CN108881886A - 一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 - Google Patents
一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108881886A CN108881886A CN201810550078.9A CN201810550078A CN108881886A CN 108881886 A CN108881886 A CN 108881886A CN 201810550078 A CN201810550078 A CN 201810550078A CN 108881886 A CN108881886 A CN 108881886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- camera
- data
- perspective images
- display end
- target object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000009877 rendering Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 241001269238 Data Species 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000350052 Daniellia ogea Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/131—Protocols for games, networked simulations or virtual reality
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明涉及计算机视觉技术领域，公开了一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法。通过本发明创造，可提供一种由后台数据库向前台显示端对海量字节数据进行无损化交互应用的方法，即将目标物体的三维全息影像数据放在后台数据库中，然后基于指定视点，将对应视角的影像数据无损化地传送至前台显示端进行输出展示，由于在整个过程中不需要对采集到的原始数据进行消减，可在显示数据中保留表征物理细节(包含表面凹凸和纹理等)信息的原始数据，确保输出视觉的真实性或准确性。
Description
技术领域
本发明属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法。
背景技术
计算机视觉技术(即Computer Vision，简称CV)是当前最热门的研究之一，是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。其是一门多学科交叉的研究，涵盖计算机科学(图形学、算法、理论研究等)、数学(信息检索、机器学习)、工程(机器人、NLP等)、生物学(神经***科学)和心理学(认知科学)等。
在当前的3D模型成果输出方式中，大多公司还普遍采用WebGL(即Web GraphicsLibrary，其是一种3D绘图协议，这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，可以为HTML5Canvas提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员就可以借助***显卡来在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型，还能创建复杂的导航和数据视觉化)技术，虽然免去了开发网页专用渲染插件的麻烦，可被用于创建具有复杂3D结构的网站页面，甚至可以用来设计3D网页游戏等，但是却会造成细节部分数据丢失和对模型削面严重的问题，同时由于是用材质漫反射、高光、法线凹凸贴图和不透明度等方式表现的明暗层次来代替物理细节，具有一定视觉欺骗性，造成作品精度仅是游戏级别，无法应用于全息交互场景，尤其不能用于对文物或古迹等的数字化保护性工程领域。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，包括如下步骤：
S101.在后台数据库中预先存储目标物体的相机矩阵视角数据，其中，所述相机矩阵视角数据包含以目标物体中心为球坐标系原点进行球面矩阵排列的若干相机球面坐标和对应各个相机球面坐标的第一视角影像数据，和/或包含以目标物体中心为圆柱坐标系原点进行柱面矩阵排列的若干相机柱面坐标和对应各个相机柱面坐标的第二视角影像数据，所述第一视角影像数据的视线由相机球面坐标指向球坐标系原点，所述第二视角影像数据的视线由相机柱面坐标指向圆柱坐标系中心轴；
S102.在收到指定相机三维坐标后，从后台数据库中查找与该指定相机三维坐标对应的视角影像数据，其中，所述指定相机三维坐标为相机球面坐标或相机柱面坐标；
S103.将查找到的视角影像数据传送至前台显示端；
S104.由前台显示端对收到的视角影像数据进行输出展示。
优化的，所述第一视角影像数据为按照如下步骤S201～204获取的现实虚拟化图像数据：
S201.以目标物体中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列布置若干部镜头朝向球坐标系原点的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的球面坐标作为相机球面坐标；
S202.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第一视角图像数据；
