基于摄像机运动的简单虚拟场景生成

利用摄像机标定技术和视频融合技术设计了一个基于摄像机运动的简单虚拟场景生成系统。首先对摄像机进行标定,然后利用摄像机的运动参数根据摄像机成像模型计算出3-D实景中特定的位置在2-D视频图像上的映射,最后利用映射结果对虚拟景物进行透视变换,并把它实时融合到视频图像特定位置中形成新的视觉效果,实现了一种类似于虚拟演播室的简单、有效、实用的视频制作新方法。实验表明该方法实时性好、生成的虚拟场景效果逼真。

视觉传感器中摄像机的虚拟三维靶标标定法

采用二维平面靶标自由移动 ,构建虚拟三维靶标 ,实现摄像机内部参数的标定 .该方法可以保证摄像机在固定之后进行标定 ,使摄像机的标定状态和工作状态一致 ,降低了标定设备的成本 ,简化了标定过程 ,提高了标定效率 .实验结果表明 ,该方法切实可行 .

基于虚拟靶标的摄像机标定

针对视觉测量中的摄像机标定问题,提出利用高精度三坐标测量机构建虚拟立体靶标的方法进行摄像机标定,并将Zernike矩亚像素边缘提取方法与改进后的最小二乘拟合算法相结合完成靶点中心定位。实验表明,该方法提高了靶点中心定位速度以及定位精度,所提出的靶点中心定位方法的定位精度可达到亚像素级,标定结果准确。

利用虚拟3D模板的摄像机标定技术

利用二维平面模板多次自由移动产生的绝对旋转和平移矩阵,转换成相对于参考位置的相对旋转和平移矩阵,结合模板参考位置合成了虚拟的三维模板,该合成方法克服了传统的合成方法需要特殊的设备来对模板进行辅助运动的缺点。并将针孔模型和非线性失真模型应用于虚拟三维模板,对摄像机参数进行标定。经实验验证,采用虚拟三维模板的标定技术具有较高的标定精度。

虚拟场景生成中摄像机机电跟踪的校准

在虚拟场景生成中,虚拟摄像机一般是小孔相机,但是带有机电跟踪系统的真实摄像机与在固定位置的小孔相机的运转是不同的。校准了由于摄像机的机电跟踪系统引起的误差。

摄像机自标定算法在虚拟演播室中的应用

本文就摄像机自标定算法进行了分析,在虚拟演播环境中,提出了基于平面点的标定算法,采用自己设计的实验方法,计算出了摄像机的内参数,结果证明能满足虚拟演播室中摄像机标定的精度。

基于虚拟双目视觉的高速摄像机自动标定系统

虚拟双目视觉测试是基于一台高速摄像机和两面平面镜实现物体的三维重建,重点需解决传统双目视觉测试存在的同步性和成本高的问题。摄像机内外部参数的标定是测试精度的重要保证,为解决标定过程需要人工干预、处理过程繁琐等问题,基于虚拟双目视觉原理和张正友标定法,设计了高速摄像机参数自动标定系统,通过外部触发电路控制安装在云台支架上的标定板自动转动,实现不同角度标定板图像的自动拍摄,通过OpenCV计算机视觉库对图像进行自动处理,得到高速摄像机的内外部参数,最后验证了高速摄像机自动标定系统的准确性和实用性,为后续三维重建和动态三维测试提供了基础。

虚拟演播室的灯光场景及选用摄像机分析

灯光系统和摄像机的人工调试频繁,这两个因素对虚拟演播室系统影响较大,详细说明如何布置虚拟演播室的灯光场景与如何选购摄像机,力求把灯光系统和摄像机对虚拟演播室录制节目的影响降到最低程度,从而使天气预报节目的质量得以稳步提高,使虚拟演播室系统发挥出更高的效率。

一种新的基于并联机构的摄像机线性标定方法

提出一种新的基于并联机构的摄像机线性标定方法。首先推导出考虑一阶径向畸变针孔摄像机模型的完整表达式;然后巧妙利用六自由度并联机器人机构动平台作为二维平面模板的载体,构造虚拟三维靶标;最后,在确定一阶径向畸变系数和主点坐标的基础上,利用推导出的一阶径向畸变针孔模型表达式并结合虚拟三维靶标信息一次性线性求解摄像机其他内外参数。该方法可保证摄像机在固定之后进行现场标定,使摄像机的标定状态和工作状态完全一致,便于视觉并联机器人相关问题的研究。仿真和真实实验结果表明,该方法简单快捷,不仅避免了三维靶标的制作问题,而且避免了非线性优化的不稳定性,能满足实际需要。

虚拟演播室的灯光场景及选用摄像机

灯光系统和摄像机频繁的人工调试直接影响到虚拟演播室系统。笔者详细介绍怎样布置虚拟演播室的灯光场景和怎样选购摄像机,旨在最大限度的降低灯光系统和摄像机对虚拟演播室录制节目的影响,从而有效的提高节目的质量,提高虚拟演播室系统的效率。

