材料表面視覺信息數字化采集系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光學設備技術領域，特別涉及與工業可視化相關的光學成像設備
技術領域，具體是指一種材料表面視覺信息數字化采集系統。
【背景技術】
[0002] 材料表面視覺信息的用途相當廣泛，主要應用在工業可視化材質制作，虛擬現實 材質制作，工業、服裝、家具、裝潢等數字材質制作，游戲材質制作，影視材質制作，CG材質制 作等方面。
[0003] 現有的材質視覺掃描方案多基于兩種采集模式，掃描儀或照相機。其重要問題有 兩點，一是采集信息不全面，僅能采集色彩信息。二是質量不穩定，無法廣泛應用于多種材 質視覺?目息米集。
[0004] 針對上述問題，現有技術中也可將掃描儀或照相機獲取的圖像通過Photoshop、 CraZyBump、D〇2等軟件轉化生成法線、高光、透明等信息。但轉化結果均存在非常嚴重的錯 誤，很難用于高質量材質應用。而且轉化后的數據類型無法規范統一，很難符合工業應用標 準。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠簡單、準確、快 速地一次性采集多種材料表面視覺信息，采集信息范圍更廣，效率更高，且實現方法簡便， 應用成本低廉的材料表面視覺信息數字化采集系統。
[0006] 為了實現上述的目的，本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統具有如下 構成：
[0007] 該系統包括遮光拍攝箱、相機和多方位燈組。其中，遮光拍攝箱用于放置被攝物 體；相機用于拍攝所述的被攝物體；多方位燈組置于所述的遮光箱內，用于從多個不同方 向及角度照射所述的被攝物體。
[0008] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的遮光拍攝箱包括：遮光外殼、托架 和透臺。托架設置于所述的遮光外殼內靠近底部的位置；透臺為半透明或透明，設置于所述 的托架上，用于放置所述的被攝物體。
[0009] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的相機設置于所述的遮光外殼內頂 部的位置。
[0010] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的多方位燈組包括：分別設置于所 述透臺上方四周的東燈組、南燈組、西燈組和北燈組；設置于所述的透臺下方的底部燈組； 以及設置于所述的透臺上方靠近所述遮光外殼頂部的位置的頂部燈組。
[0011] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的相機包括偏光鏡片組。
[0012] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，還包括拍攝控制模塊和視覺信息生成模 塊。其中，拍攝控制模塊電路連接所述的多方位燈組和相機，用以控制所述的多方位燈組， 并控制所述的相機拍攝在多個不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個與不同方向及 角度光照相對應的被攝物體影像信息；視覺信息生成模塊電路連接所述的相機，用以根據 所述的多個與不同方向及角度光照相對應的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視 覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。
[0013] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的視覺信息生成模塊包括顏色計算 單元、法線計算單元、高光計算單元和透明計算單元，分別用以根據所述的多個與不同方向 及角度光照相對應的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面的顏色信息、法線信息、高 光信息和透明信息。
[0014] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的視覺信息生成模塊還包括封裝單 元，用以將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個表面視覺信息。
[0015] 該材料表面視覺信息數字化采集系統中，所述的視覺信息生成模塊還包括校準單 元，用以根據基準信息校準所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。
[0016] 采用了該實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統，其包括遮光拍攝箱、相 機和多方位燈組。則可利用本實用新型，將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內；利用多方 位燈組從多個不同方向及角度照射所述的被攝物體，并通過相機拍攝在多個不同方向及角 度光照下的被攝物體，獲取多個與不同方向及角度光照相對應的被攝物體影像信息；進而 可利用所采集到的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包 括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。從而實現簡單、準確、快速地一次性材料表面 視覺信息采集，采集信息范圍廣，效率高，且本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系 統，其實現方法簡便，應用成本相對低廉。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統中的遮光外殼和托架示 意圖。
[0019]圖3為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統中的相機及偏光鏡片組 托架示意圖。
[0020] 圖4為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統中的透臺示意圖。
[0021] 圖5為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統中的頂部燈組示意圖。
