The invention discloses a real-time collection method and device of scene dynamic light, which relates to the technical field of hybrid reality and augmented reality. The invention includes adjusting the length of the vertical bracket, adjusting the length of the horizontal bar connecting the vertical bracket of the mirror ball and the vertical bracket of each camera, so that the mirror ball as a whole can be clearly displayed in the shooting pictures of all cameras; using each camera to shoot the mirror ball Take and adjust the exposure of the camera to get pictures with different exposure of each camera; set the exposure of each camera to a specific exposure value, take online real-time pictures of the mirror ball to get real-time LDR pictures; transfer the pictures and real-time LDR pictures to the data processing terminal to process and analyze the pictures and real-time LDR pictures through the data processing terminal to get dynamic light of the scene Illumination information, the invention realizes the dynamic real-time capture of scene illumination, so that the virtual object is drawn with the captured illumination, and the virtual object is integrated into the real scene to obtain the virtual reality fusion effect with a higher sense of reality.
【技术实现步骤摘要】
一种场景动态光照实时采集方法及装置
本专利技术涉及混合现实和增强现实
,更具体的是涉及一种场景动态光照实时采集方法及装置。
技术介绍
近年来,随着增强现实(AR)和混合现实(MR)技术的迅速发展,相关的应用越来越广泛,增强现实技术必须解决三大核心技术问题:几何一致性、光照一致性和合成一致性,其中光照一致性一直是AR研究领域的难题和挑战。光照一致性是指将虚拟世界的物体合成到现实环境中时,来自现实世界的光源与虚拟世界光照表达的一致性、现实物体与物体阴影的一致性、画面视觉效果的一致性。若光照无法保持一致,虚实融合后的效果则会产生不真实感,极大影响用户的体验。为了解决光照一致性问题,直观地我们需要准确地恢复现实世界的光照环境,并将其作为虚拟世界的光照环境用于渲染虚拟物体。因此,面对变化万千的现实世界,如何准确实时地采集和计算现实世界的光照环境成为增强现实应用中亟待解决的问题,尤其在实时性增强应用中尤为重要,例如现场直播类AR电视节目、高成本的AR电影特效、AR演唱会等等,在混合现实、增强现实领域。光照传感器是一种用来测量真实场景光照的仪器,但是该仪器仅能测量来自某一个方向的光照强度(例如太阳光的光强、某一个灯泡的光强等),无法捕获整个场景的光照分布,然而在实际AR\VR应用中往往需要使用整个场景的光照分布信息对虚拟场景进行绘制,为此光照传感器无法采集到AR\VR应用所需要的光照。在电影电视节目制作领域,可通过镜面球采集场景的光照,该技术主要通过将镜面球固定在三角架上再通过相机拍摄该镜面球从而实现 ...
【技术保护点】
1.一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,包括如下步骤:/nS1:调节用于支撑镜面球和多个不同拍摄角度的相机的竖直支架的长度,调节连接镜面球的竖直支架与各相机竖直支架的横杆的长度,使得镜面球整体清晰呈现在所有相机的拍摄画面中;/nS2:利用各相机同时对镜面球进行拍摄,同时调节相机曝光度,得到各相机不同曝光度的图片;/nS3:将各相机曝光度设置为一个特定的曝光度值,对镜面球进行在线实时拍摄,得到实时LDR图;/nS4:将S2中拍摄得到的图片和S3中的实时LDR图传输至数据处理终端,通过数据处理终端对各图片和实时LDR图进行处理分析,解析得到场景动态光照信息。/n
【技术特征摘要】
1.一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:调节用于支撑镜面球和多个不同拍摄角度的相机的竖直支架的长度,调节连接镜面球的竖直支架与各相机竖直支架的横杆的长度,使得镜面球整体清晰呈现在所有相机的拍摄画面中;
S2:利用各相机同时对镜面球进行拍摄,同时调节相机曝光度,得到各相机不同曝光度的图片;
S3:将各相机曝光度设置为一个特定的曝光度值,对镜面球进行在线实时拍摄,得到实时LDR图;
S4:将S2中拍摄得到的图片和S3中的实时LDR图传输至数据处理终端,通过数据处理终端对各图片和实时LDR图进行处理分析,解析得到场景动态光照信息。
2.根据权利要求1所述的一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,所述S3中,特定的曝光度值的选择条件为:拍摄得到的实时LDR图中所有光源清晰可见。
3.根据权利要求1所述的一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,所述S3中,对镜面球进行在线实时拍摄,具体为:保持各相机角度不变,以不小于50fps的速度,实时拍摄镜面球。
4.根据权利要求1所述的一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,所述S4中的处理分析,具体为:
S4.1:根据得到的图片生成各相机的高动态范围HDR图片序列;
S4.2:检测各高动态范围HDR图片序列中的共同特征点,依据共同特征点对各高动态范围HDR图片序列进行匹配,合成最初环境光照图;
S4.3:对最初环境光照图和各高动态范围HDR图片序列进行预处理以及图像分割,识别各图中光照的图像区域,并在最初环境光照图上进行标记;
S4.4:根据实时LDR图、最初环境光照图和高动态范围HDR图片序列,计算得到场景中的实时光照数据和环境光照数据,最终得到场景动态光照信息。
5.根据权利要求4所述的一种场景动态光照实时采集方法,其特征在于,所述4.1中的高动态范围HDR图片序列生成方法为:
将场景中所有灯光调整至最亮和最暗时分别进行拍摄,得到各相机的最亮图片和最暗图片,进而得到各相机的高动态范围HDR图片序列,记为:
(Env_brightingness1,Env_dark1)
(Env_brightingness2,Env_dark2)
……
(Env_brightingnessn,Env_darkn)
其中,n为相机个数,Env_brighti...
【专利技术属性】
技术研发人员:邢冠宇,刘艳丽,袁霞,罗天,
申请(专利权)人:四川大学,成都索贝数码科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:四川;51
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