用于展示三维物体的方法以及相关计算机程序产品、数字存储介质和计算机系统与流程

背景技术：

产品的虚拟展示正变得越来越流行。已知有各种方法来展示三维物体，在这些方法中，通过控制指令从不同的视角展示三维物体。由此，用户可以通过例如输入控制指令来从任意侧面观察该物体。

de10356020公开了一种用于展示和/或传输三维物体的方法和装置、特别是从虚拟商店和商场展示和/或传输到通信网络中的移动终端设备上的方法和装置。

技术实现要素：

本公开的目的是扩展三维物体的展示选项，以便增加针对观看者的吸引力和/或信息量。

本公开的目的通过根据权利要求1的用于展示三维物体的方法、根据权利要求17的计算机程序产品、根据权利要求18的数字存储介质、根据权利要求19的计算机系统以及根据权利要求20的方法应用来实现。有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本公开的方法用于展示三维物体，其中，根据控制指令从不同的视角展示所述三维物体。重要的是，利用至少一个显示表面来展示所述物体，在该显示表面上展示活动图像，并且根据控制指令从不同的视角展示该显示表面以及在该显示表面上展示的活动图像。

本公开通过在显示表面上集成活动图像的方式扩展了在先已知的对三维物体的展示方式。由于根据控制指令不仅展示所述三维物体，还从不同视角展示所述显示表面以及在该显示表面上展示的活动图像，从而使观看者获得这样的感觉，也即带有活动图像的显示表面是所述物体的一部分。

通过这种扩展，可以通过活动图像向用户展示附加的信息。由此可以通过将广告信息作为活动图像展示在显示表面上，来提高物体的吸引力。此外，对于具有用于将活动图像展示为真实物体的显示表面(例如屏幕)的物体，用户能够获得逼真的展示，因为在三维物体的虚拟展示中优选也在真实三维物体的显示表面的位置处展示活动图像。

优选地，以相对于三维物体不变的空间布置来展示所述显示表面。由此，由于这种相对于所述物体而言不变的空间布置，用户感觉所述显示表面归属于所述物体。

显示表面有利地表示为三维物体的表面的一部分。由此用户可以立即认识到，显示表面是所展示的三维物体的一部分。

在有利的实施例中，为了展示三维物体，生成多边形网格，以便近似地描述三维物体的轮廓。通过多边形网格来近似地描述三维物体的轮廓具有这样的优点，即，能够以较少的数据量实现展示。

特别地，可以根据所述物体的局部特性选择多边形网格的密度。此外，可以根据用户选择的放大率进行展示，例如在整体图示中展示较为粗大的多边形网格，而在细节图示中展示较为精细的多边形网格，从而可以减少要传输的必要数据量。

用于生成用于近似描述三维物体的轮廓的多边形网格的方法本身是已知的，并且例如记载在de102014013589a1、wo2005/055146a1或de10356020a1中。

有利地，将多边形网络的多边形的具有n个多边形pi(i＝1,…,n)的子集分配给显示表面。将活动图像细分为n个子活动图像t(i＝1,...,n)，并且在多边形pi上展示子活动图像t(i＝1,…,n)。

因此，根据在建立多边形网格时用多边形对显示表面进行的划分，优选用多边形对活动图像进行相同的划分，从而在展示三维物体时，在显示表面的每个多边形上展示活动图像对应的多边形局部图像。由此可以采用本身已知的展示和划分方法，如前面所述的那样。

在最简单的情况下，显示表面被构造成平坦的矩形区域，该矩形区域通过单一的多边形描述(n＝1)。然而，本公开不局限于这样的显示表面。同样地，可以展示任意形状和/或结构化(具有凸凹结构)的显示表面，特别是通过优选采用前面描述的通过多边形网格对显示表面形状进行近似。同样位于本公开的范围内的是，矩形显示表面通过多边形网格结构的多个多边形来描述。用于描述显示表面的多边形的数量n因此也取决于形状和结构(例如显示表面的曲率、波形或其他不平度)。位于本公开范围内的是，显示表面由多个多边形来描述，特别是通过数量n>10和n>100个多边形来描述。

