虛擬影像定位方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種定位方法，且特別是有關(guān)于一種在立體空間中將虛擬影像與實(shí)體物件進(jìn)行定位的方法和其對應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]擴(kuò)增實(shí)境(Augmented Reality, AR)是一種即時計算攝影機(jī)所擷取的影像的位置及角度等空間資訊，并根據(jù)此等空間資訊加上相應(yīng)數(shù)字內(nèi)容的技術(shù)。這種技術(shù)的目的是在屏幕上把虛擬物件套迭在實(shí)體物件上以進(jìn)行娛樂互動或資訊呈現(xiàn)。
[0003]擴(kuò)增實(shí)境成功的關(guān)鍵技術(shù)在于如何能準(zhǔn)確把虛擬物件與實(shí)體物件結(jié)合，讓使用者眼睛所視即所見。一般有兩種方法，第一種即是將實(shí)體物件進(jìn)行攝影后，將影像特征截取，在屏幕上同時顯示實(shí)物與虛擬影像，此方法優(yōu)點(diǎn)在于顯示面為2D，實(shí)物影像與虛擬影像容易迭加，缺點(diǎn)是立體感不足，且特征演算法復(fù)雜。而另一個方法是直接將虛擬影像投影在實(shí)體物件上，使用者藉由浮空投影、虛像投影等方法，在實(shí)體物件上迭加上虛擬影像，此優(yōu)點(diǎn)是立體感與互動性較好，但是不易在實(shí)體物件上準(zhǔn)確迭加上所需虛擬影像。
[0004]因此，如何提供更準(zhǔn)確的定位方法即成為追求的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述，本發(fā)明提供一種虛擬影像與實(shí)體物件進(jìn)行定位的方法及其對應(yīng)裝置。利用三個實(shí)體物件定位點(diǎn)，將觀賞者的虛擬影像分別迭合于此三個實(shí)體物件定位點(diǎn)上后，根據(jù)此三個實(shí)體物件定位點(diǎn)的實(shí)體座標(biāo)和虛擬影像的虛擬位置座標(biāo)，利用內(nèi)插法即可進(jìn)行虛擬座標(biāo)和實(shí)體座標(biāo)的轉(zhuǎn)換，定位虛擬影像在實(shí)體空間的位置，進(jìn)而讓虛擬影像可確實(shí)投影在實(shí)體物件上。
[0006]本發(fā)明的一態(tài)樣系在提供一種定位方法，系用以將一第一虛擬影像與一第一實(shí)體物件進(jìn)行定位。首先，于一平面上設(shè)置至少三個實(shí)體物件，其中該三個實(shí)體物件分別具有一個實(shí)體空間座標(biāo)。接著，擷取一觀賞者影像，并于一影像產(chǎn)生模塊上顯示該觀賞者影像，并移動該觀賞者影像，使該影像產(chǎn)生模塊上顯示的該觀賞者影像，以透過一反射模塊，分別迭加于該至少三個實(shí)體物件上。然后，記錄該觀賞者影像分別迭加于該三個實(shí)體物件上時，對應(yīng)在該影像產(chǎn)生模塊上的三個虛擬空間座標(biāo)。根據(jù)該三個實(shí)體空間座標(biāo)以及該三個虛擬空間座標(biāo)，將該第一虛擬影像的虛擬空間座標(biāo)轉(zhuǎn)換成一實(shí)體空間座標(biāo)，并將該第一虛擬影像的實(shí)體空間座標(biāo)與該第一實(shí)體物件的實(shí)體空間座標(biāo)進(jìn)行比較以得到一調(diào)整值。根據(jù)該調(diào)整值調(diào)整該第一虛擬影像的虛擬空間座標(biāo)。
[0007]在一實(shí)施例中，是利用一內(nèi)插法，以根據(jù)該三個實(shí)體空間座標(biāo)以及該三個虛擬空間座標(biāo)，將該第一虛擬影像的一虛擬座標(biāo)轉(zhuǎn)換成一實(shí)體空間座標(biāo)。
