专利名称：虚拟穿行的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的领域涉及互动电影制片系统和方法。更加具体地讲，本发明涉及产生互动电影的方法和系统，该互动电影是为了使用户能够虚拟地行走于物理场所(比如建筑物、办公室等)中而制作的。
背景技术：
虚拟电影广泛用于各种不同的目的，比如展示、地点的远距离导游、教育、训练、电子游戏等。一些这样的电影是动画，而另外一些是真实的(涉及在真实物理场所内拍摄的真实画面)。本发明涉及的是后一种情况，即，涉及虚拟和互动电影的制作能够使用户探查真实场所的情况。
例如，存在着一些这样的情况期望使得用户能够观看场所的电影，并且互动地在该场所内通行。更加具体地说，期望使得互动电影能够使用户在走向他选择的任何可行方向的同时穿行于该场所中，同时连续地观看该场所的真实图像，该真实图像可以根据需要与计算机生成的互动或非互动事件或对象相结合。
在另一种更加具体的例子中，期望给出这样一种用于训练个人的虚拟互动电影使他们熟悉特定的场所，同时向他们提供关于该场所的基本而全面的信息，比如它的布局、它的外观、房间以及其中的设施的位置。而且，在训练他们如何应对某些应急措施时，在电影中组合一些模拟情景(例如，火灾)是颇为有益的。
这样的能够使人们穿行于真实场所中的虚拟互动电影也可以用于商业目的，例如，使得观看者能够互动地探查诸如真实房产、饭店之类的场所。
目前，制作能够实现在场所中通行的虚拟互动电影是一项非常复杂的工作，并且它牵扯到相当大的劳动强度，需要专业且乏味冗长的拍摄和编辑。而且，结果一般来说都并不怎么令人满意，远远不能为用户提供真实的感觉。
本发明的一个目的是提供大大简化这种包括真实场所图像的虚拟和互动电影的制作过程的方法和系统。
本发明的另一个目的是实现这样的虚拟和互动电影的制作过程中的至少重要部分的自动化。
本发明的再另一个目的是实现通过在场所中自由移动扫描设备，而不需要精确限定(这需要在场所中提供精确标记)来生产这样的电影。
本发明的再另一个目的是提供虚拟-互动电影基于链接图的表现方式。
本发明的其它目的和优点将会随着介绍的进行而变得显而易见。
发明内容
本发明涉及产生互动虚拟电影的方法，该互动虚拟电影模拟用户在真实场所中的行走和对真实场所的探查，该方法包括(a)定义创建新结点的第一最小条件；(b)定义在结点之间进行链接的第二最小条件；(c)沿着场所内的路线移动扫描设备，测量任意给定时刻的扫描设备的x，y位移坐标和角取向，并且至少在这一第一最小条件得到满足的时候创建新的结点；(d)在各个结点位置上获取反应摄像机单元视野的图像数据，并且将所述图像数据及其取向与当前结点的x，y位置坐标关联起来；(e)找出并登记结点对之间的相邻链路，以一般性地创建结点的串，连接在任意两个结点之间的各链路分配结果满足结点之间进行链接所需的至少所述第二最小条件，其中可以为一个结点分配多于一个链路；(f)将各个所创建的链路进一步关联和登记从结点对中的第一个结点出来的出路角取向和到该结点对中的第二个结点的进路角取向。
优选地，满足包含在所述第一最小条件中的任何一个条件都会导致创建新的结点。
优选地，所述第一最小条件之一是由所述设备采样的两个结点之间的最大预定距离D。
优选地，所述第一最小条件之一是设备在离开结点之后的取向的最大预定允许角度变化δ°。
优选地，该方法此外还包括在满足某些第三条件的时候消除或合并结点。
优选地，所述第三条件包括低于预定距离的结点接近程度d和至少结点之一中的360°。
优选地，各个图像数据包括多个画面，并且其中各个画面角取向也要登记。
优选地，互动虚拟电影包括(a)多个结点；(b)连接在结点之间的链路，其中通过两个结点之间的各链路将从一个结点出来的出路角度指示和到另一个结点的进路角度指示关联起来，多个链路可以与一个结点相关联；(c)图像数据，反映出各个结点的摄像机单元视野，和所述图像数据的取向指示。