前面所述的多边形pi有利地完整覆盖显示表面，从而能够在整个显示表面上展示活动图像。

特别有利的是，选择多边形pi，使得位于边缘的多边形的环绕的边缘对应于显示表面的环绕的边缘。因此，在有利的实施例中，显示表面外部与显示表面内部的物体表面之间的划分沿着多边形之间的边界线延伸。由此得到这样的优点，也即，多边形始终完全属于显示表面并且由此应在这样的多边形上展示活动图像，或者完全不属于显示表面并且由此不应在这样的多边形上展示活动图像。

有利地，没有分配给显示表面的剩余多边形具有纹理。这种纹理可以从纹理数据库中获取，以便展示三维物体的实际表面纹理的逼真表示。

特别有利的是，剩余的(不属于显示表面的)多边形的纹理从三维物体的摄影图片中获得。

这里已知这样的方法，也即，从多个视角对三维物体进行摄影拍摄，并且从摄影图片中提取每个多边形的局部作为纹理。特别有利的是，计算每个多边形的法向矢量，并且确定拍摄与该法向矢量具有最小角间距的图片的相机位置。这个拍摄位置的摄影图片通常最佳地适合于提取相关多边形的纹理。这个方法例如记载在de102011104216a1中，特别是记载在第[0025]段中。在这篇文献中，通过两台相机来描述所述图片，以便建立立体图像。同样，如上所述，对于相同的方法也可以只使用一台相机，以便根据相机图片给多边形分配纹理。

优选采用影片作为活动图像。特别有利的是，在所述影片中播放涉及所展示的三维物体的其他广告内容和/或信息。

在有利的实施例中，附加地实现声音输出。由此可以不仅通过活动图像，而且还通过声音输出向用户传送其他信息或通过相应的声响和/或音乐进一步丰富所展示的三维物体的感知。特别有利的是，作为活动图像播出影片，而作为声音信号播出所述影片的伴音。

有利地，在三维物体上预先规定至少一个、优选至少两个声音输出点。因此，一个输出点优选表示真实物体的一个扬声器，在所述扬声器上进行声音输出。这里，在展示中，优选根据展示的视角进行声音输出。如果视角随虚拟展示改变并且由此声音输出点的位置也发生改变，则优选在通过显示单元的真实扬声器进行声音输出时也对这种位置改变加以考虑，在所述显示单元上向用户展示所述物体。

根据本公开的方法，特别是根据所述方法的优选实施例，优选与显示单元，如屏幕、特别是计算机监视器、电视机、平板监视器或类似的屏幕一起使用，以便在屏幕上播放所述物体。

常见的显示单元，如例如前面所述的屏幕、特别是监视器或电视机或者带有监视器或电视机的计算机单元，通常具有至少两个用于立体声输出的扬声器。由此，在优选的实施例中，通过这两个声道可以在视角改变时对声音输出点的空间变化加以考虑：例如，如果输出点更偏向于右侧，则通过右扬声器增强声音输出，并且反之亦然，只要输出点更偏向于左侧。

由此，优选在声音输出时，针对当前展示的视角对声音输出点到观看者位置的距离加以考虑，特别地，相对于到观看者的位置距离较近的输出点的声音信号而言，距离较远的输出点的声音信号以较低的音量播出。在所使用的用于展示三维物体的显示单元具有多个扬声器时，每个输出点的声音输出优选在离该输出点最近的扬声器上以比在距离较远的输出点更大的音量进行。

术语“距离”这里是指按照三维展示的虚拟点到扬声器的真实点或观看者位置的距离。

同样位于本公开范围内的是，例如在三维物体上预先规定两个声音输出点。特别地，当所展示的真实三维物体同样具有两个扬声器时，特别是当所展示的物体是具有两个扬声器的监视器或电视机时，这是有利的。在这种情况下，立体声输出作为活动图像的伴音(unterlegung)进行。例如，如果观看者改变了视角，使得在当前展示中所展示的物体左边的扬声器位于右侧而右边的扬声器相应地处于左侧，则相应地实际输出可以以相反的声道进行，从而对扬声器所展示的空间布置加以考虑。

