CN106803283A - 基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，涉及虚拟展览实现方法技术领域。所述方法包括如下步骤：实体展馆场景扫描；通过扫描实体展馆场景获得数据构建三维全景展馆信息模型；构建可用展陈区域数据库；构建展陈基本素材库；构建展陈内容数据库；构建三维全景多媒体展览信息模型；在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，建立三维全景多媒体交互漫游模型；在三维全景多媒体交互漫游模型中添加观众管理模块。所述方法可以低成本、快速地完成虚拟展馆展陈内容的更换，观众角色可以变换，观众足迹可被记录，可以提升看展览的乐趣、体验效果好，还可以帮助虚拟展览主办方改善规划和管理。

Description

基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法

技术领域

本发明涉及虚拟展览实现方法技术领域，尤其涉及一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法。

背景技术

传统的美术馆、博物馆、展览馆等因受展览空间和展出时间的限制，绝大部分展品无法让观众看到，极大地限制了展品的影响。近年来，网上虚拟博物馆或数字化博物馆逐步增多，主要目的不外乎是传播、传承、传达展陈作品的影响。但是，目前为止的数字化博物馆（美术馆）大部分只是将馆藏品进行数字化供网上展出、或是将展览进行全景拍摄上网供观众漫游。鉴于大部分展馆尤其是美术馆的展陈内容是不断更新展出的，传统的数字化方法无法快速更新展出内容，或者说更新展出内容意味着重新做一次，代价和时间付出都比较大。另外，目前市场上的数字化展馆一部分是传统的图片式的二维展出，比较好的是基于全景实景拍摄或虚拟虚景模型的展出，看展览时都是第一人称角色，体验不佳，虚拟展陈推广困难，很多虚拟展馆已经门前冷清、观众寥寥无几。针对以上问题，好的虚拟展览需要解决：1）展陈内容可以方便更换；2）数据量要合理，方便观众通过互联网访问；3）观众参观展览时需要有良好的互动交流功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，所述方法基于实体展馆，可以低成本、快速地完成虚拟展览的内容的更换，观众可以体验不同角色，并可与其他观众在参观虚拟展览过程中互动交流，观众足迹可被记录，帮助虚拟展览主办方改善规划和管理。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

对实体展馆场景进行扫描数据采集；

基于扫描获得的实体展馆场景数据构建三维全景展馆信息模型；

构建可用展陈区域数据库；

构建展陈基本素材库；

构建展陈内容数据库；

通过三维全景展馆信息模型、可用展陈区域数据库、展陈基本素材库以及展陈内容数据库构建三维全景多媒体展览信息模型；

在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，在预设漫游位置完成三维全景数据重构、经数据优化和压缩后发布上线后形成的一套完整的可在互联网上展示的三维全景多媒体交互漫游模型；

在三维全景多媒体交互漫游模型中添加观众管理模块。

进一步的技术方案在于：所述的实体展馆场景扫描方法如下：

采用同步定位建图、三维实体建模和纹理重构、摄影测量三维建模方法，完成对展馆建筑结构、纹理色彩、导航信息的采集。

进一步的技术方案在于：所述的构建三维全景展馆信息模型的方法如下：

对扫描获得的场景数据进行整理、建模、纹理重构，完成对展馆和相关环境的三维全景信息模型构建。

进一步的技术方案在于：所述的构建可用展陈区域数据库的方法如下：

在三维全景展馆信息模型中，根据各展示空间尺寸的大小，确立可展示展品的尺寸标准规格，供展陈规划和管理使用。

进一步的技术方案在于：所述的展陈基本素材库的建立方法如下：对特定展览的常用组件如书画展的装裱框尺寸大小、装裱风格的三维和纹理进行建模。

进一步的技术方案在于：所述的三维全景多媒体展览信息模型的构建的方法如下：

在三维全景展馆信息模型中结合可用展陈区域数据库所述的素材，植入展陈内容数据库所述的展示内容，或植入互联网超链接。

进一步的技术方案在于：所述的实体展馆场景扫描还包括展馆导航图、地磁、信源附加信息的采集，该信息模型用于实体展馆的虚拟实景展示、植入展陈内容后生成实景展览的信息模型，并用于构建三维全景交互式漫游导航模型。

