔接这ー环节，这是传统显示技术的回放有延时、场景定位偏差大，交互体验不丰富所无法比拟的。
图I是本实用新型的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实例做进ー步详述ー种新型数字成像系统，如图I所示，本实用新型由摄像机、识别标示物、显示设备、运行终端组成，其特征在于初始化摄像机读入摄像机參数和标准模扳库，显示设备获取ー帧指定图像标识识别，摄像机连接识别标示物，识别标示物连接显示设备，显示设备连接运行终端。运行步骤如下(I)初始化摄像机，并读入摄像机參数和标准模板库。启动摄像机与主系统关联，主系统与模板形成关联，系统进入就绪状态；(2)获取ー巾贞图像arVideoGetlmnage (在主循环中调用)，执行函数命令,获取图像保存为关键帧，同时将模型部分与关键帧进行关联，为标识调用部分做好准备；(3)标识识别^rDetectMarker (在主循环中调用)，执行函数命令，判断摄像机采集到的画面是否与之前系统中保存的关键帧相符合，若与关键帧不符合，则提示相关信息或不进行任何操作。与关键帧符合则系统将调用与关键建立联系的图像或模型；(4)视点与目标矩阵之间转移矩阵的计算^rGetTransMat (在主循环中调用)，图像模型显示过程中，根据视点与目标变化计算转移矩阵。；(5)根据转换矩阵叠加虚拟场景draw(在主循环中调用)，图像模型叠加显示在场景中，实现虚实结合的画面；(6)关闭视频流Cleanup，当失去标记图像时，系统默认回到(3)步骤中，继续判断标识图像是否与关键帧相符合。关闭程序时，系统默认退出。其中第二步到第五步是ー个循环过程。直到程序结束。第一歩和第六步只在系统初始化和退出时执行。可将上述过程理解为，系统首先获得摄像机相对于标记物的位置，再根据预先设定的阈值将从视频流中获得的帧转化为ニ图像，然后搜索得到的ニ值图像中的标记区域，把找到的标记区域和预先设定的标记图像进行比较。如果匹配系统则认为找到标记，然后通过数学的方法计算得到摄像机的位置。最后根据变化矩阵得到虚实之间的注册，将虚拟物体绘制到真实环境中。显示画面的終端可以是传统显示器、带有摄像头的手机屏幕、大屏幕、投影设备等。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.ー种新型数字成像系统，由摄像机、识别标示物、显示设备、运行终端组成，其特征在干初始化摄像机读入摄像机參数和标准模扳库，显示设备获取ー帧指定图像标识识别，摄像机连接识别标示物，识别标示物连接显示设备，显示设备连接运行终端。
专利摘要本实用新型涉及一种新型数字成像系统，由摄像机、识别标示物、显示设备、运行终端组成，其特征在于初始化摄像机读入摄像机参数和标准模扳库，显示设备获取一帧指定图像标识识别，摄像机连接识别标示物，识别标示物连接显示设备，显示设备连接运行终端。本实用新型能够实现画面捕捉、物体识别和图像处理三个关键环节，严谨的程序逻辑处理，让空间定位更加精准。实物3D数字内容定位在实景物体的影像数据，这样就大大的改善了虚实场景与人眼观察的无缝衔接这一环节。
文档编号G06T11/00GK202486844SQ201120549888
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者顾侠 申请人:天津画国人动漫创意有限公司