一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化系统与方法

1.本发明涉及摄影拍摄技术领域，具体为一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化系统与方法。


背景技术：

2.影视作为电影艺术和电视艺术的统称，是现代科学技术与艺术相结合的产物，主要通过画面、声音、蒙太奇、故事情节等语言来传达与表现；影视是以拷贝、磁带、胶片、存储器等为载体，以银幕、屏幕放映为目的，从而实现视觉与听觉综合观赏的艺术形式，他是现代艺术的综合形态，包含了电影、电视剧、节目、动画等内容；因影视在其制作过程、表现手段、传播方式、欣赏特点等方面有不少相似之处，都借助于现代科学技术，特别是物理学中的光学及声学成就，革新了艺术的表现手法，拓宽了艺术的表现范围，强化了艺术的表现力度。
3.所谓“虚拟拍摄”，就是在电影拍摄的过程中，根据导演所要求的拍摄动作，全部镜头都在电脑里的虚拟场景中进行，拍摄这个镜头所需的各种元素，包括场景、任务、灯光等，全部被整合进了电脑，然后，导演就可以根据自己的意图，在计算机上“指挥”角色的表演和动作，从任意角度运动他的镜头；简而言之，就是利用这种方式拍摄出导演想拍摄的任何场景来，但是，所有那些输入到电脑里的数据又是完整无误地来源于真实世界，也就是说，输入电脑中的虚拟场景和虚拟人物必须是真实世界和演员的“全息”复制，等于是把一个真实的世界克隆到电脑里的虚幻世界，从而在物理意义上打通“虚拟”与“真实”的界限。
4.可视化是利用计算机图形学、图像处理技术、模型搭建技术、数据开发技术、计算机图像识别技术，将无法直接观察或获取的知识、信息或数据转换成图形、图像、视频、vr等格式在屏幕或空间中显示的理论、方法和技术，它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计、软件开发等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术，目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托的，可视化技术最早运用于计算机科学中，并形成了可视化技术的一个重要分支“科学计算可视化”，科学计算可视化能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在研究者面前，使他们能够观察、模拟和计算。
5.现有的用于影视虚拟拍摄和制作的可视化方法与系统中存在的问题是：在拍摄电影场景时，大多数都是采用实景拍摄，这就需要额外的布置搭建电影场景，成本较高，同时现场的多变性以及不可预知性导致拍摄过程不够稳定，再次增加了电影的拍摄成本；直接将拍摄好的动作影像导入计算机中，无法保证画面的清晰完整，容易对拍摄成品的质量造成不利影响。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种用于影视虚拟拍摄和制作的可
视化方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：步骤一：构建虚拟场景在计算机中利用三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型，进行3d建模，建立预设的虚拟场景，可以根据拍摄的需要虚构出一个人文环境；步骤二：导入人体模型将三维立体摄像机与计算机连接，通过三维立体摄像机拍摄人体模型，将人体模型扫描导入计算机内，通过人体模型的全息复制数据创造出一个“虚拟人”，进而将一个真实的世界克隆到计算机中的虚幻世界里，在物理意义上打通“虚拟”与“真实”的界限；步骤三：获取拍摄数据在人体关节处穿戴传感器，通过摄像终端中的摄影伺服系统得到传感器的感应信号，根据感应信号获取人体运动时的轮廓空间，将轮廓空间的空间位置方向信息导入计算机中，能够得到人体的各种运动数据并将其导入到计算机中，用于得到最初的运动影像；步骤四：选择拍摄数据通过计算机接收到的空间位置方向信息，选择出空间位置方向信息最完整的一组拍摄数据，拍摄数据更加完整，可以使得拍摄出的成品质量更好，并将选择结果反馈给摄像终端；步骤五：获取动作影像将所述步骤四中选择好的拍摄数据导入计算机中，然后将相应的人体运动时的轮廓空间呈现在虚拟场景中，得到相应的动作影像，将选择的最完整的拍摄数据导入计算机中，可以使得到的动作影像质量更佳；步骤六：完成虚拟拍摄通过摄影伺服系统将得到的动作影像和虚拟场景融合起来，获得虚拟拍摄过程中得到的实时互动影像。
