[发明专利]一种基于AR成像在全虚拟环境中实时蒙版的方法

说明书

本发明公开了一种基于AR成像在全虚拟环境中实时蒙版的方法，涉及AR领域，为达到上述目的，发明的技术方案包括如下步骤：在完成三维数字模型美术加工的基础上，再制作相应模型的一个MASK蒙版模型，并编写该蒙版模型的调用逻辑，使得该MASK蒙版模型可以在被调用时，将虚拟模型的影像抠除；在软件中将动作捕捉软件中创建的相关的道具以及模拟人的刚体绑定匹配相对应的模型和骨骼；软件中接入动作捕捉数据，实时无线传输到AR眼镜中。给学员以实地救治伤员的感觉，解决了传统急救训练不能体现灾害现场救治的实际环境与学员的临场心理感受。

技术领域

本发明涉及一种基于AR成像在全虚拟环境中实时蒙版的方法，主要涉及AR领域。

背景技术

为提高灾害医学救援人才的培养质量，需要建设一个有“灾害环境、现代战争”的虚拟仿真实践教学平台。虚拟现实技术是计算机图形学、医学图像处理、可视化技术、软件工程、人机接口技术、传感与测量技术、仿真技术、模式识别、人工智能、分布实时处理技术、网络技术等多学科交叉融合的结晶。目前国内尚未建立虚拟仿真灾害环境模拟平台。

发明内容

针对以上现有技术的不足，发明提出一种基于AR成像在全虚拟环境中实时蒙版的方法，应用分布式交互模拟技术，配合各类场景布置以及模拟人的灾害、战争伤情设置，将理论的灾害救援转变成直观的现场救治画面，给学员以实地救治伤员的感觉，解决了传统急救训练不能体现灾害现场救治的实际环境与学员的临场心理感受。

为达到上述目的，发明的技术方案是：包括如下步骤：

S1，三维构建与真实世界1:1大小的虚拟场景模型；

S2，三维1:1构建真实器械的虚拟形象；

S3，三维构建与对需要急救操作的模拟人1:1的虚拟模拟人；

S4，在完成三维数字模型美术加工的基础上，再制作相应模型的一个MASK蒙版模型，并编写该蒙版模型的调用逻辑，使得该MASK蒙版模型可以在被调用时，将虚拟模型的影像抠除；

S5，使用定位设备在实际操作场地创建定位空间区域，创建的定位空间区域与虚拟场景中的操作区域的位置、方向进行匹配。在软件中将动作捕捉软件中创建的相关的道具以及模拟人的刚体绑定匹配相对应的模型和骨骼；

S6，软件中接入动作捕捉数据，并将动作捕捉数据赋予虚拟的3D数字模型，由动作捕捉数据驱动的数字模型通过3D引擎渲染，并通过图形工作站实时渲染，实时无线传输到AR眼镜中；

S7，当操作者需要看到现场的模型人进行实际操作时，将相对应的MASK蒙版填充为黑色，由于AR眼镜的成像原理是将光学成像画面映射在一块透光的镜片上，镜片上的影像叠加在现实场景前，当成像颜色或区域为黑色时，实际就是没有虚拟成像的画面被映射在透光镜片上，而是完全看到的现实场景。

优选地，步骤S1，通过多个动作捕捉摄像机组成的摄像机矩阵来定位现实场地空间，通过3D引擎，将虚拟场景同真实的动捕场景空间匹配。

优选地，步骤S2，对现实场地空间内使用到的真实器械安装定位标识点，通过动捕相机获取道具在动捕空间中的实时位置，使该器械在实际场地使用过程中，可以实时匹配其虚拟形象。

优选地，步骤S3，对需要急救操作的模拟人进行三维数字扫描，得到与模拟人1:1大小的数字三维模型，并对模拟人的主要肢体、关节的刚体定位，通过动捕相机获取模拟人在动捕空间中的实时位置，并实时匹配其三维模型。

发明的技术原理及有益效果如下：