【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增强现实，具体涉及一种连续深度的虚实结合渲染方法。
技术介绍
1、随着科技的不断进步，增强现实技术的应用范围正在迅速扩大。增强现实技术可以将真实世界与虚拟世界的信息融合，通过特定显示设备在真实场景中呈现虚拟视觉信息。虚实结合素材的渲染是实现增强现实技术和虚拟现实技术的核心，逼真自然的渲染方法可以为用户在虚实结合场景中创造出高真实度和深度沉浸的体验，推动增强现实显示技术在不同领域的发展。
2、现有增强现实的虚实结合渲染方法主要是渲染二维或双目图像，如cn114549718a缺少在连续深度上的表征与交互，使得增强现实显示内容真实感低。
3、为此，亟需一种连续深度的虚实结合渲染方法，提高现实显示内容的真实感。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有虚实结合渲染方法少在连续深度上的表征与交互的问题提供了一种连续深度的虚实结合渲染方法，在连续深度上还原增强现实内容与真实场景的相对位置关系，增强渲染内容的真实感。
2、为了实现上述目的，一种连续深度的虚实结合渲染方法，包括：采集模块、目标物体识别模块、渲染参数计算模块和增强现实模型渲染模块；
3、步骤1：通过采集模块获取真实场景图像，并通过目标物体识别模块得到真实场景图像中目标物体的空间位置信息，所述空间位置信息包括坐标分布信息和深度分布信息；
4、步骤2：调整对应所述真实场景图像中目标物体的空间位置的相机渲染参数和增强现实内容模型渲染参数，得到目标物体在三维空间上的尺寸
5、步骤3：根据目标物体的空间位置坐标调整虚拟相机拍摄位置和角度，使之匹配观看位置和观看角度；
6、步骤4：根据目标物体的空间位置和深度分布在虚拟场景下建立深度掩膜，结合深度掩膜还原增强现实内容模型与真实场景间在连续深度上的遮挡与透视关系，使增强现实模型与真实场景融合。
7、进一步地，步骤1所述通过采集模块获取真实场景图像，至少使用一台采集设备，包括但不限于单目相机、深度相机和双目相机。
8、进一步地，步骤1所述得到真实场景中目标物体的空间位置信息使用包括但不限于机器学习方法、深度学习方法或阈值滤波方法，对目标物体进行语义分割，得到目标物体图像，获取目标物体图像坐标分布信息和深度分布信息。
9、进一步地，步骤2所述调整对应所述真实场景图像中目标物体的空间位置的相机渲染参数和增强现实内容模型渲染参数包括：结合相机成像原理，将真实场景图像从图像坐标系映射到世界坐标系，得到目标物体在三维空间上的尺寸和空间位置；
10、根据目标物体尺寸和空间位置调整增强现实三维模型的尺寸目标物体与增强现实模型的尺寸比例因子为使目标物体与增强现实模型的尺寸满足公式（1）：
11、（1）。
12、进一步地，所述步骤3具体包括：通过实际测量或相机标定方式获取观看位置在世界坐标系下的位置坐标、并测量观看者相对于显示设备的观看角度根据目标物体的空间位置坐标调整虚拟相机拍摄位置和角度，使之匹配观看位置和观看角度。
13、进一步地，步骤4结合深度掩膜还原增强现实内容模型与真实场景间在连续深度上的遮挡与透视关系包括：
14、根据目标物体的空间位置和深度分布在虚拟场景下建立深度掩膜，若增强现实模型存在被深度掩膜遮挡区域时，则不渲染上述区域图像；
15、预设增强现实三维模型与目标物体的相对位置关系，根据目标物体的空间位置确定增强现实三维模型在虚拟场景下的摆放位置，增强现实三维模型与目标物体的相对位置关系包括但不限于贴合目标物体表面、位于目标物体侧方、位于目标物体上方或下方、位于目标物体前方或后方。
16、进一步地，步骤4所述融合包括但不限于表征连续深度的增强现实模型与真实场景之间的透视变换、遮挡和尺寸比例之的相互关系。
17、进一步地，所述采集模块用于采集真实场景图像，所述目标物体识别模块用于识别真实场景中目标物体的空间位置信息；
18、所述渲染参数计算模块用于根据目标物体图像和模型的映射关系计算模型尺寸和位置，以及根据观看位置确定渲染相机的拍摄位置、俯仰角参数；
19、所述增强现实模型渲染模块用于匹配目标物体空间位置渲染对应的连续深度的增强现实模型渲染图像。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
20、本专利技术在连续深度上还原增强现实内容与真实场景的相对位置关系，增强了渲染内容的真实感。首先获取获取目标物体图像坐标分布和深度分布，接着根据目标物体图像和模型的映射关系及观看者位置确定模型尺寸、渲染相机的拍摄位置和俯仰角相关参数，根据目标物体的空间位置和深度分布在虚拟场景下建立深度掩膜，结合深度掩膜还原增强现实内容模型与真实场景间在连续深度上的遮挡与透视关系，最后根据预设与计算参数渲染增强现实模型，使增强现实模型与真实场景融合。
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1.一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，包括：采集模块、目标物体识别模块、渲染参数计算模块和增强现实模型渲染模块；
2.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤1所述通过采集模块获取真实场景图像，至少使用一台采集设备，包括但不限于单目相机、深度相机和双目相机。
3.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤1所述得到真实场景中目标物体的空间位置信息使用包括但不限于机器学习方法、深度学习方法或阈值滤波方法，对目标物体进行语义分割，得到目标物体图像，获取目标物体图像坐标分布信息和深度分布信息。
4.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤2所述调整对应所述真实场景图像中目标物体的空间位置的相机渲染参数和增强现实内容模型渲染参数包括：结合相机成像原理，将真实场景图像从图像坐标系映射到世界坐标系，得到目标物体在三维空间上的尺寸和空间位置；
5.根据权利要求4所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：通过实际测量或相机标定方式
6.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤4结合深度掩膜还原增强现实内容模型与真实场景间在连续深度上的遮挡与透视关系包括：
7.根据权利要求6所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤4所述融合包括但不限于表征连续深度的增强现实模型与真实场景之间的透视变换、遮挡和尺寸比例之的相互关系。
8.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，所述采集模块用于采集真实场景图像，所述目标物体识别模块用于识别真实场景中目标物体的空间位置信息；
...【技术特征摘要】
1.一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，包括：采集模块、目标物体识别模块、渲染参数计算模块和增强现实模型渲染模块；
2.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤1所述通过采集模块获取真实场景图像，至少使用一台采集设备，包括但不限于单目相机、深度相机和双目相机。
3.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤1所述得到真实场景中目标物体的空间位置信息使用包括但不限于机器学习方法、深度学习方法或阈值滤波方法，对目标物体进行语义分割，得到目标物体图像，获取目标物体图像坐标分布信息和深度分布信息。
4.根据权利要求1所述的一种连续深度的虚实结合渲染方法，其特征在于，步骤2所述调整对应所述真实场景图像中目标物体的空间位置的相机渲染参数和增强现实内容模型渲染参数包括：结合相机成像原理，将真实场景图像从图像坐标系映射到世界坐标系，得到目标物体在三维...
【专利技术属性】
技术研发人员：张博，李宁驰，刘琴，赵刚，张品祥，游靳步，何金泓，宁晨宇，陈沫含，
申请(专利权)人：河南百合特种光学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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