本發(fā)明專利技術(shù)提供一種基于人臉跟蹤改變視點(diǎn)角度顯示三維圖形的方法，該方法包括一顯示三維圖形的顯示屏、一圖像采集裝置、一人臉識別單元、一視線角度偏移判斷單元、一三維圖形處理器、一存儲器及一顯示控制單元；具體如下步驟：定義基準(zhǔn)視點(diǎn)VB；圖像采集裝置截取顯示屏前方的圖像；人臉識別單元識別出觀看者的人臉中心位置；視點(diǎn)角度偏移判斷單元判斷視點(diǎn)偏移角度；三維圖形處理器將依據(jù)視點(diǎn)偏移角度進(jìn)行偏移得到一觀看視點(diǎn)，基于該觀看視點(diǎn)繪制新的三維圖形，并存入存儲器；顯示控制單元從存儲器調(diào)用新的三維圖形，并將該新的三維圖形按照顯示屏需要的時序傳送顯示于顯示屏上。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在，依據(jù)觀看者位置繪制三維圖像，更生動有趣。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
—種基于人臉跟蹤改變視點(diǎn)角度顯示三維圖形的方法
本專利技術(shù)具體涉及。
技術(shù)介紹
三維圖形屏幕投射的原理(見圖1)是從顯示屏I’前的一個視點(diǎn)2’出發(fā)，將三維圖形3’從顯示屏I’內(nèi)的虛擬繪圖空間11’，投射到一個平面(即顯視屏Γ)上所得到的三維圖形3’ ；在使用很多三維圖形3’的場合，由于用戶觀看三維圖形3’的視點(diǎn)2’移動以及用戶移動三維圖形3’時，需要通過透視變換將對象于顯示屏內(nèi)的虛擬繪圖空間中的三維坐標(biāo)變換為顯示于顯示屏上的二維坐標(biāo)。基于此位置信息以及對象表面的紋理特征，如顏色和圖像，通過渲染處理來逐個像素單元確定顏色信息，然后該圖像信息被寫入幀緩沖存儲器， 以便在屏幕上顯示。當(dāng)前的三維用戶界面或者三維游戲的繪圖的視點(diǎn)位置都是固定的，并不會隨著用戶的位置變化而變化，這樣造成用戶很容易感覺到看見的不是一個真實(shí)的三維物體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題，在于提供，使顯示屏內(nèi)的三維圖形能隨觀看者的觀看位置變化而變化，讓觀看者的觀看感覺更逼真。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的；該方法包括一顯示三維圖形的顯示屏、一圖像采集裝置、一人臉識別單元、一視點(diǎn)角度偏移判斷單元、一三維圖形處理器、一存儲器及一顯示控制單元；所述顯示屏及圖像采集裝置設(shè)置于同一平面上；所述存儲器內(nèi)存有繪制三維圖形的繪圖材質(zhì)；具體如下步驟 步驟10、所述三維圖形處理器依據(jù)顯示屏前的一基準(zhǔn)視點(diǎn)于該顯示屏內(nèi)的虛擬繪圖空間中繪制三維圖形，并將該三維圖形顯示于顯示屏上；所述顯示屏及圖像采集裝置二者分別與該基準(zhǔn)視點(diǎn)之間的距離保持一致；所述圖像采集裝置截取一該顯示屏前方的圖像，且所述基準(zhǔn)視點(diǎn)位于該圖像的中心點(diǎn)，并將該圖像傳送給所述人臉識別單元；步驟20、所述人臉識別單元依據(jù)該圖像識別出觀看者的人臉中心位置，將該人臉中心位置傳送給所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元；步驟30、所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元依據(jù)該人臉中心位置信息判斷視點(diǎn)偏移角度；將該視點(diǎn)偏移角度傳送給所述三維圖形處理器；步驟40、所述三維圖形處理器將所述基準(zhǔn)視點(diǎn)依據(jù)該視點(diǎn)偏移角度進(jìn)行偏移得到一觀看視點(diǎn)，基于該觀看視點(diǎn)從所述存儲器讀取繪圖材質(zhì)后，繪制新的三維圖形，并將該新的三維圖形存入所述存儲器中；步驟50、所述顯示控制單元從該存儲器調(diào)用該新的三維圖形，并將該新的三維圖形按照顯示屏需要的時序傳送顯示于顯示屏上。進(jìn)一步地,所述步驟30具體為步驟31、將所述步驟10的圖像虛擬于顯示屏前形成一與該顯示屏平行對應(yīng)的虛擬圖像；所述虛擬圖像為一長度為L,寬度為W的像素矩陣,L與W的單位為像素；所述虛擬圖像的對角線的長度為Ld，Ld=W / sin [Arctan (ff / L)]，Ld的單位為像素；步驟32、所述圖像采集裝置的視角角度為Θ c ;所述虛擬圖像上的基準(zhǔn)視點(diǎn)與該圖像采集裝置的距離為一用于計算視點(diǎn)偏移角度而假設(shè)的一個虛擬距離D，D=(Ld / 2)/ tan (0 C / 2·), D的單位為像素；步驟33、基于所述虛擬圖像的中心點(diǎn)，于該虛擬圖像上建立一包含X軸及Y軸的二維坐標(biāo)系；所述二維坐標(biāo)系的單位為像素；將所述步驟20的人臉中心位置于該二維坐標(biāo)系上對應(yīng)成一人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv);依所述人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv)于該二維坐標(biāo)系的位置，分別進(jìn)入相應(yīng)的步驟34或步驟35或步驟36或步驟37 ；步驟34、當(dāng)該人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv)位于該二維坐標(biāo)系的第一象限時，相應(yīng)所述人臉中心位置坐標(biāo)(xv，Yv)的X軸的投影長度=xv，Y軸的投影長度=Yv;所述視點(diǎn)偏移角度為以該顯示屏的中心點(diǎn)為中心，該基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸的正方向偏移91度，并向Y軸的正方向偏移 