优选地，电影的显示包括下述步骤(a)向用户提供选择、转向和前进的手段；(b)向用户显示结点图像数据中的选定用户视野；(c)当用户转向特定的方向时，向用户显示与所述特定方向相应的图像数据的用户视野部分；(d)当用户对准当前结点的出路方向之一，并且选择前进时向用户显示通过所述出路方向而与所述当前结点相链接的下一个结点的图像数据的一部分，所显示的图像数据的一部分和与所述链接相关的进路方向相对应；(e)当用户选择了当前结点之外的结点时，向他显示所述其它结点的图像数据的用户视野部分。
本发明还涉及一种用于产生互动虚拟电影的设备，该互动虚拟电影模拟用户在真实场所中的行走，该设备包括(a)可移动平台；(b)位置和取向单元，用于获取平台在任意给定时刻的位置和取向，并且将它们提供给成像单元；(c)成像单元，用于在某些第一最小条件得到满足的任意时刻创建结点，获取图像数据并且将所述图像数据及其取向与结点位置关联起来，从而形成结点数据包；(d)数据单元，用于(1)从成像单元接收结点数据包；(2)计算结点之间的相邻关系；(3)登记所找到的相邻结点之间的链路，包括对各个链路登记进入结点的进路方向和离开结点的出路方向；(4)计算可能的结点合并和/或消除；(5)将步骤1-4得到的链接图保存在数据单元中的数据库中；(6)从可拆装介质或网络装置向数据库输入链接图；和(7)从数据库向可拆装介质或网络装置输出链接图；(e)控制单元，用于(1)启动和停用所述装置；(2)定义所述设备进行操作所需的参数；(3)提供针对输入和输出操作的控制。
优选地，所述数据单元位于可移动平台上；优选地，所述数据单元远离所述平台。
在附图中附图1表示具有两个过道和两个房间的示意性办公室的图解，对其进行的探查是借助互动电影实现的；附图2表示标注于其上的路线和结点的局部图解的例子；附图3a、3b、3c和3d表示在办公室的不同位置上的结点的摄像机单元视野的例子；附图4表示位于具有-45°到225°的摄像机单元视野的结点的30°到90°之间的60°用户视野(UFOV)；附图5以框图形式图解说明了按照本发明实施方式的扫描设备的总体结构；附图6表示处理在接近路口(junction)的区域中的结点之间移动的例子；附图7是更加详细说明按照本发明的实施方式的扫描设备的结构的框图；附图8是说明如何按照本发明的实施方式针对相邻关系对结点进行分析的流程图；附图9是说明如何按照本发明的另一种实施方式针对相邻关系对结点进行分析的更加详细的流程图；和附图10和11是说明路口附近结点的分析的两个例子。
具体实施例方式
按照本发明的虚拟电影的拍摄最好是借助扫描设备进行的。所述扫描设备包括摄像机单元，该摄像机单元可以包括一个或多个独立摄像机，各摄像机可以是视频数字或模拟摄像机或者是数字静止摄像机。摄像机单元可以在达到360°的视野中自动地扫描和获取图像数据(下文中称为画面(frame))。摄像机单元视野可以通过组合一个或多个独立摄像机来获得。
如前所述，本发明的一个目的是使得观看电影的用户能够探查所扫描的场所，并且让他实时选择他的路线，意思是说，例如，当接近交叉路口时，让他决定选择哪条道路。按照本发明，视频或静止画面是沿着真实场所中的路线采集的。然后采用一般的自动方式对所采集的画面进行处理，以产生互动电影。于是，当电影活动起来时，用户能够在沿着所述虚拟路线移动的同时虚拟地探查该场所。虚拟电影的拍摄和制作处理是非常简单的，因为并不需要在场所中进行复杂的准备工作，比如在场所的地板上精确标画拍摄点或者标画扫描设备必须要走的精确路线。现有技术需要进行这些标画(以点或线的形式)，而这些标画痕迹不允许出现在所拍摄的画面中或者要进行不便或昂贵的拍摄处理。