7.作为本发明的一种优选技术方案，对所述虚拟场景中的虚拟模型统一设置效果参数值；根据所述效果参数值，为所述虚拟场景中的虚拟模型添加效果后，获取所述虚拟场景对应的效果场景。
8.作为本发明的一种优选技术方案，对所述步骤一中的虚拟场景进行渲染，得到渲染图像，可以将软件中的模型生成图像，使虚拟场景的画面感更强。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的传感器选用红外传感器或移动传感器，可以得到人体关节处活动时的信息，进而在虚拟场景中呈现出来。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的空间位置方向信息包括拍摄数据的地理位置、空中姿态信息、拍摄方向、拍摄的有效距离、拍摄视角和景深、拍摄时间，可以更加充分具体地得到人体在运动过程中的各种信息。
11.作为本发明的一种优选技术方案，还包括确定候选虚拟场景；从候选的虚拟场景中，选取目标虚拟场景，确定目标虚拟场景中的各人体模型的角色的表现数据，根据目标虚拟场景的各人体模型角色的表现数据，从目标虚拟场景的人体模型角色中选取目标人体模型角色的拍摄数据，以目标人体模型角色在目标虚拟场景中的视角，在计算机中生成推荐视频，以便于工作人员进行选择。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤四中选择拍摄数据的方式为：利用拍
摄数据的空间位置信息和预定义的有效角度判断拍摄数据是否满足拍摄要求和是否具有有效性；并根据景深和人体与摄像终端之间的距离，进一步判断拍摄数据是否清晰和有效，在这种选择方式下，能够使得最终被挑选出来的拍摄数据更加完整。
13.作为本发明的一种优选技术方案，还包括照明设备，用于拍摄人体时的照明。
14.本发明还公开了一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化系统，包括计算机、虚拟场景模块、传感器、三维立体摄像机、摄像终端、摄影伺服系统，在所述计算机中建立所述虚拟场景模块，通过所述传感器、所述三维立体摄像机、所述摄影伺服系统实时获取拍摄数据，用于采集人体的运动数据，并将拍摄数据发送给所述摄像终端；所述摄像终端再将拍摄数据实时发送给所述计算机，对拍摄数据进行一系列的处理；最后通过所述计算机进行动画播放，得到最初的拍摄影像。
15.本发明的有益效果：本发明通过在步骤一中构建虚拟场景，可以在拍摄电影场景时，减少实景拍摄，减少需要额外布置搭建的电影场景，进而减少了实景拍摄的投资，同时采用虚拟场景，还能够避免天气等现场的多变性和不可预知性对拍摄过程的影响，拍摄的稳定性更强，同时能够再次减少拍摄成本；通过增加步骤四，可以对拍摄数据进行选择，得到空间位置方向信息最完整的一组拍摄数据，保证了动作影像的质量，使其被导入计算机后可以和虚拟场景完美结合，保证了拍摄画面的清晰完整，使最终拍摄出来的成品质量更佳。
具体实施方式
16.实施例1
17.本发明公开了一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：步骤一：构建虚拟场景在计算机中利用三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型，进行3d建模，建立预设的虚拟场景，可以根据拍摄的需求虚构出一个预设的环境；步骤二：导入人体模型将三维立体摄像机与计算机连接，通过三维立体摄像机拍摄人体模型，将人体模型扫描导入计算机内，可以通过人体模型的全息复制数据创造出一个“虚拟人”，进而将真实的世界中的人克隆到计算机中的虚幻世界里，使虚拟场景的虚拟人能够根据人体模型的动作进行活动；步骤三：获取拍摄数据在人体关节处穿戴传感器，通过摄像终端中的摄影伺服系统得到传感器的感应信号，根据感应信号获取人体运动时的轮廓空间，将轮廓空间的空间位置方向信息导入计算机中，可以得到人体的各种运动数据并将其导入到计算机中，形成运动影像；步骤四：选择拍摄数据通过计算机接收到的空间位置方向信息，选择出空间位置方向信息最完整的一组拍摄数据，拍摄数据的完整性，可以影响到拍摄出成品质量的好坏，并将选择结果反馈给摄像终端；步骤五：获取动作影像
