[發明專利]一種物件聲學的虛擬仿真展示方法和系統

有效

• 申請號: 202211042851.3
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115272617B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 薛鑄鑫;郭小星;賀婧媛;隋悅;徐鋒;張馳;李子博;白洋
• 申請（專利權）人: 北京京航計算通訊研究所
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 劉豐藝

1.一種物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據三維物件模型的包圍盒計算三維物件模型的平均厚度，基于所述平均厚度計算三維物件模型的基頻；

基于三維物件模型的平均法向量將所述三維物件模型的包圍盒分割為兩個部分，根據分割前和分割后的包圍盒的體積計算二倍諧頻的相位；

根據敲擊位置對應的物件厚度計算原始聲音強度，基于原始聲音強度和三維物件模型與屏幕的距離計算衰減聲音強度；

基于所述基頻、二倍諧頻的相位和衰減聲音強度，得到物件敲擊點的聲音；

基于三維物件模型的平均法向量將所述三維物件模型的包圍盒分割為兩個部分，包括：

計算三維物件模型的三角網格中每個頂點的法向量；對每個頂點的法向量求和得到三維物件模型的整體法向量；

查找法向量與所述整體法向量夾角最接近0度的第一頂點，以及法向量與所述整體法向量夾角最接近180度的第二頂點，第一頂點和第二頂點所在的與包圍盒的相交面最小的橫截面將包圍盒分割為兩個部分；

根據分割前和分割后的包圍盒的體積計算二倍諧頻的相位，包括：

計算分割后的每個包圍盒的體積；

根據公式計算二倍諧頻的相位，其中，V表示分割后的兩個包圍盒中體積較大的包圍盒與分割前的包圍盒的體積比。

2.根據權利要求1所述的物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，所述根據三維物件模型的包圍盒計算三維物件模型的平均厚度，包括：

計算三維物件模型的包圍盒；

對所述包圍盒的每個面對稱分割，分割線與盒面輪廓線的交點、分割線間的交點以及盒面的頂點構成每個面上的連接點；

對稱盒面上的相對應的連接點間的連接線與物件模型外壁和內壁的交點間的距離為所述連接線方向上三維物件模型的厚度；

基于每個連接線方向上三維物件模型的厚度計算得到三維物件模型的平均厚度。

3.根據權利要求1所述的物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，基于所述平均厚度采用公式公式計算三維物件模型的基頻，其中，θ表示基頻，ψ表示三維物件模型的平均厚度，表示基準基頻，表示基準厚度。

4.根據權利要求1所述的物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，根據敲擊位置對應的物件厚度計算原始聲音強度，包括：

計算敲擊點的法向量；敲擊點的法向量所在直線與三維物件模型的內外壁的交點間的距離為所述敲擊點的厚度；

根據公式計算原始聲音強度，其中，β表示原始聲音強度，ψ表示敲擊點厚度，表示基準強度，表示基準厚度。

5.根據權利要求1所述的物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，基于原始聲音強度和三維物件模型與屏幕的距離計算衰減聲音強度，包括：

計算三維物件模型的包圍球球心和半徑r；

計算包圍球球心到屏幕的距離R；

根據公式計算衰減聲音強度，其中β表示原始聲音強度，δ表示衰減因子。

6.根據權利要求1所述的物件聲學的虛擬仿真展示方法，其特征在于，基于所述基頻、二倍諧頻的相位和衰減聲音強度，得到物件敲擊點的聲音，包括：

根據計算得到聲音信號，其中，A表示振幅θ表示基頻，二倍諧頻的相位，β_d表示衰減聲音強度。