附图1表示具有两个过道(C1，C2)和两个房间(A，B)的办公室10的实例的图解。本发明的一个目的是产生能够使用户穿行，即，“游逛”办公室的虚拟电影。如图所示，在点11开始，用户走向路口J1，在这个路口他可以右转进入房间B或继续直行。类似地，当到达路口J2时，用户可以右转进入房间A或沿着过道C1直行。当到达路口J3时，用户可以在过道C2中右转或左转。而且，在沿着过道行走的时候，用户一般需要具有相对有限的视野。在路口J1、J2和J3，用户需要较宽的视野，而在房间A和B中，一般需要360°的视野。例如，在路口J1，用户可能选择继续沿着过道走，并且一直看到过道的尽头，或者他可以选择拐进房间B并且观察房间B，或者在某些情况下，他甚至可能决定后转并且沿着过道C1返回。
按照本发明，借助能够在直到360°的视野中拍摄画面的扫描设备来拍摄办公室。扫描设备沿着所述路线向前移动，同时从拍摄点拍摄相应视野中的照片。例如，扫描设备可以每10cm的距离采集多个图像，并且通过采集画面扫描预定视野。
附图2中以结点13的形式示出了沿着该路径进行扫描(拍摄)的多个点。结点13示意性地表示各个具体结点位置上在该点的扫描方式，并且给出了专用于这个结点的其它参数。
在拍摄阶段之前，针对进行拍摄的所遵循的路线制定计划。沿着所设计的路线，当扫描设备通过预定的距离D时，创建结点，可以例如每5-50cm创建一个结点，或者将其角取向改变预定角度Δ°(例如5°)。对于各个结点，创建特定的摄像机单元视野。术语“摄像机单元视野”定义为各个结点的角度、由组成摄像机单元的独立摄像机采集的累计视野。在附图3a-3d表示出了具有相应摄像机单元视野的结点的几个例子。阴影区域表示摄像机单元视野。例如，如附图3a所示，结点15中的摄像机单元视野(结点16、17和21中也类似)可以跨越90°，即，介于-45°到+45°之间(此时将0°定义为正北方向)。相同结点的摄像机单元视野也可以是如附图3b所示，即，它可以跨越两个扇区，第一个扇区介于-45°到+45°之间，第二个扇区介于225°到135°之间，以便使得用户能够向前和向后“行走”。这样的双视野可以通过在摄像机单元中安装两个分开的摄像机在一个拍摄场次中获得，这两个摄像机在同一平台上一个朝前而另一个朝后。附图3c表示位于路口J1处的结点18的优选视野。在所述结点中，视野跨越了270°的扇区，即，介于-45°到225°之间。结点22的视野可以是360°，如附图3d中所示，以便能够观看所有的方向。
而且，最大用户视野(UFOV)的参数是预定的。用户视野是允许用户在探查的时候能够观察到的扇区的角度大小。在任何的结点中，用户视野都必须小于摄像机单元视野，或者如果在结点摄像机单元视野中有超过一个扇区，用户视野必须小于所述摄像机单元视野中的任何一个。例如，可以将用户视野定义为60°的扇区。因此，并且如附图4中所示，在位于结点18时，用户例如可以将他60°的用户视野定位于-45°到225°之间的任何范围上，例如介于+30°到90°之间。用户观察方向总是位于UFOV的中心，即，在这种情况下观察方向为60°。
在制定了路线、结点之间的距离D、角取向的变化Δ、用户视野(如前所述，为恒定参数)和各个结点的摄像机视野之后，实际上就为进行图像的记录准备好了扫描设备。
附图5中给出了按照本发明的优选实施方式的扫描设备203，包括a.成像单元201；b.可移动平台202；c.位置和取向传感器204；d.控制单元210；和e.数据单元275。
可移动平台202用于支撑成像单元201、控制单元210，并且最好还有数据单元275(按照某些实施方式，数据单元275可以安装在远离平台的地方)。位置和取向传感器204向成像单元201连续提供平台的x，y绝对位移以及角取向α。还从控制单元为成像单元201提供参数D、Δ、摄像机单元视野和启动信号A。