S203.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第一物理信息数据，其中，所述第一物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；
S204.将所述第一视角图像数据与所述第一物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第一视角图像数据清晰度一致的第一视角影像数据；
或者，所述第一视角影像数据为按照如下步骤S205～207获取的虚拟现实化图像数据：
S205.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；
S206.以目标物体的三维模型中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列设置若干个视线指向球坐标系原点的相机视点，并将各个相机视点的球面坐标作为相机球面坐标；
S207.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第一视角影像数据。
优化的，所述第二视角影像数据为按照如下步骤S301～304获取的现实虚拟化图像数据：
S301.以目标物体中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列布置若干部镜头朝向圆柱坐标系中心轴的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的柱面坐标作为相机柱面坐标；
S302.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第二视角图像数据；
S303.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第二物理信息数据，其中，所述第二物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；
S304.将所述第二视角图像数据与所述第二物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第二视角图像数据清晰度一致的第二视角影像数据；
或者，所述第二视角影像数据为按照如下步骤S305～307获取的虚拟现实化图像数据：
S305.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；
S306.以目标物体的三维模型中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列设置若干个视线指向圆柱坐标系中心轴的相机视点，并将各个相机视点的柱面坐标作为相机柱面坐标；
S307.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第二视角影像数据。
进一步优化的，当视角影像数据为现实虚拟化图像数据且在图像采集时，记录采集视角图像数据的时间轴坐标，然后将该时间轴坐标与对应得到的视角影像数据一起包含在相机矩阵视角数据中。
进一步优化的，当视角影像数据为虚拟现实化图像数据且在获取之后，结合三维模型的物理属性参数，对视角影像数据进行计算机图形渲染处理、后期实景融入处理和/或调整色彩处理，其中，所述物理属性参数包括材质属性参数、环境属性参数和/或光源属性参数。
具体的，所述超高清数码相机的型号为Phase One IQ3100MP Trichromatic，其矩阵排列数目不少于180部。
具体的，所述三维扫描设备为基于激光、雷达和/或红外线的三维扫描仪。
优化的，所述指定相机三维坐标来自人机交互界面的坐标参数控制轴或页面操作指令，其中，所述页面操作指令包含视角移动操作指令和/或三维坐标输入指令。
优化的，在所述步骤S103之前还包括如下步骤：将查找到的视角影像数据转换为图片格式文件或WebGL格式文件。
具体的，所述前台显示端为LED显示屏、LCD显示屏、全息膜、伪全息投影设备、3D电风扇、AR设备、VR设备、投影机触摸交互设备或立体全息影像设备。
本发明的有益效果为：
(1)本发明创造提供了一种由后台数据库向前台显示端对海量字节数据进行无损化交互应用的方法，即将目标物体的三维全息影像数据放在后台数据库中，然后基于指定视点，将对应视角的影像数据无损化地传送至前台显示端进行输出展示，由于在整个过程中不需要对采集到的原始数据进行消减，可在显示数据中保留表征物理细节(包含表面凹凸和纹理等)信息的原始数据，确保输出视觉的真实性或准确性；
(2)在采集现实虚拟化图像数据过程中，不但可以做到对原物的全方位数据采集。还可以在点云数据处理环节做到对每个点位的空间和时间等物理信息的准确匹配对应，进而可避免在后期进行图像补偿等工作；
(3)可使采集和处理后的三维全息数据(包括空间和时间数据等)能够稳定传递，确保在未来各种数据处理环境中，不会出现数据损失、紊乱，甚至崩溃等计算出错问题，即在一次成型后，能应对未来各种全息应用环境，实现“一劳永逸”的工作效果，为未来的各种全息应用节省大量的模型开发成本；
(4)可实现对实物在视觉上进行完全且无损数字化还原再现的目的，具有保真的研究价值，特别适合于诸如文物、古迹、案发现场、重要安保场所和传统建筑等的数字化保护性工程领域和电子/三维全息交互书籍领域等应用领域；
(5)当在传递复杂环境的全息影像交互应用时，无需在场景附近设立处理大容量数据的辅助硬件服务器设备，例如用户在当前的4G通讯环境下即可用低配的二维终端(利于智能手机)对ZB(即10万亿亿字节)级别的全息影像进行浏览，由此可展望在未来的5G通讯环境下，还可远程实时传递裸眼级的全息影像交互应用数据；
