【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于信息，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示系統(tǒng)中，位移技術(shù)是實現(xiàn)用戶在虛擬場景中自由探索的關(guān)鍵。然而，虛擬場景中的位移存在一些技術(shù)難點和矛盾。首先，為了獲得身臨其境的體驗，系統(tǒng)需要實時、準(zhǔn)確地捕捉用戶的位置和方向變化，并將其映射到虛擬場景中。這對傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度提出了較高要求。其次，虛擬場景中的位移邊界和碰撞檢測也是一大挑戰(zhàn)。在現(xiàn)實世界中，人們可以通過視覺和觸覺等感官判斷物體的位置和距離，避免碰撞。但在虛擬場景中，由于缺乏真實的觸感反饋，用戶可能會誤判距離，導(dǎo)致穿越物體或越界。此外，古建筑展示系統(tǒng)中的虛擬場景通常包含大量精細(xì)的建筑細(xì)節(jié)和裝飾元素，如何在保證逼真度的同時，優(yōu)化場景的渲染效率，減少位移過程中的卡頓和延遲，也是一個亟待解決的問題。最后，不同用戶的身高、體型和行為習(xí)慣差異較大，如何設(shè)計一套適應(yīng)性強(qiáng)、靈活多變的位移交互方式，滿足不同用戶的需求，也是一個值得深入探討的話題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法和系統(tǒng)。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案：
3、一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，包括：
4、步驟s1、將采集用戶位置坐標(biāo)和朝向角度數(shù)據(jù)映射至虛擬場景的相應(yīng)位置，根據(jù)用戶的移動和轉(zhuǎn)向動態(tài)更新虛擬場景中的視角；
5、步驟s2、對虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為
6、步驟s3、對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果；
7、步驟s4、對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
8、作為優(yōu)選，步驟s2中，采用八叉樹空間劃分算法對所述虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果，并為所述每個小區(qū)域建立包圍盒，在用戶進(jìn)行位移交互時，判斷用戶當(dāng)前位置所在的所述小區(qū)域，僅對該小區(qū)域內(nèi)的虛擬物體進(jìn)行碰撞檢測和渲染。
9、作為優(yōu)選，步驟s3中，通過慣性導(dǎo)航算法，利用加速度計、陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，采用卡爾曼濾波算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果。
10、作為優(yōu)選，步驟s4中，根據(jù)高精度三維碰撞檢測模型，對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，判斷用戶與所述虛擬場景中虛擬物體之間的距離和碰撞關(guān)系，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
11、本專利技術(shù)還提供一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示系統(tǒng)，包括：
12、第一處理裝置，用于將采集用戶位置坐標(biāo)和朝向角度數(shù)據(jù)映射至虛擬場景的相應(yīng)位置，根據(jù)用戶的移動和轉(zhuǎn)向動態(tài)更新虛擬場景中的視角；
13、第二處理裝置，用于對虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果；
14、第三處理裝置，用于對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果；
15、第四處理裝置，用于對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
16、作為優(yōu)選，第二處理裝置采用八叉樹空間劃分算法對所述虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果，并為所述每個小區(qū)域建立包圍盒，在用戶進(jìn)行位移交互時，判斷用戶當(dāng)前位置所在的所述小區(qū)域，僅對該小區(qū)域內(nèi)的虛擬物體進(jìn)行碰撞檢測和渲染。
17、作為優(yōu)選，第三處理裝置通過慣性導(dǎo)航算法，利用加速度計、陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，采用卡爾曼濾波算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果。
18、作為優(yōu)選，第四處理裝置根據(jù)高精度三維碰撞檢測模型，對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，判斷用戶與所述虛擬場景中虛擬物體之間的距離和碰撞關(guān)系，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
19、本專利技術(shù)通過高精度位置追蹤傳感器實時采集用戶位置和朝向數(shù)據(jù)，并將其映射至虛擬場景，實現(xiàn)動態(tài)視角更新。為提高渲染效率，本專利技術(shù)采用八叉樹空間劃分算法對虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，并結(jié)合慣性導(dǎo)航和卡爾曼濾波算法優(yōu)化位置估計。同時，構(gòu)建高精度三維碰撞檢測模型，實時進(jìn)行射線檢測以判斷用戶與虛擬物體的距離和碰撞關(guān)系。在渲染方面，本專利技術(shù)采用基于物理的技術(shù)，結(jié)合預(yù)計算光照貼圖等方法提升視覺質(zhì)量。此外，本專利技術(shù)還設(shè)計了多種位移交互模式，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法自適應(yīng)調(diào)整交互參數(shù)，為用戶提供個性化體驗。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用顯著提升了虛擬場景的沉浸感和交互效果，為用戶帶來更加真實和流暢的虛擬體驗。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟S2中，采用八叉樹空間劃分算法對所述虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果，并為所述每個小區(qū)域建立包圍盒，在用戶進(jìn)行位移交互時，判斷用戶當(dāng)前位置所在的所述小區(qū)域，僅對該小區(qū)域內(nèi)的虛擬物體進(jìn)行碰撞檢測和渲染。
3.如權(quán)利要求2所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟S3中，通過慣性導(dǎo)航算法，利用加速度計、陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，采用卡爾曼濾波算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟S4中，根據(jù)高精度三維碰撞檢測模型，對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，判斷用戶與所述虛擬場景中虛擬物體之間的距離和碰撞關(guān)系，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
5.一種基于虛擬現(xiàn)實
6.如權(quán)利要求5所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示系統(tǒng)，其特征在于，第二處理裝置采用八叉樹空間劃分算法對所述虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果，并為所述每個小區(qū)域建立包圍盒，在用戶進(jìn)行位移交互時，判斷用戶當(dāng)前位置所在的所述小區(qū)域，僅對該小區(qū)域內(nèi)的虛擬物體進(jìn)行碰撞檢測和渲染。
7.如權(quán)利要求6所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示系統(tǒng)，其特征在于，第三處理裝置通過慣性導(dǎo)航算法，利用加速度計、陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，采用卡爾曼濾波算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示系統(tǒng)，其特征在于，第四處理裝置根據(jù)高精度三維碰撞檢測模型，對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，判斷用戶與所述虛擬場景中虛擬物體之間的距離和碰撞關(guān)系，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟s2中，采用八叉樹空間劃分算法對所述虛擬場景進(jìn)行預(yù)處理，得到將所述虛擬場景劃分為多個小區(qū)域的空間劃分結(jié)果，并為所述每個小區(qū)域建立包圍盒，在用戶進(jìn)行位移交互時，判斷用戶當(dāng)前位置所在的所述小區(qū)域，僅對該小區(qū)域內(nèi)的虛擬物體進(jìn)行碰撞檢測和渲染。
3.如權(quán)利要求2所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟s3中，通過慣性導(dǎo)航算法，利用加速度計、陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，對用戶的位移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和補(bǔ)償，采用卡爾曼濾波算法對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和優(yōu)化處理，得到噪聲干擾較小的位置和方向估計結(jié)果。
4.如權(quán)利要求3所述的基于虛擬現(xiàn)實的古建筑保護(hù)展示方法，其特征在于，步驟s4中，根據(jù)高精度三維碰撞檢測模型，對虛擬場景中的建筑物、障礙物進(jìn)行精細(xì)幾何描述和空間劃分，在用戶位移過程中，實時進(jìn)行射線檢測，判斷用戶與所述虛擬場景中虛擬物體之間的距離和碰撞關(guān)系，根據(jù)檢測結(jié)果對用戶的移動進(jìn)行限制或引導(dǎo)。
...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：晏舒婷，
申請(專利權(quán))人：武漢工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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