基于虚拟现实的文物3D展示方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，首先采集待展示文物的模型数据以及纹理数据，然后根据采集的数据创建文物的彩色三维模型，并将模型导入3D引擎软件系统，然后在3D引擎软件系统中结合文物的三维模型建立新的展示场景并添加相应的交互操作；最后，实现文物彩色三维模型展示场景的裸眼3D显示，完成基于虚拟现实或裸眼3D的文物3D展示方法。本发明专利技术不仅可以有效的保护和展示文物，并且可以通过虚拟现实独有的3I特性，与文物进行“真实”的交互体验，更为有效的传递文物的教育意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及一种基于虚拟现实的文物3D展示方法。
技术介绍
中国是一个历史悠久，文化灿烂的国家，有着众多的世界文化遗产，闪烁着中国人民智慧和勤劳的光芒。而文物作为重要的历史文化遗产，不仅是历史的见证，更是有着重要的正史作用，借鉴作用以及教育作用。但由于管理不善，观念落后等原因，我国文物面临严峻的形势，主要表现在以下几个方面的问题：1.展出数量少，2.文物保护手段落后，3.迁址保护损害文物价值，4.陈列手段落后，5.文物展示受众面小，场地约束大；如何有效的保护和展示文物成为我们当下急需解决的问题。虚拟现实(VirtualReality)作为一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术。虚拟现实技术是一种综合应用各种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级的人机交互技术。随着虚拟现实技术的飞速发展，虚拟现实技术与行业应用的结合，为人们带来了感官的无限延伸，营造了一种全新的沉浸式体验，目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程训练等。虚拟现实技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。虚拟现实技术拥有显著的三个特征，即沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)和构想性(Imagination)，围绕这三个特征的实际应用领域种类繁多，假若能够实现一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，不仅可以有效的保护以及展示文物，并且可以通过虚拟现实独有的3I特性，与文物进行“真实”的交互体验，更为有效的传递文物的教育意义。近年来，裸眼3D显示技术发展十分迅速，裸眼3D显示技术是无需佩戴任何辅助设备(如3D眼镜、头盔等)的情况下，通过光栅透镜等先进光学技术与特殊算法定制的视频片源即可让观众获得前所未有的“高真实度”视觉体验，是一种新型的图像显示技术。裸眼3D显示技术可以带给用户身临其境的3D体验感，让用户“过目不忘”。假若能够实现一种基于裸眼3D的文物3D展示方法，不仅可以有效的保护以及展示文物，并且可以通过与文物的互动，更为有效的传递文物的教育意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，有效解决文物保护以及文物展示困难的技术问题。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，其方法步骤如下：A、采集待展示文物的模型数据以及彩色纹理数据；所述模型数据包含待展示文物的尺寸信息、形状信息以及材质信息，所述彩色纹理数据包含待展示文物的外表纹理信息以及颜色信息；B、通过相关模型数据以及彩色纹理数据创建待展示文物的彩色三维模型；所述创建待展示文物的彩色三维模型的具体方法如下：B1、采集到的模型数据构建待展示文物的三角网格模型；B2、采集到的彩色纹理数据映射到待展示文物的三角网格模型上，创建待展示文物的彩色三维模型；C、将待展示文物的彩色三维模型导入3D引擎软件系统中；D、结合待展示文物的彩色三维模型在3D引擎软件系统中建立新的展示场景；E、在3D引擎软件系统中设计便于待展示文物的彩色三维模型在展示场景中展示的交互动作模块；F、在3D引擎软件系统的展示场景中添加虚拟现实模块；G、所述3D引擎软件系统中集合彩色三维模型、展示场景、虚拟现实以及交互动作的展示数据结果，将最终展示数据结果传输到虚拟现实显示器中，所述虚拟现实显示器用于对文物展示场景进行虚拟展示，虚拟现实显示器支持展示的交互操作。为了更好地实现本专利技术，所述步骤F中的虚拟现实模块为虚拟相机，所述步骤F的具体方法如下：在3D引擎软件系统的展示场景中创建若干台虚拟相机，并按照结构要求摆放虚拟相机，同时在每个虚拟相机上增加渲染贴图。更进一步的技术方案是：所述步骤G中还包括如下方法：对每台虚拟相机在渲染贴图环境下进行虚拟摄像采样处理，并得到待展示文物虚拟现实的合成图像，该合成图像集合有彩色三维模型、展示场景、虚拟现实、交互动作以及渲染贴图环境，在所述3D引擎软件系统中创建裸眼3D显示模块，将合成图像输出到裸眼显示面板上，通过裸眼显示面板得到待展示文物的裸眼3D显示效果。作为优选，所述步骤G在3D引擎软件系统的展示场景中创建八台虚拟相机，并按照平行聚焦式的方式摆放。作为优选，所述步骤F的虚拟现实模块包括3D特效模块，所述3D特效模块包括3D模型模块和3D动画模块。作为优选，所述步骤G的虚拟现实显示器为虚拟现实头戴显示器。