操作员现在必须要确保至少将参数D、Δ存储在设备中。然后他将扫描设备203置于基准(0，0)位置上，并且开始移动平台并且沿着所述路线拍摄。应当注意，在沿着所制定的路线移动的过程中并不需要很高的精度，因为在由该设备收集数据的时候，对各个具体结点的位置和取向加以设定，图像数据得到了关联，并且登记摄像机单元视野。更加具体来说，如所述，在设备经过了大于D的距离或者其角取向改变大于Δ的时候，会创建新的结点。所述D、Δ和其它控制参数是经控制线260从控制单元210供应给成像单元201的。其它控制参数可以包括必需的启动/停用信号A和摄像机单元视野。控制单元210在各个结点位置上控制成像单元201。
成像单元201创建结点，将它们与它们所有的相关数据(包括视觉数据)关联起来，并且将与各个结点相关的所有数据提供给数据单元275。
数据单元275从成像单元201接收与各个具体结点相关的数据，并且对多个结点进行处理，以便确定结点之间的相邻关系和链路，并且将所得到的链路保存在数据单元275内的数据库中。在任何给定的时刻，保存在数据库中的数据代表基于到此时为止所处理的结点的虚拟互动电影。而且，所述存储在数据库中的数据可以输出到另一种介质，或者可以通过通道273将这样的数据输入到数据库中，例如为了更新的目的。输入和输出操作是由控制单元210提供的信号272控制的。
附图7中给出了扫描设备的更加详细的框图。摄像机单元214包括一个或多个摄像机(如附图5所示为两个摄像机223和224)。在拍摄处理期间，摄像机单元214相对于平台202的取向可以保持固定，或者可以借助摄像机位置控制单元280(它采取机械方式促使摄像机单元214旋转290)加以调节。在摄像机可以获得360°图像的情况下，不需要摄像机单元214进行这样的旋转(并且在这样的情况下，不需要单元280)。摄像机单元214相对于平台的角取向从摄像机位置控制单元280提供给选择器291(代表角度α2的信号269)。摄像机单元214连续不断地或者在接收到选择器的请求(由触发信号300表示)时向选择器291提供图像。选择器291根据信号260、270和270a创建新的结点。选择器291可以有两种工作模式，如下所述a.在静止平台202位置和取向并且相对于平台202旋转摄像机单元214期间在这样的情况下，平台202的x，y坐标和取向α是固定的，并且同时摄像机单元214相对于平台202旋转(α2改变)。选择器291根据当前坐标创建新结点编号。然后，选择器291在CFOVn内每Δ2°采集一次图像或其一部分。例如，如果CFOVn(该结点的摄像机视野)介于90°到270°之间，而Δ2°是6°，我们正在使用摄像机单元的一个摄像机223，并且这个摄像机223的视野中心指向0°，摄像机单元214将开始顺时针旋转，则选择器291将会忽略来自摄像机223的所有数据，直到摄像机223视野的左边界指向90°。只有在此之后选择器291才会每6°选择一次来自摄像机223的图像数据，直到摄像机223视野的右边界指向270°方向时为止。选择器291用所创建的同一结点编号将所选择的来自摄像机223的图像数据关联起来。选择器291进一步将结点编号与图像数据(相应的平台202坐标x，y、取向α和摄像机(例如，摄像机223)视野)关联起来。选择器291最后在通道247上将数据传送给临时数据库244。
b.平台202移动，此时摄像机单元214相对于平台202的取向固定(α2恒定)选择器291每当(i)离开前一结点的坐标位移D；或(ii)平台202相对于选择前一结点时平台202的取向的取向改变Δ时创建新的结点。选择器将当前图像数据与所创建的结点编号关联起来。选择器291进一步将结点编号与图像数据(相应的平台202坐标x，y、取向α和摄像机视野)关联起来。该设备可以按照两种不同的处理模式进行工作，如下面附图8和9中所介绍的工作模式。为了在附图8的模式下工作，选择器291必需还要通过从控制单元210接收到的串号表示#C将各个结点关联起来。选择器291最后在通道247上将数据传送给临时数据库244。
