[发明专利]混合现实光照一致性调整方法

权利要求书

1.混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在所拍摄对象上选取n个亮度采样点S1、S2…Sn；

步骤2：对各个采样点进行处理，获得在当前虚拟场景的光照条件下这些采样点表面应具有的颜色值，并转换成HSV模型的色调、饱和度、明度值；

步骤3：进入帧循环，摄像机拍摄一帧画面，传输到计算机中，重复步骤1和步骤2，将所获得的拍摄画面像素的颜色转换成HSV模型；

步骤4：从拍摄画面中识别出采样点区域，并获得所拍摄的每个采样点区域的色调、饱和度、明度均值；

步骤5：将步骤2获得的虚拟场景下采样点的色调、饱和度、明度值与步骤4获得的采样点区域的色调、饱和度、明度均值进行比较，得到偏差向量；如果偏差向量的模小于设定的阈值，保留该采样点；如果偏差向量的模大于设定的阈值，则对应的点被视为采样失败，抛弃该采样点；

步骤6：设保留的采样点数量为m；如果m=0，则本帧计算失败，直接跳转步骤3；如果m0，则利用保留的m个采样点及视频画面的四个顶点进行Delaunay三角形构网，并设所构三角网中三角形的数量为t；

步骤7：调节步骤6所构成三角网中所有顶点的HSV值；完成t个三角形顶点HSV值的调节；

步骤8：采用双线性差值的方式完成对t个三角形内部像素HSV值的调节；

步骤9：将完成HSV调节的一帧视频画面转换为RGB模型，并作为动态纹理传入虚拟场景中；

步骤10：三维图形引擎将视频画面对应的动态纹理映射到虚拟场景中，完成实时渲染，实现虚拟场景与视频的合成。

2.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，还包括：如果视频画面合成未完成，进入下一个帧循环，跳转到步骤3；如果合成完成，释放资源，并退出。

3.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：根据视频混合方案，在所拍摄对象上选取n个亮度采样点S1、S2…Sn，其采样点Si的尺寸能够保证在采样点Si被拍摄后在视频画面内成像的像素数量不低于设定的阈值X，并且每个采样点Si能够表征所在一定范围区域Qi的亮度特征。

4.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤21：根据所拍摄对象与虚拟场景的映射关系，将采样点从实际摄像机的坐标系映射到虚拟场景的三维空间坐标系中；

步骤22：再根据虚拟场景中所预设的光照模型，对这些映射到虚拟场景中采样点进行光照预计算，获得在当前虚拟场景的光照条件下这些采样点表面应具有的颜色值，并转换成HSV模型的色调、饱和度、明度值；

步骤23：将第i个采样点内色调、饱和度、明度的均值记为Hci、Sci、Vci，其均值计算方式可采用算术平均或加权平均。

5.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤4还包括：将第i个采样点内的色调、饱和度、明度均值记为Hgi、Sgi、Vgi。

6.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤5偏差向量计算公式为：E_HSV（i）=（ Hci-Hgi，Sci-Sgi，Vci-Vgi），其中，E_HSV（i）为第i个采样点的偏差向量，Hci、Sci、Vci分别为映射到虚拟场景中的第i个采样点的色调、饱和度、明度均值；Hgi，Sgi，Vgi分别为拍摄画面中识别出采样点内的色调、饱和度、明度均值。

7.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：首先调节m个采样点的HSV值，令其每个采样点对应偏差向量E_HSV（i）的模为零，四个顶点的HSV调节量直接采用离该顶点欧氏距离最近的那个采样点的HSV调节量，完成t个三角形顶点HSV值的调节。

8.根据权利要求1所述的混合现实光照一致性调整方法，其特征在于，所述步骤8具体包括：利用每两个顶点HSV值调节量进行线性插值完成对三角形一条边上像素的HSV值调节，完成三条边的HSV值后，利用每两条边上的像素HSV调节值再进行一次插值完成三角形内其它像素的HSV调节量的计算。