[0008]在一實(shí)施例中，更包括根據(jù)該調(diào)整后的該第一虛擬影像的虛擬空間座標(biāo)于該影像產(chǎn)生裝置上顯示該第一虛擬影像；以及透過該反射模塊，反射該第一虛擬影像給該觀賞者。
[0009]在一實(shí)施例中，反射模塊為一分光鏡。
[0010]在一實(shí)施例中，第一實(shí)體物件設(shè)置在該平面上。
[0011]在一實(shí)施例中，觀賞者影像為該觀賞者的一手部影像。
[0012]本發(fā)明的另一態(tài)樣在提供一種定位裝置，用以將一第一虛擬影像與一第一實(shí)體物件進(jìn)行定位，包括至少三個實(shí)體物件設(shè)置于一平面上，其中該三個實(shí)體物件分別具有一個實(shí)體空間座標(biāo)。一影像擷取裝置，用以擷取一觀賞者的一影像。一影像產(chǎn)生裝置耦接該影像擷取裝置，用以顯示該影像。一反射模塊，用以將該影像產(chǎn)生裝置上顯示的該影像反射入該觀賞者眼睛。一計算模塊，當(dāng)該影像分別迭加于該至少三個實(shí)體物件上，記錄該觀賞者影像分別迭加于該三個實(shí)體物件上時，對應(yīng)在該影像產(chǎn)生裝置上的三個虛擬空間座標(biāo)。其中，該計算模塊根據(jù)該三個實(shí)體空間座標(biāo)以及該三個虛擬空間座標(biāo)，將該第一虛擬影像的虛擬空間座標(biāo)轉(zhuǎn)換成一實(shí)體空間座標(biāo)，并將該第一虛擬影像的實(shí)體空間座標(biāo)與該第一實(shí)體物件的實(shí)體空間座標(biāo)進(jìn)行比較以得到一調(diào)整值，以及根據(jù)該調(diào)整值調(diào)整該第一虛擬影像的虛擬空間座標(biāo)。
[0013]綜上所述，本發(fā)明藉由三個實(shí)體物件定位點(diǎn)，將觀賞者的虛擬影像分別迭合于此三個實(shí)體物件定位點(diǎn)上后，根據(jù)此三個實(shí)體物件定位點(diǎn)的實(shí)體座標(biāo)和虛擬影像的虛擬位置座標(biāo)，僅需利用內(nèi)插法即可進(jìn)行虛擬座標(biāo)和實(shí)體座標(biāo)的轉(zhuǎn)換，不虛繁瑣的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，因此在處理上相當(dāng)方便。
【附圖說明】
[0014]圖1為依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例一虛像反射進(jìn)入使用者視線的概略圖。
[0015]圖2繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例用以進(jìn)行虛擬影像與實(shí)體物件定位的定位裝置概略圖。
[0016]圖3繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例進(jìn)行虛擬影像與實(shí)體物件定位的流程圖。
[0017]其中，附圖標(biāo)記:
[0018]100定位裝置
[0019]101影像擷取模塊
[0020]102影像產(chǎn)生模塊
[0021]103虛擬影像成像平臺
[0022]104、105 和 106 實(shí)體物件
[0023]107觀賞者
[0024]108手勢影像
[0025]109反射模塊
[0026]110計算模塊
[0027]111 標(biāo)號
[0028]301-307 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下為本發(fā)明較佳具體實(shí)施例以附圖加以詳細(xì)說明，下列的說明及附圖使用相同的參考數(shù)字以表示相同或類似元件，并且在重復(fù)描述相同或類似元件時則予省略。
