一种基于三维建模的可交互式虚拟云展厅构建方法及系统与流程

本发明主要涉及互联网虚拟现实，具体涉及一种基于三维建模的可交互式虚拟云展厅构建方法及系统。

背景技术：

1、现有线上展厅大多是基于实景拍照，通过全景图复刻线上展厅系统，需要先进行线下展厅实体建造，存在成本高、周期长和浪费资源等问题。同时，对于客户定制化的三维场景需求，需要对原场景进行迭代更新，无法通过修改图片来实现很好的效果，在扩展性和复用性方面受到了极大挑战。现有线上展厅场景切换的方式大多是点位式跳转，画面的过渡效果不佳，用户体验的流畅度存在不足。因此，亟需一种可交互虚拟云展厅。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于三维建模的可交互式虚拟云展厅构建方法及系统，实现云展厅的定制化建模、虚拟场景渐进漫游、图文音视频热点交互和三维物体场景渲染交互的虚拟场景体验。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种基于三维建模的可交互式虚拟云展厅构建方法，包括如下步骤：

4、导入预先收集的展厅信息，通过3ds max建模工具构建多个展厅的三维场景，得到多个展厅对应的物体模型，其中，3ds max建模工具包括v-ray渲染器，通过v-ray渲染器对多个所述物体模型进行渲染，得到多个展厅对应的全景图；

5、通过krpano工具将多个展厅对应的全景图构建成虚拟展厅，并在虚拟展厅中设置自动导览功能；

6、调用krpano工具的实例化对象，将所述实例化对象设置为参数，通过设置的参数实例化threejs渲染器引擎，通过threejs渲染器引擎构建可交互式虚拟云展厅；通过webxr设备的api接口访问可交互式虚拟云展厅，完成与所述可交互式虚拟云展厅交互。

7、3ds max建模工具是专业三维建模、渲染和动画制作工具。

8、v-ray渲染器是一款高质量渲染器，例如，可以通过材质编辑器来调整物体的表面属性，如颜色、纹理、反射和透明度等，让物体更加具有质感和立体感。

9、krpano工具为是一款全景漫游制作工具，是一门将vr全景图制作成虚拟的技术。

10、threejs渲染器引擎是一款基于webgl的javascript 3d渲染引擎，提供了一系列的api，可以用于创建各种复杂的3d场景和交互效果，用于创建各种三维可视化的项目，包括分子模型、地图和可视化数据等。

11、webxr设备可以起到把数字虚拟空间和物理现实空间关联到一起的作用，可以通过webxr在web上使用混合现实功能，可以在支持webxr的兼容浏览器中查看虚拟现实(vr)和增强现实(ar)内容，而无需额外安装任何软件或插件。webxr设备api用于在web上访问虚拟现实(vr)和增强现实(ar)设备，包括传感器和头戴式显示器。

12、本发明中，管理员可以通过云展厅管理平台上传项目压缩包，配置项目发布链接，场景热点位置信息和热点素材管理等功能进行日常运维，用户可以多终端在线访问，例如通过手机端或者web端等。

13、本发明的有益效果是：本发明采用线上云展厅的形式供用户参观或学习对应的主题知识，无需建筑和人工等成本，一次建模后可以多终端在线访问，有效降低了传统展厅成本，而且通过三维虚拟建模，可以轻松满足定制化需求，后续活动也可根据新的需求随时对展厅的风格进行调整，对场景进行替换以及相关展示交互素材变更即可，无需重建基础架构。

14、进一步地，所述通过3ds max建模工具构建多个展厅的三维场景，得到多个展厅对应的物体模型，具体为：

15、通过3ds max建模工具构建多个展厅的三维场景的尺寸，构建多个展厅中对应物体模型的基本结构，对多个所述基本结构进行优化，得到多个展厅对应的物体模型。

16、采用上述进一步方案的有益效果是：构建出完成的3d模型，对细节精修调整，使构建的模型构符合现实生活的建筑，更有真实感。

17、进一步地，所述通过v-ray渲染器对多个所述物体模型进行渲染，得到多个展厅对应的全景图，具体为：

18、通过v-ray渲染器分别对多个所述物体模型进行表面特性的设置，通过多个表面特性分别对多个所述物体模型进行渲染，得到多个展厅对应的全景图。

19、采用上述进一步方案的有益效果是：对构建的3d模型为白模，通过渲染器对模型进行渲染，得到想要的视觉效果，并将主题素材呈现出来，给访问的用户学习或观看。

20、进一步地，所述得到多个展厅对应的全景图，还具体为：

21、通过v-ray渲染器对多个所述物体模型对应的多个展厅进行灯光参数设置，将hdri高动态范围图像设置为环境光源，并通过调整所述hdri高动态范围图像的属性，模拟出真实世界的光照情况；

22、根据多个预设角度在多个展厅中设置多个对应的投影相机，并通过调整所述投影相机的不同类型参数，得到多个展厅对应的全景图。

23、hdri高动态范围图像在计算机图形学与电影摄影术中，是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围(即更大的明暗差别)的一组技术。高动态范围成像的目的就是要正确地表示真实世界中从太阳光直射到最暗的阴影这样大的范围亮度。

24、采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置环境光源更逼真的构建真实世界的光照效果，让人视觉观感更佳，设置投影相机便于根据用户的视角调整所呈现的画面，给用户带来更好的直观感受。

25、进一步地，所述krpano工具包括panocamadder插件和depthmap navigation插件，所述panocamadder插件包括makeexportready组件，所述通过krpano工具将多个展厅对应的全景图构建成虚拟展厅，并在虚拟展厅中设置自动导览功能，具体为：