进一步的技术方案在于：所述的三维全景多媒体交互漫游模型是指在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，通过参观点、导航路径的设置规划，制作漫游和导航信息模型，并经数据优化和压缩后发布上线的可通过互联网展示的可交互漫游的模型。

进一步的技术方案在于：所述的观众管理模块是指在三维全景多媒体交互漫游模型的基础上增加观众漫游角色管理、漫游足迹管理、角色群组功能，实现虚拟展览中观众的社交功能。

进一步的技术方案在于：所述观众管理模块允许观众改变漫游角色，允许观众选择自身角色在虚拟展览模型中是否可见、足迹是否保留并共享；允许多个观众在不同的终端同一时间段在虚拟展馆中漫游参观，观众之间或观众与虚拟展馆管理员可以有语音和文字的互动交流；在参观虚拟展馆时，观众足迹可以被记录并用于大数据分析。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法通过虚拟实景三维模型的构建、展示内容的编辑、虚拟展览模型的重构，实现虚拟展览模型中展陈内容的快速更换，提升了虚拟展览的实施效率和效益；通过对观众角色、足迹、群组等社交功能的植入，提升观众的体验感、增加观众参观虚拟展览的乐趣和参与度。

具有如下优势：1）基于实体展馆，确保了虚拟展览的品质和信誉度；2）可以低成本、快速的完成虚拟展览内容的更换，可以无限扩大展览时间和空间；3）观众可以体验不同角色，在参观虚拟展览过程中可以与其他观众进行互动交流，提升了参观虚拟展览的吸引力；4）观众足迹大数据分析，可以帮助虚拟展览主办方改善规划和管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

总体的，本发明公开了一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，所述方法包括如下步骤：

对实体展馆场景进行扫描数据采集；

基于扫描获得的实体展馆场景数据构建三维全景展馆信息模型；

构建可用展陈区域数据库；

构建展陈基本素材库；

构建展陈内容数据库；

通过三维全景展馆信息模型、可用展陈区域数据库、展陈基本素材库以及展陈内容数据库构建三维全景多媒体展览信息模型；

在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，在预设漫游位置完成三维全景数据重构、经数据优化和压缩后发布上线后形成的一套完整的可在互联网上展示的三维全景多媒体交互漫游模型；

在三维全景多媒体交互漫游模型中添加观众管理模块。

具体的：

所述的实体展馆场景扫描，是指采用同步定位建图三维扫描、全景拍摄、摄影测量三维建模等技术完成对实体展馆的场景数据采集，包括三维结构、纹理和色彩、地磁、信源等综合信息的采集。

所述的构建三维全景展馆信息模型，是指在实体展馆场景扫描数据的基础上，进行三维建模、纹理重构、导航图修正等处理后得到的基于实体展馆的可供漫游导航的三维实景虚拟展馆信息模型。

所述的构建可用展陈区域数据库，是指基于实体展馆或虚拟展馆的已知供展览使用的区域大小和位置，方便布展和规划管理。

所述的展陈基本素材库，是指展览用的基本元素，比如书画展的作品常用尺寸规格如字画框大小、装裱风格等的三维和纹理建模。

所述的展陈内容数据库，是待展示的展品的属性，如书画展作者简介、作品图片、作品尺寸、类别、背景介绍、字画框和装裱风格、搜索关键词、拟展示时间区段等。

所述的三维全景多媒体展览信息模型，是指基于三维全景展馆信息模型，结合可用展陈区域数据库所述素材，植入展陈内容数据库所述展示内容后完成的三维全景多媒体虚拟展览信息模型。特别地，在该模型中也可以植入互联网超链接、丰富增强现实内容。

所述的三维全景多媒体交互漫游模型，是指在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，通过参观点、导航路径的设计规划，制作漫游和导航信息模型，经数据优化和压缩后发布上线的可交互漫游的模型，方便观众通过互联网参观展陈。

