[发明专利]一种三维场景的空间操控虚拟实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种三维场景的空间操控虚拟实现方法，该技术称之为Space Control Virtual Reality，简称SCVR，即空间操控虚拟现实。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。

Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。

现有技术中人们将实际的图像通过一定的技术手段实现三维虚拟图像实时显示的技术方案，但是现有技术中的缺陷是实际出现的虚拟图像并没有将图像确切的空间信息全面展示，只是从不同的角度、视觉展示一副靓丽的图像或者是视觉感更强的图像，并且其色彩单一并没有让人们对虚拟图像产生立体的感觉。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种三维场景的空间操控虚拟实现方法，包括以下步骤：

S1：制作待识别图像,系统记录待识别图像的特征点信息；

S2：针对不同的硬件平台系统编写其对应的摄像头的调用指令信息；

S3：将待识别图像放置到现实场景，通过硬件平台设定坐标原点、建立半球空间、球空间和纯平面空间的定位规则；

S4：采用硬件平台的摄像头捕获待识别图像，计算每帧图像特征点；

S5：计算待识别图像的三维空间位置，计算出虚拟景物出现在实际场景的坐标原点并据此建立3d空间坐标系并锁定该坐标系，该3d空间坐标系中出现识别图像后的3D景物；

S6：用户通过硬件平台的操控按钮控制该3D景物的动态和特效动作；

S7：采用视频捕捉设备和陀螺仪监控3D景物在真实环境下的位移数据，并通过运算显示在屏幕上，并将3D景物的实时姿态信息通过无线通信方式传送至终端设备做出相对应的动态效果。

S6中建立3d空间坐标后，当用户采用硬件平台对3D景物进行操控时：

采用摄像头捕捉实体景物的反射光影差的单位秒数的变化频率，根据该频率系统判断建立空间中的实体景物中的运动目标和静止目标；

当多个用户采用各自的硬件平台对3D景物进行操控时，使用蓝牙设备与系统定制的外置设备建立数据交换。

系统采用WiFi的电波信号，计算硬件平台与被测实际物体之间的实际距离，被测物体之间的距离，所述被测物体之间的距离是真实空间物体的坐标点于坐标原点的距离，即获得实际空间中物体的对撞关系，从而得到周围空间景物的模糊轮廓。

当多个用户采用各自的硬件平台对3D景物进行操控时，系统通过蓝牙设备交互不同3d空间的坐标信息，计算交互校验数据并生成与现实空间最优匹配的第三虚拟空间坐标系，在此坐标系中生成与现实景物坐标对应的虚拟坐标。

S6中控制3D景物的动作时：硬件平台与3D景物进行数据交换，系统记录该数据信息和已定位数据的变化信息并给予调整指令，实时监控在真实空间中出现的新的真实物体，将轮廓数据反馈并生出与之对应的数字模型，采用规避，进入、无视、互动的处理方式呈现在显示设备屏幕中。

所述硬件平台采用手机、平板电脑等相关移动设备，该设备可以是智能手环谷歌眼镜等，或者正在生产中没有出现在市面上的移动设备。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种三维场景的空间操控虚拟实现方法：以unity3D为构架将增强现实和虚拟现实技术采用移动设备操控到移 动设备的系统中，通过移动设备的显示屏幕，体验虚拟景物与现实景物的完美结合，并可以实现对该移动设备操控虚拟景物在现实场景中的空间定位、运动轨迹及动画特效。

附图说明