[发明专利]生成裸眼观看三维虚拟动画场景的方法

摘要

本发明生成裸眼观看三维虚拟动画场景的方法，涉及有动画效果的三维图像的加工，步骤是：对展示空间进行测量；对展示空间光环境的信息采集；建立展示空间的三维空间尺寸的三维数字模型；制作需要出现的虚拟物体以及动画；对制作的好虚拟物体以及动画进行渲染；在展示空间进行放映设置，并进行最后的校对工作；限定观看角度和观看距离。本发明方法将现实空间与虚拟空间进行融合，让观众不需要佩戴任何辅助设备就能裸眼观看三维虚拟动画场景。

主权项

生成裸眼观看三维虚拟动画场景的方法，其特征在于步骤是：第一步，对展示空间进行测量（1）展示空间的三维空间尺寸的测量：用激光测距仪和卷尺测量工具，测量展示空间内的墙面、地面、顶面、立柱以及一切展示空间内物体的长度、进深和高度，单位以毫米记，误差在±5mm之间；（2）对展示空间的被投射墙面和地面平整度的测量：以正向垂直方位，使用激光垂准仪投射激光网格，观察激光网格线的垂直交叉平整与否，得到墙面平整度信息，墙体倾斜于凹凸差值在±1cm范围内即为可使用墙体，以顶向下垂直方位，使用激光垂准仪投射激光网格，观察激光网格线的垂直交叉平整与否，得到地面平整度信息，地面倾斜于凹凸差值在±1cm范围内即为可使用地面，同时根据地面材质情况，重新使用白色亚光乳胶漆涂料进行喷涂；第二步，对展示空间光环境的信息采集在展示空间的现实展示空间中利用全反射镜面球体，用数码相机拍摄十组ISO由低到高的球形静态图片，再导入PhotoshopCS3以上版本的计算机平面图形软件制作出高动态范围图像，用于保留场景中高动态范围的光照信息；第三步，建立展示空间的三维空间尺寸的三维数字模型将第一步测得的展示空间的相关数据输入到图形工作站的图形软件中，进行投影虚拟图像的三维建模，在图形工作站的图形软件中构建一个与现实展示空间等比的展示空间的三维空间尺寸的三维数字模型，同时引入虚拟观众，模拟观众的运动路径和精致观看点，确定观看点空间坐标之后，创建虚拟摄像机，作为空间内的透视参考坐标；第四步，制作需要出现的虚拟物体以及动画将第二步获得的展示空间光环境的信息和第三步获得的展示空间的三维空间尺寸的三维数字模型输入到图形工作站的图形软件中，制作需要出现的虚拟物体以及动画，该软件中出现的虚拟物体要参考实际空间比例以及位置，根据接受投影映像的墙面或者地面，制作凸出或凹陷进入墙面的形体，形体体积不可大于空间体积，避免产生形体空间与实际空间矛盾的情况，达到虚拟与现实物体在空间上的准确结合；第五步，对制作的好虚拟物体以及动画进行渲染使用第二步根据精确观看点所设置的虚拟摄像机，对制作好动画的虚拟物体以及空间 环境进行渲染，渲染的灯光信息可以直接使用第二步中在图形工作站的图形软件制作出的高动态范围图像，在展示空间内设置光照球体或完全使用自定光源对虚拟场景进行照射，渲染时要开启图形工作站的图形软件中对于间接光照的渲染属性，也就是光子的反弹与衰减效果，设定渲染图像为序列动画图像，按每秒30帧以上的帧速率来进行渲染，最后在视频剪辑软件中进行剪辑工作，将渲染好的图像输出为常用流媒体视频文件；第六步，在展示空间进行放映设置，并进行最后的校对工作根据第一步测量过需要放映的展示空间的墙体大小，用投影仪将投影画面向墙体进行投射，直到投影画面完全覆盖好对应的墙面，对投影画面边缘于实际墙体进行对接，并且多投影画面之间进行融合消除画面叠加产生的交界线，投影仪的摆放位置以不妨碍观看点为准则，可平放于地面或悬空架设，播放开始时，将所有投影仪与图形工作站连接，要保证每台投影仪的三维虚拟动画视频的播放时间是同步的；第七步，限定观看角度和观看距离以画面中心点观看角度45度的范围内都是有效观看范围，观看距离为5～500米，画面面积与有效观看范围面积成等比例增长，即画面面积越大，有效观看范围面积越大。