将所述步骤四中选择好的拍摄数据导入计算机中，然后将相应的人体运动时的轮廓空间呈现在虚拟场景中，得到相应的动作影像，将最完整的拍摄数据导入计算机中，可以使得到的动作影像质量更好；步骤六：完成虚拟拍摄通过摄影伺服系统将得到的动作影像和虚拟场景融合起来，获得虚拟拍摄过程中得到的实时互动影像。
18.作为本发明的一种优选技术方案，对所述虚拟场景中的虚拟模型统一设置效果参数值；根据所述效果参数值，为所述虚拟场景中的虚拟模型添加效果后，获取所述虚拟场景对应的效果场景。
19.作为本发明的一种优选技术方案，对所述步骤一中的虚拟场景进行渲染，得到渲染图像，可以生成图像，使虚拟场景的画面感更强，人眼观看更加舒适。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的传感器选用红外传感器，可以得到人体关节处活动时的信息，进而在虚拟场景中呈现出来，得到动影像。
21.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的空间位置方向信息包括拍摄数据的地理位置、空中姿态信息、拍摄方向、拍摄的有效距离、拍摄视角和景深、拍摄时间，可以更加充分具体地得到人体在运动过程中的各种信息。
22.作为本发明的一种优选技术方案，还包括确定候选虚拟场景；从候选的虚拟场景中，选取目标虚拟场景，确定目标虚拟场景中的各人体模型的角色的表现数据，根据目标虚拟场景的各人体模型角色的表现数据，从目标虚拟场景的人体模型角色中选取目标人体模型角色的拍摄数据，以目标人体模型角色在目标虚拟场景中的视角，在计算机中生成推荐视频，以便于工作人员进行选择。
23.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤四中选择拍摄数据的方式为：利用拍摄数据的空间位置信息和预定义的有效角度判断拍摄数据是否满足拍摄要求和是否具有有效性；并根据景深和人体与摄像终端之间的距离，进一步判断拍摄数据是否清晰和有效，在这种选择方式下，能够使得最终被挑选出来的拍摄数据更加完整，进而使人体活动时的动作影像以及最终拍摄出来的成品质量更好。
24.作为本发明的一种优选技术方案，还包括照明设备，用于拍摄人体时的照明，可以根据拍摄需要调整光照强度。
25.本发明还公开了一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化系统，包括计算机、虚拟场景模块、传感器、三维立体摄像机、摄像终端、摄影伺服系统，在所述计算机中建立所述虚拟场景模块，通过所述传感器、所述三维立体摄像机、所述摄影伺服系统实时获取拍摄数据，用于采集人体的运动数据，并将拍摄数据发送给所述摄像终端；所述摄像终端再将拍摄数据实时发送给所述计算机，对拍摄数据进行一系列的处理；最后通过所述计算机进行动画播放，得到最初的拍摄影像。
26.实施例2
27.本实施例公开了本发明的第二种实施方式，采用的技术方案与实施例1的不同之处在于，选用移动传感器，具有感知移动功能，可以通过物体的移动从而改变自身某种形态，可以连接后续设备从而实现与物体移动相联动的某种功能。
28.本发明的工作原理：一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化方法的工作原理是，
构建虚拟场景，导入人体模型，获取拍摄数据，选择拍摄数据，获取动作影像，完成虚拟拍摄；一种用于影视虚拟拍摄和制作的可视化系统的工作原理是，在计算机中建立虚拟场景模块，通过传感器、三维立体摄像机、摄影伺服系统实时获取拍摄数据，用于采集人体的运动数据，并将拍摄数据发送给摄像终端，摄像终端再将拍摄数据实时发送给计算机，对拍摄数据进行一系列的处理，最后通过计算机进行动画播放，得到最初的拍摄影像。
29.本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
30.本文中未详细说明的部件为现有技术。
31.上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。