[發明專利]一種用于子彈時間的CG動畫合成方法在審
| 申請號： | 202010843271.9 | 申請日： | 2020-08-20 |
| 公開（公告）號： | CN111986296A | 公開（公告）日： | 2020-11-24 |
| 發明（設計）人： | 楊文康;張迎梁 | 申請（專利權）人： | 疊境數字科技（上海）有限公司 |
| 主分類號： | G06T13/20 | 分類號： | G06T13/20;G06T15/00;G06T15/50;G06T5/50;G06T7/80;G06K9/62 |
| 代理公司： | 上海精晟知識產權代理有限公司 31253 | 代理人： | 孫永智 |
| 地址： | 201210 上海市浦東新*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 子彈 時間 cg 動畫 合成 方法 | ||
1.一種用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：指定平面檢測，進行實景場景的三維重建，獲取所述場景的稀疏三維點云，在所述稀疏三維點云中搜索平面并選取指定平面；
S2：模型對齊及渲染，指定待插入模型在平面上放置的位置，所述位置由用戶通過UI在某一視角的圖像上進行選擇，并以此計算其在地平面上對應的三維點坐標，最后進行所述模型與所述場景的對齊，完成所述模型渲染與畫面合成。
2.如權利要求1所述的用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：
S11、算法輸入：從多目相機系統同步采集一組圖像，每個所述相機僅需采集一幀圖片；利用所述一組圖像，進行所述相機標定，獲取所述相機的內外參數；該相機的內外參數及該組圖像作為平面檢測算法的輸入；
S12、特征匹配：對所述一組圖像進行特征匹配，獲取兩相鄰圖像的匹配特征點；
S13、三角測量：利用所述相機內外參數及相應的特征點圖像坐標，進行三角測量，計算特征點在場景中的三維坐標，得到場景的稀疏三維點云；
S14、平面擬合：利用Ransac算法，擬合出所述三維點云中存在的所有平面；
S15、指定平面選取：在指定視角的圖像中，選取圖像錨點；根據所述錨點，確定指定平面的參數方程。
3.如權利要求2所述的用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：
S21、算法輸入：利用多相機系統，采集需要插入CG元素的視頻序列；所述步驟S11中標定的所述相機內外參數；所述步驟S15中擬合的所述平面方程；指定要插入CG元素的圖像錨點；三維CG模型序列以及CG模型的三維錨點；
S22、計算插入所述CG元素錨點的三維坐標：根據所述相機內外參數以及所述平面方程，計算需要放置模型的三維點坐標；
S23、模型與平面對齊：根據模型錨點、模型法向量、平面法向量以及模型放置的三維位置，計算模型與地面對齊需要的旋轉矩陣和平移向量；設置需要調整模型尺寸和朝向的變換矩陣；
S24、模型渲染：根據所述相機內外參、所述模型旋轉矩陣和平移向量、模型頂點坐標、紋理坐標及紋理圖像，利用OpenGL渲染子彈時間指定視角下的圖像；
S25、圖像合成：將OpenGL渲染圖像和對應的實景圖進行合成，生成子彈時間指定視角下的CG合成動畫。
4.如權利要求2所述的用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，所述步驟S12還包括：
S121、特征檢測：對所述圖像進行特征檢測，使用AKAZE檢測算法，檢測圖像特征點和描述子；
S122、特征匹配：對相鄰兩幅所述圖像的特征進行暴力匹配，確定所述兩幅圖像匹配的特征點；
S123、內點檢測：所述暴力匹配后的特征可能存在外點，利用Cross-Ratio-Check方法去除錯誤匹配，即兩幅圖像中的特征描述子進行一次所述暴力匹配，將兩組匹配結果中均滿足比率閾值的匹配作為內點。
5.如權利要求2所述的用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，所述步驟S14中的Ransac算法為：
從一組包含外點的點云中，通過迭代的方式估計出平面的數學模型；在所述模型中，每次迭代找到平面后，將屬于該平面的內點從點云中剔除；對剩余點云，再次執行所述Ransac算法迭代，搜索平面；直到剩余點云內點的數量小于閾值，停止執行所述Ransac算法，得到三維點云中所有可能存在的平面集合。
6.如權利要求2所述的用于子彈時間的CG動畫合成方法，其特征在于，所述步驟S15還包括：
S151：圖像錨點選取：選取指定視角圖片，并在該視角圖片中繪制檢測到的特征點，拾取某一平面上的N個所述特征點；所述特征點拾取完成后，可以確定所述特征點的三維坐標；
S152：地平面確定：當所述地平面特征點確定后，將其對應三維坐標帶入到所有平面方程，按如下公式，計算損失：其中N為拾取的錨點數量，(A，B，C，D)為集合S中平面的參數，選取損失最小的平面作為指定平面。
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