一种实现立体相机自动优化位置参数的方法

技术领域

本发明涉及立体电影制作领域，尤其涉及一种实现立体相机自动优化位置参数的方法。

背景技术

立体影像技术实际上是利用双眼看同一物体，不同成像在大脑中的差别，让观众看到影像在屏幕水平面上产生视差，增加立体感，开创了更加逼真的视觉效果。立体影像的具体原理是：人的两眼间距约为5～6cm，看任何物体时，两只眼睛的角度不重合，即存在两个视角，这种细微的视角差异由视网膜传递到大脑里，就可以区别出物体的前后远近，产生强烈的立体感。这个就是偏光原理，至今为止几乎3D影像技术都是基于这个原理开发的。

因此，立体相机位置参数的正确设置，对于立体电影效果至关重要。如果不正确设置位置参数，可能会造成重影，立体效果差，观众容易出现视觉疲劳，甚至出现头昏脑胀的感觉。因此立体相机位置参数的设置与管理，是立体电影的核心技术。

目前在国内，立体相机位置参数的设置技术还比较落后，大多还停留在人工肉眼观测来进行设置的阶段，存在准确率低、返修率高以及效率低等问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种实现立体相机自动优化位置参数的方法，能解决现有立体相机位置参数设置大多采用人工肉眼观测进行设置，存在准确率低、返修率高以及效率低等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种实现立体相机自动优化位置参数的方法，包括：

步骤1，计算预设好初始位置的立体相机在三维空间的世界坐标系中的坐标值；

步骤2，将所述立体相机在世界坐标系中的坐标值转换至相机坐标系；

步骤3，在相机坐标系中计算所述立体相机的零视差面，根据所述零视差面确定所述立体相机的视觉舒适区；

步骤4，确定需要拍摄的物体模型在所述相机坐标系中的位置，从中得出位置超过所述零视差面的物体模型与距所述零视差面最近的物体模型；

步骤5，判断所述步骤4得出的所有物体模型是否在所述立体相机的视觉舒适区内，如果在视觉舒适区内，则进行步骤7；如果不在视觉舒适区内，则进行步骤6；

步骤6，调整所述立体相机的位置参数后返回至所述步骤3进行处理；

步骤7，结束本次设置，以当前的零视差面和视觉舒适区对应的立体相机的位置参数作为优化后的位置参数。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的实现立体相机自动优化位置参数的方法，其有益效果为：

通过三维空间识别方式，判断物体模型是否处于立体相机的视觉舒适区，进而得出相对于物体模型位置的最佳零视差面和最佳视觉舒适区，再将最佳零视差面和最佳视觉舒适区对应的立体相机的位置参数作为自动优化后的位置参数。该方法能满足立体电影制作中大多镜头要求的立体效果，不仅效率高、准确性好且返修率和成本低，很好的解决了现有立体相机位置参数大多采用人工肉眼观测来设置的方式，存在准确率低、返修率高以及时间成本高导致效率低的问题。在本发明自动优化设置的立体相机的位置参数基础上，能方便的进行针对性调整，进而得到冲屏或更强烈的立体效果等需要的特殊效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的实现立体相机自动优化位置参数方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的实现立体相机自动优化位置参数的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

参见图1，本发明实施例提供一种实现立体相机自动优化位置参数的方法，包括：

步骤1，计算预设好初始位置的立体相机在三维空间的世界坐标系中的坐标值；

步骤2，将所述立体相机在世界坐标系中的坐标值转换至相机坐标系；

步骤3，在相机坐标系中计算所述立体相机的零视差面，根据所述零视差面确定所述立体相机的视觉舒适区；

步骤4，确定需要拍摄的物体模型在所述相机坐标系中的位置，从中得出位置超过所述零视差面的物体模型与距所述零视差面最近的物体模型；

步骤5，判断所述步骤4得出的所有物体模型是否在所述立体相机的视觉舒适区内，如果在视觉舒适区内，则进行步骤7；如果不在视觉舒适区内，则进行步骤6；

步骤6，调整所述立体相机的位置参数后返回至所述步骤3进行处理；

步骤7，结束本次设置，以当前的零视差面和视觉舒适区对应的立体相机的位置参数作为优化后的位置参数。

上述方法的步骤5中，在视觉舒适区内是指：

所有物体模型均在所述立体相机的视觉舒适区内；

或者，存在至少一个物体模型不在视觉舒适区内且距所述零视差面最近的物体模型处于所述视觉舒适区的极限调整区域内。

上述方法中，不在视觉舒适区内是指：存在至少一个物体模型不在视觉舒适区内且距所述零视差面最近的物体模型未处于所述视觉舒适区的极限调整区域内。

上述方法中，视觉舒适区的极限调整区域是指：处于视觉舒适区的外端边沿且物体模型无法再向外调整的区域。

上述方法的步骤3中，通过以下方式根据所述零视差面确定立体相机的视觉舒适区，包括：

先计算立体相机的视锥和零视差面在相机坐标系的投影，再计算得出所述视锥与投影的相交平面；

将处于立体相机的视锥内，并处于所述相交平面预设距离内的区域作为视觉舒适区。

上述方法中，视觉舒适区为距零视差面两侧的距离占观众与屏幕的平均距离的15％至30％的区域。

上述方法的步骤5还包括：在达到预设的循环次数后，仍不在视觉舒适区内，则进行步骤7。优选的，预设的循环次数为小于等于10次。考虑过多循环影响设置效率，设置在预设次数后，若未满足中断本次设置的条件，也认为已经为立体相机设置了较优的位置参数，因此，通过这种方式实现退出本次设置。

