一种虚拟物的创建方法、装置、系统及计算机存储介质与流程

1.本发明涉及游戏技术领域，特别涉及一种游戏模型生成方法、装置、系统及计算机存储介质。


背景技术：

2.本发明所述游戏，是指各种使用计算机、游戏机、智能手机、平板电脑、ar/vr设备等智能化终端可单机使用或者联网连多机使用的游戏程序，单个用户或多个用户通过游戏程序进行对战、竞技、竞猜、增长技能等级等的游戏。本发明所述的游戏模型，是游戏中具有某种定义的虚拟人物、虚拟宠物及虚拟道具或物品，是用来实现游戏里的虚拟世界扮演具有某种定义的载体。
3.但是，现有的技术中，游戏角色人物都是游戏开发商的设计者预先定义，并存储在游戏程序中。游戏开发商及其设计者在设计前就需要大量的准备工作，如创意和剧情方面，然后就是原型设计，通过概念设计人员给出一个平面的角色概念设计，能够表现出角色的体型、特征、大致的性格，通过这些概念图再进行细化，用类似三视图(正面，侧面，背面)来为3d设计者提供参考。3d设计者然后通过电脑进行中模制作、高模制作和低模制作等步骤，把游戏角色的三维模型建造出来。中模制作指的是需要使用常规的3d软件进行一个中等面数的模型的生成；高模制作指的是使用特定的3d软件进行模型关键细节的雕刻，使其更逼真地符合生物体的正常结构形态；低模制作则需要在中模的基础上减少面数，避免游戏程序在运行中受到游戏设备机能限制而造成的卡顿、宕机等。模型制作完成后，还需要进行合理的分布uv图，这一步骤即是烘焙法线，包括需要折分uv、调整高低模的匹配度，再进入烘焙贴图。贴图绘制是游戏角色生成的关键的一步，需要根据游戏风格选择合适的贴图素材，这要求需要美术功底的设计人员进行创作，从而提供游戏的表现效果和质感。模型和贴图都准备好后，对于不活动的，这时基本上可以被游戏程序使用了；但是对于活动的，需要再进入骨骼绑定，使得游戏中的角色是根据肌肉走向和关节位置布线符合生物体，自然、舒服，不会在游戏中出现反空间反物质的结构。最后一步就是动画调节，不仅要求具备人体解剖学、骨骼学、生物学的知识，确保骨骼父子关系的清晰合理性，特别要反复检查参与皮肤的骨骼；通常一个骨骼上往往会用在多个对象上，因此严格按照动画流程来进行绑定制作。完成这一步，整个游戏角色(游戏人物或游戏宠物等)就可以通过导入引擎调节来看到最终效果了。
4.在现有的技术中，需要通过在电脑上由专业设计人员进行3d制模，其不仅对游戏设备机能的要求高，而且预先3d制模所获得的游戏中的游戏角色形象和风格也难以符合游戏玩家的要求。此外，我们可以看到，在现有的技术中，游戏开发商及设计人员在开发游戏过程中，无论是游戏角色的生成并不是一个简单的事，需要投入巨大的资源，这使得游戏模型的开发成本高，开发周期长等。
5.在虚拟世界里，用户是无法感触的空间，任何的物都是同质的，如在游戏里的任何一张脸和形象，都是与虚拟物，与我们的现实世界是毫无关联的，这样的人的身份感往往都
是模糊不清。于是通过创造科幻任务与环境，通过各种各样的部位改造与调整来让用户玩家可以更浸入感一些，但再强大这个虚拟物也依然缺少一些身份的认同，与用户自己的关联不够真实。


技术实现要素：

6.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种虚拟物的创建方法，包括：接收通过三维拍摄目标物获得的三维点云数据和彩色图像数据；将所述三维点云数据转化虚拟物模型和将所述彩色图像数据转化虚拟物纹理之后将两者进行拼接处理，生成所述目标物的三维形象；对所述目标物的三维形象进行初始属性配置；对经过初始属性配置后的所述目标物的三维形象进行渲染，获得待创建虚拟物形象。
7.优选地，所述虚拟物的创建方法，还包括：调整所述待创建虚拟物形象，获得最终虚拟物形象。
8.优选地，所述虚拟物的创建方法，还包括：基于已有的空缺虚拟物确定所述待创建虚拟物的所述初始属性，进入所述虚拟物创建画面。
9.优选地，对所述目标物进行三维拍摄，获得所述目标物的三维点云数据和彩色图像数据。
10.优选地，对所述目标物进行三维拍摄，获得所述目标物的深度数据和图像数据，并基于标定的内参数恢复出所述三维点云数据和基于校正内参数恢复出所述彩色图像数据。
11.优选地，通过预先在三维拍摄设备中存储相应的补偿数据，然后对实时采集所述图像数据进行校正补偿，从而恢复出所述彩色图像数据。
