CN108259780A - 用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法 - Google Patents

用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法 Download PDF

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张铎
国福
赖积明
戴小辰
张睿
陈鹏飞
孟海光
张高鸣
陈超
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Abstract

本发明公开了一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，具体步骤如下：实拍摄影机与虚拟摄影机空间位置匹配；实拍摄影机与虚拟摄影机成像器件尺寸与镜头焦段转换；通过频率同步器和时间码发生器实现频率与时间同步；数据实时传输给引擎服务器中的虚拟摄影机；引擎服务器获取实拍摄影机的影像，并对影像在引擎服务器中进行实时抠像；抠像处理后的实拍摄影机影像与虚拟摄影机拍摄的虚拟环境、虚拟角色以及虚拟道具进行实时合成。本发明采用上述结构的一种用于片场抗干扰特效视频同步显示方法，在确保拍摄现场与导演预监流畅并且同步的同时，保证画面不受震动、温度变化以及抖动影响，使得显示画面一直保持稳定。

Description

用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法
技术领域
本发明涉及影视领域，尤其是涉及一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法。
背景技术
目前，电影工业走过百年，艺术的创造越来越依赖于技术的发展。影视工业的传统生产过程中，制片人和主创团队要面对制作成本、生产周期、成品质量三者的平衡问题，与此同时，传统的制片过程中存在许多问题，例如：创意设计与技术实现之间的低效沟通、创新风险和反复修改的问题，也时刻困扰着每一个电影人。传统的制片过程为前期筹备——资产开发——中期拍摄——后期制作，无法实现前期拍摄与特效制作在现场实时同步，从而导致后期制作过程中产生很***烦，有时还会进行补拍，制作周期长，费事费财。而且传统摄制过程中，大量场景、道具等物料不能反复利用，造成制片过程的工作量大和资源浪费。传统工艺中，光学定位如遇遮挡、较大震动或抖动时，画面会剧烈的抖动，不能达到预期效果和有效的视觉反馈。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，在确保拍摄现场与导演预监流畅并且同步的同时，保证画面不受震动、温度变化以及抖动影响，使得显示画面一直保持稳定。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，具体步骤如下，
S1：实拍摄影机与虚拟摄影机空间位置匹配；
S2：实拍摄影机与虚拟摄影机成像器件尺寸与镜头焦段转换；
S3：通过频率同步器和时间码发生器实现频率与时间同步；
S4：通过固定于所述实拍摄影机上镜头数据获取装置与空间定位装置获取镜头焦段、镜头焦距、摄影机位置以及摄影机旋转数据，并将数据实时传输给引擎服务器中的虚拟摄影机；
S5：引擎服务器获取实拍摄影机的影像，并对影像在引擎服务器中进行实时抠像；
S6：抠像处理后的实拍摄影机影像与虚拟摄影机拍摄的虚拟环境、虚拟角色以及虚拟道具进行实时合成。
优选的，实拍摄影机镜头与虚拟摄影机镜头的焦段与焦距匹配，实现实拍摄影机改变焦段或焦距时，虚拟摄影机也随之改变，从而存储显示装置所显示虚拟场景也随之改变且与实拍场景同步匹配。
优选的，实拍摄影机将视频影像接入引擎服务器，实现视频影像以设定的焦距投影到虚拟场景中。
优选的，步骤S3具体为，频率同步器将实拍摄影机、空间定位装置、引擎服务器以及存储显示装置中的硬盘录机进行同步锁频；时间码发生器将统一的时间码发送给实拍摄影机、空间定位装置以及硬盘录机。
优选的，引擎服务器获取空间定位装置和实拍摄影机的时间码，并且进行比较校正，当时间码一致时，引擎服务器将融合的数据刷新为空间定位装置的位置数据，实现实拍摄影机与虚拟摄影机、现场监视器、后台监视器以及机载监视器数据同步。
优选的，所述实拍摄像机上固定有包含陀螺仪定位模块和光学定位点的空间定位装置，陀螺仪定位模块采集的实拍摄影机空间相对定位数据和由光学定位交换机采集的空间绝对定位数据传输到数据融合交换机中进行融合，减少光学定位数据由于震动或遮挡带来的画面抖动。
优选的，光学定位数据与陀螺仪定位模块的镜头定位数据的融合算法为：
Fy＝tgRx x(Ox-Cx)+Cy+Oy
Fx＝tgRz x(Oz-Cz)+Cx+Ox
Fz＝tgRy x(Oy-Cy)+Cz+Oz
其中C(x，y,z)为空间原点坐标，O(x，y,z)为光学定位偏移量，R(x，y,z)为陀螺仪轴向角度，F(x，y,z)为融合定位坐标。
因此，本发明采用上述结构的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，在确保拍摄现场与导演预监流畅并且同步的同时，保证画面不受震动、温度变化以及抖动影响，使得显示画面一直保持稳定。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种用于片场抗干扰特效视频同步显示方法的流程图；
图2为本发明抗干扰效果对比图。
具体实施方式
实施例
图1为本发明一种用于片场抗干扰特效视频同步显示方法的流程图，图2为本发明抗干扰效果对比图，如图1-2所示，一种用于片场抗干扰特效视频同步显示方法，具体步骤如下：
S1：实拍摄影机与虚拟摄影机空间位置匹配。