(6)在应用输出环节，既可输出为游戏娱乐或浏览级别的简单交互性全息影像应用，还可为科研或工程等复杂交互性全息影像应用开发相应的输出格式，便于实际推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法流程示意图。
图2是本发明提供的位于球面上的相机矩阵示意图。
图3是本发明提供的横截球面相机矩阵示意图。
图4是本发明提供的横截柱面相机矩阵示意图。
上述附图中：1-目标物体；2-超高清数码相机。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
如图1和2所示，本实施例提供的所述基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，包括如下步骤。
S101.在后台数据库中预先存储目标物体的相机矩阵视角数据，其中，所述相机矩阵视角数据包含以目标物体中心为球坐标系原点进行球面矩阵排列的若干相机球面坐标和对应各个相机球面坐标的第一视角影像数据，和/或包含以目标物体中心为圆柱坐标系原点进行柱面矩阵排列的若干相机柱面坐标和对应各个相机柱面坐标的第二视角影像数据，所述第一视角影像数据的视线由相机球面坐标指向球坐标系原点，所述第二视角影像数据的视线由相机柱面坐标指向圆柱坐标系中心轴。
如图2所示的球面相机矩阵，每一个球面经线与球面纬线的交叉点即为相机球面坐标点。如图3所示的柱面相机矩阵，每一个柱面环线与柱面竖线的交叉点即为相机柱面坐标点。所述目标物体可以为实物体，例如在现实世界中存在的文物或机械产品，也可以为虚拟体，例如通过三维设计而在计算机中生成的虚拟建筑或艺术品。由此所述第一视角影像数据或所述第二视角影像数据可以为基于实物体采集而得的现实虚拟化图像数据(即用数字表达实物体信息的图像数据)，也可以为基于虚拟体三维模型而得到的虚拟现实化图像数据(即用数字拟真实物体信息的图像数据)。
在所述步骤S101中，所述第一视角影像数据可以为按照如下步骤S201～204获取的现实虚拟化图像数据：S201.以目标物体中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列布置若干部镜头朝向球坐标系原点的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的球面坐标作为相机球面坐标；S202.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第一视角图像数据；
S203.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第一物理信息数据，其中，所述第一物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；S204.将所述第一视角图像数据与所述第一物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第一视角图像数据清晰度一致的第一视角影像数据。
同理，在所述步骤S101中，所述第二视角影像数据也可以为按照如下步骤S301～304获取的现实虚拟化图像数据：S301.以目标物体中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列布置若干部镜头朝向圆柱坐标系中心轴的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的柱面坐标作为相机柱面坐标；S302.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第二视角图像数据；S303.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第二物理信息数据，其中，所述第二物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；S304.将所述第二视角图像数据与所述第二物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第二视角图像数据清晰度一致的第二视角影像数据。
通过由前述步骤S201～S204或步骤S301～S304所述的以相机为主且以三维扫描设备为辅的图像采集方案，可以确保实物图像的内容无损采集(指实现最大精度、最准确和最全面的采集方式)，保证得到的采集数据对于未来而言是长期有用的。而在现有的大多数同类企业中，普遍采用以激光采集数据为主且相机为辅的图像采集方案，先使用没有材质信息、纹理信息和颜色信息等的激光采集实物表面的物理信息，然后用相机采集到的材质信息贴在激光采集到的物理数据之上，这个过程会导致采集到的数据精度融合不匹配，必然会造成一定的信息错误，这样的错误信息对于文物与古迹保护等是万万不可取的。例如法如/FARO Singapore、天宝/Trimble、Bentley、Agisoft、Topcon、Polyworks、Geomagic、Creaform等公司均有专注于此领域，拥有以实现实景建模和三维扫描等相关技术，虽然他们的物体扫描精度可以达到军用级，但是均在纹理材质精度上还未做到极致，均没有做真正意义上的4D时序(实时以多帧模型记录一个空间)，包括光影、材质纹理等信息，因对象不同而采集方式不同，如高透和高光等。此外，在所述步骤S204或所述步骤S304中所采用的匹配融合方法为现有技术，可以参照在《测绘通报》中公开的文章《三维激光点云与全景影像匹配融合方法》(公开日期：2016-06-30)进行常规性置换设计实现。