12.优选地，通过预先在三维拍摄设备中存储相应的误差补偿，以及对经过相应校正补偿后的深度图进行坐标转换，从而恢复出所述三维点云数据。
13.优选地，预先在所述三维拍摄设备内的指定位置写入所述标定的内参数，然后再通过调用所述三维拍摄设备的内参数来对实时采集到的所述数据进行补偿，从而恢复出更低的几何误差的所述三维点云数据。
14.优选地，预先在所述三维拍摄设备内的指定位置写入镜头均匀度校正参数，消除所述图像数据中镜头系统对亮度均匀性和彩色均匀性的对画质影响。
15.优选地，预先对所述三维拍摄设备的固定噪声进行校正补偿后再进行温度漂移校正补偿，消除所述三维拍摄设备因为自身发热和外部温度变化降低测距精度。
16.优选地，通过所述彩色图像数据获得所述虚拟物纹理与所述三维模型建立一一对应的映射关系，并基于所述映射关系，将所述彩色图像数据与所述三维模型进行表面拟合，获得所述目标物的三维形象。
17.优选地，以所述三维点云数据的点云体的某一特征点作为坐标原点，建立三维直角坐标系，将所述点云体的其它特征值对应到所述三维直角坐标系中，并将所述点云体划分为若干曲面片，经过曲线拟合后得到具有几何特征曲线的所述三维模型。
18.优选地，所述初始属性为预先设计好的虚拟物类型参数、虚拟物功能参数和虚拟物逻辑参数中的一种或几种。
19.本发明另一方面提供了一种虚拟物的创建装置，包括：模型生成模块，用于将通过三维拍摄目标物获得的三维点云数据转化虚拟物模型和将通过三维拍摄目标物获得的彩
色图像数据转化虚拟物纹理之后将两者进行拼接处理，生成所述目标物的三维形象；应用模块，用于对所述目标物的三维形象进行初始属性配置；图形引擎模块，用于对经过初始属性配置后的所述目标物的三维形象进行渲染处理，获得待创建虚拟物形象。
20.优选地，所述应用模块还用于调整所述待创建虚拟物形象，获得最终虚拟物形象。
21.优选地，所述虚拟物的创建装置，还包括：3d成像装置，用于对所述目标物进行三维拍摄，获得所述目标物的三维点云数据和彩色图像数据。
22.优选地，所述3d成像装置对所述目标物进行三维拍摄，获得所述目标物的深度数据和图像数据，并基于标定的内参数恢复出所述三维点云数据和基于校正内参数恢复出所述彩色图像数据。
23.优选地，所述3d成像装置通过预先存储的相应的补偿数据，然后对实时采集所述图像数据进行校正补偿，从而恢复出所述彩色图像数据。
24.优选地，所述3d成像装置通过预先存储的相应的误差补偿，以及对经过相应校正补偿后的深度图进行坐标转换，从而恢复出所述三维点云数据。
25.优选地，所述3d成像装置预先在指定位置写入所述标定的内参数，然后再通过调用内参数来对实时采集到的所述数据进行补偿，从而恢复出更低的几何误差的所述三维点云数据。
26.优选地，所述3d成像装置预先在指定位置写入镜头均匀度校正参数，消除所述图像数据中镜头系统对亮度均匀性和彩色均匀性的对画质影响。
27.优选地，所述3d成像装置预先对固定噪声进行校正补偿后再进行温度漂移校正补偿，消除因为自身发热和外部温度变化降低测距精度。
28.优选地，所述模型生成模块通过所述彩色图像数据获得所述虚拟物纹理与所述三维模型建立一一对应的映射关系，并基于所述映射关系，将所述彩色图像数据与所述三维模型进行表面拟合，获得所述目标物的三维形象。
29.优选地，所述模型生成模块以所述三维点云数据的点云体的某一特征点作为坐标原点，建立三维直角坐标系，将所述点云体的其它特征值对应到所述三维直角坐标系中，并将所述点云体划分为若干曲面片，经过b样条曲线拟合后得到具有几何特征曲线的所述三维模型。
30.优选地，所述初始属性为预先设计好的虚拟物类型参数、虚拟物功能参数和虚拟物逻辑参数中的一种或几种。
31.本发明还进一步提供了一种用于虚拟物的创建的计算机系统，所述系统包括：处理器；计算机可读介质；存储在所述计算机可读介质上的用于由所述处理器中的至少一个执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令包括用于执行上述任一项的方法的各步骤的计算机程序指令。
