[发明专利]基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统

权利要求书

1.基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统，包括摄影设备，其特征在于，还包括：三维场景库、拍摄信息采集及实时同步模块、拍摄辅助模块、信息综合模块、场景渲染模块和图像合成模块；

所述摄影设备包括拍摄时将数据同其它数码设备同步和交互的同步接口；

所述三维场景库包含多个虚拟三维场景，虚拟三维场景所使用的计量单位和外形比例与现实世界中一致；

所述拍摄信息采集及实时同步模块，包括设置在所述摄影设备上的手持部分、设置在拍摄对象上的对象追踪模块、还包括非手持部分；

所述拍摄辅助模块包括计算机、投影设备和背景天幕；

三维场景的虚拟场景的位置基本点与现实三维空间中位置的基本点固定对应，且三维场景的虚拟场景的虚拟基本方向与现实三维空间中的系统基本方向相同；所述投影设备可将虚拟三维场景的效果示意图投射到背景天幕，并且在拍摄的瞬间，投影设备不对背景天幕进行投影；之后摄影设备拍摄只含有被拍摄对象和背景天幕的画面的原始图像；所述拍摄信息采集及实时同步模块采集摄影设备的空间位置方向信息和摄影设备参数信息，所述信息综合模块将摄影设备位置方向信息和摄影设备拍摄信息进行综合，得虚拟空间位置信息；所述场景渲染模块，通过提取信息综合模块计算所得虚拟空间位置信息渲染出与现实拍摄参数和环境完全匹配的虚拟场景图形；所述图像合成模块，提取场景渲染模块渲染所得的虚拟场景图像，提取摄影设备中拍摄所得的原始图像，并对二者进行合成处理生成一张合成图像。

2.根据权利要求1所述的合成摄影系统，其特征在于，所述手持部分包括设置在所述摄影设备顶端的机顶模块，和设置在所述摄影设备底端的定位模块。

3.根据权利要求2所述的合成摄影系统，其特征在于，所述机顶模块包括无线电信号发射器、同步信息接收模块、摄影设备拍摄数据提取接口，所述机顶模块的摄影设备拍摄数据提取接口和摄影设备的同步接口连接；

在所述摄影设备拍摄的瞬间，所述机顶模块的同步信息接收模块通过自身的摄影设备拍摄数据提取接口接收到摄影设备的同步信息；所述无线电信号发射器通过固定频段的无线电信息，将所述同步信息接收模块中的同步信息发送出去，所述同步信息包括摄影设备的拍摄参数；所述同步信息接收模块没有接收到同步信息时，所述无线电信号发射器通过另外一固定频段的无线电信息将空白信息发送出去。

4.根据权利要求3所述的合成摄影系统，其特征在于，所述定位模块包括无线电信号接收器和和三个以上超声波发射器；所述无线电信号接收器用于接收所述机顶模块无线电信号发射器发射出的无线电信息；所述超声波发射器的位置不在一条直线上，且每个超声波发射器在定位模块中的位置是固定不变的；所述无线电信号接收器接收到来自机顶模块的无线电信息时，每个超声波发射器会立即发射固定频段的超声波。

5.根据权利要求4所述的合成摄影系统，其特征在于，所述对象追踪模块包括无线电信号接收器和三个以上超声波发射器，所述多个超声波发射器的位置不在一条直线上，且每个超声波发射器在对象追踪模块中的位置是固定不变的；所述无线电信号接收器接收到来自机顶模块的无线电信息时，每个超声波发射器会立即发出固定频段的超声波。

6.根据权利要求5所述的合成摄影系统，其特征在于，所述非手持部分包括无线电信号接收器、信息记录装置和三个以上超声波接收器，各超声波接收器的位置不在一条直线上；所述超声波接收器的实际物理位置对应虚拟三维场景中已知且固定不变的虚拟三维坐标位置，所述超声波接收器与现实三维空间中基本点的相对位置不可改变；所述信息记录装置通过接收到无线电信息和接收到超声波信号的时间差计算出与超声波发射器的空间距离。

7.根据权利要求6所述的合成摄影系统，其特征在于，所述拍摄辅助模块还包括计算机连接的无线电信号接收器，所述无线电信号接收器用于接收手持部份的信息记录装置中机顶模块发射出的无线电信息，并将接收到的无线电信息发送至所述计算机。

8.根据权利要求7所述的合成摄影系统，其特征在于，所述场景渲染模块的虚拟场景图像为若干图层，包括前景部分和背景部分。

9.根据权利要求8所述的合成摄影系统，其特征在于，所述图像合成模块对原始图像进行处理，去除原图像中不需要的部分，然后将此图像置于场景渲染模块所得虚拟场景图像的前景部分和背景部分之间，生成一张包含多个图层的图像。