(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210677127.1 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 北京中科深智科技有限公司 地址 100000 北京市大兴区北京经济技 术 开发区永昌中路4号院4号楼3层311A 室 (72)发明人 桑维东　 (51)Int.Cl. H04N 5/262(2006.01) H04N 5/265(2006.01) G06T 15/02(2011.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种LED虚拟拍摄切割合成方法 (57)摘要 本发明公开了一种LED虚拟拍摄切割合成方 法， 包括： 在二维的屏幕空间坐标系下， 将LED面 板组合体的面片所占据区域分解为多个三角形， 表示为一个三角形数组； 通过三角形对平面进行 裁剪， 把投影相机的视锥体分解为平面； 遍历所 有面片及其所有三角形， 通过所有三角形依次对 每个投影相机的视锥体的各个面进行裁剪， 得到 占据区域数据； 把每个三角形的三维顶点映射到 屏幕坐标系下的二维坐标； 占据区域数据输入着 色器程序， 并在片段着色器阶段对每个像素点进 行是否在三角形内的判断； 如果在三角形内， 则 采用真实相机的实拍图像， 否则采用虚拟场景的 图像。 本发明不仅能为演员的表演提供参照， 而 且不受衣着、 妆容的颜色的限制， 还不需要绿幕 打光。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115103134 A 2022.09.23 CN 115103134 A 1.一种LED虚拟拍摄切割合成方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 占据 区域表示： 在二维的屏幕空间坐标系下， 将LED面板组合体的面片所占据 区域分解 为多个三角形， 表示 为一个三角形 数组； 步骤S2， 面向平面的三角形裁剪： 通过三角形对平面进行裁剪， 把投影相机的视锥体分 解为平面； 步骤S3， 占据区域计算： 遍历所有面片及其所有三角形， 通过所有三角形依次对每个投 影相机的视锥体的各个面进行裁 剪， 得到占据区域数据； 步骤S4， 投影和屏幕映射： 把每 个三角形的三维顶点映射到屏幕坐标系下的二维坐标； 步骤S5， 合成： 步骤S3得到的占据区域数据输入着色器程序， 并在片段着色器阶段对每 个像素点进 行是否在三角形内的判断； 如果在三角形内， 则采用真实相机的实拍图像， 否则 采用虚拟场景的图像。 2.根据权利要求1所述的一种LED虚拟拍摄切割合成方法， 其特 征在于， 步骤S2中， 通过三角形对平面进行裁 剪， 把投影相机的视锥体分解 为平面的方法如下： 设在同一坐标系下， 平面的法线为n， 平面到坐标原点的距离为d， 法线的正方向一侧是 平面的正面， 另一侧是反面； 设三角形的三个顶 点为A， B， C； A， B， C在平 面法线上的投影距离 与平面到原点的距离之差依次为pa， pb,pc， 则 pa＝n·A‑d pb＝n·B‑d pc＝n·C‑d 设三角形的三条边AB、 BC、 CA与平面的交点依次为Vab， Vbc， Vca， 则： 3.根据权利 要求2所述的一种LED虚拟拍摄切割合成方法， 其特征在于， 步骤S3中， 投影 相机的视锥体的各个面的获取方法为： 将LED面板组合体的面片的顶点位置变换到世界空 间， 再变换到投影相 机的观察空间； 根据 投影相机的视锥体的8个顶点， 计算出投影相机的 视锥体的6个面。 4.根据权利 要求3所述的一种LED虚拟拍摄切割合成方法， 其特征在于， 步骤S4中， 把每 个三角形的三维顶点映射到屏幕坐标系下的二维坐标的方法为： 对于三角形数组中的每个 三角形的每个顶点， 都进 行投影变换、 齐次除法、 屏幕映射、 竖直翻转,从而将 每个三角形的 三维顶点映射到屏幕坐标系下的二维坐标。 5.根据权利 要求4所述的一种LED虚拟拍摄切割合成方法， 其特征在于， 步骤S5中， 对每 个像素点进行 是否在三角形内的判断的方法为： 已知屏幕坐标系下的一点P， 以及一个三角形的三个顶点P1， P2， P3， 判断点P在不在三角 形内， 方法是：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115103134 A 2求解三角形的法线N： N＝(P2‑P1)×(P3‑P1) 三条边与N的叉积： N12＝(P2‑P1)×N N23＝(P3‑P2)×N N31＝(P1‑P3)×N 求P点与N12， N23， N31的关系： ρ ToN12＝(P‑P1)·N12/mod(N12) ρ ToN23＝(P‑P2)·N23/mod(N23) ρ ToN31＝(P‑P3)·N31/mod(N31) 如果ρ T0N12、 ρ T0N23、 ρ T0N31都不大于零， 则说明P点在三角形内。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115103134 A 3