进一步优化的，在所述步骤S202或所述步骤S303中进行图像采集时，记录采集视角图像数据(即所述第一视角图像数据或所述第二视角图像数据)的时间轴坐标，然后将该时间轴坐标与对应得到的视角影像数据(即所述第一视角影像数据或所述第二视角影像数据)一起包含在相机矩阵视角数据中。如此在采集现实虚拟化图像数据过程中，不但可以做到对原物的全方位数据采集,还可以在点云数据处理环节做到对每个点位的空间和时间等物理信息的准确匹配对应，进而可避免在后期进行图像补偿等工作,而对于其他公司的数据采集方法,由于普遍存在空间及时间数据的偏差，因此后期需要进行贴图补偿等弥补工作。
进一步优化的，为了进一步确保图像采集的清晰度和无损化，所述超高清数码相机的型号优选为Phase One IQ3100MP Trichromatic，其矩阵排列数目不少于180部。由于前述型号数码相机中内置的100MP CMOS传感器集成了最新的拜耳滤镜色彩技术，并充分利用了Phase One与Sony的紧密合作成果，可以精确捕捉肉眼所见的颜色。这项全新技术为Phase One所独有，可以提升数码色彩的表现力，呈现前所未有的真实色彩，以1.01亿像素无拘无束地发挥创造力，使得采集到的颜色更无限接近人眼睛所看到的颜色。如此可以借助迄今最出色的传感器，让观众近距离欣赏五彩斑斓的大自然杰作与古代前辈们留下来的瑰宝。此外，所述三维扫描设备可以但不限于为基于激光、雷达和/或红外线的三维扫描仪。
在所述步骤S101中，所述第一视角影像数据还可以为按照如下步骤S205～207获取的虚拟现实化图像数据：S205.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；S206.以目标物体的三维模型中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列设置若干个视线指向球坐标系原点的相机视点，并将各个相机视点的球面坐标作为相机球面坐标；S207.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第一视角影像数据。
同理，在所述步骤S101中，所述第二视角影像数据还可以为按照如下步骤S305～307获取的虚拟现实化图像数据：S305.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；S306.以目标物体的三维模型中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列设置若干个视线指向圆柱坐标系中心轴的相机视点，并将各个相机视点的柱面坐标作为相机柱面坐标；S307.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第二视角影像数据。
在所述步骤S205或S305中，所述目标物体的三维模型的生成方式可以但不限于如下：先绘制目标物体的且各个维度的二维图像，然后基于目标物体的所有二维图像，应用三维建模功能模块生成目标物体的三维模型。此外，所述三维建模软件和所述三维图形软件可以但不限于为CAD、SolidWorks、SketchUp、3Ds Max、Rhino、Maya和ZBrush等三维应用软件。
进一步优化的，在所述步骤S207或S307之后，还结合三维模型的物理属性参数，对视角影像数据(即所述第一视角影像数据或所述第二视角影像数据)进行计算机图形渲染处理、后期实景融入处理和/或调整色彩处理，其中，所述物理属性参数可以但不限于包括材质属性参数、环境属性参数和/或光源属性参数等。前述计算机图形渲染处理、后期实景融入处理和调整色彩处理均为现有处理技术，如此可对最终图像效果进行科学地复杂模拟，完全拟真现实世界的物理属性，使枯燥数据具体化。例如在现实世界中，对于铜质物体，其表面在每一视角的反射与折射等参数都可以进行科学模拟；又或者在真实世界中，很多物体均有不同程度的“菲涅尔效应”：使得视线垂直于表面时，反射较弱，而当视线非垂直表面时，夹角越小，反射越明显(以看向一个圆球为例，圆球中心的反射较弱，靠近边缘较强)。
S102.在收到指定相机三维坐标后，从后台数据库中查找与该指定相机三维坐标对应的视角影像数据，其中，所述指定相机三维坐标为相机球面坐标或相机柱面坐标。
在所述步骤S102中，所述指定相机三维坐标可以但不限于来自人机交互界面的坐标参数控制轴或页面操作指令等，其中，所述页面操作指令可以但不限于包含视角移动操作指令和/或三维坐标输入指令等。如此不仅能从各个视角看到完全模拟真实世界的真实效果，还能调节某一项参数从而对结果产生一系列的联动反应。此外，若还收到指定时间轴坐标，则查找到的视角影像数据还必须与指定时间轴坐标对应，以便实现时间维度的大数据交互，其中，所述指定时间轴坐标同样可以但不限于来自人机交互界面的坐标参数控制轴或页面操作指令等。
S103.将查找到的视角影像数据传送至前台显示端。
在所述步骤S103之前还包括如下步骤：将查找到的视角影像数据转换为图片格式文件或WebGL格式文件等。在所述步骤S103中，传送路径既可以是基于RJ45网线或RS232传输线等传输的有线网络，还可以是基于WiFi、3G、4G和甚至未来5G技术的无线移动网络。此外，所述前台显示端可以但不限于为现有的LED显示屏、LCD显示屏、全息膜、伪全息投影设备、3D电风扇、AR设备、VR设备、投影机触摸交互设备或立体全息影像设备等。
S104.由前台显示端对收到的视角影像数据进行输出展示。
在所述步骤104中，优化的，所述视角影像数据的输出展示方式可具体如下：根据用户自定义的视野尺寸范围，从所述视角影像数据中选择对应局部区域的影像数据进行输出展示。由此通过前述步骤S101～S104的无损信息传递方案，可对ZB级(即10万亿亿字节级别)的数据量在低配显示端浏览，而不会出现数据损失，因为在任何方位看到的数据都与在后台数据库上看到的数据是同一数据，仅仅不是同一个格式而已，整个过程没有对原始数据进行任何信息削减。即换句话说，可以在145KB的图片上浏览到100TB左右的信息量。