基于黄金分割理论的胶囊体摄像机视点标定算法

针对在Unity3D中以第一人称视觉虚拟漫游的摄像机视点标定的不确定性和经验性,提出基于人体美学黄金分割理论的胶囊体摄像机视点标定算法。首先通过黄金比例关系的系数法确定头部在胶囊体上的高度范围,然后再根据面部黄金分割律"三庭五眼"标定眉间的位置,从而达到摄像机视点精确定位的目的。通过不同高度胶囊体摄像机视点进行实验,使用该方法拍摄到的场景更符合人在现实中所看的场景,使用户更能沉浸场景中,取得较为满意的定位效果;也为摄像机视点定位操作提供一套可依据的方法。

虚拟摄像机的设计与实现

随着科技的发展、计算机图形技术和电影拍摄技术的不断进步,电影的后期制作也发生了翻天覆地的变化。作为动作捕捉技术的一个分支,新兴的虚拟摄像机技术以其独特的功能,很大程度上提高了虚拟场景与虚拟角色同期制作的工作效率。虚拟摄像机改变了传统电影从前期拍摄到后期制作的线性步骤,促进了电影前、后期制作的融合,在电影制作案例中有着出色的表现。本文将从原理到工作流程,深入讨论虚拟摄像机的设计与实现。

高清虚拟演播室摄像机的跟踪测量与调试

高清虚拟演播室是指对于虚拟演播室系统的视频输入、输出均为高清,高清摄像机在蓝(绿)箱前所拍摄的前景视频信号与计算机实时生成的真三维虚拟场景经过色键(Chroma Key)合成处理形成全新的视觉效果的虚拟技术,其中真三维虚拟场景由计算机依据真实摄像机的运动参数实时跟踪生成,以保证前景后景之间保持正确的透视关系,实现真实的三维效果。

利用补偿矩阵的可变焦摄像机跟踪算法

变焦镜头的标定和跟踪技术已广泛应用于虚拟演播室,体育视频转播等领域。由于在长焦范围,普遍采用的针孔模型已不再适用,导致长焦镜头的标定和跟踪难以达到较高的精度。从分析变焦镜头内部结构出发,对变焦时透镜组之间的相互运动与摄像机外参之间的关系进行详细研究,提出用补偿矩阵来补偿变焦过程中产生的摄像机外参的偏移。该方法在不改变原有摄像机标定方法的基础上,解决了变焦镜头跟踪问题。实验表明:利用补偿矩阵的方法,当镜头焦距达到80 mm时,仍然能够将像素误差控制在3,有效地提高了跟踪精度。

机器人摄像机的技术特点与应用分析

机器人摄像机凭借其精确性、稳定性、机动性、隐蔽性、扩展性等方面的优势,在电视转播及新闻演播室节目制作中得到愈来愈多的应用,在节目创新过程中发挥着独特的不可或缺的作用。近年来,结合虚拟数字场景技术的智能机器人摄像机系统的应用与研究备受关注,并正在向可定制可定义化方向发展。本文结合电视节目制作实际需求,对机器人摄像机的技术特点与应用情况进行了分析与探讨。

虚拟场景自动漫游的路径规划算法

采用机器人学中的运动规划算法得到大致路径,并对路径进行数次优化得到最终路径·用户无需直接控制位置与视角,仅需给出目标点,系统就会自动地完成整个漫游;漫游过程中摄像机不会与物体发生碰撞,并且给出的画面符合一些基本的美学原则·该算法基于场景的层次分解,并采用了高效的路径平滑与视角规划方法,使得整个规划过程需要的时间非常少,提高了算法的实用性·

虚拟演播室的场景设计与开发

虚拟场景的设计与开发是虚拟演播室建设的重要环节。本文从虚拟场景的特点出发,探讨了如何根据虚拟场景设计原则制定设计方案,介绍了用3DSMAX制作虚拟场景及在虚拟演播室系统中调试虚拟场景等基本的设计开发过程。

构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉标定

为了提高立体视觉系统在大视场下的测量精度,基于误差溯源思想提出了一种构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉系统标定方法,克服了大尺寸高精度标定物难以制造等问题。对影响立体视觉系统测量精度的主要因素进行分析,列出视觉测量系统的误差溯源链,解析了大视场视觉系统精度瓶颈的原因。借助激光跟踪仪,运用非线性最小二乘单位四元数算法求解坐标系刚体变换,获取大范围高精度的空间点阵,构建虚拟靶标。在相机畸变模型中考虑了三阶径向畸变和二阶切向畸变参数,并使用Levenberg-Marquardt迭代算法进行标定参数求解,进一步提高系统精度。实验构建了一套测量空间约为4m×3m×2m的双目立体视觉系统,通过对某型号高精度直线导轨进行点距测量,在测量距离3m处,152组不同长度的横向距离测量的误差算术均值为-0.003mm,误差标准差为0.08mm。测量精度相较于传统的平面标定法有较大提升。

虚拟演播室的场景定位分析

为了适应节目制作的发展要求,依据实际情况,我台购置了VizrT公司的IBIS二维虚拟演播室系统,经过一段时间的使用,在虚拟场景定位的设置上有了一些体会.现做以下分析.