在上面的a和b两项中，选择器291既可以从摄像机单元214获得的图像的连续流中选择图像，也可以使用触发信号300发出图像请求。
定位单元204在任何时刻感测平台202的坐标x，y及其角取向α。
临时数据库244构成为结点数据的临时存储单元，并且用于例如在由数据单元275进行离线处理或者非实时处理的时候存储这样的数据。
处理单元301从临时数据库244中取回数据。在每次取回结点数据的时候，处理单元301计算相对于存储在数据库302中的其它结点的相邻关系，并且在检测到相邻结点的时候，形成链路。该处理单元使用参数最大距离D1、参数最小距离d和参数最大允许取向变化δ°以及最大允许用户视野(UFOVmax)(信号261)来进行计算。下文中将详细介绍相邻关系计算。在完成相邻关系计算时，将结点数据及其相关链路关系经通道249存储在数据库302中。输入和输出单元304用于经通道261和310输出存储在数据库302中的链接数据，或者经通道262和310输入这样的链接数据。
控制单元210包括用户界面(未示出)，该用户界面能够实现各种参数(比如D、D1、δ、CFOVn、Δ、d、Δ2、C#等)的输入以及将这些参数提供给各个其它单元、将与扫描设备203的状态相关的各种数据显示给操作员，和进行设备203的任何一般控制。除了其它的功能之外，控制单元201能够经连线272控制链接数据的输入和输出、经连线214在两种扫描模式(固定的摄像机单元214或旋转的摄像机单元214)之间进行选择。
为了确保用户在互动电影中前进的同时顺畅观看，应当保持下述条件a.结点之间的距离不应超过预定距离D；b.在用户观看电影的同时从一个结点前进到下一个结点的时候，保证用户视野的方向不会被迫改变大于最大预定角度δ的量；和c.在保证在从一个结点前进到另一个结点的过程中视野变化小于δ(如b项所述)的同时，用户可使用完整的用户视野UFOV(即所定义的)。
在附图2中，将路口上的结点画成为形成90°会和点。为了更好地模拟真实的情况，可以将路口分成两个或更多个路线，如附图6所示。具体来说，在达到路口J1的时候，为了右转进入房间B(附图2)，更加接近真实情况的是，用户可能在结点27开始以大约45°的角度向右转。因此，如果，例如如图所示结点27的摄像机视野是165°，并且用户最大视野定义为60°，符合逻辑的情况是，在从结点26移动到结点27之后，用户首先会将其视线转向45°方向，此时用户视野设定在15°到75°之间。在进而结点28的过程中，于是符合逻辑的情况是，用户会将其视线进一步向右转，即，转到大约60°方向，即，其视野将会跨越30°到90°之间的角度，如附图6所示。从结点到下一个结点的出路方向(即，用户在离开一个结点到下一个结点的时候看的观察方向)也登记在数据库302中，并且到下一个结点的进路方向(即，用户在从前一个结点进入下一个结点的时候看的观察方向)也登记在数据库302中。当然，退出一个结点有多于一条出路，并且进而一个结点有多于一条进路。在附图6的例子中，结点32具有两条进路，一条是从结点31指向大约-30°方向，第二条进路是从结点35指向大约0°方向。按照本发明的实施方式，结点的进路和出路方向可以分别是由平台202在进入或退出结点时的取向所确定的方向。更加具体地讲，如上所述，设备203的定位单元204配备有方向构件(比如万向架)，其在任何给定时刻测量平台202的取向。另外，可以通过也是由定位单元204获得的位移向量来计算该方向。如前所述，应当注意到，为了确保互动电影的流畅观看，从第一个结点的出路方向和到下一个结点的进路方向之间的差不应超过预定值δ°。而且，在保持所述差小于δ°的同时，并且在将用户视野定位于所述下一结点上的同时，系统应当确保给出所定义的最大用户视野的全部跨度。例如在附图6所示的情况下，如果到结点28的进路方向是60°，即，用户视野跨越30°到90°之间的角度，则结点28的摄像机视野应当跨越至少30°到90°之间的扇区，并且一般来说要远大于此，以使得用户能够改变其视野方向。