26、通过panocamadder插件导入多个展厅对应的全景图，并对多个展厅对应的全景图设置对应的名称，得到多个展厅对应的名称，并设置多个所述投影相机的高度，并分别对多个全景图中每个像素点坐标到对应投影相机的距离进行计算，得到多个深度值，通过makeexportready组件导出多个所述深度值对应的3d深度图的stl文件；通过depthmapnavigation插件对多个所述stl文件进行参数配置，得到参数配置信息；根据所述参数配置信息制定路径规划规则，根据所述路径规划规则将多个展厅对应的全景图构建成虚拟展厅，并在虚拟展厅中设置自动导览功能。

27、panocamadder插件作为步进式全景漫游，可以一键切换相机和材质，在建模的过程中非常方便，可以进行一键烘培制作。

28、depthmap navigation插件获取图像中场景里的每个点到相机的距离信息，即深度图，并对深度图进行参数配置。

29、makeexportready组件用于导出，通常用于将函数或变量从一个文件或模块中导出，以便其他文件或模块可以使用。

30、采用上述进一步方案的有益效果是：基于深度图搭建渐进式展厅，并制定行走路径规划规则，使得用户可以沿着场景中可行走的区域自由移动，极大地增强了用户在虚拟场景中的沉浸感。

31、进一步地，所述根据所述参数配置信息制定路径规划规则，具体为：

32、当用户通过鼠标和键盘控制展厅移动时，获取当前位置的像素点坐标，并根据移动方向获取相邻位置的像素点坐标，比较当前位置的像素点坐标与相邻位置的像素点坐标的深度值，如果相邻位置的像素点坐标的深度值小于当前位置的像素点坐标的深度值，则存在碰撞，并根据所述参数配置信息进行后退或反弹，反之，继续前进。

33、采用上述进一步方案的有益效果是：通过制定路径规划规则进行碰撞检测，防止用户穿过实际上存在的物体，发出碰撞后对应的动作，为用户更改路线。

34、进一步地，所述threejs渲染器引擎包括webglrenderer构建器，所述调用krpano工具的实例化对象，将所述实例化对象设置为参数，通过设置的参数实例化threejs渲染器引擎，具体为：

35、调用krpano工具中创建的webgl context对象和canvas对象，将所述webglcontext对象和所述canvas对象设置为不同的实例化参数，根据不同的实例化参数实例化webglrenderer构建器，完成实例化threejs渲染器引擎。

36、webglrenderer构建器用于把相机视椎体中的三维场景渲染成一个二维图片显示在画布上。

37、webgl context对象即上下文环境，是webgl的主要接口类型，代表着绘图上下文，用于配置绘图参数、绘制图形和操作3d场景。

38、canvas对象即画布，用于绘制图形和图像、制作动画、创建数据可视化、实现游戏效果、实现图像处理和滤镜效果、实现交互性操作、实现图形编辑器以及实现图像的截屏和保存等。

39、采用上述进一步方案的有益效果是：通过实例化构建器以便于构建与虚拟展厅一致的展厅模型。

40、进一步地，所述threejs渲染器引擎包括gltfloader插件，所述通过threejs渲染器引擎构建可交互式虚拟云展厅，具体为：

41、通过threejs渲染器引擎的api构建虚拟展厅的三维场景，并通过webglrenderer构建器对所述虚拟展厅的三维场景进行渲染，通过gltfloader插件导入多个展厅对应的物体模型，并创建hotspot交互热点，根据所述自动导览功能设置所述hotspot交互热点的相关属性，得到可交互式虚拟云展厅。

42、gltfloader插件用于导入外部模型。

43、hotspot交互热点即特定区域画一个交互区域，可以是文字或图片等，播放中点击这一区域就可以跳转到特定的网页或视频位置，或播放预设的音频等。

44、采用上述进一步方案的有益效果是：通过渲染出与初始建模一致的效果，完成素材的渲染，得到符合素材要求的展厅，并通过交互热点与用户进行交互，通过设置的交互素材与用户进行互动，增强了用户体验感。

45、进一步地，所述通过webxr设备的api接口访问可交互式虚拟云展厅，完成与所述可交互式虚拟云展厅交互，具体为：

46、通过webxr设备的api接口访问可交互式虚拟云展厅，并通过webxr设备的内置命令和threejs渲染器引擎中的多个插件实现可交互式虚拟云展厅。

47、采用上述进一步方案的有益效果是：实现了虚拟场景与现实设备的交互。

48、本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：

49、一种基于三维建模的可交互式虚拟云展厅构建系统，包括：展厅建模模块、构建虚拟展厅模块和渲染虚拟展厅模块；

50、所述展厅建模模块，用于导入预先收集的展厅信息，通过3ds max建模工具构建多个展厅的三维场景，得到多个展厅对应的物体模型，其中，3ds max建模工具包括v-ray渲染器，通过v-ray渲染器对多个所述物体模型进行渲染，得到多个展厅对应的全景图；

51、所述构建虚拟展厅模块，用于通过krpano工具将多个展厅对应的全景图构建成虚拟展厅，并在虚拟展厅中设置自动导览功能；

52、所述渲染虚拟展厅模块，用于调用krpano工具的实例化对象，将所述实例化对象设置为参数，通过设置的参数实例化threejs渲染器引擎，通过threejs渲染器引擎构建可交互式虚拟云展厅；通过webxr设备的api接口访问可交互式虚拟云展厅，完成与所述可交互式虚拟云展厅交互。