有利地，通过用户设定开始活动图像的播放。由此，用户可以选择，是希望观看物体本身还是希望通过活动图像观看附加的信息。特别有利的是，用户可以利用虚拟指针元件选择显示表面来启动和/或停止活动图像的播放。这例如可以通过利用鼠标指针对用户界面进行点击或者在触敏显示器上进行触摸来进行。

三维物体优选在二维显示单元上展示，显示单元特别是之前描述的屏幕、计算机监视器或者是平板电脑、智能手机或电视机的相应显示屏。

根据本公开的方法适于展示任意的三维物体。特别有利的是，三维物体包括显示单元。用户由此获得足够逼真的观感，因为如果在虚拟展示中也展示活动图像，则在虚拟展示中可以更好地体验实际显示单元。因此，特别有利的是，三维物体是屏幕或具有屏幕的技术设备，例如电视机、平板电脑和/或智能手机。

在以当前视角展示所述显示单元时，对三维物体的真实显示单元的、与视角相关的特性加以考虑。已知的是，对于光学显示器、特别是监视器或电视机，视觉外观会根据视角而改变。通常，当用户大致沿垂直于显示表面的法向矢量观看显示器时会得到最佳的图像。在倾斜观看显示器时，(根据显示器的质量)图像质量通常会随着与面法线的角度增大而变差。在有利的实施例中，对这种变化加以考虑，其方式是，在预先规定展示三维物体的视角时计算观看显示单元的视角，特别是计算与显示单元的面法线的优选角度，并且相应地选择和/或改变活动图像，以便根据观察显示单元的实际视角给出改变的视觉上的感受。在这个有利的实施例中，由此用户例如可以通过在虚拟展示中旋转物体来获得在不同视角下播放的画质感受。

有利地，通过根据控制指令来旋转所展示的物体来实现预先规定用于展示的不同视角。特别地，已知的是，通过控制指令执行空间旋转，特别是有选择地绕三个正交空间轴中的一个或多个和/或绕固定基点执行旋转。这里已知的并且对于很多用户而言熟悉的方法是，例如通过鼠标指针或其他用于输入控制指令的单元，可以在空间中任意旋转所展示的物体。

控制指令可以通过程序预先给定，从而例如通过以预定方式旋转从所有侧面向用户展示三维物体。替代地或附加地，有利的是，控制指令通过用户接口读入。特别是通过一个或多个选自以下组的元件读入：键盘、鼠标、触敏表面。由此，使得用户可以调整观察所展示物体的具体视角。

此外，前面提及的目的还通过一种用于执行根据上述权利要求之一所述的方法的计算机程序产品来实现，所述计算机程序产品特别是具有存储在机器可读载体上的用于执行根据上述权利要求之一所述的方法的程序代码。同样地，还通过一种数字存储介质来实现所述目的，所述存储介质具有电子可读的控制信号，所述控制信号能够与可编程的计算机系统配合工作，以便执行根据本公开的方法，特别是执行所述方法的优选实施例。同样地，所述目的还通过一种计算机系统来实现，所述计算机系统具有至少一个计算单元、显示单元和如前面所述的数字存储介质。

前面所述的目的特别是通过一种计算机系统来实现，所述计算机系统具有至少一个计算单元、显示单元和数字存储介质，所述计算单元、显示单元和数字存储介质被构造成相互配合工作，使得能通过计算单元执行存储在所述存储介质上的程序，并且所述计算单元被构造成用于向显示单元发送图像信号，在所述存储介质上存储程序，所述程序用于执行以下方法步骤：根据控制指令通过计算单元在显示单元上从不同的视角展示三维物体；利用至少一个显示表面来展示所述物体，并且根据控制指令通过计算单元在显示单元上从不同的视角展示所述显示表面以及在所述显示表面上展示的活动图像。