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术不仅可以有效的保护和展示文物，并且可以通过虚拟现实独有的3I特性，与文物进行“真实”的交互体验，更为有效的传递文物的教育意义。附图说明图1为实施例一的原理结构框图；图2为实施例二的原理结构框图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明：实施例一如图1所示，一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，其方法步骤如下：步骤一、采集待展示文物的模型数据以及彩色纹理数据，其中模型数据包含文物的尺寸信息、形状信息以及材质信息，而纹理数据包含文物的外表纹理信息以及颜色信息。根据采集到的三维模型数据和纹理数据创建待展示文物的彩色三维模型。从而能够使用户通过待展示文物的彩色三维模型，全方位地了解文物的真实外观，实现文物的虚拟漫游及数字展示，为博物馆建设数字展示平台提供基础数据。步骤二、通过相关模型数据以及彩色纹理数据创建待展示文物的彩色三维模型。根据尺寸信息，形状信息以及材质信息创建文物的三维模型，如此设计的好处在于，不仅能够让用户更加清楚地了解文物，而且还能在避免损伤文物的前提下，真实地还原出文物的形状和尺寸等，并保证采集的数据的完整性。根据彩色纹理数据进行光照和色彩还原，如此设计的好处在于能够使待展示文物的彩色三维模型的颜色更加符合待展示文物的真实色彩。步骤三、将文物的彩色三维模型导入3D引擎软件系统(即图中的开发引擎)。这里我们的模型文件格式设置为Fbx格式，在3D引擎软件系统对Fbx格式的模型文件有着更好的兼容性，在3D引擎软件系统的Project视图下创建名为Model的文件夹，并将文物三维模型文件导入到3D引擎软件系统的Model文件夹之下，如此做的好处在于更加方便的管理以及调用文物三维模型文件。步骤四、结合文物的彩色三维模型在3D引擎软件系统中建立新的展示场景。在3D引擎软件系统中将模型文件拖放到Hierarchy视图下，并同时在Hierarchy视图下创建所需要展示的场景，之后在Sence视图下对模型文件以及展示场景进行调整以及修改，最后在Game视图下得到良好的3D展示效果。如此做的好处在于建立虚拟场景，能够让用户更加真实，清楚的了解文物。步骤五、在新建的展示场景中添加一组交互组件模块以实现展示场景的交互功能。交互组件模块中包括三种交互式功能模块：标签交互模块，触控交互模块和特效交互模块。上述标签交互模块是通过添加3DText以及Sprite组件可以在展示场景中添加文字图片信息。在标签交互模块中可以在指定的时间轴上显示或隐藏图文信息，也可以设置视角触发机制，让观众在转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，其特征在于：其方法步骤如下：A、采集待展示文物的模型数据以及彩色纹理数据；所述模型数据包含待展示文物的尺寸信息、形状信息以及材质信息，所述彩色纹理数据包含待展示文物的外表纹理信息以及颜色信息；B、通过相关模型数据以及彩色纹理数据创建待展示文物的彩色三维模型；所述创建待展示文物的彩色三维模型的具体方法如下：B1、采集到的模型数据构建待展示文物的三角网格模型；B2、采集到的彩色纹理数据映射到待展示文物的三角网格模型上，创建待展示文物的彩色三维模型；C、将待展示文物的彩色三维模型导入3D引擎软件系统中；D、结合待展示文物的彩色三维模型在3D引擎软件系统中建立新的展示场景；E、在3D引擎软件系统中设计便于待展示文物的彩色三维模型在展示场景中展示的交互动作模块；F、在3D引擎软件系统的展示场景中添加虚拟现实模块；G、所述3D引擎软件系统中集合彩色三维模型、展示场景、虚拟现实以及交互动作的展示数据结果，将最终展示数据结果传输到虚拟现实显示器中，所述虚拟现实显示器用于对文物展示场景进行虚拟展示，虚拟现实显示器支持展示的交互操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的文物3D展示方法，其特征在于：其方法步骤如下：A、采集待展示文物的模型数据以及彩色纹理数据；所述模型数据包含待展示文物的尺寸信息、形状信息以及材质信息，所述彩色纹理数据包含待展示文物的外表纹理信息以及颜色信息；B、通过相关模型数据以及彩色纹理数据创建待展示文物的彩色三维模型；所述创建待展示文物的彩色三维模型的具体方法如下：B1、采集到的模型数据构建待展示文物的三角网格模型；B2、采集到的彩色纹理数据映射到待展示文物的三角网格模型上，创建待展示文物的彩色三维模型；C、将待展示文物的彩色三维模型导入3D引擎软件系统中；D、结合待展示文物的彩色三维模型在3D引擎软件系统中建立新的展示场景；E、在3D引擎软件系统中设计便于待展示文物的彩色三维模型在展示场景中展示的交互动作模块；F、在3D引擎软件系统的展示场景中添加虚拟现实模块；G、所述3D引擎软件系统中集合彩色三维模型、展示场景、虚拟现实以及交互动作的展示数据结果，将最终展示数据结果传输到虚拟现实显示器中，所述虚拟现实显示器用于对文物展示场景进行虚拟展示，虚拟现实显示器支持展示的交互操作。2.按照权利要求1所述的基于虚拟现实的文物3D...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，曾超，田朝勇，贾煜，魏爽，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51