32.本发明还进一步提供了一种用于虚拟物的创建的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有至少一个可执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令包括用于执行上述任一项的方法的各步骤的计算机程序指令。
33.根据本发明的游戏模型生成方法，能够根据游戏开发商及设计人员预定义的参数快速地生成游戏模型，这样极大地方便设计人员、玩家用户等，而且还可以使得设计人员、玩家用户等根据自己的实际需求快速地生成游戏模型。此外，根据本发明的游戏模型生成
方法，让游戏开发商及设计人员在开发游戏过程中，无需要投入巨大的资源，降低游戏模型的开发成本高，缩短开发周期长等。
附图说明
34.图1为本发明一实施方式的虚拟物的创建系统的结构示意图；
35.图2为本发明一实施方式的用户端装置的结构示意图；
36.图3为本发明一实施方式的用户端装置的控制装置的结构示意图；
37.图4为本发明一实施方式的虚拟物的创建流程图；
38.图5为本发明步骤s6中的虚拟物形象的创建流程图；
39.图6为本发明虚拟物创建装置一实施例的示意图；
40.图7为本发明虚拟物创建装置另一实施例的示意图。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
42.本发明中所提及的应用程序，可以是游戏应用程序，也可以是虚拟社区应用程序等等，即为实现本发明目的的应用程序，本发明实施例不对此作限定。本发明中所提及的虚拟物可以是通过3d成像装置实时采集到并生成的任意三维形象的目标物，比如人物、人头、人脸、手、猫、狗、水杯、汽车等，本发明实施例对此不作限定。下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
43.图1为本发明一实施方式的虚拟物的创建系统的结构示意图。如图1所示，上述虚拟物的创建系统包括用户端装置1和后台服务器2，其中上述用户端装置1用于用户根据自己的期望将现实中的目标物创建出虚拟物形象，上述后台服务器2用于基于上述用户端装置1所创建出的虚拟物形象进行数据通讯而提供相应的服务。
44.图2为本发明一实施方式的用户端装置的结构示意图。如图2所示，上述用户端装置1包括目标物创建装置11、3d成像装置12、存储装置13和显示装置14。其中，上述目标物创建装置11、3d成像装置12、存储装置13和显示装置14通过电子通信线路(不论有线、无线)连接。
45.上述3d成像装置12用于三维拍摄目标物，获得上述目标物的深度数据和图像数据，基于标定的内参数恢复出三维点云数据和基于校正的内参数恢复出彩色图像数据，并输出上述三维点云数据和上述彩色图像数据。
46.在本实施方式中，优选地，上述3d成像装置12通过主动向目标发射出光信号，并可采用飞行时间法、散斑结构光法、编码结构光法等中之一获得上述目标物的深度数据。更优选地，上述3d成像装置12主动向目标发射出光信号并接收经过上述目标反射的光信号，通过计算上述光信号的飞行时间获得上述目标物的深度数据。
47.在本实施方式中，优选地，上述3d成像装置12向目标发射出的光信号是红外低频光信号或雷达高频光信号。
48.在本实施方式中，优选地，上述3d成像装置12用于实时拍摄目标物，获得上述目标物的深度数据和图像数据，基于标定的内参数恢复出三维点云数据和基于校正内参数恢复出彩色图像数据，并输出上述三维点云数据和上述彩色图像数据。
49.在本实施方式中，优选地，上述述的3d成像装置可以外置或者内置于所述的用户端装置1，包括但不限于通过usb协议、lvds协议、mipi协议等进行数据通讯。
50.上述目标物创建装置11用于基于上述目标物的三维点云数据和彩色图像数据创建出虚拟物形象。其中，上述目标物创建装置11包括模型生成模块111、应用模块112、和图形引擎模块113，上述模型生成模块111、应用模块112和图形引擎模块113之间相互通信连接。
51.上述模型生成模块111用于将上述三维点云数据转化虚拟物模型和将上述彩色图像数据转化虚拟物纹理之后将两者进行拼接处理，生成上述目标物的三维形象，并由上述应用模块112用于对上述目标物的三维形象进行初始属性配置。上述应用模块112将经过上述初始属性配置后的上述目标物的三维形象导入上述图形引擎模块113，获得待创建虚拟物形象。其中，上述虚拟物纹理包括虚拟物的轮廓、颜色、材质等信息。上述应用模块112根据实际需要，决定是否对上述待创建虚拟物形象进行调整，输出符合用户的审美观的虚拟物形象。上述图形引擎模块113用于对上述应用模块112导入的经过上述初始属性配置后的上述目标物的三维形象进行渲染处理，从而获得上述待创建虚拟物形象。
