基于3d標記的增強現實系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種基于3D標記的增強現實系統。
【背景技術】
[0002]增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)技術是在虛擬現實技術的基礎上發展起來的一種新興的人機交互技術，參見圖1，它借助于可視化技術，將虛擬現實信息應用到現實世界，把不能直接在現實世界獲取的虛擬現實信息疊加到現實世界的畫面上，并使用戶可以與增強現實應用進行互動，擴大了用戶對真實世界的感知。增強現實已經在各種應用中使用，如娛樂、視頻游戲、體育和手機應用。
[0003]增強現實主要有如下幾種實現方式:
[0004]1)通過全球定位系統(GPS)、地磁傳感器和加速度傳感器來確定用戶終端的地理位置、朝向以及傾斜角度等，然后根據所確定的位置信息來獲取相關信息后疊加顯示。
[0005]2)預先保存標記(marker)圖像的信息，然后通過圖像識別技術，在當前圖像中查找并識別標記圖像，然后在標記圖像上疊加相關信息。
[0006]3)對攝影圖像進行解析，識別出風景、物體和空間，然后疊加相關信息。
[0007]在所提及的實現方式之中，通過對標記進行識別來實現信息疊加的技術被越來越廣泛地使用。這種實現方式能夠通過使用攝像機對真實圖像中的標記進行識別來加入虛擬的3D物件，從而造成虛實結合的視覺效果。
[0008]然而，希望進一步加強虛擬實體同真實圖像的交互。
【發明內容】
[0009]本申請提供了一種基于3D標記的增強現實系統，能夠更好的實現虛實交互。
[0010]本申請的基于3D標記的增強現實系統，包括增強現實裝置，所述增強現實裝置包括用于獲取現實對象以及附著于其上的增強現實3D標記的圖像的圖像獲取單元、分析增強現實3D標記的標記分析單元、根據分析結果進行對應增強現實處理的增強處理單元以及捕捉運動對象軌跡的運動捕捉引擎；所述標記分析單元對獲取的增強現實3D標記圖像進行分析，根據該圖像的預定圖像參數分析得到該增強現實標記的3D特性，所述增強處理單元根據不同的3D特性執行不同的增強現實處理。
[0011]在本申請的一種實施例中，所述增強現實3D標記包括繪制在街道上的3D畫。
[0012]在本申請的一種實施例中，所述增強現實處理包括對現實對象添加特定信息、對現實對象的相關虛擬3D模型執行預定操作。
[0013]在本申請的一種實施例中，所述預定圖像參數包括增強現實3D標記圖像的顏色、明暗、形狀、特性圖案，所述3D特性包括該增強現實3D標記被獲取的位置、方向。
[0014]在本申請的一種實施例中，所述增強處理單元還根據運動捕捉引擎獲取的特定對象的運動軌跡數據，控制該特定對象對應的3D虛擬模型進行相對應的運動。
[0015]在本申請的一種實施例中，所述3D虛擬模型基于3D軟件制作，并存儲于所述數據庫中，所述3D軟件包括Maya或3D Stud1 Max3D。
[0016]在本申請的一種實施例中，所述特定對象與3D虛擬模型的對應關系基于用戶指定、隨機選擇、或者增強現實3D標記的3D特性確定。
[0017]在本申請的一種實施例中，還包括系統服務器，系統服務器包括存儲增強現實數據的數據庫，以及執行各種系統相關操作的中央處理設備。
[0018]在本申請的一種實施例中，系統服務器支持通過無線或有線方式接入；無線或有線接入方式包括:WIFI/2G/3G/4G移動網絡接入方式，或者衛星通信、無線廣播通信接入方式。
[0019]在本申請的一種實施例中，所述增強現實裝置包括:個人計算機(PC)，或者智能設備；個人計算機包括運行windows或OS X操作系統的臺式電腦或筆記本電腦；智能設備包括運行10S系統或Android系統的智能手機、平板電腦。
[0020]本申請的基于3D標記的增強現實裝置，通過3D標記的3D特性，可以提供更強的現實世界與虛擬環境的交互。
