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專題欄目:ARVRMR虛擬現(xiàn)實

「專利解密」蘋果增強現(xiàn)實技術 將影棚中的綠布搬到手機上來

【嘉德點評】蘋果發(fā)明的應用于移動端的智能拍攝背景替換方案,采用“背景分割+蒙版處理”的形式來更換用戶可自定義的圖像背景,同時可以自動調(diào)用移動設備中的運動傳感器以跟隨用戶的姿態(tài)調(diào)整,極大的提高了用戶的拍攝體驗。

集微網(wǎng)消息,11月22日,很多傳言宣稱,在不久的將來,蘋果將推出一款增強現(xiàn)實(AR)或混合現(xiàn)實(MR)設備,目前,AR功能在iPhone上已經(jīng)變得十分活躍,而且正在迅速變得越來越好。

AR技術包括了虛擬成像,不僅指我們常見的虛擬人物的創(chuàng)建,還包括照片、視頻圖像的處理等。其中有一項技術,就是常常被用在影棚中的綠布技術,我們知道,在電影棚中,很多場景都是先以綠布為背景進行拍攝,再在后期進行背景的替換、填充等操作。

那么,如果想要在手機這樣的移動設備上自動實現(xiàn)這樣的效果,應該怎么辦呢?為此,蘋果在18年9月7日申請了一項名為“增強現(xiàn)實自拍攝”的發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01880048711.2),申請人為蘋果公司。

根據(jù)該專利目前公開的資料,讓我們一起來看看蘋果的這項增強現(xiàn)實自拍技術吧。

如上圖,為該專利中發(fā)明的AR自拍概念渲染圖,系統(tǒng)環(huán)境為:用戶100在使用移動設備102進行自拍。在拍攝期間,移動設備會從虛擬環(huán)境106中提取虛擬背景104,這個過程可以幫助用戶實現(xiàn)自動的背景替換,相當于電影拍攝中的綠布替換,可以自由地更換用戶想要的各種背景圖案。

并且,當用戶改變移動設備在真實世界中的方向時,移動設備會通過陀螺儀、加速度器來進行感知,從而保持虛擬背景跟隨用戶同時進行移動,如下圖所示,為用戶面對移動設備進行自拍的效果圖示。

可以看到,由于我們所在的空間為三維空間,因此該專利針對于移動設備也進行了三維坐標系的規(guī)劃以及建模,當使用者旋轉(zhuǎn)移動設備時,運動傳感器可以更新設備的姿態(tài)四元數(shù),該數(shù)據(jù)用于推導相機轉(zhuǎn)換以用于為后置相機確定在虛擬環(huán)境中的相機視野方向,以便于更好的進行人物位置追蹤。

而除了保持背景與人物的跟蹤外,如何將拍攝的人物與背景圖像進行完美、逼真的融合也是該專利必須要考慮的因素。

如上圖,為AR自拍中使用合成的方案進行背景的自動替換,系統(tǒng)會給予拍照者邊緣處理,例如圍繞圖像的“輝光”或者“油墨”輪廓,并為之創(chuàng)建一個蒙版,熟悉ps操作的小伙伴對這個詞語應該是相當熟悉了,在蒙版的后面還有一個動畫層,用來在人物與背景之間增加過度效果,使得圖像看起來更加的逼真。

如上圖,展示了使用深度數(shù)據(jù)生成經(jīng)預處理(粗略)蒙版的過程,主要分為三個階段:預處理階段603、RGB-D蒙版提取階段604和后處理階段605,自拍者的RGB視頻數(shù)據(jù)601和由IR深度傳感器提供的深度數(shù)據(jù)602作為整個方案的輸入。

預處理步驟包括生成圖像的直方圖、閾值分割、人體外輪廓檢測、內(nèi)輪廓檢測和粗略蒙版生成等。RGB-D過程將人體的輪廓信息與背景信息進行融合,以生成初步的背景圖案替換圖,最后,在后處理階段,進行輪廓邊緣的精細修復,以達到完美的效果。

以上就是蘋果發(fā)明的應用于移動端的智能拍攝背景替換方案,在用戶拍攝視頻以及照片的基礎上,自動調(diào)用移動設備中的運動傳感器以跟隨用戶的姿態(tài)調(diào)整,同時采用背景分割+蒙版處理的形式來更換用戶可自定義的圖像背景,從而達到了可自由更改的背景圖的效果,改善了用戶的拍攝體驗。

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(校對/holly)

來源:愛集微APP

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