52.上述存储装置13用于存储上述待创建虚拟物形象和/或上述最终虚拟物形象的相关数据，以及存储模型生成模块111、应用模块112和/或上述图形引擎模块113应用过程中的部分或全部指令和相关参数。
53.上述显示装置14用于显示上述待创建虚拟物形象和/或上述最终虚拟物形象的人机交互界面及其相应的应用。
54.图3为本发明一实施方式的用户端装置的控制装置的结构示意图。如图3所示，上述控制装置10主要由包括cpu、rom和ram等组成数据处理控制器101、显示器102和键盘103。数据处理控制器101主要由cpu101a、rom101b、ram101c、硬盘101d、读取装置101e、输出输入接口101f、通信接口101g和数据输出接口101h构成。cpu101a、rom101b、ram101c、硬盘101d、读取装置101e、输出输入接口101f、通信接口101g和数据输出接口101h通过总线101i相互连接，可以互相收发控制信号和计算数据等。
55.cpu101a可以执行存储在rom101b的计算机程序和读到ram101c中的计算机程序。
56.rom101b由只读存储器、prom、eprom、eeprom等构成，存储由cpu101a执行的计算机程序及其所用数据等。ram101c由sram或dram等构成，用于读取存储在rom101b和硬盘101d的计算机程序。ram101c还可以作为cpu101a执行这些计算机程序时的工作空间。
57.硬盘101d储存有操作系统和应用程序等供cpu101a执行用的各种计算机程序及其执行该计算机程序所用的数据。本实施方式中的用于游戏虚拟物创建的用应用程序10a也储存在此硬盘101d中。
58.读取装置101e由软驱、cd-rom驱动器或dvd-rom驱动器等构成，可读取存储于便携型存储介质6的计算机程序或数据。便携型存储介质6存储有用于游戏模型生成的用应用程序10a，上述控制装置10可从该便携型存储介质6读取应用程序10a，将其装入硬盘101d。
59.上述应用程序10a不仅可由便携型存储介质6提供，也可以通过电子通信线路从该
电子通信线路(不论有线、无线)连接的、可与上述控制装置10通信的外部机器上下载。比如，上述应用程序10a存储于网络服务器的硬盘中，上述控制中心10可访问此服务器，下载该应用程序10a，装入硬盘101d。
60.硬盘101d可以装有比如美国微软公司生产的windows(注册商标)等提供图形用户界面的操作系统。在以下说明中，本实施方式的应用程序10a均在上述操作系统上执行。
61.输出输入接口101f由比如usb、ieee1394、rs-232c等串行接口、scsi、ide、ieee1284等并行接口和由d/a转换器和a/d转换器等组成的模拟信号接口构成。输出输入接口101f接键盘103，用户可以用键盘103直接向上述控制装置10输入相关参数或执行指令等数据。
62.通信接口101g可以用于与上述后台服务器2和上述3d成像装置12之间交互信息和数据。
63.数据输出接口101h与由lcd或crt等构成的显示器102连接，将与从cpu101a接收的相关数据和/或信息输出到显示器102。
64.图4为本发明一实施方式的虚拟物的创建流程图。如图4所示，用户启动虚拟物的创建系统，上述虚拟物的创建系统判断是否收到虚拟物创建请求(步骤s1)，如果没有收到虚拟物创建请求(步骤s1：否)，继续等待。如果收到虚拟物创建请求(步骤s1：是)，将上述用户信息发送至上述后台服务器2判断上述虚拟物创建请求是否符合授予虚拟物的创建权限的条件(步骤s2)。
65.上述虚拟物的创建权限可以是应用开发商或者运营商根据自身情况来决定是否有偿开通接入数据的接口权限。若是无偿的，则由用户可直接发起虚拟物的创建请求；若是有偿的，则由用户完成相应的支付后才发起虚拟物的创建请求。上述用户信息可以包括用户的id信息或账户信息等。比如，上述后台服务器2根据上述用户信息可以判断用户是否支付了相关费用或其它限制性条件，从而判断该用户是否满足授予虚拟物的创建权限的条件。