上述方法中，步骤4中，通过以下方式确定需要拍摄的物体模型在所述相机坐标系中的位置，包括：

确定物体模型在相机坐标系中的BBX值，根据所述BBX值确定对应物体模型在相机坐标系中的位置；

或者，确定物体模型上的检测点，通过所述检测点与所述立体相机的零视差面的距离，确定所述物体模型在相机坐标系中的位置；

或者，确定物体模型上的检测线，通过所述检测线与所述立体相机的零视差面的距离，确定所述物体模型在相机坐标系中的位置。

上述方法的步骤1中，预设好初始位置的立体相机为：按故事板要求构图后，能将所需要拍摄的物体模型全部收入该立体相机的视锥内的位置。

上述方法中，优化设置过程中，步骤3至步骤6的循环一般在10次内(一般3次)基本就能完成立体相机位置参数的自动优化，效率较高。

可以知道，上述方法中，调整立体相机的位置可以在允许调整的范围内采用步进方式进行调整，这属于现有的调整方式，在此不再过多说明。

本发明的方法通过三维空间识别，判断相机坐标系中的物体模型是否处于立体相机的视觉舒适区，进而相对于多个物体模型得出最佳零视差面和最佳视觉舒适区，以最佳零视差面和最佳视觉舒适区对应的立体相机的参数作为自动优化的参数，此参数，可以满足立体电影项目中大多镜头要求的立体效果，在需要特殊效果(比如冲屏或更强烈的立体效果)时，可在此参数基础，对立体相机进行针对性调整，满足对应的立体效果要求。本发明的方法，在立体电影整片制作中，不仅提升了立体相机位置参数优化设置的效率、准确性，也能实现立体效果合理且大多数镜头在视觉舒适区，不会导致观众出现眩晕及其他视觉不适感，且更能凸显冲屏镜头的视觉冲击感，给观众以更好的观影体验。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明实施例的实现立体相机自动优化位置参数的方法，具体是：按故事板要求构图设置立体相机的初始位置，计算立体相机在三维空间中的世界坐标位置，并将世界坐标转换为摄像机坐标(立体相机的center相机设置为(0,0,0))；

计算立体相机的零视差面，根据零视差面计算得出立体相机的视觉舒适区；

扫描计算已存储的物体模型(以文件形式存储)在相机坐标系中位置(该位置可通过BBX值、物体模型的检测点距零视差面的距离，或物体模型的检测线距零视差面的距离确定中的至少一种)，确定出在零视差面后的所有物体模型，以及在零视差面前、后距零视差面最近的物体模型，根据这些物体模型，判断立体相机的位置参数设置的是否合理，具体是判断物体模型是否在立体相机的视觉舒适区，如果在视觉舒适区，不进行处理，结束本次优化设置；如果不在视觉舒适区，则对立体相机的位置参数进行自动优化设置，直到物体模型相对于立体相机的视觉舒适区均处于最佳位置，即完成设置。

实施例

参见图1，本实施例提供一种实现立体相机自动优化位置参数的方法，包括以下步骤：

步骤1，计算预设好初始位置的立体相机在三维空间中世界坐标系中的坐标值；

步骤2，将立体相机在世界坐标系中的坐标值转换至相机坐标系；

步骤3，计算立体相机的零视差面，根据零视差面确定立体相机的视觉舒适区；

步骤4，扫描计算需要拍摄的以文件形式存储的物体模型在相机坐标系中的BBX值，进而确定物体模型在相机坐标系中的位置；

步骤5，根据物体模型在相机坐标系中的位置，确定需拍摄的所有物体模型中，超过零视差面的物体模型与距零视差面最近的物体模型；

步骤6，计算判断步骤5确定的所有物体模型是否在立体相机的视觉舒适区内，若在视觉舒适区，则进行步骤7；如果不在视觉舒适区，则进行步骤6；

步骤6，调整立体相机的位置，再返回至步骤3进行处理；

步骤7，结束本次设置，以当前零视差面和视觉舒适区对应的位置参数作为自动优化的立体相机的位置参数。

上述方法中，步骤3至步骤6的循环处理最大循环次数为10次，通常不超过3次，即能完成立体相机位置参数的自动优化设置。

上述方法中，判断确定的所有物体模型在视觉舒适区是指：

所有物体模型均在视觉舒适区内；

或者，存在至少一个物体模型不在视觉舒适区内且距所述零视差面最近的物体模型处于所述视觉舒适区的极限调整区域内。

上述方法中，不在视觉舒适区内是指：存在至少一个物体模型不在视觉舒适区内且距所述零视差面最近的物体模型未处于所述视觉舒适区的极限调整区域内。

上述方法中，视觉舒适区的极限调整区域是指：处于视觉舒适区的外端边沿且物体模型无法再向外调整的区域。

上述方法步骤6中，每次调整立体相机的位置，都要保证需要拍摄的全部物体模型均处于该立体相机的视锥内，即要保证所需拍摄的物体模型均处于可视范围内。

通过本发明的方法，立体电影的制作者按需要调整立体相机的初始位置，达到故事板要求构图后，即可通过上述方法自动进行立体相机的位置参数的优化设置，令立体相机设置在视觉舒适区，然后可再根据要求的立体效果对立体相机的位置参数进行细微或特殊效果调整(参见图2)。

本发明的方法至少具有以下优点：

(1)能自动优化调整立体相机的位置参数，可在大部分立体电影项目中采用。

(2)采用底层图形图像学，三维空间算法，效果可靠，通用性较强。

(3)可大幅降低由于立体相机位置参数设置造成的后面环节重复制作，特别是重复渲染造成的渲染成本，降低了立体电影的制作成本，提高了制作效率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。