[0030]圖1依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例一虛像反射進(jìn)入使用者視線的概略圖。圖2繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例用以進(jìn)行虛擬影像與實(shí)體物件定位的定位裝置概略圖。請同時參閱圖1與圖2。定位裝置100包括:一影像擷取模塊101、一影像產(chǎn)生模塊102、一虛擬影像成像平臺103、一反射模塊109、一計算模塊110以及至少三個用于定位的實(shí)體物件104、105和106。三個實(shí)體物件104、105和106設(shè)置于成像平臺103之上。影像擷取模塊101用以擷取實(shí)體影像，在本實(shí)施例中，是用以擷取一觀賞者107的一手勢影像108。值得注意的是，所擷取的影像不以手勢影像為限，使用者身上任何部位皆可作為擷取的對象。影像產(chǎn)生模塊102耦接影像擷取模塊101，用以顯示影像擷取模塊101所擷取的手勢影像108。而反射模塊109，例如為一分光鏡。值得注意的是，反射模塊不以分光鏡為限，任何光學(xué)反射成虛像裝置皆可作為反射模塊。當(dāng)影像擷取模塊101在擷取觀賞者107的手勢影像108后，影像產(chǎn)生模塊102顯示此手勢影像108，并將其投射在反射模塊109上，其上顯示的手勢影像108即會反射進(jìn)入觀賞者107的視線。計算模塊110耦接影像產(chǎn)生模塊102用以記錄手勢影像108顯示在影像產(chǎn)生模塊102上的虛擬位置座標(biāo)。由于反射模塊109為一分光鏡，其既能反射光也能讓光穿透，因此若將一實(shí)體物件設(shè)置在兩分光鏡中，例如圖中標(biāo)號111的位置上，而手勢影像108的焦點(diǎn)又定位于實(shí)體物件位置上時，此時透過觀賞者107的視線，手勢影像108即可迭加在實(shí)體物件上，而產(chǎn)生立體的視覺效果。換言之，要達(dá)到上述的效果，必須將手勢影像108顯示于影像產(chǎn)生模塊102上的虛擬座標(biāo)，和實(shí)體物件在實(shí)體空間的座標(biāo)進(jìn)行定位，始能在觀賞者107的視線上形成迭加效果，而不會有虛擬影像與實(shí)體物件分離的情況。
[0031]定位裝置100的三個實(shí)體物件104、105和106可用以決定出一平面位置，讓虛擬資訊的成像可以此平面位置為成像基準(zhǔn)點(diǎn)，而不會有形成的虛擬影像埋入于成像平臺103的情況。值得注意的是，藉由修正內(nèi)差數(shù)學(xué)座標(biāo)，此三個實(shí)體物件亦可設(shè)置在一曲面上。在一實(shí)施例中，此三個實(shí)體物件104、105和106分別設(shè)置在此成像平臺103不同位置上，分別代表實(shí)體空間中三個位置的實(shí)體座標(biāo)。而影像擷取模塊101用以擷取一實(shí)體影像，在本實(shí)施例中，是用以擷取觀賞者107的手勢影像108，不以此為限。影像產(chǎn)生模塊102耦接影像擷取模塊101，用以顯示影像擷取模塊101所擷取的手勢影像108，并投射于該反射模塊109上，如圖1所示，透過反射模塊讓顯示于其上的手勢影像108反射進(jìn)入觀賞者107的視線。
[0032]在本實(shí)施例中，為將虛擬影像定位在實(shí)體物件上，需將虛擬影像顯示于影像產(chǎn)生模塊102上的虛擬座標(biāo)轉(zhuǎn)換成實(shí)體空間上的座標(biāo)，使得虛擬影像和該實(shí)體物件均使用相同的實(shí)體空間座標(biāo)，據(jù)此座標(biāo)在實(shí)體空間上對虛擬影像進(jìn)行定位，并據(jù)以調(diào)整影像產(chǎn)生模塊102中虛擬影像的虛擬座標(biāo)以改變其顯示位置，使得再次投射于反射模塊109上的虛擬影像迭加于實(shí)體物件上。依此，觀賞者107可移動其手部，調(diào)整手勢影像108在反射模塊109上的位置，以讓手勢影像108分別迭加于至少三個實(shí)體物件104、105和106上。此時手勢影像108顯