66.如果上述虚拟物创建请求不符合授予虚拟物的创建权限的条件(步骤s2：否)，则直接结束本次虚拟物创建。如果上述虚拟物创建请求符合授予虚拟物的创建权限的条件(步骤s2：是)，则授予用户进行虚拟物创建的权限(步骤s3)，进入步骤s4。
67.在步骤s4中，基于已有的空缺虚拟物确定待创建虚拟物的初始属性，进入虚拟物创建画面。上述已有的空缺虚拟物可以是应用开发商根据应用内容需要预先设计出待创建虚拟物，该待建虚拟物的三维模型可以接近初始虚拟物的三维模型，并且该待建虚拟物会调用初始虚拟物的数据参数，从而赋予待建虚拟物具有的必要的力矩参数、运动参数、静态参数等，这些数据参数就会被确定为待创建虚拟物的初始属性。比如，在一个游戏应用程序中，用户期望的目标物是其自己，即想创建一个以自己本身为目标物的虚拟物，那么在游戏应用程序中要选择创建虚拟物为人类的空缺角色这个选项，这个空缺角色将会具备预先设计好的数据参数，比如人体模型参数、力矩参数、运动参数、静态参数等必要的数据参数。但是，对于人类的外貌特征的数据参数，如外表参数、体形参数、形象参数等是空缺的，这些空缺的数据参数就是本发明需要实时采集目标物并生成的数据。
68.上述初始属性是预先设计好的基本数据，包括虚拟物类型、虚拟物功能及虚拟物逻辑等参数，可为虚拟物赋予最初始的默认状态，使得虚拟物是用户所期望的创建类型，并
在应用内具备某些功能来执行某些任务。由于虚拟物形象是用户根据现实中的目标物生成出来的一种外形外观外貌的表现形式，其特征并不完全让用户感觉满意，于是用户可以根据自身的期望对已生成的虚拟物形象进行二次调整，通过应用内提供的现成的部件来改变用户所生成的虚拟物形象，使得虚拟物具备了虚实结合的视觉效果，满足用户个性化期望。
69.在本实施方式中，优选地，上述的初始属性可以是预先设计好的虚拟物类型参数。虚拟物类型包括但不限于：人物、动物、物品、或者某物的局部等；虚拟物类型也可以是单一的，可以是繁多的，可以根据不同的应用而各不相同。在不同的应用中，应用的开发商或设计人员会根据应用的本身需要来构建虚拟物类型参数，用来塑造虚拟物类型满足应用本身最基础的体型要求。比如，在虚拟社区这种应用中，虚拟物类型就会很多，可以是人物整体的，可以是人物局部的，可以是各种各样的动物，可以是各种各样的物品等，用户可以根据自己的喜好来选择虚拟物类型，从而创建出用户所期望的待创建虚拟物形象。
70.在本实施方式中，优选地，上述的初始属性还可以是预先设计好的虚拟物功能参数。虚拟物功能参数包括但不限于：行为参数、表情参数、跟踪参数、释放技能参数等。比如在网络游戏中，每个原始角色会包含行为参数，跟踪参数等，将角色模型配置多个融合变形，其中每个融合变形可对应于适于肢体动作或/与面部表情等表面的几何三维表面的多边形网格或点云或任何其他表示，从而使得原始角色具有活动能力；同时配置跟踪参数，即包括融合变形的权重，在被加权组合以生成肢体动作或/与面部表情，从而更好地使原始角色可以按照游戏情节设定要求实现预先的某些功能。
71.在本实施方式中，优选地，上述的初始属性还可以是预先设计好的虚拟物逻辑参数。虚拟物逻辑参数包括但不限于：顺序器、选择器、循环器和随机器等，将虚拟物功能参数与条件参数按照一定的逻辑流程来，从而赋予虚拟物具有灵魂的或才精神的机能，活灵活现。比如，在网络游戏中，游戏的人物角色是会移动的，是会表情动作的，甚至会释放技能的，而不只只是单纯的外形效果，游戏人物可以类似真人一样，甚至会更炫酷的效果，都离不开逻辑参数的支撑，从则使游戏人物更具吸引力，让人更着迷，因此用户玩家更有兴趣去玩这个游戏应用。
72.对上述目标物进行拍摄，获得目标物的三维点云数据和彩色图像数据(步骤s5)。在步骤s5中，将目标物安放到拍摄视场范围内，上述3d成像装置12可以使用三维扫描设备(比如深度相机)从多个角度对上述目标物进行三维拍摄，获得上述目标物的深度数据和图像数据，并基于标定的内参数恢复出三维点云数据和基于校正内参数恢复出彩色图像数据，并输出上述三维点云数据和上述彩色图像数据。
73.在对上述目标物进行实时扫描过程中，上述目标可以是固定不动的，也可以是活动的，拍摄场所可以是任意的地方，包括但不限于在游戏开发商的办公场所，可以是在游戏设计人员居家住所，可以是在游戏用户居家住所，可以是游戏经营场所。