在积累结点数据(即，与结点相关的数据)的同时，必需要建立结点之间的连接关系(链路)。具体来说，必需和进路和出路方向一起确定结点之间的有效路径。例如，在附图6中，可以清楚地看到，结点26与结点27连接，因为可以进行从结点26到结点27的“跳跃”，而例如从结点26到结点28不能进行这样的跳跃。因此将结点26和27定义为“相邻结点”。同样地，结点28和35是结点27的相邻结点。处理单元301确定结点的相邻关系。按照本发明的结点的相邻关系牵涉到保存到另一个相邻结点的方向(进路或出路)和所述其它相邻结点的识别。
附图9介绍了确定相邻结点的处理。在步骤500中，新的结点N被获取到存储单元N中，例如这可以是由摄像机刚刚记录的新结点。对于在步骤510中相继送到存储单元(T)中的数据库中的其它结点，在步骤520中核对它们的坐标，以检查它们是否足够接近(低于预定上限距离D1)。如果答案为“是”，并且N中的新结点具有360°视野(步骤530)且N和T之间的距离小于另一个预定的下限距离d(步骤570中的否)，则可以将N和T中的结点合并为一个360°的结点。不过，如果N的视野不是360°(步骤530)，则检查N和T的摄像机视野是否符合下述两个条件(a)从N到T的步骤需要小于δ°的用户视野(UFOV)方向的变化；和(b)在这种情况下是否能够提供所定义的完整最大用户视野(UFOVmax)(在我们的例子中是60°)。如果对于这两种所述条件答案都为“是”，可以将结点N和T链接起来(步骤550)，并且还将它们的进路和出路方向关联起来(步骤560)。不过，如果在步骤540中回答是“否”，则不能将这两个结点链接起来。如果在步骤570中回答为“是”，则可以将两个结点链接起来(步骤550)。
另一种构成本方案的途径是跟踪设备203在采集数据时的直线路线。跟踪设备203的直线路线可以提供一种方式来确定设备203的两条路线何时相交。交点的确认可以用于将结点定义为路口结点并且扩展其相邻列表。
附图10描述了两串结点，它们各自具有不同的路线。结点N1到N4是设备203向“东”行进的时候记录的结点，而N11到N13是设备向“北”行进的时候记录的结点。在这个例子中，首先记录的是N1到N4的路线，它已经存在于数据库中，并且将N11与N10连接为相邻结点的过程刚刚完成。将N12接纳到处理过程中也将会把N12与N11连接为相邻结点。然而，相邻关系测试将会表明有交叉点，这应当接受特定的处理，如下所述1.可以将N2&N3连接为N11的相邻结点吗？2.在360°视野，并且它们之间的距离低于距离D1但高于d的情况下，将它们定义为相邻结点(见附图9中的步骤520、530、570)3.在视野小于360°的情况下，例如180°，检查两个转移条件(步骤540)，如果满足，则建立链路(步骤550)。
附图11描述了两串结点，各串属于不同的路线。N21到N24是设备203向“东”行进时记录的结点，N31到N34是设备203向“北”行进时记录的结点。在这个例子中，首先记录了N21到N24的路线，已经存在于本方案中，并且将N31与N30(未示出)连接为相邻结点的处理过程刚刚完成。将N32接纳到处理过程中将也会把N32与N31连接为相邻结点。然而，相邻关系测试将会表明有交叉点，这应当接受特定的处理，如下所述1.应当将N21&N22连接为N31的相邻结点吗？2.在这个例子中，N21位于距N31大于最大范围D1的位置上，因此不是N31的相邻结点；3.在两个结点的视野都是360°并且N33和N22处于最小范围内(即，小于d)的情况下，则将它们合并为一个具有360°视野的结点，并且联合链接方向；更加具体地说，删除N33并且将N23和N34作为N22相邻结点(步骤520和530中的“是”，步骤570的“否”)。
