基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统技术方案

本发明专利技术公开的基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统，包括摄影设备、三维场景库、拍摄信息采集及实时同步模块、拍摄辅助模块、信息综合模块、场景渲染模块和图像合成模块；投影设备可将虚拟三维场景的效果示意图投射到背景天幕，并且在拍摄的瞬间，投影设备不对背景天幕进行投影；信息综合模块将摄影设备位置方向信息和摄影设备拍摄信息进行综合，得虚拟空间位置信息；场景渲染模块染出与现实拍摄参数和环境完全匹配的虚拟场景图形；图像合成模块将虚拟场景图像和原始图像进行合成处理生成合成图像。本发明专利技术合成摄影系统成本低廉，效果真实可信，不受自然条件影响，能够为摄影行业工作人员提供充足选择空间和创作空间，可以广泛应用在摄影行业中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种合成摄影系统，尤其涉及ー种结合了虚拟三维场景的合成摄影系统。
技术介绍
在当前摄影行业中，拍摄时可供选择的场景一般为画景，人造实景或外景。但画景表现カ不強，不真实可信；人造实景造价不菲，难于多变；外景拍摄需要耗费大量的人力物力，且往往容易受到天气，季节，时间和空间的制約。这些问题很大程度上提高了摄影行业的工作成本，制约了摄影行业的发展。虽然三维虚拟成像的技术在电影，电视及其它ー些图像制作领域已经有了较大范围的应用，但其工作方式一般为先对剧本脚本进行研究，然后根据剧本和脚本的需要临时制作所需的场景，并在制作中将其与所拍摄的真实的角色和道具进行合成，其拍摄过程是基于剧本剧情的。这种制作流程中所需的工作设备和人员开销成本高昂，并且不能在拍摄前提供大量可供随意选择和拍摄创作的场景。因此，电影电视及其它ー些图像制作领域的三维虚拟成像技术迟迟不能在摄影行业得到广泛应用。所以，设计和开发ー个可以提供大量场景可供工作人员自由选择和拍摄创作，又能有效降低成本和提升拍摄效果的摄影系统，对于整个摄影行业有着重要意义。因此，现有技术存在缺陷，有待于进ー步改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种在拍摄时可根据使用者创作需要选择更换虚拟三维场景的合成摄影系统，为拍摄提供更广泛的创作空间。本专利技术的技术方案如下 基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统，包括摄影设备，其中，还包括三维场景库、拍摄信息采集及实时同步模块、拍摄辅助模块、信息综合模块、场景渲染模块和图像合成模块； 所述摄影设备包括拍摄时将数据同其它数码设备同步和交互的同步接ロ； 所述三维场景库包含多个虚拟三维场景，虚拟三维场景所使用的计量单位和外形比例与现实世界中一致； 所述拍摄信息采集及实时同步模块，包括设置在所述摄影设备上的手持部分、设置在拍摄对象上的对象追踪模块、还包括非手持部分； 所述拍摄辅助模块包括计算机、投影设备和背景天幕； 三维场景的虚拟场景的位置基本点与现实三维空间中位置的基本点固定对应，且三维场景的虚拟场景的虚拟基本方向与现实三维空间中的系统基本方向相同；所述投影设备可将虚拟三维场景的效果示意图投射到背景天幕，并且在拍摄的瞬间，投影设备不对背景天幕进行投影；之后摄影设备拍摄只含有被拍摄对象和背景天幕的画面的原始图像；所述拍摄信息采集及实时同步模块采集摄影设备的空间位置方向信息和摄影设备參数信息，所述信息综合模块将摄影设备位置方向信息和摄影设备拍摄信息进行综合，得虚拟空间位置信息；所述场景渲染模块，通过提取信息综合模块计算所得虚拟空间位置信息渲染出与现实拍摄參数和环境完全匹配的虚拟场景图形；所述图像合成模块，提取场景渲染模块渲染所得的虚拟场景图像，提取摄影设备中拍摄所得的原始图像，并对二者进行合成处理生成一张合成图像。所述的合成摄影系统，其中，所述手持部分包括设置在所述摄影设备顶端的机顶模块，和设置在所述摄影设备底端的定位模块。