74.在本实施方式中，优选地，上述3d成像装置12的三维扫描设备向目标发射出光信号并接收经过上述目标反射的光信号，通过计算上述光信号的飞行时间获得上述目标物的深度数据。
75.在本实施方式中，通过计算光信号的飞行时间来获取上述目标物的深度数据，而飞行时间可分为直接式和间接式。直接飞行时间是基于光线的脉冲光信号从发射出去至反射回来被接收就被计时器锁定，从而计算出目标的距离信息；间接飞行时间是基于光线的
正弦波调频光信号从发射出去至反射回来被接收来检测波形的相位差，从而计算出目标的距离信息。当光线被接收时，由于暗电流非均匀性和光子响应非均匀性，导致每个像素点的测距误差是不一样，因此通过将每个像素点拍摄不同距离下来计算出当前值与实际值比较，然后最直接的方法是根据矩阵中的误差值对相应像素进行补偿，这种方法的缺点是运算量大。因此，在本实施方式中，优选地，通过二次曲面方程(g(x,y)＝ax2 bxy cy2 dx ey f)来拟合计算光信号的飞行时间中的误差值，这样运算量会较少，只需要求出这6个未知参数(a,b,c,d,e,f)，然后被预先存储起来，在实时采集时被调用，从而获得上述目标物的的深度数据。
76.进一步地，对于间接飞行时间，由于其采用连续波的方式，在实际使用中很难获得理想的正弦谐波，受到硬件的限制，如电路延迟，增益非线性等问题，发射的信号不是完美的正弦信号，按照理论计算出来的距离会存在摆动误差，这个摆动误差会呈现周期性的出现在整个测量范围内。在本实施方式中，在获得上述目标物的深度数据之前，还包括预先通过在拍摄不同距离来计算出该位置时的测量值，然后将这个测量值与真实的距离值进行比较得到一个摆动误差，并构建出实际的摆动误差分布曲线，再通过最小二乘法拟合与理论的摆动误差分布曲线，从而准确的周期性频率的摆动误差补偿。
77.在本实施方式中，优选地，根据上述的3d成像装置的三维拍摄设备标定的内参数恢复出上述三维点云数据。由于上述的3d成像装置的三维拍摄设备(比如深度相机)其本身成像原因以及外界环境干扰等原因，如光学畸变，温度温移、像素固定噪声等，都会带来距离的测量精度变差，所以需要提前消除由三维拍摄设备引入的误差。在本发明中，优选地，通过预先在三维拍摄设备中存储相应的误差补偿，以及对经过以上校正补偿后的深度图进行坐标转换，包括将三维拍摄设备的焦距f、中心坐标(u0,v0)、像面长宽(l,w)、旋转角度(r)、径向畸变系数(k1,k2,k3,k4,k5)等三维拍摄设备内参与世界坐标建立变换关系，获得上述三维点云数据。
78.在本实施方式中，优选地，根据上述三维拍摄设备的校正的内参数恢复出彩色图像数据，并跟踪目标物，计算出该目标物的颜色特征和轮廓特征信息。由于上述的3d成像装置的彩色三维拍摄设备(比如彩色深度相机)其本身成像原因以及外界环境干扰等原因，如镜头均匀度、色彩均匀度等，都会带来图像信息失真，所以需要提前消除由三维拍摄设备引起的失真。本发明通过预先在三维拍摄设备中存储相应的补偿数据，然后对实时采集图像数据进行校正补偿，从而获得彩色图像数据。
79.在本实施方式中，优选地，上述的彩色图像数据可以是通过彩色三维拍摄设备实时采集而获取图像数据，并根据彩色三维拍摄设备的校正内参数恢复出彩色图像数据，并实时跟踪目标物，计算出该目标物的颜色特征和轮廓特征信息。
80.在本实施方式中，优选地，预先在彩色三维拍摄设备内的指定位置写入标定内参数，然后再通过调用彩色三维拍摄设备内参数来对实时采集到的深度像数据进行补偿，从而获得更低的几何误差的上述三维点云数据。彩色三维拍摄设备内参数包括深度相机的焦距f，中心坐标(u0，v0)，像面长宽(l，w)，旋转角度(r)，径向畸变系数(k 1，k2，k3，k4，k5)等，在预先采用传统的张正友标定法的基础上，通过在不同的距离不同的角度下拍摄类似棋盘格尺寸的标定图，通过圆点代替方格，以及对灰度图进行直方图均衡化增强来提升图像对比度，再进行圆点中心检测与参数求解；最后将相机内参数与世界坐标建立变换关系。
81.在本实施方式中，优选地，预先对彩色三维拍摄设备内参数被补偿过后再进行固定噪声校正补偿，消除由于深度相机内的每个像素点对于光信号响应非均匀性所导致的每个像素点的测距误差的影响。通过将每个像素点在不同的距离下采集到的当前矩阵值与实际值进行误差计算，然后通过二次曲面方程来拟合这个误差，从而获得上述目标物的深度数据。