Θ 2 度；Θ i = [Arctan (Xv / D)], Θ 2 = [Arctan (Yv / D)];進(jìn)入步驟 40 ；步驟35、當(dāng)該人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv)位于該二維坐標(biāo)系的第二象限時，相應(yīng)所述人臉中心位置坐標(biāo)(xv，Yv)的X軸的投影長度及=IxvI，Y軸的投影長度=Yv ;所述視點(diǎn)偏移角度為以該顯示屏的中心點(diǎn)為中心，該基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸的負(fù)方向偏移03度，并向Y軸的正方向偏移 θ4 度；θ3= [Arctan (|XV| / D)], Θ 4= [Arctan (Yv / D)];進(jìn)入步驟 40;步驟36、當(dāng)該人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv)位于該二維坐標(biāo)系的第三象限時，相應(yīng)所述人臉中心位置坐標(biāo)(xv，Yv)的X軸的投影長度及=|xv|，Y軸的投影長度=IyvI ;所述視點(diǎn)偏移角度為以該顯示屏的中心點(diǎn)為中心，該基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸的負(fù)方向偏移05度，并向 Y 軸的負(fù)方向偏移 θ6 度；θ5= [Arctan (|XV| / D)], Θ 6= [Arctan (|YV| / D)];進(jìn)入步驟40 ；步驟37、當(dāng)該人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv)位于該二維坐標(biāo)系的第四象限時，相應(yīng)所述人臉中心位置坐標(biāo)(xv，Yv)的X軸的投影長度及=xv，Y軸的投影長度=IyvI ;所述視點(diǎn)偏移角度為以該顯示屏的中心點(diǎn)為中心，該基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸的負(fù)方向偏移07度，并向Y軸的負(fù)方向偏移 θ8 度；θ7= [Arctan (Xv / D)], Θ 8= [Arctan (|YV| / D)];進(jìn)入步驟 40。進(jìn)一步地，所述步驟20中的人臉中心位置還可以是觀看者的雙眼間的中間點(diǎn)位置。進(jìn)一步地，所述圖像采集裝置設(shè)置于該顯示屏的中心位置。本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)通過預(yù)先定義的基準(zhǔn)視線及人臉識別單元定位觀看者的眼睛位置，通過視線角度偏移判斷單元判斷基準(zhǔn)視線的偏移角度，再通過三維圖形處理器及顯示控制單元將相應(yīng)偏移后的基準(zhǔn)視線的三維圖像顯示于顯示屏上，使觀看者能在不同角度位置上享受同樣立體且生動的三維圖像。附圖說明下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。圖1為三維圖形屏幕投射的原理的示意圖。圖2為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法執(zhí)行流程圖。圖3為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中定義基準(zhǔn)視點(diǎn)的示意圖。圖5為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中將圖像虛擬于顯示屏前的示意圖。圖6為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中虛擬圖像的示意圖。圖7為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中將圖像虛擬于圖像采集裝置前的示意圖。圖8為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第一象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸方向偏移的示意圖。圖9為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第一象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向Y軸方向偏移的示意圖。圖10為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第二象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸方向偏移的示意圖。圖11為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第二象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向Y軸方向偏移的示意圖。圖12為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第三象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸方向偏移的示意圖。