[发明专利]一种实现三维增强现实的方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维建模及增强现实技术领域，尤其涉及一种实现三维增强现实的方法。

背景技术

增强现实技术，是一种综合了图像识别追踪、运动捕捉、虚拟现实等计算机学科的技术，将虚拟三维模型动画、视频、文字、图片等数字信息实时叠加显示到真实场景中，并与现实物体或者使用者实现自然互动的创新的人机交互技术，广泛应用于各个领域，比如用户拿着一张彩色卡片，通过摄像头的读取，显示器中呈现出与卡片上的图案相对应的三维图像和彩色图片相融合的虚实结合呈现。

在现有技术中，摄像装置读取的二维图像上的图案包括二维可视化编码和彩色图案，传统彩色图案的增强现实模块读取图片内容像素复杂，所以对程序和摄像头识别负荷较大，基本只能实现单一图片读取，基本不可能完成多图片运行，更不用说是大量图片了。

二维可视化编码是类似于条形码的一种编码图案，这种可视化编码可作为标志物的唯一标识。计算机、手机和平板电脑等多媒体设备上的摄像头都可以检测到带有二维可视化编码的标志物。

但是，上述二维码读取模式存在如下的缺陷：

二维码在待识别的图片或卡片上的位置设置和所占用的尺寸需要影响图片或卡片的图案画面形象，特别是对于一些对图案的美观程度比较关注的标志物，例如游戏卡牌；

增强现实技术依据二维码简单的像素图形读取，实现最基本的图像识别，虽然该方式识别快速，但是，当要读取的图片数量大(一般200张左右)时，例如游戏卡牌，读取如此量大的图形，会导致读取图像混乱，反应迟钝出错，其出错的原因：

二维码是以像素为单位的点阵式图像信息，阵列模式相对单一，采用的多位排列组合的方式对二维码进行区分，这就对识别设备的识别能力有了较高的要求，另外由于例如卡牌本身尺寸的限制(8.3x6.3cm)，二维码尺寸不宜过大，所以在摄像头中远距离识别的情况下就会产生混淆或者是无法读取，此时二维码不适于增强现实的开发应用；

另外传统二维码采用的是黑白色识别，虽然这样由于颜色值反差最大(白色R:255B:255G:255黑色R:0G:0B:0)在正常情况下识别速度快，但对印刷纸张和环境要求相对较高，如果在强光先影响下会改变颜色数值(高光下黑色的变化)，导致不能识别的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种实现三维增强现实的方法，用于在识别大量的彩色图片或卡片时，能快速、准确的建立虚实物体之间的映射关系。

本发明的技术方案如下：

一种实现三维增强现实的方法，包括如下步骤：

A：初始化多媒体设备、其上连接的摄像装置和相关的三维模型连接；

B：通过摄像装置获得标志物的视频帧，所述标志物为图片或卡片，其上的图案是全彩色的；

C：对所述视频帧进行读取，得到彩色图片或卡片相关信息，从而检索到三维模型数据库中对应的虚拟的三维模型，所述三维模型数据库中的三维模型是利用三维建模技术、表面彩绘技术和贴图技术完成的；

D：对虚拟的三维模型和视频帧的坐标轴进行定位；

E：将检索到的虚拟的三维模型调出与视频帧进行合成，完成虚实结合，并输出到显示器进行显示。

优选的，所述步骤C中对所述视频帧进行读取，包括二次读取过程，第一次读取彩色图片或卡片上的图形轮廓信息，完成初步检索定位，第二次读取彩色图片或卡片上的图形颜色信息，最终确认定位。

优选的，所述步骤B中的标志物在印制前，其上的图案经过如下的处理过程：

降低图像尺寸以保证后台调取数据速度快；对图案进行主题内容提炼，去掉多余的线条；加强图像的饱和度及对比度；模糊化图像表面；对图像的画面进行像素化，以提高读取速度。

优选的，所述步骤B中彩色图片或卡片上的图案是全彩24万色的，包括人物、场景和道具。

优选的，所述三维模型包括与图片或卡片上的人物、场景和道具相对应的三维人物模型、三维场景模型和三维道具模型，其中每个人物三维模型低于2000面，每个三维场景模型或三维道具模型低于1000面。

优选的，所述第一次读取彩色图片或卡片上的图形轮廓信息所利用的是多维梯度方法。

本发明的有益效果在于：突破了传统的增强现实二维码读取画面数量少得瓶颈，在增强现实技术中，通过两次分别读取标志物的图形画面像素和颜色信息，快速准确的建立虚实物体之间的映射关系；且标志物上的图案美观，没有多余影响整个图案布局的识别标志部分；且在任何光线条件下都能正常读取标志物的信息。

附图说明