综上，采用本实施例所提供的基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，具有如下技术效果：
(1)本实施例提供了一种由后台数据库向前台显示端对海量字节数据进行无损化交互应用的方法，即将目标物体的三维全息影像数据放在后台数据库中，然后基于指定视点，将对应视角的影像数据无损化地传送至前台显示端进行输出展示，由于在整个过程中不需要对采集到的原始数据进行消减，可在显示数据中保留表征物理细节(包含表面凹凸和纹理等)信息的原始数据，确保输出视觉的真实性或准确性；
(2)在采集现实虚拟化图像数据过程中，不但可以做到对原物的全方位数据采集。还可以在点云数据处理环节做到对每个点位的空间和时间等物理信息的准确匹配对应，进而可避免在后期进行图像补偿等工作；
(3)可使采集和处理后的三维全息数据(包括空间和时间数据等)能够稳定传递，确保在未来各种数据处理环境中，不会出现数据损失、紊乱，甚至崩溃等计算出错问题，即在一次成型后，能应对未来各种全息应用环境，实现“一劳永逸”的工作效果，为未来的各种全息应用节省大量的模型开发成本；
(4)可实现对实物在视觉上进行完全且无损数字化还原再现的目的，具有保真的研究价值，特别适合于诸如文物、古迹、案发现场、重要安保场所和传统建筑等的数字化保护性工程领域和电子/三维全息交互书籍领域等应用领域；
(5)当在传递复杂环境的全息影像交互应用时，无需在场景附近设立处理大容量数据的辅助硬件服务器设备，例如用户在当前的4G通讯环境下即可用低配的二维终端(利于智能手机)对ZB(即10万亿亿字节)级别的全息影像进行浏览，由此可展望在未来的5G通讯环境下，还可远程实时传递裸眼级的全息影像交互应用数据；
(6)在应用输出环节，既可输出为游戏娱乐或浏览级别的简单交互性全息影像应用，还可为科研或工程等复杂交互性全息影像应用开发相应的输出格式，便于实际推广和应用。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.在后台数据库中预先存储目标物体的相机矩阵视角数据，其中，所述相机矩阵视角数据包含以目标物体中心为球坐标系原点进行球面矩阵排列的若干相机球面坐标和对应各个相机球面坐标的第一视角影像数据，和/或包含以目标物体中心为圆柱坐标系原点进行柱面矩阵排列的若干相机柱面坐标和对应各个相机柱面坐标的第二视角影像数据，所述第一视角影像数据的视线由相机球面坐标指向球坐标系原点，所述第二视角影像数据的视线由相机柱面坐标指向圆柱坐标系中心轴；
S102.在收到指定相机三维坐标后，从后台数据库中查找与该指定相机三维坐标对应的视角影像数据，其中，所述指定相机三维坐标为相机球面坐标或相机柱面坐标；
S103.将查找到的视角影像数据传送至前台显示端；
S104.由前台显示端对收到的视角影像数据进行输出展示。
2.如权利要求1所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
所述第一视角影像数据为按照如下步骤S201～204获取的现实虚拟化图像数据：
S201.以目标物体中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列布置若干部镜头朝向球坐标系原点的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的球面坐标作为相机球面坐标；
S202.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第一视角图像数据；
S203.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第一物理信息数据，其中，所述第一物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；
S204.将所述第一视角图像数据与所述第一物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第一视角图像数据清晰度一致的第一视角影像数据；
或者，所述第一视角影像数据为按照如下步骤S205～207获取的虚拟现实化图像数据：
S205.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；
S206.以目标物体的三维模型中心为球坐标系原点，在球面上矩阵排列设置若干个视线指向球坐标系原点的相机视点，并将各个相机视点的球面坐标作为相机球面坐标；
S207.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第一视角影像数据。
3.如权利要求1所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于:
所述第二视角影像数据为按照如下步骤S301～304获取的现实虚拟化图像数据：
S301.以目标物体中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列布置若干部镜头朝向圆柱坐标系中心轴的超高清数码相机，并将各部超高清数码相机的柱面坐标作为相机柱面坐标；
S302.同步控制各部超高清数码相机进行图像采集，获取与各部超高清数码相机对应的第二视角图像数据；
S303.使用三维扫描设备对目标物体进行三维扫描，获取目标物体的第二物理信息数据，其中，所述第二物理信息数据包含点云信息、材质信息、色彩信息和/或光影参数信息；
S304.将所述第二视角图像数据与所述第二物理信息数据进行匹配融合，得到与所述第二视角图像数据清晰度一致的第二视角影像数据；
或者，所述第二视角影像数据为按照如下步骤S305～307获取的虚拟现实化图像数据：
S305.应用三维建模软件生成目标物体的三维模型；
S306.以目标物体的三维模型中心为圆柱坐标系原点，在柱面上矩阵排列设置若干个视线指向圆柱坐标系中心轴的相机视点，并将各个相机视点的柱面坐标作为相机柱面坐标；
