基于AR技术的电子书实现方法与流程

本发明涉及ar技术领域，所谓ar是指增强现实技术，尤其涉及基于ar技术，与电子书模块进行配合，形成能够真实还原场景的电子书的方法。

背景技术：

ar（augmentedreality）技术是指增强现实技术，是一种实时地计算摄影机影像位置及角度加上相应图像、视频、3d模型的技术。这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。具体来说是指利用计算机生成一种逼真的视、听、触和动等感觉的虚拟环境。

将ar技术引援到动作教学的领域是将动作现实化、实景化。现有的动作教学类书籍最大的弊病和局限就是平面化，特别在一些专业技能，比如驾驶、搏击等专业性动作，由于其连贯性和复杂程度导致在传统的平面书页中无法很直观的体现出来，导致学员没有办法更好地理解书中的内容。纸质/平面的书籍即便是配合图片也仅仅只是一个局部和片面的显示，动作不连贯，无法全面和准确地传达动作要领。

将ar技术应用到动作教学上算是尚待开发和完善的领域，现有的ar技术，通常都是以ar界面为展示的全部内容，ar扫描生成后，往往只在单个界面向用户展示内容，这样使得ar技术缺乏立体感。

技术实现要素：

本发明针对以上情况提出了基于ar技术的电子书实现方法，通过摄像头实时采集现实图像，并利用算法导出图像特征数据，结合ar技术中的k-means算法将虚拟模型、图片，与现实数据进行结合，将叠加后的图像现实出来的一种电子书实现方法

基于ar技术的电子书实现方法包括以下步骤：

步骤一、摄像头进行现实图像的实时采集；

步骤二、通过算法导出步骤一中采集到图像特征数据：分别通过两个线程处理地形坐标计算和图像特征的采集计算；

步骤三、将步骤二中两处计算完成的数据进行叠加处理：利用ar技术中的聚类分析算法（k-means算法）将电子书中的虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加处理后的图像显示出来。

在步骤二中，将步骤一种采集的图像数据拷贝出两份分别交给新创建的两个系统线程来分别处理。

其中步骤二中两个系统线程分别是通过akaze特征检测算法导出图像特征数据以及通过ransac算法提取图像的地形坐标数据。

步骤三中的数据叠加处理是一种聚类分析算法，根据不同的数据量分发出多个额外线程进行数据合并，数据量的划分标准以1000次/线程进行划分。

在步骤三中，完成数据合并后，交由硬件gpu进行图像渲染，k-means算法主要是给定n个数据点与n个图像数据点组成集合p，通过gpu显示显示模型进行导出合并出新的数据集合m，该数据集合m是用于gpu管线显示使用数据集合。

在导出集合m的操作中需要根据不同的数据量进行n次循环运算，该过程包括：1、从p中随机选择n个数据点；2、用着n个数据点拟合出一个模型m；3、对p中剩余的数据点，计算与数据集合m的距离，进行多余点的舍弃。

本发明所涉及的实现方法，其中的ar场景是通过摄像头实时采集现实图像，然后通过akaze特征检测算法导出图像特征数据，和ransac算法将地形坐标数据演算出来，再由ar技术中的k-means算法将虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加后的图像显示出来。通过对环境中的平面识别技术，确定出算法地表，然后可构建出整个3d坐标系，从而达到将虚拟模型和动作在空间中准确的定位并展现出来，为用户提供超越现实的感官体验和准确流畅动作的直观体验。

【附图说明】

图1是本发明所述基于ar技术的电子书实现方法的流程图；

图2是本发明所涉及的实现方法中数据流转框图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明附图和具体实施方式对本发明基于ar技术的电子书实现方法进行说明：

基于ar技术的电子书实现方法包括以下步骤：

步骤一、摄像头进行现实图像的实时采集；

步骤二、通过算法导出步骤一中采集到图像特征数据：分别通过两个线程处理地形坐标计算和图像特征的采集计算；

步骤三、将步骤二中两处计算完成的数据进行叠加处理：利用ar技术中的聚类分析算法（k-means算法）将电子书中的虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加处理后的图像显示出来。

在步骤二中，将步骤一种采集的图像数据拷贝出两份分别交给新创建的两个系统线程来分别处理。

其中步骤二中两个系统线程分别是通过akaze特征检测算法导出图像特征数据以及通过ransac算法提取图像的地形坐标数据。

步骤三中的数据叠加处理是一种聚类分析算法，根据不同的数据量分发出多个额外线程进行数据合并，数据量的划分标准以1000次/线程进行划分。

在步骤三中，完成数据合并后，交由硬件gpu进行图像渲染，k-means算法主要是给定n个数据点与n个图像数据点组成集合p，通过gpu显示显示模型进行导出合并出新的数据集合m，该数据集合m是用于gpu管线显示使用数据集合。

在导出集合m的操作中需要根据不同的数据量进行n次循环运算，该过程包括：1、从p中随机选择n个数据点；2、用着n个数据点拟合出一个模型m；3、对p中剩余的数据点，计算与数据集合m的距离，进行多余点的舍弃。

本发明所涉及的实现方法，其中的ar场景是通过摄像头实时采集现实图像，然后通过akaze特征检测算法导出图像特征数据，和ransac算法将地形坐标数据演算出来，再由ar技术中的k-means算法将虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加后的图像显示出来。通过对环境中的平面识别技术，确定出算法地表，然后可构建出整个3d坐标系，从而达到将虚拟模型在空间中准确的定位，从而为用户提供超越现实的感官体验。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
一种基于AR技术的电子书实现方法，包括：摄像头进行现实图像的实时采集；通过算法导出步骤一中采集到图像特征数据；将两处计算完成的数据进行叠加处理：利用AR技术中的聚类分析算法将电子书中的虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加处理后的图像显示出来。本发明所涉及的实现方法，其中的AR场景是通过摄像头实时采集现实图像，通过AKAZE特征检测算法导出图像特征数据，和RANSAC算法将地形坐标数据演算出来，再由AR技术中的K‑Means算法将虚拟模型、图片与现实数据进行结合，将叠加后的图像显示出来。从而达到将虚拟模型和动作在空间中准确的定位并展现出来，为用户提供超越现实的感官体验和准确流畅动作的直观体验。

技术研发人员：曹杰;李森;许建新
受保护的技术使用者：深圳市蓝游网络科技有限公司
技术研发日：2019.07.08
技术公布日：2019.10.08