【附圖說明】
[0021]下面將結合附圖及實施例對本申請作進一步說明，附圖中:
[0022]圖1是增強現實的示例性照片；
[0023]圖2是3D標記的不例性照片；
[0024]圖3是運動捕捉及控制的示例性照片；
[0025]圖4本申請實施例的增強現實系統的示例性結構圖。
【具體實施方式】
[0026]為了對本申請的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本申請的【具體實施方式】。
[0027]如前所述，在增強現實技術中，可以通過對標記進行識別來實現信息疊加。在本申請實施例中，采用3D標記來作為增強現實識別標記。3D標記的一種示例可以是3D畫(3DPainting)，例如圖 2。
[0028]3D畫基于人眼觀察世界的特性，利用光學折射和透視原理而于平面畫中制造出視覺上的虛擬立體效果，可以使眼睛感觀上看到物體的上下、左右、前后三維關系，令參觀者有一種身臨其境的感覺。3D畫與普通畫種比較起來，主要在于它的透視原理與普通繪畫不同。正常的繪畫，畫面的透視安排沒有參照欣賞者本人站位的視點，它的畫面構成只是以畫面本身的透視為依據，而3D畫則是參照了欣賞者的站位視點，整個畫面的構成以人的視點為視覺原點，使得3D畫不僅僅是一幅畫，還成為一個真實的視覺空間，欣賞者可以融入到畫面當中。站在最初設計的最佳視點使用相機進行觀看可以達到最佳的視覺效果。由此，可以利用3D畫作為增強現實的標記，一方面，使得增強現實標記更為醒目，在真實世界中具有更強的直觀性。另一方面，基于3D畫的標記將可以承載更多的信息，從而在虛擬世界制造出更強的交互性。
[0029]本申請也集成有運動捕捉技術，藉由對運動對象(例如人體)的運動軌跡的捕捉，而將其相應反映到虛擬世界中，從而使虛擬世界中的對應模型與現實世界具有更強的互動性。利用傳感器系統，例如動作傳感器，可以采集動作軌跡數據等，從而確定一個或多個運動對象，例如人體所表現的特定運動軌跡。一個運動捕捉的示例參見圖3的美國電影阿凡達(Avatar)的示例。現實演員的動作被捕捉，從而對應的在電影模型人物上展現。
[0030]在申請中，將實現增強現實的裝置稱為增強現實(AR)裝置，該AR裝置可以為移動終端(例如，智能手機)的一部分，AR裝置可以拍攝與AR相關的標記，例如，圖2所示的繪制與街道上的3D畫。在AR應用中，通過例如移動終端配置的攝像頭檢測到真實場景中有具有AR標記的目標存在時，可以基于檢測到的AR標記，在顯示的目標區域疊加相關的虛擬內容。
[0031 ] 基于3D畫的AR標記，可以利用3D畫的3D特性，而容納更多的信息，在3D畫中，角度、顏色、明暗等等參數均可以承載不同的信息，從而于AR中制造出更多的交互。
[0032]例如，考慮圖2所示的3D畫示例標記，可以藉此形成與一虛擬游戲世界的互動。游戲啟動后，當檢測到上述3D畫示例標記，一方面，可以展示顯示世界的街道實景，另一方面，可以基于3D畫示例標記增強現實，例如，以上述3D畫形成游戲世界當中的街道上呈現的異度空間入口。此外，如該3D畫示例標記是被從右方檢測，基于此信息，異度空間入口可以相應出現右方的天使作為游戲主角的同伴，可與主角一起進入異度空間冒險。
[0033]游戲主角可以由基于3D軟件，如Maya、3D Stud1 Max等制作出的3D模型擔當，其可以作為現實人物，例如增強現實裝置用戶在虛擬世界的化身，如前所述，本申請的增強現實系統集成運動捕捉引擎，可以捕捉該用戶的運動軌跡，從而在虛擬世界上令對應的虛擬化身進行對應的動作。
[0034]如圖4所示，本申請的AR裝置10，包括用于獲取增強現實3D標記圖像的圖像獲取單元11、分析3D標記意義的標記分析單元12、根據分析結果進行增強現實處理的增強處理單元13以及捕捉運動對象軌跡的運動捕捉引擎14。
[0035]圖像獲取單元11用于獲取