S307.应用三维图形软件中的虚拟相机模块在各个相机视点获取对应的第二视角影像数据。
4.如权利要求2或3所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
当视角影像数据为现实虚拟化图像数据且在图像采集时，记录采集视角图像数据的时间轴坐标，然后将该时间轴坐标与对应得到的视角影像数据一起包含在相机矩阵视角数据中。
5.如权利要求2或3所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于:
当视角影像数据为虚拟现实化图像数据且在获取之后，结合三维模型的物理属性参数，对视角影像数据进行计算机图形渲染处理、后期实景融入处理和/或调整色彩处理，其中，所述物理属性参数包括材质属性参数、环境属性参数和/或光源属性参数。
6.如权利要求2或3所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
所述超高清数码相机的型号为Phase One IQ3100MP Trichromatic，其矩阵排列数目不少于180部。
7.如权利要求2或3所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
所述三维扫描设备为基于激光、雷达和/或红外线的三维扫描仪。
8.如权利要求1所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
所述指定相机三维坐标来自人机交互界面的坐标参数控制轴或页面操作指令，其中，所述页面操作指令包含视角移动操作指令和/或三维坐标输入指令。
9.如权利要求1所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
在所述步骤S103之前还包括如下步骤：将查找到的视角影像数据转换为图片格式文件或WebGL格式文件。
10.如权利要求1所述的一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法，其特征在于：
所述前台显示端为LED显示屏、LCD显示屏、全息膜、伪全息投影设备、3D电风扇、AR设备、VR设备、投影机触摸交互设备或立体全息影像设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810550078.9A CN108881886A (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810550078.9A CN108881886A (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108881886A true CN108881886A (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=64336275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810550078.9A Pending CN108881886A (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108881886A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110992474A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域技术的实现方法 |
| CN111063034A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-24 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域交互方法 |
| CN111815683A (zh) * | 2019-04-12 | 2020-10-23 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 目标定位方法及装置、电子设备和计算机可读介质 |
| CN114648615A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-06-21 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 目标对象交互式重现的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115482325A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-16 | 北京百度网讯科技有限公司 | 画面渲染方法、装置、***、设备及介质 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101072366A (zh) * | 2007-05-24 | 2007-11-14 | 上海大学 | 基于光场和双目视觉技术的自由立体显示***和方法 |
| CN103607578A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 西安电子科技大学 | 基于视频编码的全视角图片浏览*** |
| CN203708345U (zh) * | 2013-11-15 | 2014-07-09 | 中国科学院嘉兴光电工程中心 | 一种基于相机阵列的瞬时三维照相*** |