此外，所述目的还通过根据本公开的方法的应用、特别是所述方法的优选实施例的应用来实现，用于在虚拟的销售门户中，特别是在虚拟商店或商场中展示三维物体。

附图说明

下面参考实施例和附图来说明其他优选特征和实施例。其中：图1至图3分别示出作为三维物体的监视器的图示，在图1中示出从正面观看的正视图，在图2中示出绕根据图1的轴a旋转后的视图，在图3中示出绕根据图1的轴b旋转后的图示。图4示出用于执行参照图1至图3描述的根据本公开的方法的实施例的计算机系统。

具体实施方式

因此，在根据本公开的方法的示例性实施例中，对于用户而言，在屏幕上将监视器1二维地表示为真实的三维物体。这里，用户例如可以通过键盘上的箭头键有选择地执行绕轴a和/或轴b的旋转。图2示出绕轴a旋转的示例性结果，图3示出绕轴b旋转的示例性结果。

例如，通过de102011104216中描述的方法，由真实的监视器生成多边形网格，生成虚拟的展示。此外，监视器具有显示表面2。重要的是，在显示表明2上影片被展示为活动图像。如果用户现在选择了另一个视角，例如根据图2的视角，则同样用根据图2的透视图展示该显示表面以及在该显示表面上展示的活动图像。相同的情况也适用于根据图3的视角。

因此，显示表面2相对于监视器1的三维物体而言处于不变的空间布置，并且被展示为监视器1的表面的一部分。

在当前情况下，显示表面是平坦的矩形，并且由此可以通过多边形来描述。多边形的边缘与显示表面的边缘一致，从而可以在与显示表面有关的多边形p1与代表监视器的剩余组成部分的其余多边形之间进行简单区分。相应地，可以以简单的方式在多边形p1上播放活动图像t1。

在监视器1上定义了右边和左边的声音输出点3a和3b，这些声音输出点对应于真实监视器中扬声器的位置。作为活动图像，在监视器1的显示表面2上播放带有立体声伴音的影片。如果用户例如选择根据图1的视角，则以常见的方式通过用户用来观看展示的真实显示器的左扬声器和右扬声器来输出立体声伴音。另一方面，如果用户选择了例如根据图2的视角，在这个视角下，所示出的监视器1的扬声器3a背离用户而扬声器3b朝向用户，则在输出立体声伴音时，右声道相应地比左声道音量更大。

对于多个视角，都存储了展示活动图像的影片。如果用户现在例如选择根据图2的视角，则从所存储的活动图像中选出其视角与根据图2的图示最为接近的活动图像。然后，相应地在显示表面2上播放该活动图像。由此，用户会获得这样的感觉，也即监视器具有与视角相关的特性。

图4示出根据本公开的计算机系统的示例性实施例。该计算机系统具有计算单元4、屏幕6和数字存储介质5。计算单元、屏幕和数字存储介质原则上按在计算机系统中本身已知的方式相互配合工作，从而能通过计算单元4执行存储在存储介质5上的程序，并且计算单元4被构造成用于向屏幕6发送图像信号，从而可以在屏幕6上相应地生成二维图像。

重要的是，在存储介质5上存储这样的程序，也即该程序用于执行根据本公开的方法，特别是执行根据本公开的方法的优选实施例。在当前情况下，在存储介质5上存储用于执行前述根据图1至4描述的方法的程序。图4示出了这样的状态，也即，在该状态下，用户借助于控制指令选择绕图1的轴b旋转，以便实现根据图3的展示。存储在存储介质5上的程序通过计算单元4执行并且向屏幕6发送相应的图像信号，以便在屏幕6上实现根据图3的展示。计算单元4具有键盘和触敏表面(触摸板)，用于输入控制指令。

在当前情况下，存储介质5被构造成硬盘。同样，存储介质可以被构造成主存储器或其他类型的存储器。存储介质可以设置在计算单元中或直接设置在计算单元上，并且还可以将存储介质设置在通过互联网连接与计算单元5连接的服务器上。