[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

本發明涉及一種物件聲學的虛擬仿真展示方法和系統，方法包括以下步驟：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。

技術領域

本發明涉及聲音模擬技術領域，尤其涉及一種物件聲學的虛擬仿真展示方法和系統。

背景技術

目前，網絡的普及改變提升了人們的生活方式，線上藝術平臺是一種很好的傳播文化、滿足人們精神需求的方式。

瓷器在中國具有悠久的歷史和較強的美學鑒賞價值，傳遞瓷器歷史和文化信息對于其傳承和文化交流都有著重要的意義和好處。進一步的，隨著人們生活水平的提高，以及對生活用品的個性化追求，提供給陶瓷產品巨大的發展空間，兼具欣賞性與功能性的日用陶瓷將逐漸成為高品質生活中不可或缺的一部分。由此帶來的陶瓷鑒賞，也將隨著時代的發展，從內容和形式上發生新的變化。

虛擬仿真瓷器展示已經成為重要的瓷器藝術鑒賞方式。近年來，全世界的博物館、藝術中心等也在著手于發展線上的藝術展示平臺，為用戶提供豐富的功能和逼真、多元化的體驗效果帶來探索與嘗試。陶瓷的在線展覽和文化傳播有很重要的意義，一個有效的瓷器展現平臺可以映射在現實生活中增加陶瓷的商業空間，體現陶瓷強大的鑒賞意義和情感內涵。

目前在大多數線上平臺，僅僅是在一個環節中以平面的方式簡單的羅列二維展示，存在個別三維展示的個人博客網頁，比如基于threejs開發的一些3D模型在線展示平臺也可以展示瓷器3D模型，但瓷器鑒賞特色表現不足，缺乏針對于瓷器展示和文化傳播的專項平臺。

其中，中國瓷器“聲如磬”的聲學特征相當突出，“聲如磬”是贊美瓷器產生的聲音的音質就像是敲打古代的磬一樣清澈、通透、悅耳！磬是一種中國古代石制打擊樂器和禮器，最早用于中國古代的樂舞活動，后來用于歷代帝王、上層統治者的殿堂宴享、宗宙祭祀、朝聘禮儀活動中的樂隊演奏，成為象征其身份地位的“禮器”。目前的3D展示平臺的聲音展示和播放一般都是嵌入wav等音源文件，調用系統的3D音效api進行定位播放，聲音單一，如果是精細藝術品也沒有縱深空間進行3D音效模擬，整體缺乏對聲音實時合成的模型，尤其針對瓷器聲學特質進行聲音合成的方法是一片空白。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種物件聲學的虛擬仿真展示方法和系統，用以解決現有3D展示平臺聲音單一的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種物件聲學的虛擬仿真展示方法，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。

基于上述技術方案的進一步改進，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；