| WO2015021381A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Real-time reconstruction of the human body and automated avatar synthesis |
| CN105678701A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-15 | 鲁鹏 | 一种基于多视角影像与激光扫描的考古发掘探方序列三维可视化方法 |
| CN105847778A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-10 | 朱光喜 | 360°多视点3d全息视频采集方法、设备及实现方法 |
| CN106097433A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-11-09 | 广州汉阈数据处理技术有限公司 | 物体工业与影像模型的叠加方法及*** |
| CN106358036A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 杭州当虹科技有限公司 | 一种以预设视角观看虚拟现实视频的方法 |
| CN106504339A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-15 | 四川长虹电器股份有限公司 | 基于虚拟现实的文物3d展示方法 |
| CN107093387A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-08-25 | 广州天翌云信息科技有限公司 | 一种互动全息三维展示*** |
| CN107172442A (zh) * | 2017-06-11 | 2017-09-15 | 成都吱吖科技有限公司 | 一种基于虚拟现实的交互式全景视频存储方法及装置 |
-
2018
- 2018-05-31 CN CN201810550078.9A patent/CN108881886A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101072366A (zh) * | 2007-05-24 | 2007-11-14 | 上海大学 | 基于光场和双目视觉技术的自由立体显示***和方法 |
| WO2015021381A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Real-time reconstruction of the human body and automated avatar synthesis |
| CN203708345U (zh) * | 2013-11-15 | 2014-07-09 | 中国科学院嘉兴光电工程中心 | 一种基于相机阵列的瞬时三维照相*** |
| CN103607578A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 西安电子科技大学 | 基于视频编码的全视角图片浏览*** |
| CN105678701A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-15 | 鲁鹏 | 一种基于多视角影像与激光扫描的考古发掘探方序列三维可视化方法 |
| CN105847778A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-10 | 朱光喜 | 360°多视点3d全息视频采集方法、设备及实现方法 |
| CN106097433A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-11-09 | 广州汉阈数据处理技术有限公司 | 物体工业与影像模型的叠加方法及*** |
| CN106358036A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 杭州当虹科技有限公司 | 一种以预设视角观看虚拟现实视频的方法 |
| CN106504339A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-03-15 | 四川长虹电器股份有限公司 | 基于虚拟现实的文物3d展示方法 |
| CN107172442A (zh) * | 2017-06-11 | 2017-09-15 | 成都吱吖科技有限公司 | 一种基于虚拟现实的交互式全景视频存储方法及装置 |
| CN107093387A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-08-25 | 广州天翌云信息科技有限公司 | 一种互动全息三维展示*** |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111815683A (zh) * | 2019-04-12 | 2020-10-23 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | 目标定位方法及装置、电子设备和计算机可读介质 |
| CN111815683B (zh) * | 2019-04-12 | 2024-05-17 | 北京京东乾石科技有限公司 | 目标定位方法及装置、电子设备和计算机可读介质 |
| CN110992474A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域技术的实现方法 |