如上所述，本发明假设虚拟电影是沿着物理场所内的路线采集的图像数据的集合。这在本发明中被解释为结点的链接图，其中每个结点包括代表摄像机单元视野的图像数据。从一个结点到另一个结点的连接(即，从第一个结点中的选定用户视野UFOV到另一个结点中的另一个视野)保持流畅。结点之间的链路能够实现以流畅方式从一个结点到另一个结点的移动。可以实时进行拍摄以及结点的形成，并且可以实时建立结点的链路，并且在这种情况下，在拍摄和处理结束时，电影实际上已经为使用做好了准备。此后，当使电影运动起来时，用户可以从观察选定的观察扇区的第一个结点“移动”到观察另一个观察扇区的第二个结点，不过这两个结点足够接近，以保持观看的流畅性。用户从一个结点“移动”到另一个结点是通过将用户的视野中心指向当前结点的出路方向并且通过所述出路前进到与所述当前结点链接的结点来进行的。用户到所述下一结点的进路是通过在用户的视野中心指向所述下一结点的进路方向的时候向用户展示用户视野(下一结点图像数据的一部分)来实现的。
而且，可以将一些动画加入到选定的图像数据中，然后将其显示给用户。而且，存在于显示给用户的图像数据中的元素(包括动画元素)可以制作成互动式的，并且可以引发事件。另一方面，可以有一些事件激活动画或其它事件。因此，对于仿真来讲，本发明的互动电影是很理想的。
附图10、11和12中所介绍的处理过程一般来说可以应对所有的情况。附图8给出了一种可供替换的处理过程，其中进行了较少的计算，不过可能识别不出结点之间某些可能存在的链路，但是从用户的角度出发，影响并不明显。按照这种处理过程，设备沿着路线获得象连串一样链接的结点的集合，其中仅对所述连串的第一个结点和最后一个结点检查与数据库中现有的链接图可能存在的链路。被视为属于同一连串的结点具有相同的C#。在步骤310中，选取连串的第一个结点。在步骤320中，进行针对链接图的检验，以便找出是否可以建立相邻关系。如果满足了与图中的另一个结点链接的条件，则在步骤330中建立链路。在步骤340中，检查当前结点是否为连串中的最后一个结点。如果答案为“是”，则处理过程结束。如果答案为“否”，则在步骤360中将第一个结点放到“前一”存储单元(P)中，并且在步骤370中获取下一个结点，并且在步骤380中在结点N和结点P中进行链接。在步骤390中，检验N是否为连串中的最后一个结点。如果答案为“是”，则我们在此在链接图中查找相邻结点，如果找到了，在步骤410中进行链接，并且处理过程结束(350)。不过，如果在步骤390中答案为“否”，则处理过程返回到步骤360。
虽然借助图解说明介绍了本发明的一些实施方式，但是显然，可以通过本领域技术人员力所能及的范围之内的多种修改、改变和改造实施方式以及众多等价或可替换方案的使用，将本发明付诸实践，而不会背离本发明的思想或超出权利要求的范围。
权利要求
1.一种产生互动虚拟电影的方法，该互动虚拟电影模拟用户在真实场所中的行走和对真实场所的探查，该方法包括a.定义创建新结点的第一最小条件；b.定义在结点之间进行链接的第二最小条件；c.沿着场所内的路线移动扫描设备，测量在任意给定时刻扫描设备的x，y位移坐标和角取向，并且至少在这一第一最小条件得到满足的时候创建新的结点；d.在各个结点位置上获取反应摄像机单元视野的图像数据，并且将所述图像数据及其取向与当前结点的x，y位置坐标关联起来；e.找出并登记结点对之间的相邻链路，以一般性地创建结点的连串，连接在任意两个结点之间的各链路分配结果满足在结点之间进行链接所需的至少所述第二最小条件，其中可以为一个结点分配多于一个链路；f.将各个所创建的链路进一步关联和登记从结点对中的第一个结点出来的出路角取向和到该结点对中的第二个结点的进路角取向。
