一种基于全景VR的隧道掘进产品展示方法和系统与流程

本发明涉及全景vr展示，具体涉及一种基于全景vr的隧道掘进产品展示方法和系统。

背景技术：

1、目前掘进产品的vr演示系统为基于三维模型的实时渲染交互系统，在unity内建立盾构机模模型，赋予盾构机模型材质贴图，搭建环境、灯光，设计模型动作、摄影机观看视角，通过数据采集模块驱动模型运动，虚拟交互模块基于vr外设与三维模型进行交互，三维建模模块进行同步渲染渲染输出画面。

2、现有技术的缺点是，掘进产品的模型一般较为复杂、数据庞大，为达到实时驱动效果，常常需要简化模型，简化后的模型逼真度差，画面展示效果不好；驱动三维模型，需要对每个运动的部件做好交互属性设定，工作量大，系统结构复杂；实时同步渲染三维模型画面，对电脑性能要求高。

3、综上所述，急需一种基于全景vr的隧道掘进产品展示方法和系统以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种基于全景vr的隧道掘进产品展示方法和系统，具体技术方案如下：

2、一种基于全景vr的隧道掘进产品展示方法，包括如下步骤：

3、s1：选定需要展示的掘进产品，根据掘进产品设计全景点位；

4、s2：对掘进产品设计三维模型，并建立三维模型；

5、s3：在三维渲染软件中，搭建掘进产品地下演示场景，结合所述全景点位对三维模型提前进行渲染，得到掘进产品的全景图和全景动画；

6、s4：对全景图和全景动画的画面内容进行剪辑和调色；

7、s5：在全景动画中添加介绍窗口，得到全景合成动画；

8、s6：基于全景点位设置拍摄点位，采用全景相机拍摄，得到相片素材和视频素材；

9、s7：对相片素材和视频素材进行视频后期制作，得到全景场景；

10、s8：设计全景vr展示模块，将全景图、全景动画、全景合成动画和全景场景导入全景vr展示模块中，基于全景vr展示模块完成掘进产品的全景vr展示。

11、优选的，在s1中，全景点位根据掘进产品的型号以及需要展示的技术内容确定。

12、优选的，在s2中，调用三维建模软件建立三维模型，具体是：

13、在三维建模软件中建立掘进产品的骨架模型，在掘进产品的骨架模型上对掘进产品的各个部件进行装配，得到三维模型。

14、优选的，在s3中，渲染得到掘进产品的全景图和全景动画，具体方式如下：

15、搭建掘进产品地下演示场景，结合所述全景点位对三维模型进行渲染，其中，对三维模型的渲染包括：

16、设计模型材质、绑定运动关系、设计灯光、设计动作、设计粒子特效和设计镜头。

17、优选的，在s3中，设计模型材质、绑定运动关系、设计灯光、设计动作、设计粒子特效和设计镜头，具体是：

18、设计模型材质：对三维模型的各个部件进行涂装，给每个零件赋予哑光材质的漫反射、反射、反射光泽度和折射率；针对特定图案，在哑光材质基础上增加漫反射混合贴图，通过不同id通道的控制，赋予材质效果；

19、绑定运动关系：设定三维模型中各个部件之间的父子关系、路径约束、反向运动学、注释约束、位置约束和连线控制，确保三维模型中各个部件之间的运动关系和掘进产品相同；挖斗臂架类采用反向运动学绑定，使用一个控制器控制整个臂架的运动，油缸类采用注释约束绑定，管片吊运机类与履带类采用路径约束与位置约束，齿轮使用连线控制绑定；

20、设计灯光：根据现场拍摄环境设置至少四种灯光类型，所述灯光类型包括掘进机圆柱灯，管片壁线灯，洞室大型射灯和按键灯，调整灯光的面积、流明和位置，确保三维模型的灯光和现场拍摄环境相同；

21、设计动作：基于掘进产品的运行方式，制作掘进产品的动作，所述动作包括掘进、换步、出渣、超前钻探、超前注浆、喷混、锚护、管片拼装、渣土收集和主驱动传动，将各个部件调整到初始状态，启动自用关键帧捕捉，移动时间轴至下一个时间点，操纵各个部件至下一个状态，关闭关键帧捕捉，则该部件会在时间轴上2个时间点上生成2个关键帧，完成动作制作；基于不同的动作，调整的动作类型包括移动、旋转、缩放、可见性、比例、大小和强度；

