材料表面视觉信息数字化采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光学设备技术领域，特别涉及与工业可视化相关的光学成像设备
技术领域，具体是指一种材料表面视觉信息数字化采集系统。
【背景技术】
[0002] 材料表面视觉信息的用途相当广泛，主要应用在工业可视化材质制作，虚拟现实 材质制作，工业、服装、家具、装潢等数字材质制作，游戏材质制作，影视材质制作，CG材质制 作等方面。
[0003] 现有的材质视觉扫描方案多基于两种采集模式，扫描仪或照相机。其重要问题有 两点，一是采集信息不全面，仅能采集色彩信息。二是质量不稳定，无法广泛应用于多种材 质视觉?目息米集。
[0004] 针对上述问题，现有技术中也可将扫描仪或照相机获取的图像通过Photoshop、 CraZyBump、D〇2等软件转化生成法线、高光、透明等信息。但转化结果均存在非常严重的错 误，很难用于高质量材质应用。而且转化后的数据类型无法规范统一，很难符合工业应用标 准。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够简单、准确、快 速地一次性采集多种材料表面视觉信息，采集信息范围更广，效率更高，且实现方法简便， 应用成本低廉的材料表面视觉信息数字化采集系统。
[0006] 为了实现上述的目的，本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统具有如下 构成：
[0007] 该系统包括遮光拍摄箱、相机和多方位灯组。其中，遮光拍摄箱用于放置被摄物 体；相机用于拍摄所述的被摄物体；多方位灯组置于所述的遮光箱内，用于从多个不同方 向及角度照射所述的被摄物体。
[0008] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的遮光拍摄箱包括：遮光外壳、托架 和透台。托架设置于所述的遮光外壳内靠近底部的位置；透台为半透明或透明，设置于所述 的托架上，用于放置所述的被摄物体。
[0009] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的相机设置于所述的遮光外壳内顶 部的位置。
[0010] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的多方位灯组包括：分别设置于所 述透台上方四周的东灯组、南灯组、西灯组和北灯组；设置于所述的透台下方的底部灯组； 以及设置于所述的透台上方靠近所述遮光外壳顶部的位置的顶部灯组。
[0011] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的相机包括偏光镜片组。
[0012] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，还包括拍摄控制模块和视觉信息生成模 块。其中，拍摄控制模块电路连接所述的多方位灯组和相机，用以控制所述的多方位灯组， 并控制所述的相机拍摄在多个不同方向及角度光照下的被摄物体，获取多个与不同方向及 角度光照相对应的被摄物体影像信息；视觉信息生成模块电路连接所述的相机，用以根据 所述的多个与不同方向及角度光照相对应的被摄物体影像信息生成该被摄物体的表面视 觉信息，该表面视觉信息包括颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息。
[0013] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的视觉信息生成模块包括颜色计算 单元、法线计算单元、高光计算单元和透明计算单元，分别用以根据所述的多个与不同方向 及角度光照相对应的被摄物体影像信息生成该被摄物体的表面的颜色信息、法线信息、高 光信息和透明信息。
[0014] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的视觉信息生成模块还包括封装单 元，用以将所述的颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息封装为一个表面视觉信息。
[0015] 该材料表面视觉信息数字化采集系统中，所述的视觉信息生成模块还包括校准单 元，用以根据基准信息校准所述的颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息。
[0016] 采用了该实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统，其包括遮光拍摄箱、相 机和多方位灯组。则可利用本实用新型，将被摄物体置于所述的遮光拍摄箱内；利用多方 位灯组从多个不同方向及角度照射所述的被摄物体，并通过相机拍摄在多个不同方向及角 度光照下的被摄物体，获取多个与不同方向及角度光照相对应的被摄物体影像信息；进而 可利用所采集到的被摄物体影像信息生成该被摄物体的表面视觉信息，该表面视觉信息包 括颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息。从而实现简单、准确、快速地一次性材料表面 视觉信息采集，采集信息范围广，效率高，且本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系 统，其实现方法简便，应用成本相对低廉。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统中的遮光外壳和托架示 意图。
[0019]图3为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统中的相机及偏光镜片组 托架示意图。
[0020] 图4为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统中的透台示意图。