82.在本实施方式中，优选地，预先对彩色三维拍摄设备的固定噪声进行校正补偿后再进行温度漂移校正补偿，消除彩色三维拍摄设备因为自身发热和外部温度变化降低测距精度。通过对处于不同温度环境下的深度相机的工作温度与实际测距建立一一对应的变化关系，把不同的工作温度的补偿值预先写入的指定位置，在之后的使用中进行在线实时检测工作温度，然后匹配相应的补偿值来获得的深度数据。
83.在本实施方式中，优选地，预先在彩色三维拍摄设备内的指定位置写入镜头均匀度校正参数，消除上述图像数据中镜头系统对亮度均匀性和彩色均匀性的对画质影响。拍摄至少一种色温光照下的图像数据，将四角区域的亮度值和中间区域的亮度值相比，调整整个画面从角落到中心都是亮度趋于一样，亮度画质更均匀一致；同时将事画面分成若干区域，然后计算各个区域内的r通道，b通道和g通道的值，并使各个区域内r/g/b三色通道的比值趋同于中间区域的比值，色彩画质更均匀一致，从而提升彩色相机的图像画面变逼真一些。
84.上述目标物创建装置11用于基于上述目标物的三维点云数据和彩色图像数据创建出虚拟物形象(步骤s6)。
85.判断是否有新的虚拟物形象需要创建(步骤s7)。如果存在新的虚拟物形象需要创建(步骤s7：是)，返回步骤s4，进行新一轮的虚拟物形象创建。如果没有新的虚拟物形象需要创建(步骤s7：否)，则结束虚拟物的创建程序。
86.图5为本发明步骤s6中的虚拟物形象的创建流程图。如图5所示，上述模型生成模块111接收上述3d成像装置12输出的上述三维点云数据和上述彩色图像数据(步骤s61)，将上述三维点云数据转化虚拟物的三维模型和将上述彩色图像数据转化虚拟物纹理之后进行拼接处理，生成上述目标物的三维形象(步骤s62)。
87.在本实施方式中，优选地，经过双边滤波算法实现对三维点云数据的随机噪声移除和异常点剔除，再利用最小二乘法对点云体中破损进行修补，利用曲面拟合(比如b样条曲面拟合)进行点云体构建，通过曲面造型法构建目标物的空间几何造型，以点云体的某一特征点作为坐标原点，由此建立三维直角坐标系，将点云体的其它特征值对应到这个三维直角坐标系中，将点云体划分为若干曲面片，经过曲线拟合(比如b样条曲面拟合)后得到具有几何特征曲线的三维模型。并且，通过该目标物的上述彩色图像数据获得虚拟物纹理(比如轮廓、颜色、材质等)与三维模型建立一一对应的映射关系，并基于所建立映射关系，将该目标物的彩色图像数据与三维模型进行表面拟合，获得与现实中目标物最接近的上述目标物的三维形象。
88.由上述应用模块112对上述目标物的三维形象进行初始属性配置(步骤s63)，然后由上述图形引擎模块113对进行初始配置后的上述目标物的三维形象进行渲染，获得待创建虚拟物形象(步骤s64)。
89.在本实施方式中，可以根据应用的实际需要对目标物的三维形象进行应用内的初
始属性配置。例如，在网络游戏中，游戏角色的实际需求若是人的脸部，用户在选择人的脸部类型后，直到生成人的脸部的三维形象，该所生成的脸部的三维形象被导入到图形引擎模块113中进行渲染创建出以人的脸部为基础的虚拟物形象(即待创建虚拟物形象)，这个虚拟物形象的视觉效果通过上述显示装置14展示出来，用户根据当前的虚拟物形象进行视觉评判是否符合自己的期望。
90.判断用户是否需要调整待创建虚拟物形象(步骤s65)。如果用户根据当前的待创建虚拟物形象符合自己的期望，则不进行待创建虚拟物形象的调整(步骤s65：否)，直接输出虚拟物形象(步骤s67)。如果用户根据当前的待创建虚拟物形象不符合自己的期望，需要调整待创建虚拟物形象(步骤s65：是)，系统对上述待创建虚拟物形象进行调整，获得最终虚拟物形象(步骤s66)，然后输出虚拟物形象(步骤s67)。上述应用模块112根据实际需要，对上述待创建虚拟物形象进行调整，使得获得的最终虚拟物形象符合用户的审美观。上述最终虚拟物形象可以保存至上述存储装置13中。
