[发明专利]一种配对一个2D摄影图像文件和一个3D网格的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于3D影像呈现（photographic presentation）的领域，其使用了虚拟实境（virtual reality）技术来显现出高品质的摄影图像（photo image），其更采用了3D建模技术（3D modeling technology）的优点来提供用于物理测量（physical measurement）或控制的几何数据（geometry data），并且将会被使用于扩增实境应用（augmented reality application），其亦可沿用至用于即时应用（real time application）的立体显示系统（stereoscopic display system）。

背景技术

虚拟实境使用一组摄影图像来显现从不同视角（view angle）观看到的实体物件（solid object）。它提供了用于呈现应用的高品质摄影图像。然而，由于摄影照片的数量有限，视角会受限于拍摄位置的不连续数量，因而导致不顺畅的动画（non-smooth animation）。而且，摄影图像也不包含几何数据。它们在呈现时无法精准地排列，并且无法用于任何物理相关应用（physical related application），即用于测量或用于控制。

3D建模是另一种呈现出实体物件的方案。它具有几何信息，能够被用于包含扩增实境等物理应用。然而，为了要得到精准的几何数据和用于高品质呈现而与材质贴图技术（texture mapping technique）一并呈现，撷取几何数据和储存大量材质图像所费不赀。而且，要以低性能的个人运算装置（personal computing device）来执行即时拟真转译（photo-realistic rendering）并不容易。

因此，需要为了商业应用而产生高图像品质、拟真虚拟实境呈现，并且需要为了物理扩增实境应用而纳入几何信息，特别是为了台式个人电脑（desktop personal computer,desktop PC）或平板电脑（tablet PC）和智能手机（smart phone）等移动装置（mobile device）。为了要一并提供高品质观看体验（viewing experience）和物理信息，有一种方式是结合虚拟实境和3D建模两种不同方案的长处，以利用随处可得的运算装置来提供有经济效益的解决办法和符合品质的要求。本发明达成了这些目标，并且能够以现有的运算装置和机械系统来实施。

发明内容

本发明的一种实施态样（aspect）描述了结合一组摄影照片（photo frame）与一组几何信息的一种方法以及在一台运算装置的观看视窗（viewing window）下的一个3D空间（3D space）中呈现2D影像（2D photo）的一种系统化方式（systematic way），也描述了在3D呈现空间下，图片（image frame）的相关参数（parameter）和实体物件的观看变换（viewing transformation）之间的数学关系。

本发明的另一种实施态样描述了包括一个电脑控制机械系统（computer-control mechanical system）以在不同的视角自动地撷取摄影图像的一种系统，也描述了以各式各样光学扫描硬件（optical scanning hardware）或者是经由剪影（silhouette）或参照点（referencing mat）或参照线条（referencing stripe）获得3D几何数据的影像撷取相机（photo taking camera）为基准的一种3D几何数据扫描子系统（3D geometry data scanning subsystem）。

本发明的另一种实施态样描述了用以实施本发明的一个软件系统（software system）和客户端观看装置（client viewing device），其中的软件系统由一个工作站（workstation）、一个储存系统（storage system）和一个远端服务器（remote server）所组成，也描述了用以整合2D摄影照片与扫描得到的3D几何数据以手动地或自动地产生一组控制参数的一种软件程序（software program），更描述了用以下载图像和几何数据以及执行观看、测量和控制拟真实体物件（photo realistic solid object）的一种软件程序。

本发明的另一种实施态样描述了用以实施立体显示和控制功能的硬件和软件系统的一种延伸应用。