[发明专利]实时交互的增强现实系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及立体模型的实时显示和实时操控。

背景技术

增强现实(Augmented Reality简称AR)，是虚拟现实的一个分支。是用于通过将例如相机所拍摄的真实世界图像与虚拟目标图像进行组合，生成增强现实图像的技术。目前，虚拟计算机图像的生成多依赖高性能PC和摄像头共同完成大量数据的处理。便携性差，对计算机硬件要求高。现有的增强现实系统，只是将虚拟信息叠加显示到场景中，而不能对模型进行实时的动作操控。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种实时交互的增强现实系统。该系统可以在小型移动终端设备上使用AR技术展示增强信息，比如可以在pad，手机等小型移动终端运行实现增强现实效果。同时可以实时的以交换的方式实现对3D模型的移动旋转，缩放，拆分，组装。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：信息获取单元，通过移动终端的摄像头捕获场景图像，并解析出ID信息和坐标信息，用此ID信息与服务器端通信，从数据库调取对应的虚拟信息下载到移动终端；数据存储单元，与应用终端分离，通过网络连接用于存储海量虚拟信息，并实现查找功能。虚拟图像生成单元，通过实时渲染把3维虚拟信息叠加到摄像头拍摄的场景图像上，生成增强现实图像；操作单元，通过平移，上下移动场景图像实现对虚拟信息的操控，虚拟信息的主要展示动作有移动，旋转，缩放，拆分，组装。

本发明的有益效果是，在移动终端系统运行只占用少量系统资源，就能实现对虚拟信息的实时交互。中国发明专利CN20121028141.4(公布号：CN102902710A)中公开了将3D模型完全覆盖在场景目标图像上的方法。而本系统更进一步，不仅仅实现3D模型叠加显示在目标图像上，并且可实时的实现对模型的移动，旋转，缩放，拆分，组装的操作效果。

附图说明

图1为本发明实时交互的增强现实系统的结构示意图；

图2为本发明实时交互的增强现实系统的移动终端结构示意图；

图3为本发明实时交互的增强现实系统的服务器结构示意图；

图4为本发明实时交互的增强现实方法的流程示意图；

图中，无线网络101、移动终端102、虚拟数据存储设备(或服务器)103、目标解析单元201、实时渲染单元202、渲染叠加单元203、检索单元301、数据库302、下载单元303。

具体实施方式

本发明所提供的增强现实方法，可以应用于带摄像头的各种智能终端中，例如智能手机，平板电脑，智能电视，智能眼镜等。一般增强现实的识别标记都会以图形的形式展示，可以印刷到纸张，塑料，布匹，或者显示器直接展示。

参见图1，为本发明实时交互的增强现实系统的结构示意图

参见图2，为本发明实施例增强现实实施系统的移动终端102结构示意图，终端需具备摄像头和显示器。摄像头是输入设备，显示器既是输入设备，又是显示设备。可以是智能手机，pad等。目标解析单元201用于解析拍摄的识别目标，经过识别判定后，实时渲染单元202对相应数据实时渲染，最后通过渲染叠加单元203把渲染的虚拟信息叠加到场景中，在显示器中显示。

参见图3，为本发明实施例增强现实实施系统的服务器103结构示意图，服务器103用于响应移动终端102发来的请求，从数据库302中利用检索单元301提供的方式检索相应数据，并且通过下载单元303将虚拟信息下载到移动终端102，再进行增强现实的效果显示。

数据库302，用于存储虚拟信息，主要包括模型，图片，文字，声音，视频五类。3维模型有静态动态两种，如FBX或MD2格式的三维模型文件。图片使用支持透明背景的压缩图片格式PNG。声音可以是MP3或OGG等格式。视频通常使用MP4格式。

参见图4，为本发明实施例增强现实的方法流程示意图，主要包括如下步骤：

步骤401、利用终端102的摄像头拍摄图像，并捕获识别目标，并将其显示在终端屏幕上。摄像头用于捕获当前场景图像，然后将数据信息传递到实时渲染单元202和渲染叠加单元203解析，获得空间坐标和数据索引信息。

步骤402中首先记录图像的2维坐标，然后将2维坐标转换成程序中设定的3维坐标。将该3维坐标存入缓存，作为虚拟图像叠加到真实场景中的坐标依据。