| CN111063034A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-24 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域交互方法 |
| CN111063034B (zh) * | 2019-12-13 | 2023-08-04 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域交互方法 |
| CN110992474B (zh) * | 2019-12-13 | 2023-10-31 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 一种时域技术的实现方法 |
| CN114648615A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-06-21 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 目标对象交互式重现的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114648615B (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 四川中绳矩阵技术发展有限公司 | 目标对象交互式重现的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115482325A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-16 | 北京百度网讯科技有限公司 | 画面渲染方法、装置、***、设备及介质 |
| CN115482325B (zh) * | 2022-09-29 | 2023-10-31 | 北京百度网讯科技有限公司 | 画面渲染方法、装置、***、设备及介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108881886A (zh) | 一种基于相机矩阵技术实现在显示端进行大数据无损交互应用的方法 | |
| Kim | Designing virtual reality systems | |
| US10560687B2 (en) | LED-based integral imaging display system as well as its control method and device | |
| KR100953931B1 (ko) | 혼합현실 구현 시스템 및 그 방법 | |
| CN103337095B (zh) | 一种真实空间三维地理实体的立体虚拟显示方法 | |
| CN102568026B (zh) | 一种多视点自由立体显示的三维增强现实方法 | |
| CN107945282A (zh) | 基于对抗网络的快速多视角三维合成和展示方法及装置 | |
| CN108919944A (zh) | 一种基于数字城市模型实现在显示端进行数据无损交互的虚拟漫游方法 | |
| US20050264559A1 (en) | Multi-plane horizontal perspective hands-on simulator | |
| US20070291035A1 (en) | Horizontal Perspective Representation | |
| US20050219240A1 (en) | Horizontal perspective hands-on simulator | |
| CN108227916A (zh) | 用于确定沉浸式内容中的兴趣点的方法和设备 | |
| CN105869216A (zh) | 目标对象展示方法和装置 | |
| Li et al. | [Retracted] Multivisual Animation Character 3D Model Design Method Based on VR Technology | |
| EP1740998A2 (en) | Horizontal perspective hand-on simulator | |
| CN114175097A (zh) | 用于对象类别建模的生成潜在纹理代理 | |
| CN103959340A (zh) | 用于自动立体三维显示器的图形呈现技术 | |
| US20050248566A1 (en) | Horizontal perspective hands-on simulator | |
| CN101477702B (zh) | 计算机显卡的植入式真三维立体驱动方法 | |
| US20170104982A1 (en) | Presentation of a virtual reality scene from a series of images | |
| Saggio et al. | Augmented reality for restoration/reconstruction of artefacts with artistic or historical value | |
| CN108932055A (zh) | 一种增强现实内容的方法和设备 | |
| WO2019042028A1 (zh) | 全视向的球体光场渲染方法 | |
| CN103871094A (zh) | 一种基于体扫描三维显示***数据源生成方法 | |
| Garagnani et al. | Virtual and augmented reality applications for Cultural Heritage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181123 |