91.在本实施方式中，可以根据用户的实际需要对待创建虚拟物形象进行调整。例如，在网络游戏中，待创建虚拟物形象被导入到图形引擎模块113中进行渲染并显示出来，用户对当前的待创建虚拟物形象感觉不符合或者不喜欢，可以通过更换发型、发色、脸型、肤色、甚至是胖瘦、胸围、等等的所有细节和大轮廓按照用户自己喜欢的审美观来塑造，以获得用户期望相近的形象效果，如英俊潇洒、风流倜傥，或者婀娜多姿、庄重典雅等等，从而获得上述最终虚拟物形象。
92.图6为本发明虚拟物创建装置一实施例的示意图。如图6所示，上述用户端装置1通过usb数据线与上述3d成像装置12进行连接，上述用户端装置1的交互界面至少包括虚拟物类型区w、空缺虚拟物区v和效果展示区u。在应用中，至少存在一个虚拟物类型，并且该虚拟物类型至少存在一个空缺虚拟物形象；在不同的应用中，虚拟物类型及空缺虚拟物形象可以根据实际情况而定。比如在虚拟物类型区w中，包括但不限于人物、人头、人脸等多种类型的虚拟物，用户玩家可以选择自己期望的类型，从而创建出自己所期望的虚拟物。当用户从虚拟物类型区w选择一个手模图标时，上述用户端装置1通过usb数据线传输启动相机工作指令到上述3d成像装置12，同时启动深度相机和彩色相机进行拍摄，将手模a放置到拍摄范围内，上述3d成像装置12完成手模a的数据采集后并输出基于标定的内参数恢复出的三维点云数据和基于校正的内参数恢复出的彩色图像数据；上述用户端装置1在接收到上述三维点云数据和上述彩色图像数据后，上述用户端装置1中的上述目标物创建装置11将上述三维点云数据信息转化上述手摸的三维模型a’和将上述彩色图像数据信息转化虚拟物纹理之后进行拼接处理，生成目标物的三维形象a”。用户通过所述的用户端装置1的效果展示区u中，快速进行画面切换：从无到有，出现点云体，再到虚拟物的三维模型a’，直到目标物的三维形象a”(即待创建虚拟物形象)。用户直观看到目标物的三维形象a”，若用户觉得这个目标物的三维形象a”是符合用户所期望的审美观时，则用户可以直接确定该目标物的三维形象a”，并将其作为是虚拟物形象，同时将虚拟物形象的数据进行保存至上述存储装置13中。若用户觉得这个目标物的三维形象a”是不符合用户所期望的审美观时，则用户可以进行下一步的调整，通过上述应用模块112提供预先设计好的虚拟物详细参数，包括但不限于虚拟物的形体、肤色、材质等等，直至用户通过改变虚拟物的形象符合用户所期望的审美观时，则用户就可以确定该调整后虚拟物形象是最终虚拟物形象，同时将最终虚拟物形象
的数据进行保存至上述存储装置13中。
93.图7为本发明虚拟物创建装置另一实施例的示意图。如图7所示，上述用户端装置1在中间部位1a内置上述3d成像装置12，当用户b站立在上述用户端装置1的正前方，且在用户b在上述用户端装置1的交互界面1b中的虚拟物类型区w中选择了空缺虚拟物v是人体时，一旦用户b的全身都进入了上述3d成像装置12的拍摄范围fov内，上述3d成像装置12完成对上述用户b的数据采集后并输出基于标定的内参数恢复出的三维点云数据和基于校正的内参数恢复出的彩色图像数据。上述用户端装置1在接收到上述三维点云数据和上述彩色图像数据后，上述用户端装置1中的上述目标物创建装置11将三维点云数据信息转化虚拟物的三维模型b’和将彩色图像数据信息转化虚拟物纹理之后进行拼接处理，生成目标物的三维形象b”。用户通过上述用户端装置1的交互界面1b中的效果展示区u，快速进行画面切换：从无到有，出现点云体，再到虚拟物的三维模型b’，直到目标物的三维形象b”。用户直观看到目标物的三维形象b”，若用户觉得这个目标物的三维形象b”是符合用户所期望的审美观时，则用户可以直接确定该目标物的三维形象b”是最终的虚拟物形象，同时将最终的虚拟物形象的数据进行保存至上述存储装置13中。若用户觉得这个目标物的三维形象b”是不符合用户所期望的审美观时，则用户可以进行下一步的调整，通过上述用户端装置1的上述应用模块112提供预先设计好的虚拟物详细参数，包括但不限于虚拟物的形体、肤色、材质等等，直至用户通过改变目标物的三维形象符合用户所期望的审美观时，则用户就可以确定该调整后虚拟物形象是最终虚拟物形象，同时将最终虚拟物形象的数据进行保存至上述存储装置13中。
94.本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
95.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。