一种3D立体影视制作中双目立体摄像机的设置方法

摘要

本发明公开了一种3D立体影视制作中双目立体摄像机的设置方法。当影视后期2D转制3D时，根据一摄像机的位置参数、零视差平面深度、场景最近深度、拍摄分辨率和放映荧幕，获得摄像机最佳视点间距和另一摄像机的位置参数；当立体影视拍摄时，根据一摄像机的位置参数、零视差平面深度、立体摄像机内参、场景最近深度、拍摄分辨率和放映荧幕，获得摄像机最佳视点间距以及另一摄像机的摆放位置和视线方向；使得调整后的立体摄像机所捕获的立体显示效果符合通用标准。本发明可引导用户通过调整摄像机位置参数来使得双目立体摄像机呈现标准的双目立体显示效果；也可指导真实拍摄3D电影过程中双目立体摄像机的放置，提高立体影视制作效率和制作效果。

主权项

一种3D立体影视制作中双目立体摄像机的设置方法，其特征在于包括：针对双目立体摄像机，根据其中任一摄像机的位置参数，获得另一摄像机的位置参数：A)当影视后期2D影像转制3D影像时，根据其中任一摄像机的位置参数K₁和[R₁|T₁]、零视差平面深度z₀、场景最近深度参数z_min、摄像机拍摄的分辨率大小W×H和放映荧幕的大小W_s×H_s，通过固有像素视差标准计算获得双目立体摄像机的最佳视点间距d，进而获得另一摄像机的位置参数K₂和[R₂|T₂]，使得调整后的立体摄像机所捕获的立体显示效果符合通用标准；其中，K₁和K₂分别为两个摄像机的内参，[R₁|T₁]和[R₂|T₂]分别为两个摄像机的外参，R₁、R₂分别为两个摄像机的旋转矩阵，T₁、T₂分别为两个摄像机的平移向量；所述的步骤A)具体包括：a1)根据其中任一摄像机的位置参数K₁和[R₁|T₁]、场景最近深度参数z_min、摄像机拍摄的分辨率大小W×H和放映荧幕的大小W_s×H_s，采用以下公式获得双目立体摄像机的最佳视点间距d：$d=\underset{d}{\arg \min }\left|\right||h{\left(K_1{R}_y\right(2\arcsin \left(\frac{d}{2z_0}\right))\times ({[0,0,z_{\min }]}^T-{[d\sqrt{1-\frac{d^2}{4{z_0}^2}},0,\frac{d^2}{2{z_0}^2}]}^T\left)\right)}^T-[\frac{W}{2},\frac{H}{2}\left]\right||-\frac{2.5\sqrt{W^2+H^2}}{\sqrt{{W_s}^2+{H_s}^2}}|$其中，K₁为其中任一摄像机的内参，[R₁|T₁]和[R₂|T₂]分别为其中任一摄像机和另一摄像机的外参，R₁、R₂分别为其中任一摄像机和另一摄像机的旋转矩阵，T₁、T₂分别为其中任一摄像机和另一摄像机的平移向量，T为矩阵转置，h为用于将二维齐次坐标还原为二维图像坐标的函数；a2)然后将双目立体摄像机的最佳视点间距d代入以下公式，获得另一摄像机的位置参数K₂和[R₂|T₂]：K₂＝K₁$R_2=R_y\left(2arcsin\right(\frac{d}{2z_0}\left)\right)R_1$$T_2=R_y\left(2arcsin\right(\frac{d}{2z_0}\left)\right)\times {(T_1-[d\sqrt{1-\frac{d^2}{4{z_0}^2}},0,\frac{d^2}{2{z_0}^2}\left]\right)}^T$其中，K₂为另一摄像机的内参，z₀为零视差平面深度，其中R_y(θ)为沿竖直向上方向旋转角度θ的旋转矩阵；B)当直接进行立体影视拍摄时，根据零视差平面深度参数z₀、场景最近深度参数z_min、立体摄像机的内参K、摄像机拍摄的分辨率大小W×H和放映荧幕的大小W_s×H_s，通过固有像素视差标准计算获得双目立体摄像机的最佳视点间距d，进而获得另一摄像机的摆放位置E和另一摄像机的视线方向V，使得调整后的立体摄像机所捕获的立体显示效果符合通用标准；所述的步骤B)具体包括：b1)根据零视差平面深度参数z₀、场景最近深度参数z_min、双目立体摄像机的内参K、摄像机拍摄的分辨率大小W×H和放映荧幕的大小W_s×H_s，采用以下公式获得双目立体摄像机的最佳视点间距d：$d=\underset{d}{\arg \min }\left|\right||h{\left(K_1{R}_y\right(2\arcsin \left(\frac{d}{2z_0}\right))\times ({[0,0,z_{\min }]}^T-{[d\sqrt{1-\frac{d^2}{4{z_0}^2}},0,\frac{d^2}{2{z_0}^2}]}^T\left)\right)}^T-[\frac{W}{2},\frac{H}{2}\left]\right||-\frac{2.5\sqrt{W^2+H^2}}{\sqrt{{W_s}^2+{H_s}^2}}|$其中，K为双目立体摄像机的内参，两个摄像机的内参K相同，z₀为零视差平面深度，T为矩阵转置，h为用于将二维齐次坐标还原为二维图像坐标的函数；R_y(θ)为沿竖直向上方向旋转角度θ的旋转矩阵；b2)然后将双目立体摄像机的最佳视点间距d代入以下公式，获得另一摄像机的摆放位置E和另一摄像机的视线方向V：$E=[d\sqrt{-\frac{d^2}{4{z_0}^2}},0,\frac{d^2}{2{z_0}^2}]$$V=R_y(-2arcsin(\frac{d}{2z_0}\left)\right)\times {[0,0,1]}^T$由此将另一摄像机摆放在E的位置，并按y轴逆时针旋转角度α进行摆放，α＝2arcsin(d/2z₀)。