[发明专利]一种基于多视点视频的三维展示方法

摘要

本发明公开了一种基于多视点视频的三维展示方法，包括：(1)在多个视点上分别获取三维场景的视频数据；(2)构建一个多面体盒子，多面体盒子的面数与多视点的视点数相对应，将每个视点的视频数据贴图到多面体盒子的一对应面；(3)将构建好的三维模型放在多面体盒子中心，将整个多面体盒子划分为若干个等面积的小平面，每个小平面虚拟为一个点光源；(4)计算三维模型上所有几何点各个方向的出射亮度值；(5)对三维模型上的每一个几何点进行最终颜色值进行计算以完成三维模型的渲染。通过本发明的方法可以快速方便的对真实场景进行全方位再现，同时避免了真实复杂场景的建模问题，且可以达到和高真实三维数字化建模同样甚至更高的效果。

主权项

一种基于多视点视频的三维展示方法，其特征在于，包括：(1)在多个视点上分别获取三维场景的视频数据，得到多视点的视频数据，针对多视点的视频数据，从各视点的视频数据中提取时间维度相应的帧，并整合为若干数据片段；(2)构建一个多面体盒子，多面体盒子的面数与多视点的视点数相对应，逐个提取步骤(1)中的数据片段，将每个视点的视频数据作为纹理贴图到多面体盒子的一对应面；(3)将构建好的三维模型放在多面体盒子中心，将整个多面体盒子划分为若干个等面积的小平面，每个小平面虚拟为一个点光源；(4)计算三维模型上所有几何点各个方向的出射亮度值，其中任一几何点的出射亮度值为L_r(x，ω_r)，如下式：式(1)中：L_e(x，ω_r)是三维模型上几何点x沿方向ω_r的自发射的亮度值；f_r(x，ω_r→ω_r)是三维模型上几何点x的双向反射分布函数；θ_i是点光源i照射到几何点x后反射光的向量；是θ_i与点光源i入射向量的夹角；L_i(x，ω_i)几何点x上获取到的点光源i的亮度值；ω_i是当点光源i到几何点x的方向角；x是三维模型上的几何点；i是点光源；(5)对三维模型上的每一个几何点进行最终颜色值进行计算以完成三维模型的渲染；几何点x的计算后的颜色值C为：C＝P_C+L_Z   (2)式(2)中：P_C是几何点x的自身颜色值；L_Z是步骤(4)得到的所有点光源对几何点x的出射亮度值之和，其中N为点光源数；在指定的视点，针对三维模型渲染后得到的二维图像进行色调映射；进行色调映射时采用定义在6度空间的高斯卷积核进行卷积，对于每一个像素来说，从最小的尺度S_j开始计算对比度，此时j＝1，直到第一个满足|Contrast(x，y，S_j)|>ε的S_j的出现，利用此时得到的S_j计算最终的像素卷积值，ε为设定阈值，具体计算步骤为：(1)设定第j个卷积内核区域面积为S_j，第j+1个卷积内核的区域面积为S_j+1，j满足1≤j≤6，利用S_j和S_j+1计算得到二维图像的像素点的高斯卷积结果V(x，y，S_j)和V(x，y，S_j+1)，x、y表示二维图像的像素点在x轴和y轴上的坐标值；(2)计算像素卷积值为：W(x，y，S_j)＝V(x，y，S_j)×S_j³；W(x，y，S_j+1)＝V(x，y，S_j+1)×S_j+1³；(3)计算局部对比度Contrast(x，y，S_j)：其中，τ为自设定因子。