[发明专利]实时生成三维线路两翼全息漫游投影源的方法

说明书

本发明涉及一种实时生成三维线路两翼全息漫游投影源的方法，1：在线路三维投影程序中分别创建线路左、右两翼的投影窗口并设置其各自的投影虚拟相机，激活窗口所对应的虚拟相机称之为主动相机，其它窗口的虚拟相机称之为被动相机，通过建立主动相机与被动相机之间的联动关系，从而达成调整主动相机的参数就可以实现所有窗口场景的画面同步控制；2：确定当前激活窗口上的交互主动相机与其它窗口上的被动相机之间的约束关系；3：计算左翼虚拟相机和右翼虚拟相机的偏航角、翻滚角、俯仰角。本发明可以为基于线路的两翼全息投影装置提供实时的、可交互控制的投影视频源。可应用于公路、铁路以及其它如电力线、河道的全息投影漫游的视频源生成。

技术领域

本发明涉及全息投影技术领域，具体涉及一种实时生成三维线路两翼全息漫游投影源的方法。

背景技术

用于全息投影的传统投影源，都是在模型的周围不同侧面，架设不同的摄录机，当模型变化时，每一个摄录机录得一段同步片源后，再通过视频合成软件将多个侧面的片源按帧合成到一个投影片源上，通过一部投影仪实现多个侧面的同步投影表达。这种片源的生成方式需要提前同步录制、人工合成，一旦合成后，影片就无法做到实时，也无法实现对场景的交互。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时生成三维线路两翼全息漫游投影源的方法，本发明可以为基于线路的两翼全息投影装置提供实时的、可交互控制的投影视频源。

为解决上述技术问题，本发明所设计的实时生成三维线路两翼全息漫游投影源的方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：在线路三维投影程序中分别创建线路左、右两翼的投影窗口并设置其各自的投影虚拟相机，通过设置投影虚拟相机的位置与姿态角可以控制相应关联窗口的投影画面；左、右两翼的投影窗口分别输出到投影装置的左、右两翼投影仪，从而提供视频源输出，左、右两翼的投影窗口作为有约束关系且直接提供视频源的投影窗口不可或缺,在此基础上，可以拓展更多的窗口提供定制的或更高自由度的三维场景交互；

鼠标交互在哪个窗口上发生时，哪个窗口称之为当前激活窗口，激活窗口所对应的虚拟相机称之为主动相机，其它窗口的虚拟相机称之为被动相机，通过调整主动相机的参数可以实现所有窗口场景的画面同步控制；

步骤2：当前激活窗口上的交互主动相机与其它窗口上的被动相机之间的约束关系确定为：

在当前激活窗口中根据主动相机交互位置的变更实时确立一个最近的线路中心上的观察点O，并根据这个观察点O计算出三维场景左翼窗口和三维场景右翼窗口的位置与姿态；

左翼虚拟相机位置P₁、右翼虚拟相机位置P₂与经过观察点O的工程线路垂直，且左翼虚拟相机位置P₁、右翼虚拟相机位置P₂相对于经过观察点O的工程线路对称；

步骤3：计算左翼虚拟相机和右翼虚拟相机的偏航角yaw、翻滚角roll、俯仰角pitch，其中，左、右两翼虚拟相机的俯仰角pitch与对工程线路在O点的坡度角保持一致；偏航角yaw决定了相机的对向方位，左、右翼虚拟相机的偏航角yaw与工程线路在O点的方位角V保持一致；左翼虚拟相机的翻滚角roll根据左翼虚拟相机距离观察点O的高度h_L和左翼虚拟相机距离观察点O的偏移距d计算，右翼虚拟相机的翻滚角roll根据右翼虚拟相机距离观察点O的高度h_R和右翼虚拟相机距离观察点O的偏移距d计算，左、右两翼相机的偏移距离d相同，但相机高度可能受两翼不同的地形影响而不同。

本发明的设计思路为：