[发明专利]一种基于光照渲染的AR场景的虚拟雕刻方法及系统

权利要求书

1.一种基于光照渲染的AR场景的虚拟雕刻方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.对移动终端摄像头采集到的AR场景图像，识别出待雕刻目标物；

S2.从待雕刻目标物分割出雕刻区域；

S3.根据输入的雕刻内容参数，生成雕刻内容；其中，所述雕刻内容具有高度的可定制性；

S4.对雕刻内容进行布局，得到原始雕刻内容图像；

S5.根据原始雕刻内容图像各像素的位置信息，计算各像素对应的深度，生成雕刻内容的三维模型；

S6.根据光照方向和光照强度，对雕刻内容的三维模型进行光照渲染，并映射到二维平面，得到光照渲染后图像；其中，S6包括S601.根据时间及移动终端的地理位置信息，确定光照方向向量，根据该地理位置信息的天气信息和移动终端摄像头的感光强度，获得光照强度；

S7.根据雕刻区域，将光照渲染后图像与AR场景图像进行合成，得到虚拟雕刻后图像；查询天气信息和结合移动终端摄像头采集的图像信息，对所述虚拟雕刻后图像进行特效渲染，和/或，根据时间轴查看早前时间雕刻内容的效果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，输入雕刻内容信息的方式有以下两种：1)自定义书写方式，由终端设备绘制而来，同时输入字符的颜色；2)标准输入方式，由字符、字体、大小、粗细、颜色组成。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，像素的深度计算公式如下：

dep(x,y)＝ln(dist(x,y)-1)

其中，(x,y)表示雕刻内容中像素的位置信息，dist(x,y)为坐标为(x,y)的像素到雕刻内容边缘的最短距离。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S5中，将平面坐标(x,y)及其对应的深度dep(x,y)组合为(x,y,d)，作为带有深度信息的雕刻内容图像的像素点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6包括以下步骤：

S602.根据光照强度、光照方向向量，建立光源，采用局部光照模型和光线追踪算法对雕刻内容的三维模型进行光照渲染；

S603.由雕刻内容三维模型法线方向视图映射到二维平面，生成经光照渲染后的图像。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7包括以下步骤：

S701.对原始雕刻内容图像进行二值化处理，生成雕刻内容掩模；

S702.根据雕刻内容掩模直接取反，得到背景掩模；

S703.利用雕刻内容掩模从经光照渲染模块渲染后的图像中提取雕刻内容部分，利用背景掩模从雕刻区域图像中提取背景部分，将两部分进行叠加，得到叠加后的图像；

S704.利用叠加后的图像替换AR场景图像中的雕刻区域，得到雕刻后的目标图像。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5还包括：根据输入的纹理信息，生成雕刻内容的纹理图像；将雕刻内容的三维模型与雕刻内容的纹理图像进行映射，得到纹理映射后的雕刻内容的三维模型。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5还包括：根据待雕刻区域的纹理信息，生成雕刻内容的纹理图像；将雕刻内容的三维模型与雕刻内容的纹理图像进行映射，得到纹理映射后的雕刻内容的三维模型。