【技术实现步骤摘要】
一种岩洞内演艺剧场的数字化应用方法及系统
[0001]本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及一种岩洞内演艺剧场的数字化应用方法及系统
。
技术介绍
[0002]虚拟现实是一种涵盖计算机图形
、
仿真
、
感知技术的
，旨在为用户提供沉浸式
、
仿真的体验
。VR
技术包括了头戴式显示器
、
手部追踪
、
交互式
3D
模型和环境建模等技术，旨在模拟现实或虚构的环境，使用户能够与之互动，感受其中
。
[0003]其中，岩洞内演艺剧场的数字化应用方法是一种将虚拟现实技术应用于自然或人工岩洞内进行艺术表演和娱乐体验的方法
。
这涉及创建虚拟现实环境，使参与者感觉好像置身于一个虚拟的岩洞中，而不是实际的岩洞
。
这一方法包括虚拟环境的创建，利用头戴式虚拟现实设备，以及提供互动性
。
其目的是为观众提供沉浸式
、
与众不同的娱乐和文化体验，让他们感觉好像真的置身于一个虚拟的岩洞中，并与虚拟环境互动，以呈现出独特而令人难忘的岩洞艺术空间
。
[0004]现有的岩洞内演艺剧场数字化应用方法存在一些明显的不足
。
首先，对声音的处理往往较为简单，缺乏对岩洞特有的声学特性和人耳接收的深入模拟，导致声音体验不够真实和沉浸式
。
其次，现有方法在内容投影方面不能充分考虑岩洞的物理特性和环...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种岩洞内演艺剧场的数字化应用方法，其特征在于，包括以下步骤：基于岩洞内部的物理结构和声学特性，采用光线追踪算法，模拟声波在岩洞中的传播和反射，结合
HRTF
技术，模拟人耳接收到的声音效果，生成
3D
声音效果模型；基于所述
3D
声音效果模型，采用深度学习算法，实时捕捉岩洞内的环境变化，利用图像映射技术，将预渲染的
3D
内容投射到岩洞的不规则表面上，生成环境适应性的
3D
内容投影；基于所述环境适应性的
3D
内容投影，利用自然语言处理技术，为用户生成基于其兴趣和互动的故事叙述，结合计算机视觉技术，生成个性化的虚拟导览体验；基于所述个性化的虚拟导览体验，利用运动捕捉技术，实时捕获演员的动作，结合物理引擎，将演员动作转化为虚拟现实中的互动效果，生成互动效果的虚拟角色模型；基于所述互动效果的虚拟角色模型，采用计算流体动力学模拟岩洞内的气候效果，利用物理引擎来模拟包括冷风
、
水雾的气候效果，生成虚拟气候模型；基于所述虚拟气候模型，结合
3D
声音效果模型
、
环境适应性的
3D
内容投影
、
个性化的虚拟导览体验
、
互动效果的虚拟角色模型，生成综合性的岩洞内演艺剧场体验
。2.
根据权利要求1所述的岩洞内演艺剧场的数字化应用方法，其特征在于，基于岩洞内部的物理结构和声学特性，采用光线追踪算法，模拟声波在岩洞中的传播和反射，结合
HRTF
技术，模拟人耳接收到的声音效果，生成
3D
声音效果模型的步骤具体为：基于岩洞内部的物理结构，采用有限元分析法，对岩洞的形状
、
大小及其特性进行数字化建模，并生成岩洞数字模型；基于所述岩洞数字模型，采用光线追踪算法，模拟声波在岩洞中的传播和反射，并生成声波传播路径模型；基于所述声波传播路径模型，采用模态分析法，模拟声波的传播特性，并生成岩洞声学响应模型；基于所述岩洞声学响应模型，采用
HRTF
技术，模拟人耳在岩洞中接收到的声音的立体效果，并生成
3D
声音效果模型；所述岩洞数字模型具体为岩洞的三维数字表示，包括岩洞的形状
、
大小和材质特性，所述声波传播路径模型包括声波的传播路径
、
反射点和吸收特性，所述岩洞声学响应模型具体指岩洞内的多点声压级分布，所述
3D
声音效果模型包括左右耳的声压级和相位差
。3.
根据权利要求1所述的岩洞内演艺剧场的数字化应用方法，其特征在于，基于所述
3D
声音效果模型，采用深度学习算法，实时捕捉岩洞内的环境变化，利用图像映射技术，将预渲染的
3D
内容投射到岩洞的不规则表面上，生成环境适应性的
3D
内容投影的步骤具体为：基于岩洞数字模型，采用卷积神经网络，实时捕捉岩洞内部的环境变化，并生成岩洞环境数据；基于所述岩洞环境数据和岩洞数字模型，采用光照渲染算法，并生成预渲染的
3D
内容；基于所述预渲染的
3D
内容，采用纹理映射技术，将
3D
内容适应性地投射到岩洞的不规则表面上，并生成
3D
内容适应性映射；结合岩洞声学响应模型，采用声学优化技术，对所述
3D
内容适应性映射进行声学效果优化，并生成环境适应性的
3D
内容投影；所述岩洞环境数据包括岩洞内部的光照
、
湿度和温度变化，所述预渲染的
3D
内容具体指对应于岩洞环境的
3D
图像，所述
3D
内容适应性映射具体为考虑岩洞表面凹凸和特性的
3D
内容投影，所述环境适应性的
3D
内容投影包括与岩洞声学特性匹配的
3D
内容和声音效果
。4.
根据权利要求1所述的岩洞内演艺剧场的数字化应用方法，其特征在于，基于所述环境适应性的
3D
内容投影，利用自然语言处理技术，为用户生成基于其兴趣和互动的故事叙述，结合计算机视觉技术，生成个性化的虚拟导览体验的步骤具体为：通过自然语言处理技术，采用情感分析法，分析用户的兴趣和互动行为，并生成用户兴趣和互动数据；基于所述用户兴趣和互动数据，采用故事生成算法，并生成个性化故事叙述；结合计算机视觉技术和所述个性化故事叙述，采用图像合成技术，生成虚拟导览的视觉内容，并得到虚拟导览视觉内容；结合所述虚拟导览视觉内容与环境适应性的
3D
内容投影，采用交互设计原则，为用户提供沉浸式导览体验，并生成个性化的虚拟导览体验；所述用户兴趣和互动数据具体为用户的喜好
、
兴趣点和互动历史，所述个性化故事叙述包括与用户兴趣关联的故事情节和角色，所述虚拟导览视觉内容具体为与故事叙述匹配的
3D
场景和动画，所述个性化的虚拟导览体验具体指根据用户的兴趣和互动，提供的
3D
导览内容
。5.
根据权利要求1所述的岩洞内演艺剧场的数字化应用方法，其特征在于，基于所述个性化的虚拟导览体验，利用运动捕捉技术，实时捕获演员的动作，结合物理引擎，将演员动作转化为虚拟现实中的互动效果，生成互动效果的虚拟角色模型的步骤具体为：基于演员的动态数据，采用运动捕捉技术，进行动作数据的实时捕获，并进行数据预处理，生成实时演员动作数据；基于所述实时演员动作数据，采用骨骼绑定算法，进行虚拟角色的骨骼动画制作，并进行动作映射，生成虚拟角色骨骼动作；基于所述虚拟角色骨骼动作，利用物理引擎，进行角色与虚拟环境的互动模拟，并进行效果优化，生成虚拟角色与环境的互动数据；基于所述虚...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏横军，肖洋洋，邓瑶，
申请(专利权)人：南昌菱形信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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