使得实时影像与虚拟影像在实拍摄影机的任何运动下均能实现完全重合，完成匹配。
S2：实拍摄影机与虚拟摄影机成像器件尺寸与镜头焦段转换。
实拍摄影机和虚拟摄影机焦段、焦距匹配，实现实拍摄影机改变焦段或焦距时，虚拟摄影机的焦段或焦距也随之改变，从而存储显示装置所显示虚拟场景也随之同步改变，使得视频画面更加真实灵动。实拍摄影机将视频数据接入引擎服务器，实现视频数据以设定的焦距投影到虚拟场景中。
S3：通过频率同步器和时间码发生器实现频率与时间同步。
频率同步器将实拍摄影机、空间定位装置、引擎服务器以及存储显示装置中的硬盘录机进行同步锁频；时间码发生器将统一的时间码发送给实拍摄影机、空间定位装置以及硬盘录机。引擎服务器获取空间定位装置和实拍摄影机的时间码，并且进行比较校正，当时间码一致时，引擎服务器将融合的数据刷新为空间定位装置的位置数据，实现实拍摄影机与虚拟摄摄影机、现场监视器、后台监视器以及机载监视器数据同步并进行显示。
S4：通过固定于所述实拍摄影机上镜头数据获取装置与空间定位装置获取镜头焦段、镜头焦距、摄影机位置以及摄影机旋转数据，并将数据实时传输给引擎服务器中的虚拟摄影机。
实拍摄像机上固定有包含陀螺仪定位模块和光学定位点的空间定位装置，陀螺仪定位模块采集的实拍摄影机空间相对定位数据和由光学定位交换机采集的空间绝对定位数据传输到数据融合交换机中进行融合，减少光学定位数据由于震动或遮挡带来的画面抖动。光学定位数据与陀螺仪定位模块的镜头定位数据的融合算法为：
Fy＝tgRx x(Ox-Cx)+Cy+Oy
Fx＝tgRz x(Oz-Cz)+Cx+Ox
Fz＝tgRy x(Oy-Cy)+Cz+Oz
其中C(x，y,z)为空间原点坐标，O(x，y,z)为光学定位偏移量，R(x，y,z)为陀螺仪轴向角度，F(x，y,z)为融合定位坐标。
如图2所示，仅仅光学定位，当遇到较大震动时，画面震动明显；增加陀螺仪定位模块大大减少了震动的幅度，陀螺仪定位模块克服了光学数据存在的抖动情况，从而数据更加稳定，提高了抗干扰性，达到纳米级的抗干扰定位，给用户带来更加稳定的视觉反馈。
S5：服务器获取实拍摄影机的影像数据，并对影像数据在服务器中进行实时抠像。
S6：在引擎服务器内，将抠像后的实拍影像与虚拟摄影机拍摄的虚拟环境、角色以及道具进行实时合成。
因此，本发明采用上述结构的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，在确保拍摄现场与导演预监流畅并且同步的同时，保证画面不受震动、温度变化以及抖动影响，使得显示画面一直保持稳定。
以上是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不应局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：具体步骤如下，
S1：实拍摄影机与虚拟摄影机空间位置匹配；
S2：实拍摄影机与虚拟摄影机成像器件尺寸与镜头焦段转换；
S3：通过频率同步器和时间码发生器实现频率与时间同步；
S4：通过固定于所述实拍摄影机上镜头数据获取装置与空间定位装置获取镜头焦段、镜头焦距、摄影机位置以及摄影机旋转数据，并将数据实时传输给引擎服务器中的虚拟摄影机；
S5：引擎服务器获取实拍摄影机的影像，并对影像在引擎服务器中进行实时抠像；
S6：抠像处理后的实拍摄影机影像与虚拟摄影机拍摄的虚拟环境、虚拟角色以及虚拟道具进行实时合成。
2.根据权利要求1的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：实拍摄影机镜头与虚拟摄影机镜头的焦段与焦距匹配，实现实拍摄影机改变焦段或焦距时，虚拟摄影机也随之改变，从而存储显示装置所显示虚拟场景也随之改变且与实拍场景同步匹配。
3.根据权利要求2的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：实拍摄影机将视频影像接入引擎服务器，实现视频影像以设定的焦距投影到虚拟场景中。
4.根据权利要求1的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：步骤S3具体为，
频率同步器将实拍摄影机、空间定位装置、引擎服务器以及存储显示装置中的硬盘录机进行同步锁频；时间码发生器将统一的时间码发送给实拍摄影机、空间定位装置以及硬盘录机。
5.根据权利要求4的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：引擎服务器获取空间定位装置和实拍摄影机的时间码，并且进行比较校正，当时间码一致时，引擎服务器将融合的数据刷新为空间定位装置的位置数据，实现实拍摄影机与虚拟摄影机、现场监视器、后台监视器以及机载监视器数据同步。
6.根据权利要求1的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：所述实拍摄像机上固定有包含陀螺仪定位模块和光学定位点的空间定位装置，陀螺仪定位模块采集的实拍摄影机空间相对定位数据和由光学定位交换机采集的空间绝对定位数据传输到数据融合交换机中进行融合，减少光学定位数据由于震动或遮挡带来的画面抖动。
7.根据权利要求6的一种用于虚拟片场抗干扰特效视频同步显示方法，其特征在于：光学定位数据与陀螺仪定位模块的镜头定位数据的融合算法为：
Fy＝tgRx x(Ox-Cx)+Cy+Oy
Fx＝tgRz x(Oz-Cz)+Cx+Ox
Fz＝tgRy x(Oy-Cy)+Cz+Oz
其中C(x，y,z)为空间原点坐标，O(x，y,z)为光学定位偏移量，R(x，y,z)为陀螺仪轴向角度，F(x，y,z)为融合定位坐标。
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