所述观众管理模块，是指在三维全景多媒体交互漫游模型的基础上增加观众漫游角色管理、漫游足迹管理、角色群组等功能，实现虚拟展览中观众的社交功能。特别地，允许观众改变漫游角色，允许观众选择自身角色在虚拟展览模型中是否可见、足迹是否保留并共享。允许多个观众在不同的终端同一时间段在虚拟展馆中漫游参观（允许组团、添加联系），观众之间或观众与虚拟展馆管理员可以有语音和文字的互动交流。特别地，在参观虚拟展馆时，观众足迹可以被记录并用于大数据分析。

所述方法通过虚拟实景三维模型的构建、展示内容的编辑、虚拟展览模型的重构，实现虚拟展览模型中展陈内容的快速更换，提升了虚拟展览的实施效率和效益；通过对观众角色、足迹、群组等社交功能的植入，提升了观众的体验感、增加了观众参观虚拟展览的乐趣和参与度。

具有如下优势：1）基于实体展馆，确保了虚拟展览的品质和信誉度；2）可以低成本、快速的完成虚拟展览内容的更换，可以无限扩大展览时间和空间；3）观众可以体验不同角色，在参观虚拟展览过程中可以与其他观众进行互动交流，提升了参观虚拟展览的吸引力；4）观众足迹大数据分析，可以帮助虚拟展览主办方改善规划和管理。

使用例：

针对某市美术馆的实体展馆，选择合适的时间（通常是闭馆、没有展品展出的时候），打开所有灯光，遮盖或移走镜子等高反光物体，采用SLAM同步定位和构图场景扫描系统、高清拍摄相机、三脚架、云台等设备，对美术馆展馆及与展馆相关的环境进行全面细致的场景扫描测量，获得展馆的三维结构、色彩纹理、二维平面图，以及地磁、信源等信息（必要时用摄影测量三维建模补充）。

对实体展馆的现场场景扫描完成后，采用三维数据处理和建模软件，对场景扫描所得数据进行处理，生成带色彩和纹理的三维模型，结合地磁、信源等导航信息，得到美术馆的可供漫游的美术馆环境的三维全景展馆信息模型。

基于上述美术馆环境的三维全景展馆信息模型，将可用于展览的区域位置和尺寸大小整理成可供查询、管理的可用展陈区域数据库。

针对美术馆展陈特点，整理展陈基本素材库 ，包括常用尺寸规格如字画框大小、装裱风格等的带纹理三维模型。

针对美术馆展陈书画作品的特点，建立展陈内容数据库并录入供展示的展品的属性，如书画展作者简介、作品图片、作品尺寸、类别、背景介绍、字画框和装裱风格、搜索关键词、拟展示时间区段等。

基于上述美术馆环境的三维全景展览信息模型、可用展陈区域数据库、展陈基本素材库以及展陈内容数据库，选择合适的可用展陈区域、合适的装裱画框，将需要展陈的作品进行数字化装裱后，植入到虚拟展馆信息模型中，完成包含了展陈内容的展馆信息模型即三维全景多媒体展览信息模型的构建。特别地，为丰富展示内容和效果，也可以在此模型中植入互联网超链接。

通常，上述三维全景多媒体展览信息模型数据量都比较大，不合适直接用于网上展览。为提升观众参观虚拟展览的体验感，预先设计参观点、导航路径，在各参观点重新构建基于导航路径或带位置信息的虚拟展览的漫游全景图。漫游全景图经过处理和优化压缩后，即完成展陈内容可更换的三维全景多媒体交互漫游模型的构建。该信息模型可发布到云服务器，通过全景漫游引擎在互联网上进行交互式漫游和展示。