2.按照权利要求1所述的方法，其中满足包含在所述第一最小条件中的任何一个条件都会导致创建新的结点。
3.按照权利要求1所述的方法，其中所述第一最小条件之一是由所述设备采样的两个结点之间的最大预定距离D。
4.按照权利要求1所述的方法，其中所述第一最小条件之一是设备在离开结点之后的取向的最大预定允许角度变化δ°。
5.按照权利要求1所述的方法，此外还包括在满足某些第三条件的时候消除或合并结点。
6.按照权利要求5所述的方法，其中所述第三条件包括低于预定距离d的结点接近程度和至少结点之一中的360°。
7.按照权利要求1所述的方法，其中各个图像数据包括多个画面，并且其中各个画面角取向也要登记。
8.按照权利要求1所述的方法，其中所述互动虚拟电影包括a.多个结点；b.链接在结点之间的链路，其中通过两个结点之间的各链路将从一个结点出来的出路角度指示和到另一个结点的进路角度指示关联起来，多个链路可以与一个结点相关联；c.图像数据，反映出各个结点的摄像机单元视野，和所述图像数据的取向指示。
9.按照权利要求8所述的虚拟互动电影，其中电影的显示包括下述步骤a.提供给用户选择、转向和前进的手段；b.向用户显示结点图像数据中的选定用户视野；c.当用户转向特定的方向时，向用户显示与所述特定方向相应的图像数据的用户视野部分；d.当用户对准当前结点的出路方向之一，并且选择前进时向用户显示通过所述出路方向与所述当前结点相链接的下一个结点的图像数据的一部分，所显示的图像数据的一部分和与所述链接相关的进路方向相对应；e.当用户选择当前结点之外的结点时，向他显示所述其它结点的图像数据的用户视野部分。
10.用于产生互动虚拟电影的设备，该互动虚拟电影模拟用户在真实场所中的行走，该设备包括a.可移动平台b.位置和取向单元，用于获取平台在任意给定时刻的位置和取向，并且将它们提供给成像单元；c.成像单元，用于在某些第一最小条件得到满足的任意时刻创建结点，获取图像数据并且将所述图像数据及其取向与结点位置关联起来，从而形成结点数据包；d.数据单元，用于1)从成像单元接收结点数据包；2)计算结点之间的相连关系；3)注册所找到的相连结点之间的链路，包括注册各个链路进入结点的进路方向和离开结点的出路方向；4)计算可能的结点合并和/或消除；5)将步骤1-4得到的链接图保存在数据单元中的数据库中；6)从可拆装介质或网络装置向数据库输入链接图；和7)从数据库向可拆装介质或网络装置输出链接图；e.控制单元，用于1)启动和停用所述装置；2)定义所述设备进行操作所需的参数；3)提供针对输入和输出操作的控制。
11.按照权利要求10所述的设备，其中所述数据单元位于可移动平台上；
12.按照权利要求10所述的设备，其中所述数据单元远离所述平台。
全文摘要
一种产生互动虚拟电影的方法，该互动虚拟电影模拟用户在真实场所中的行走和对真实场所的探查，该方法包括(a)定义创建新结点的第一最小条件；(b)定义在结点之间进行链接的第二最小条件；(c)沿着场所内的路线移动扫描设备，测量任意给定时刻的扫描设备的x，y位移坐标和角取向，并且在至少这一第一最小条件得到满足的时候创建新的结点；(d)在各个结点位置上获取反应摄像机单元视野的图像数据，并且将所述图像数据及其取向与当前结点的x，y位置坐标关联起来；(e)找出并登记结点对之间的相邻链路，以一般性地创建结点的连串，连接在任意两个结点之间的各链路分配结果满足结点之间进行链接所需的至少所述第二最小条件，其中可以为一个结点分配多于一个链路；(f)通过将各个所创建的链路进一步关联和登记从结点对中的第一个结点出来的出路角取向和到该结点对中的第二个结点的进路角取向。
文档编号G06T15/20GK1742298SQ200380109170
公开日2006年3月1日 申请日期2003年11月24日 优先权日2002年11月25日
发明者G·罗伊兹, R·阿米拉 申请人:门特威夫科技有限公司