[发明专利]一种基于增强现实的绘画作品临摹和再创作方法

说明书

本发明公开了一种基于增强现实的绘画作品临摹和再创作方法，该方法可以在移动终端上实现，通过移动终端配带的摄像头实时识别绘画作品的画框，从而指定绘画区域；通过画框外沿的四个顶点计算画框三维姿态；基于增强现实原理，保证虚拟作画与实际绘画作品的姿态关系不变，从而实现临摹绘画作品或在其上增加绘画元素的效果。本发明可以用于绘画爱好者学习绘画，也可以用于创造力的开发，并且可以在移动终端上实现，使用方便，易于推广。

技术领域

本发明涉及计算机人机交互领域和计算机绘图领域，尤其涉及一种基于增强现实(Augmented Reality，AR)的绘画作品临摹和再创作方法。

背景技术

增强现实是人机交互领域中比较新的概念，随着移动终端的普及，基于移动终端的增强现实应用越来越受到人们的欢迎，不断丰富人们的日常生活。

当人们在欣赏别人的绘画作品时，如果产生想要临摹作品或在原作品基础上再创作的想法，以前是无法实现的，增强现实概念为这种想法的实现带来了可能性。修改、临摹别人的作品，一方面可以提升绘画水平，另一方面可以开发创造力，这在儿童教育领域也越来越具有重要性。使用移动终端实现对现实中绘画作品随时随地的临摹或再创作，并且具有在实际作品上再创作的真实性和立体感，既可以满足人们对作品欣赏和创作的需求，也可以为生活增添乐趣。

发明内容

本发明的目的在于针对现有应用的需求，提供一种基于增强现实的绘画作品临摹和再创作方法，具体技术方案如下：

一种基于增强现实的绘画作品临摹和再创作方法，其特征在于，该方法基于移动终端来实现，该方法包括如下步骤：

步骤一：利用移动终端的摄像头实时识别绘画作品的画框外沿，获得画框外沿的四个顶点；

步骤二：建立画框坐标系和相机坐标系，根据识别到的画框外沿的四个顶点获得画框在相机坐标系中的实时的三维姿态，即得到从相机坐标系到画框坐标系的实时的转移矩阵；

步骤三：在绘画区域内进行虚拟绘画创作，然后使用所述的转移矩阵计算当前绘画内容在画框坐标系中的坐标表示并存储，然后根据所述的转移矩阵的逆矩阵和标定得到的相机的参数矩阵，将之前存储的画框坐标系上的虚拟绘画内容转换到相机坐标系中，并将三维的虚拟绘画内容投影到相机的投影平面上，并使投影后的虚拟绘画内容叠加在实际绘画作品的前方，生成临摹和再创作的绘画作品。

进一步地，所述的利用移动终端的摄像头实时识别实际绘画作品的画框的步骤具体如下：

步骤一：使用摄像头获取实际绘画作品的实时图片；

步骤二：对获取到的图片进行中值滤波处理和形态学开运算，去除噪声；

步骤三：提取图片中所有的物体的轮廓，删除长度小于设定阈值的轮廓；

步骤四：对保留的轮廓进行多边形拟合，取周长最大且边长数目为四的轮廓为画框外沿的轮廓，记录该轮廓的四个顶点。

进一步地，所述的步骤二的具体步骤如下：

步骤一：以画框外沿的左上顶点为原点，画框外沿的上边沿为x轴，画框外沿的左侧边沿为y轴，垂直画框向内为z轴，建立画框坐标系，根据画框外沿的边长获得画框外沿的四个顶点在画框坐标系中的坐标；

步骤二：结合画框外沿的四个顶点分别在相机坐标系和画框坐标系中的坐标，计算相机坐标系到画框坐标系的转移矩阵。

进一步地，所述的虚拟绘画创作具体为：先提取实际绘画作品的颜色和纹理，或者从虚拟调色盘中选取所需颜色，然后进行绘画创作。

进一步地，所述的提取实际绘画作品的颜色和纹理的方法具体为：