特别地，为了提高虚拟展览的吸引力，可在上述展陈内容可更换的三维全景多媒体交互漫游模型中增加观众管理模块，加入观众角色管理、记录观众足迹、让观众自行组织群组等社交功能。该模块允许观众角色设置为第三人称（通常的漫游展示软件是以第一人称形式显示的），也就是允许观众以局外人的角色观看第三方在虚拟展馆中的行为。该模块可以让观众选择是否允许被别的观众（可以是同一时间登录虚拟展馆的陌生人，也可以是观众自己组织的群组成员）作为第三人称角色在虚拟展览模型中看到。同时，该模块还包括了观众之间（包括虚拟展览管理员）的多媒体交流互动功能。当然，观众可以在任何时候选择隐身而不被其他观众看到。

特别地，上述观众管理模块记录的观众参观足迹数据，可以用于虚拟展览的管理改善或大数据应用开发，比如了解展出的热门作品、作者等。

需要说明的是，本发明的应用并不局限于上述实施例。例如，美术馆可以是博物馆、展览馆、商城商场等其它具有类似特点的虚拟展览展陈。对展览会、博览会来说，展陈基本素材数据库可以是展台的通用模型，展陈内容数据库可以是机床、时装等。

在本发明的技术方案实施过程中，可根据虚拟展览的大小、允许同时登陆的观众数量来选择所需云服务器的性能。

Claims (10)

1.一种基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

对实体展馆场景进行扫描数据采集；

基于扫描获得的实体展馆场景数据构建三维全景展馆信息模型；

构建可用展陈区域数据库；

构建展陈基本素材库；

构建展陈内容数据库；

通过三维全景展馆信息模型、可用展陈区域数据库、展陈基本素材库以及展陈内容数据库构建三维全景多媒体展览信息模型；

在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，在预设漫游位置完成三维全景数据重构、经数据优化和压缩后发布上线后形成的一套完整的可在互联网上展示的三维全景多媒体交互漫游模型；

在三维全景多媒体交互漫游模型中添加观众管理模块。

2.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的实体展馆场景扫描方法如下：

采用同步定位建图、三维实体建模和纹理重构、摄影测量三维建模方法，完成对展馆建筑结构、纹理色彩、导航信息的采集。

3.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的构建三维全景展馆信息模型的方法如下：

对扫描获得的场景数据进行整理、建模、纹理重构，完成对展馆和相关环境的三维全景信息模型构建。

4.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的构建可用展陈区域数据库的方法如下：

在三维全景展馆信息模型中，根据各展示空间尺寸的大小，确立可展示展品的尺寸标准规格，供展陈规划和管理使用。

5.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的展陈基本素材库的建立方法如下：对特定展览的常用组件如书画展的装裱框尺寸大小、装裱风格的三维和纹理进行建模。

6.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的三维全景多媒体展览信息模型的构建的方法如下：

在三维全景展馆信息模型中结合可用展陈区域数据库所述的素材，植入展陈内容数据库所述的展示内容，或植入互联网超链接。

7.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的实体展馆场景扫描还包括展馆导航图、地磁、信源附加信息的采集，该信息模型用于实体展馆的虚拟实景展示、植入展陈内容后生成实景展览的信息模型，并用于构建三维全景交互式漫游导航模型。

8.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于：所述的三维全景多媒体交互漫游模型是指在三维全景多媒体展览信息模型的基础上，通过参观点、导航路径的设置规划，制作漫游和导航信息模型，并经数据优化和压缩后发布上线的可通过互联网展示的可交互漫游的模型。

9.如权利要求1所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述的观众管理模块是指在三维全景多媒体交互漫游模型的基础上增加观众漫游角色管理、漫游足迹管理、角色群组功能，实现虚拟展览中观众的社交功能。

10.如权利要求9所述的基于实体展馆的交互式三维全景多媒体虚拟展览方法，其特征在于，所述观众管理模块允许观众改变漫游角色，允许观众选择自身角色在虚拟展览模型中是否可见、足迹是否保留并共享；允许多个观众在不同的终端同一时间段在虚拟展馆中漫游参观，观众之间或观众与虚拟展馆管理员可以有语音和文字的互动交流；在参观虚拟展馆时，观众足迹可以被记录并用于大数据分析。