[0022] 圖6為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統中的東南西北及底部燈 組示意圖。
[0023] 圖7為實際使用本實用新型的系統的過程中采用的顏色信息計算流程示意圖。
[0024] 圖8為實際使用本實用新型的系統的過程中采用的法線信息計算流程示意圖。
[0025] 圖9為實際使用本實用新型的系統的過程中采用的高光信息計算流程示意圖。
[0026] 圖10為實際使用本實用新型的系統的過程中采用的透明信息計算流程示意圖。
[0027] 圖11為實際使用本實用新型的系統的過程中采用的文件封裝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
[0029] 請參閱圖1所示，為本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統的結構示意 圖。
[0030] 在一種實施方式中，本實用新型的材料表面視覺信息數字化采集系統具有如下構 成：
[0031] 該系統，如圖1至圖6所不，包括遮光拍攝箱、相機B和多方位燈組。其中，遮光拍 攝箱用于放置被攝物體；相機B用于拍攝所述的被攝物體；多方位燈組置于所述的遮光箱 內，用于從多個不同方向及角度照射所述的被攝物體。
[0032] 優選的實施方式中，該系統還包括拍攝控制模塊和視覺信息生成模塊。拍攝控制 模塊電路連接所述的多方位燈組和相機，用以控制所述的多方位燈組，并控制所述的相機 拍攝在多個不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個與不同方向及角度光照相對應的 被攝物體影像信息；視覺信息生成模塊電路連接所述的相機，用以根據所述的多個與不同 方向及角度光照相對應的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺 信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。
[0033] 利用該優選的實施方式所述的系統實現的材料表面視覺信息數字化采集方法包 括以下步驟：
[0034] (1)將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內；
[0035] (2)所述的拍攝控制模塊控制所述的多方位燈組從多個不同方向及角度照射所述 的被攝物體，并控制所述的相機拍攝在多個不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個 與不同方向及角度光照相對應的被攝物體影像信息；
[0036] (3)所述的視覺信息生成模塊根據所述的多個與不同方向及角度光照相對應的被 攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信 息、高光信息和透明信息。
[0037] 在一種較優選的實施方式中，所述的遮光拍攝箱包括：遮光外殼A、托架K和透臺 I。托架K設置于所述的遮光外殼A內靠近底部的位置；透臺I為半透明或透明，設置于所 述的托架K上，用于放置所述的被攝物體。
[0038] 在利用該較優選的實施方式所述的系統實現的材料表面視覺信息數字化采集方 法中，所述的步驟（1)為：將所述的被攝物體放置于所述的透臺上。
[0039] 在另一種較優選的實施方式中，所述的相機B設置于所述的遮光外殼A內頂部的 位置。
[0040] 在又一種較優選的實施方式中，所述的多方位燈組包括：分別設置于所述透臺上 方四周的東燈組G(East)、南燈組H(South)、西燈組E(West)和北燈組F(North);設置于所 述的透臺I下方的底部燈組J(Bottom);以及設置于所述的透臺I上方靠近所述遮光外殼A 頂部的位置的頂部燈組D(Top)。
[0041] 在利用該較優選的實施方式所述的系統實現的材料表面視覺信息數字化采集方 法中，所述的步驟（2)具體包括以下步驟：
[0042] (21)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組、底部燈組 和頂部燈組依次點亮，并控制相機拍攝獲得與之對應的被攝物體的東影像信息、南影像信 息、西影像信息、北影像信息、底部影像信息和頂部影像信息；
[0043] (22)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組和頂部燈組 同時點亮，并控制相機拍攝獲得被攝物體的全影像信息。
[0044]在一種進一步優選的實施方式中，所述的相機B包括偏光鏡片組C。
[0045]在另一種進一步優選的實施方式中，所述的視覺信息生成模塊包括顏色計算單 元、法線計算單元、高光計算單元和透明計算單元，分別用以根據所述的多個與不同方向及 角度光照相對應的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面的顏色信息、法線信息、高光 信息和透明信息。
[0046]在利用該進一步優選的實施方式所述的系統實現的材料表面視覺信息數字化采 集方法中，所述的步驟（3)具體包括以下步驟：
[0047] (31)所述的顏色計算單元根據所述的頂部影像信息和全影像信息計算獲得所述 的表面視覺信息中的顏色信息；
[0048] (32)所述的法線計算單元根據所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息和北 影像信息計算獲得所述的表面視覺信息中的法線信息；
[0049] (33)所述的高光計算單元根據所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息和北 影像信息計算獲得所述的表面視覺信息中的高光信息；
[0050] (34)所述的透明計算單元根據所述的底部影像信息計算獲得所述的表面視覺信 息中的透明信息。
[0051]在一種更進一步優選的實施方式中，所述的視覺信息生成模塊還包括封裝單元， 用以將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個表面視覺信息。
[0052]在利用該更進一步優選的實施方式所述的系統實現的材料表面視覺信息數字化 采集方法中，所述的步驟（3)還包括以下步驟：
[0053] (36)所述