22、设计粒子特效：掘进产品的粒子特效包括掘进渣土、传送渣土、堆积渣土、膨润土注浆、管片壁厚注浆和泡沫喷注；对于软土软岩，使用不规格土块与变透明烟雾模型；对于湖泊、河流江海下地质，使用不规则土块与鹅卵石模型；对于山体硬岩地质，使用薄片状岩石模型；基于地质情况和现场渣土照片制作不同的粒子形状，使用节点式操作符创建粒子发射的位置、碰撞的物体、死亡的时间、受到的重力和风力、查找的对象和破碎的数量，在小范围进行粒子生成测试，粒子流向符合设计，则增大粒子数量，并导出粒子缓存文件进行存储，完成粒子特效设计；

23、设计镜头：建立物理摄像机，关闭自动曝光，保证物理摄像机与目标点始终在同一水平面，在渲染设置内启用摄像机覆盖，选用球形摄像机，视野360°，当需要在地质环境剖开展示时，保证整体设备在画面中心约整体四分之一的面积，保证设备清晰度。

24、优选的，在s5中，所述介绍窗口中设置对应位置的介绍内容，将介绍窗口设置在全景中位置。

25、优选的，在s6中，基于全景点位设置拍摄点位，具体是：

26、依据进入办公路线，设置拍摄点位拍摄入口、大厅和工位的场所全景；沿着实验楼和生产线的参观通道，每隔20米设计1个拍摄点位；在施工项目中，依据进入施工面的路径，在地面入口、进入路线中和每节台车中，分别设置拍摄点位。

27、优选的，在s7中，得到全景场景之后，还包括：

28、调用视频后期制作软件的3d层与天空盒插件，调整全景场景中每个元素的深度和位置，引入动态光影，再通过关键帧动画技术，平滑过渡全景场景中的各部分内容。

29、另外，本发明还包括一种隧道掘进产品展示系统，用于实现如上述的隧道掘进产品展示方法，所述系统包括三维建模模块、三维渲染模块、全景图和全景动画处理模块、全景拍摄模块、全景场景制作模块和全景vr展示模块；

30、三维建模模块：对掘进产品进行三维建模，得到三维模型；

31、三维渲染模块：对三维模型进行三维渲染，得到全景图和全景动画；

32、全景图和全景动画处理模块：对全景图和全景动画的画面内容进行剪辑和调色；在全景动画中添加介绍窗口，得到全景合成动画；

33、全景拍摄模块：基于全景点位设置拍摄点位，采用全景相机拍摄，得到相片素材和视频素材；

34、全景场景制作模块：对相片素材和视频素材进行视频后期制作，得到全景场景；

35、全景vr展示模块：设计全景vr展示模块，将全景图、全景动画、全景合成动画和全景场景导入全景vr展示模块中，基于全景vr展示模块完成掘进产品的全景vr展示。

36、优选的，所述全景vr展示模块包括vr全景展示子模块和全景交互子模块；

37、所述vr全景展示子模块用于展示全景图、全景动画、全景合成动画和全景场景，所述vr全景展示子模块包括球形模型，摄像机设置在球形模型的中心，观看方向匹配vr展示方向，每个球形模型匹配一个全景贴图；

38、所述全景交互子模块用于播放展示全景内容，完成全景图、全景动画、全景合成动画和全景场景之间的切换。

39、应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

40、本发明公开了一种画面质量高且超越现实视角的基于全景vr的隧道掘进产品展示方法，通过设计掘进产品的三维模型，对三维模型进行材质、绑定运动关系，搭建展示场景、灯光，制作渲染全景图、全景动画。本发明还通过全景相机拍摄目标区域相片和视频，并制作全景场景。本发明还设计了全景vr展示模块，把全景图、全景动画、全景合成动画和全景场景导入全景vr展示模块，全景vr展示模块设置在vr设备内；受众体验时，只需佩戴安装客户端的vr设备，便可身历其境的体验。

41、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。