所述的合成摄影系统，其中，所述机顶模块包括无线电信号发射器、同步信息接收模块、摄影设备拍摄数据提取接ロ，所述机顶模块的摄影设备拍摄数据提取接ロ和摄影设备的同步接ロ连接； 在所述摄影设备拍摄的瞬间，所述机顶模块的同步信息接收模块通过自身的摄影设备拍摄数据提取接ロ接收到摄影设备的同步信息；所述无线电信号发射器通过固定频段的无线电信息，将所述同步信息接收模块中的同步信息发送出去，所述同步信息包括摄影设备的拍摄參数；所述同步信息接收模块没有接收到同步信息时，所述无线电信号发射器通过另外ー固定频段的无线电信息将空白信息发送出去。所述的合成摄影系统，其中，所述定位模块包括无线电信号接收器和和三个以上超声波发射器；所述无线电信号接收器用于接收所述机顶模块无线电信号发射器发射出的无线电信息；所述超声波发射器的位置不在一条直线上，且每个超声波发射器在定位模块中的位置是固定不变的；所述无线电信号接收器接收到来自机顶模块的无线电信息时，每个超声波发射器会立即发射固定频段的超声波。所述的合成摄影系统，其中，所述对象追踪模块包括无线电信号接收器和三个以上超声波发射器，所述多个超声波发射器的位置不在一条直线上，且每个超声波发射器在对象追踪模块中的位置是固定不变的；所述无线电信号接收器接收到来自机顶模块的无线电信息时，每个超声波发射器会立即发出固定频段的超声波。所述的合成摄影系统，其中，所述非手持部分包括无线电信号接收器、信息记录装置和三个以上超声波接收器，各超声波接收器的位置不在一条直线上；所述超声波接收器的实际物理位置对应虚拟三维场景中已知且固定不变的虚拟三维坐标位置，所述超声波接收器与现实三维空间中基本点的相对位置不可改变；所述信息记录装置通过接收到无线电信息和接收到超声波信号的时间差计算出与超声波发射器的空间距离。所述的合成摄影系统，其中，所述拍摄辅助模块还包括计算机连接的无线电信号接收器，所述无线电信号接收器用于接收手持部份的信息记录装置中机顶模块发射出的无线电信息，并将接收到的无线电信息发送至所述计算机。所述的合成摄影系统，其中，所述场景渲染模块的虚拟场景图像为若干图层，包括前景部分和背景部分。所述的合成摄影系统，其中，所述图像合成模块对原始图像进行处理，去除原图像中不需要的部分，然后将此图像置于场景渲染模块所得虚拟场景图像的前景部分和背景部分之间，生成ー张包含多个图层的图像。与现有技术相比，本专利技术提供了ー种基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统，该合成摄影系统包括三维场景库，可以根据需要更换，该合成摄影系统利用图层合成的方式将原始图像和虚拟场景图像合成ー张多层图片，实现虚拟场景和实际场景的结合；该合成摄影系统成本低廉，效果真实可信，不受自然条件影响，能够为摄影行业工作人员提供充足选择空间和创作空间，可以广泛应用在摄影行业中。附图说明图I为本专利技术三维场景库的合成摄影系统的结构示意 图2为本专利技术合成摄影系统的立体结构示意 图3为本专利技术机顶模块的结构示意 图4为本专利技术定位模块的结构示意 图5为本专利技术对象追踪模块的结构示意 图6为本专利技术非手持部分的结构示意 图7为本专利技术三维场景库的虚拟场景的位置基本点与现实三维空间中位置的基本点对应结构 图8为本专利技术场景渲染模块中图层的位置示意 图9为本专利技术图像合成模块的合成流程图。具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术的较佳实施例作进ー步详细说明。本专利技术提供的基于计算机虚拟三维场景库的合成摄影系统，如图I所示，包括摄影设备、三维场景库、拍摄信息采集及实时同步模块、拍摄辅助模块、信息综合模块、场景渲染模块和图像合成模块。所述摄影设备，包括数码照相机和/或数码摄像机，所述数码照相机和数码摄像机需要具有同步接ロ，所述同步接ロ可以是热靴，所述同步接ロ用于在拍摄时将数据同其它设备的同步和交互。所述三维场景库，所述三维场景库包括多个三维场景，这些三维场景是相互独立的，没有任何联系。所述三维场景库中的三维场景均符合以下要求 一、三维场景中存在ー个位置已知且唯一的“虚拟基本点”和ー个方向已知且唯一的“虚拟基本方向”，所述“虚拟基本点”和“虚拟基本方向”对应现实三维空间中位置已知的“系统基本点”和方向已知的“系统基本方向”。ニ、三维场景中存在若干坐标点，这些坐标点的数量与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梅玉洋，
申请(专利权)人：梅玉洋，
类型：发明
国别省市：