[發(fā)明專利]一種噴泉模擬系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810380585.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN108580154A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 未石互動(dòng)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B05B17/08
• 分類號(hào): B05B17/08;B05B12/00;B05B12/02;G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開了一種噴泉模擬系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中大型音樂噴泉無法有效進(jìn)行模擬的問題，本發(fā)明本發(fā)明提供了一套系統(tǒng)來直接采樣真實(shí)的噴泉，然后用分析得到的數(shù)據(jù)來修正sssph的模擬，從而提高虛擬現(xiàn)實(shí)中對(duì)于噴泉模擬結(jié)果的真實(shí)性，建模過程快捷、簡(jiǎn)單，運(yùn)算復(fù)雜度降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬系統(tǒng)，具體是一種噴泉模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)功能多樣化滿足人們的各種需求，也開始更加注重畫面美觀、視覺真實(shí)感的需求，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究得到發(fā)展與應(yīng)用。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，還原生活中的各種景象或創(chuàng)造科幻事物和場(chǎng)景，比如動(dòng)漫、3D游戲、模型設(shè)計(jì)展示、仿真模擬、影視廣告等等。動(dòng)態(tài)景物是自然場(chǎng)景中非常重要而又普遍存在的組成部分，如流動(dòng)的水，瀑布、浮動(dòng)的云、綻放的煙花等等。這些自然場(chǎng)景往往復(fù)雜，既有規(guī)律性又有隨機(jī)性，很難用常規(guī)模型和方法實(shí)現(xiàn)。

噴泉通常是通過音樂來驅(qū)動(dòng)預(yù)先制作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)軌道來實(shí)現(xiàn)隨著節(jié)奏變化的表演。雖然通過信號(hào)分析等手段，可以自動(dòng)生成一部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)。但自動(dòng)生成的噴泉表演過于機(jī)械而藝術(shù)性不足，隨著觀眾對(duì)于視覺效果的需求，越來越多的音樂噴泉，尤其是大型的音樂噴泉的表演都是經(jīng)由導(dǎo)演以及技術(shù)人員的合作，人為來調(diào)整噴泉的噴水節(jié)奏。但是對(duì)于大型的噴泉來說，這種調(diào)試耗時(shí)耗力，每一次噴水測(cè)試都需要足夠的設(shè)備準(zhǔn)備，尤其對(duì)于大型的設(shè)備來說，每一次的調(diào)試也會(huì)消耗大量的費(fèi)用。

為了改善對(duì)大型音樂噴泉進(jìn)行編曲時(shí)的效率以及降低其調(diào)試成本，將大部分的前期編曲工作在虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中完成會(huì)有很大幫助，但是由于需要在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境提供實(shí)時(shí)的流體模擬，很難采用消耗巨大的復(fù)雜的CFD方法，人們制作噴泉模型一般用在設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)生活的噴泉或作為研究使用，用物理模型制作，特點(diǎn)是效果逼真，缺乏實(shí)時(shí)性。用粒子系統(tǒng)制作，往往只是研究粒子的運(yùn)動(dòng)，缺乏真實(shí)感。因此設(shè)計(jì)一個(gè)通用性的噴泉模型是非常必要的，保證一定程度的真實(shí)感，同時(shí)具有很好的實(shí)時(shí)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種噴泉模擬系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種噴泉模擬系統(tǒng)，包括水池和計(jì)算機(jī)，所述水池內(nèi)中部設(shè)有噴嘴，所述計(jì)算機(jī)連接有噴嘴控制器，噴嘴控制器控制噴嘴以不同初速度進(jìn)行噴水，在水池上方設(shè)有鏡架，在鏡架兩端底面分別設(shè)有攝像機(jī)，在攝像機(jī)下方設(shè)有背景墻，兩個(gè)背景墻與噴嘴之間的距離相同并分別位于噴嘴兩側(cè)，攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接，計(jì)算機(jī)同時(shí)控制兩個(gè)攝像機(jī)對(duì)不同初速度下噴嘴噴出的水進(jìn)行拍照，并將圖像信息傳遞給計(jì)算機(jī)生成數(shù)據(jù)組，計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)組對(duì)噴泉進(jìn)行模擬；通過攝像機(jī)拍攝不同初速度下噴嘴噴出水花的形狀，并且將拍攝的視頻進(jìn)處理，獲取不同初速度下噴嘴噴出水花的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，生成一數(shù)據(jù)庫；所述水池內(nèi)還設(shè)有一個(gè)強(qiáng)光源，強(qiáng)光源出光口對(duì)應(yīng)其中一個(gè)背景墻，強(qiáng)光源對(duì)背景墻進(jìn)行照射，背景墻表面采用大型漫反射幕布，兩個(gè)攝像機(jī)傾斜設(shè)置并正對(duì)噴嘴。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：所述計(jì)算機(jī)向噴嘴控制器發(fā)射控制信號(hào)，控制信號(hào)的信號(hào)長(zhǎng)度為一設(shè)定值，噴嘴控制器接收控制信號(hào)后控制噴嘴進(jìn)行噴水，在發(fā)射控制信號(hào)的同時(shí)啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，拍攝得到的圖像信息與控制信號(hào)的強(qiáng)度值作為同一組對(duì)應(yīng)值進(jìn)行保存。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，建立一二維網(wǎng)格，生成一水平光學(xué)密度數(shù)據(jù)；具體的，對(duì)拍攝的視頻進(jìn)行處理，建立二維網(wǎng)格估算水體光學(xué)密度。