[0021] 图5为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统中的顶部灯组示意图。
[0022] 图6为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统中的东南西北及底部灯 组示意图。
[0023] 图7为实际使用本实用新型的系统的过程中采用的颜色信息计算流程示意图。
[0024] 图8为实际使用本实用新型的系统的过程中采用的法线信息计算流程示意图。
[0025] 图9为实际使用本实用新型的系统的过程中采用的高光信息计算流程示意图。
[0026] 图10为实际使用本实用新型的系统的过程中采用的透明信息计算流程示意图。
[0027] 图11为实际使用本实用新型的系统的过程中采用的文件封装流程示意图。
【具体实施方式】
[0028] 为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
[0029] 请参阅图1所示，为本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统的结构示意 图。
[0030] 在一种实施方式中，本实用新型的材料表面视觉信息数字化采集系统具有如下构 成：
[0031] 该系统，如图1至图6所不，包括遮光拍摄箱、相机B和多方位灯组。其中，遮光拍 摄箱用于放置被摄物体；相机B用于拍摄所述的被摄物体；多方位灯组置于所述的遮光箱 内，用于从多个不同方向及角度照射所述的被摄物体。
[0032] 优选的实施方式中，该系统还包括拍摄控制模块和视觉信息生成模块。拍摄控制 模块电路连接所述的多方位灯组和相机，用以控制所述的多方位灯组，并控制所述的相机 拍摄在多个不同方向及角度光照下的被摄物体，获取多个与不同方向及角度光照相对应的 被摄物体影像信息；视觉信息生成模块电路连接所述的相机，用以根据所述的多个与不同 方向及角度光照相对应的被摄物体影像信息生成该被摄物体的表面视觉信息，该表面视觉 信息包括颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息。
[0033] 利用该优选的实施方式所述的系统实现的材料表面视觉信息数字化采集方法包 括以下步骤：
[0034] (1)将被摄物体置于所述的遮光拍摄箱内；
[0035] (2)所述的拍摄控制模块控制所述的多方位灯组从多个不同方向及角度照射所述 的被摄物体，并控制所述的相机拍摄在多个不同方向及角度光照下的被摄物体，获取多个 与不同方向及角度光照相对应的被摄物体影像信息；
[0036] (3)所述的视觉信息生成模块根据所述的多个与不同方向及角度光照相对应的被 摄物体影像信息生成该被摄物体的表面视觉信息，该表面视觉信息包括颜色信息、法线信 息、高光信息和透明信息。
[0037] 在一种较优选的实施方式中，所述的遮光拍摄箱包括：遮光外壳A、托架K和透台 I。托架K设置于所述的遮光外壳A内靠近底部的位置；透台I为半透明或透明，设置于所 述的托架K上，用于放置所述的被摄物体。
[0038] 在利用该较优选的实施方式所述的系统实现的材料表面视觉信息数字化采集方 法中，所述的步骤（1)为：将所述的被摄物体放置于所述的透台上。
[0039] 在另一种较优选的实施方式中，所述的相机B设置于所述的遮光外壳A内顶部的 位置。
[0040] 在又一种较优选的实施方式中，所述的多方位灯组包括：分别设置于所述透台上 方四周的东灯组G(East)、南灯组H(South)、西灯组E(West)和北灯组F(North);设置于所 述的透台I下方的底部灯组J(Bottom);以及设置于所述的透台I上方靠近所述遮光外壳A 顶部的位置的顶部灯组D(Top)。
[0041] 在利用该较优选的实施方式所述的系统实现的材料表面视觉信息数字化采集方 法中，所述的步骤（2)具体包括以下步骤：
[0042] (21)所述的拍摄控制模块控制所述的东灯组、南灯组、西灯组、北灯组、底部灯组 和顶部灯组依次点亮，并控制相机拍摄获得与之对应的被摄物体的东影像信息、南影像信 息、西影像信息、北影像信息、底部影像信息和顶部影像信息；
[0043] (22)所述的拍摄控制模块控制所述的东灯组、南灯组、西灯组、北灯组和顶部灯组 同时点亮，并控制相机拍摄获得被摄物体的全影像信息。
[0044]在一种进一步优选的实施方式中，所述的相机B包括偏光镜片组C。
[0045]在另一种进一步优选的实施方式中，所述的视觉信息生成模块包括颜色计算单 元、法线计算单元、高光计算单元和透明计算单元，分别用以根据所述的多个与不同方向及 角度光照相对应的被摄物体影像信息生成该被摄物体的表面的颜色信息、法线信息、高光 信息和透明信息。
[0046]在利用该进一步优选的实施方式所述的系统实现的材料表面视觉信息数字化采 集方法中，所述的步骤（3)具体包括以下步骤：
[0047] (31)所述的颜色计算单元根据所述的顶部影像信息和全影像信息计算获得所述 的表面视觉信息中的颜色信息；
[0048] (32)所述的法线计算单元根据所述的东影像信息、南影像信息、西影像信息和北 影像信息计算获得所述的表面视觉信息中的法线信息；
[0049] (33)所述的高光计算单元根据所述的东影像信息、南影像信息、西影像信息和北 影像信息计算获得所述的表面视觉信息中的高光信息；
[0050] (34)所述的透明计算单元根据所述的底部影像信息计算获得所述的表面视觉信 息中的透明信息。
[0051]在一种更进一步优选的实施方式中，所述的视觉信息生成模块还包括封装单元， 用以将所述的颜色信息、法线信息、高光信息和透明信息封装为一个表面视觉信息。
[0052]在利用该更进一步优选的实施方式所述的系统实现的材料表面视觉信息数字化 采集方法中，所述的步骤（3)还包括以下步骤：
[0053] (36)所述