[发明专利]增强现实的非真实感绘制

权利要求书

1.一种绘制捕捉的数字图像为非真实感绘制的二维NPR图像的方法， 所述数字图像由相机捕捉并且由多个图像像素定义，所述二维NPR图像由 多个NPR图像像素定义，每个NPR图像像素都具有相关的NPR透明度值， 其中至少一些NPR图像像素的透明度值是依据相应的、捕捉的图像的像素 来确定，所述方法包括在所述二维NPR图像背后绘制虚拟对象。

2.根据权利要求1所述方法，包括绘制另一捕捉的图像作为另一二 维NPR图像，以定义立体视图。

3.根据权利要求1或2所述方法，包括在所述二维NPR图像内定 义窗口并且依据相应的捕捉的图像的像素在所述窗口内分配所述透明度 值。

4.根据权利要求3所述方法，包括将所述窗口外的透明度值设置为 不透明。

5.根据权利要求4所述方法，包括从所述窗口内到所述窗口外逐渐 地混合所述透明度值。

6.根据权利要求3所述方法，包括依据观察者的视线定义窗口位置。

7.根据权利要求6所述方法，其中在收到来自所述观察者的更新请 求时更新所述窗口位置。

8.根据权利要求6所述方法，其中连续地更新所述窗口位置以跟踪 所述观察者的视线。

9.根据从属于权利要求2时的权利要求3的所述方法，包括定义另 一窗口，在所述另一窗口中透明度值在所述另一二维NPR图像中被分配， 所述另一窗口根据所述立体视图被定位在相对于所述窗口有偏移的位置 上。

10.根据权利要求1或2的所述方法，包括确定所述透明度值，其作 为在所述捕捉的图像的相应位置上的标准化图像强度梯度的函数。

11.根据权利要求10所述方法，其中计算所述标准化的梯度包括确 定关于图像坐标的偏导数，所述图像坐标由在所述捕捉的图像的相应位 置上的图像强度分割。

12.根据权利要求1或2的所述方法，包括为所述二维NPR图像的一 个区域定义凸出图并且为所述二维NPR图像的像素分配透明度值，所述透 明度值作为该凸出图的相应值的函数。

13.根据权利要求12所述方法，其中所述凸出图被定义为在所述捕 捉的图像的下面的场景中的局部坡度的函数。

14.根据权利要求13所述方法，其中基于在所述捕捉的图像中的阴 影估计所述局部坡度。

15.根据权利要求13或14所述方法，其中所述局部坡度被估计为 在所述捕捉的图像中相应的标准化强度梯度的函数。

16.根据权利要求12所述方法，包括为所述二维NPR图像的像素 分配色值，所述色值为所述凸出图的相应值的函数。

17.根据权利要求16所述方法，其中所述透明度值和色值被分配， 以便在所述二维NPR图像背后绘制的对象被感知成透过所述凸出图的值 较低的区域被观察而在所述凸出图具有较高值的地方被遮挡。

18.根据权利要求1所述方法，其中所述虚拟对象来自医学成像数据。

19.根据权利要求18所述方法，其中所述图像使用立体内窥镜捕捉。

20.一种绘制捕捉的数字图像为二维NPR图像的系统，所述数字图像 由相机捕捉并且由多个图像像素定义，所述二维NPR图像由多个NPR图 像像素定义，每个NPR图像像素都具有相关的透明度值，所述系统包括透 明度计算器，该透明度计算器被安排为根据相应的捕捉的图像的像素计算 至少一部分所述NPR图像像素的透明度值；并且所述系统进一步被安排为 在所述二维NPR图像背后绘制虚拟对象。

21.根据权利要求20所述系统，该系统被安排为使用所述透明度计 算器绘制另一捕捉的图像作为另一二维NPR图像以定义立体视图。