圖13為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第三象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向Y軸方向偏移的示意圖。圖14為本專利技術(shù)一種基于人臉跟蹤三維圖形繪制方法中人臉中心位置于虛擬圖像上第四象限時基準(zhǔn)視點(diǎn)向X軸方向偏移的示意圖。圖15為本專利技術(shù)一種基于本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于人臉跟蹤改變視點(diǎn)角度顯示三維圖形的方法，其特征在于：該方法包括一顯示三維圖形的顯示屏、一圖像采集裝置、一人臉識別單元、一視點(diǎn)角度偏移判斷單元、一三維圖形處理器、一存儲器及一顯示控制單元；所述顯示屏及圖像采集裝置設(shè)置于同一平面上；所述存儲器內(nèi)存有繪制三維圖形的繪圖材質(zhì)；具體如下步驟：步驟10、所述三維圖形處理器依據(jù)顯示屏前的一基準(zhǔn)視點(diǎn)于該顯示屏內(nèi)的虛擬繪圖空間中繪制三維圖形，并將該三維圖形顯示于顯示屏上；所述顯示屏及圖像采集裝置二者分別與該基準(zhǔn)視點(diǎn)之間的距離保持一致；所述圖像采集裝置截取一該顯示屏前方的圖像，且所述基準(zhǔn)視點(diǎn)位于該圖像的中心點(diǎn)，并將該圖像傳送給所述人臉識別單元；步驟20、所述人臉識別單元依據(jù)該圖像識別出觀看者的人臉中心位置，將該人臉中心位置傳送給所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元；步驟30、所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元依據(jù)該人臉中心位置信息判斷視點(diǎn)偏移角度；將該視點(diǎn)偏移角度傳送給所述三維圖形處理器；步驟40、所述三維圖形處理器將所述基準(zhǔn)視點(diǎn)依據(jù)該視點(diǎn)偏移角度進(jìn)行偏移得到一觀看視點(diǎn)，基于該觀看視點(diǎn)從所述存儲器讀取繪圖材質(zhì)后，繪制新的三維圖形，并將該新的三維圖形存入所述存儲器中；步驟50、所述顯示控制單元從該存儲器調(diào)用該新的三維圖形，并將該新的三維圖形按照顯示屏需要的時序傳送顯示于顯示屏上。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于人臉跟蹤改變視點(diǎn)角度顯示三維圖形的方法，其特征在于該方法包括一顯示三維圖形的顯示屏、一圖像采集裝置、一人臉識別單元、一視點(diǎn)角度偏移判斷單元、一三維圖形處理器、一存儲器及一顯示控制單元；所述顯示屏及圖像采集裝置設(shè)置于同一平面上；所述存儲器內(nèi)存有繪制三維圖形的繪圖材質(zhì)； 具體如下步驟 步驟10、所述三維圖形處理器依據(jù)顯示屏前的一基準(zhǔn)視點(diǎn)于該顯示屏內(nèi)的虛擬繪圖空間中繪制三維圖形，并將該三維圖形顯示于顯示屏上；所述顯示屏及圖像采集裝置二者分別與該基準(zhǔn)視點(diǎn)之間的距離保持一致；所述圖像采集裝置截取一該顯示屏前方的圖像，且所述基準(zhǔn)視點(diǎn)位于該圖像的中心點(diǎn)，并將該圖像傳送給所述人臉識別單元； 步驟20、所述人臉識別單元依據(jù)該圖像識別出觀看者的人臉中心位置，將該人臉中心位置傳送給所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元； 步驟30、所述視點(diǎn)角度偏移判斷單元依據(jù)該人臉中心位置信息判斷視點(diǎn)偏移角度；將該視點(diǎn)偏移角度傳送給所述三維圖形處理器； 步驟40、所述三維圖形處理器將所述基準(zhǔn)視點(diǎn)依據(jù)該視點(diǎn)偏移角度進(jìn)行偏移得到一觀看視點(diǎn)，基于該觀看視點(diǎn)從所述存儲器讀取繪圖材質(zhì)后，繪制新的三維圖形，并將該新的三維圖形存入所述存儲器中； 步驟50、所述顯示控制單元從該存儲器調(diào)用該新的三維圖形，并將該新的三維圖形按照顯示屏需要的時序傳送顯示于顯示屏上。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于人臉跟蹤改變視點(diǎn)角度顯示三維圖形的方法，其特征在于所述步驟30具體為 步驟31、將所述步驟10的圖像虛擬于顯示屏前形成一與該顯示屏平行對應(yīng)的虛擬圖像；所述虛擬圖像為一長度為L,寬度為W的像素矩陣,L與W的單位為像素；所述虛擬圖像的對角線的長度為Ld，Ld=W / sin [Arctan (ff / L)]，Ld的單位為像素； 步驟32、所述圖像采集裝置的視角角度為Θ c ;所述虛擬圖像上的基準(zhǔn)視點(diǎn)與該圖像采集裝置的距離為一用于計算視點(diǎn)偏移角度而假設(shè)的一個虛擬距離D，D= (Ld / 2) / tan(0 C / 2), D的單位為像素； 步驟33、基于所述虛擬圖像的中心點(diǎn)，于該虛擬圖像上建立一包含X軸及Y軸的二維坐標(biāo)系；所述二維坐標(biāo)系的單位為像素；將所述步驟20的人臉中心位置于該二維坐標(biāo)系上對應(yīng)成一人臉中心位置坐標(biāo)(Xv，Yv);依所述人臉中心位置坐標(biāo)(...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖裕民，
申請(專利權(quán))人：福州瑞芯微電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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