CN111225233A - 一种多维环境渲染系统及渲染方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于环境渲染的技术领域，提供了一种多维环境渲染系统，包括：至少一个多维环境情境分析系统，所述多维环境情境分析系统用于接收音视频的参数数据，且所述多维环境情境分析系统包括智能分析单元和存储器，所述智能分析单元用于分析一个或多个所述音视频的参数数据和根据所述一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式或修改所述渲染模式，所述渲染模式存储于存储器中，且所述智能分析单元根据待渲染音视频的参数数据和所述渲染模式生成一渲染数据；至少一个多维环境情境渲染装置，所述多维环境情境渲染装置可通讯连接所述多维环境情境分析系统，并根据接收的所述渲染数据对环境进行渲染。本发明通过智能分析单元使渲染效果达到最佳状态。

Description

一种多维环境渲染系统及渲染方法
技术领域
本发明属于环境渲染的技术领域，特别涉及一种多维环境渲染系统及渲染方法。
背景技术
随着社会的发展和生活水平不断提高，人们在娱乐方面在体验上提出了更高的需求及要求；在播放音视频的时候，也在追求播放环境和音视频内容的结合，目前，市场上出现一种环境渲染装置，用于游戏场景下对环境进行光色渲染，其通过在音响,喇叭等发声装置上安装少量或大量的单色或三原色红绿蓝二极发光体来呈现播放声音节奏的光色渲染效果。
然而，这种渲染方式较为简单，渲染模式较为单一，渲染效果不佳；而且欠缺层次感和空间感，体验效果较差，一般只适用于大型游戏场景的渲染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多维环境渲染系统，旨在解决现有的环境渲染装置渲染模式单一，渲染效果较差的技术问题。
本发明是这样实现的，提供一种多维环境渲染系统，包括：
至少一个多维环境情境分析系统，所述多维环境情境分析系统用于接收音视频的参数数据，且所述多维环境情境分析系统包括智能分析单元和存储器，所述智能分析单元用于分析一个或多个所述音视频的参数数据和根据所述一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式或修改所述渲染模式，所述渲染模式存储于存储器中，且所述智能分析单元根据待渲染音视频的参数数据和所述渲染模式生成一渲染数据；
至少一个多维环境情境渲染装置，所述多维环境情境渲染装置通讯连接所述多维环境情境分析系统，并根据接收的所述渲染数据对环境进行渲染。
进一步地，所述多维环境情境分析系统还包括声音及影像输入单元、声音及影像输出单元、声音分析单元、影像分析单元和情境控制输出单元；所述声音及影像输入单元分别与所述声音及影像输出单元、影像分析单元、声音分析单元和智能分析单元通讯连接，所述智能分析单元分别与所述影像分析单元、声音分析单元、情境控制输出单元和存储器通讯连接，所述渲染数据通过所述情境控制输出单元输送至所述多维环境情境渲染装置。
进一步地，所述多维环境情境分析系统还包括与所述声音及影像输入单元通讯连接的无线资料输入输出单元；和/或所述多维环境情境分析系统还包括与所述存储器通讯连接的有线资料输入输出单元。
进一步地，所述多维环境情境分析系统还包括环境参数接收单元，所述环境参数接收单元与所述智能分析单元通讯连接。
进一步地，所述多维环境情境渲染装置包括控制处理器、与所述控制处理器通讯连接的环境传感器、情境控制接收单元、发声单元和发光单元；所述环境传感器用于收集环境参数数据并和所述环境参数接收单元通讯连接，所述情境控制接收单元与所述情境控制输出单元通讯连接；所述控制处理器接收所述情境控制接收单元的数据并根据接收到的数据控制所述发声单元发声和控制所述发光单元发光。
进一步地，所述多维环境情境渲染装置还包括与所述控制处理器通讯连接的体感输出单元。
进一步地，所述发光单元包括灯泡、投影机、激光雷射投影装置、LCD屏幕、显示器三原色发光二极管中的一种或几种；和/或所述发声单元包括至少一个喇叭或音响装置。
进一步地，所述环境传感器包括颜色侦测传感器、距离传感器、温度传感器、湿度传感器、方向传感器和重力传感器中的一种或几种。
本发明还提供一种多维环境渲染方法，采用上述任一项所述的多维环境渲染系统对环境进行渲染，包括以下步骤；
将音视频数据导入多维环境情境分析系统；
智能分析单元分析所述音视频数据并生成渲染模式或修正渲染模式；
将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统，所述智能分析单元分析所述待渲染音视频的参数数据，并匹配生成或修正后的渲染数据，生成待渲染音视频的渲染数据；并再次修正渲染模式；
所述多维环境情境分析系统控制所述多维环境情境渲染装置根据所述待渲染音视频的渲染数据对环境执行渲染。
进一步地，在将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统时，还将环境参数数据导入多维环境情境分析系统，所述智能分析单元分析所述待渲染音视频的参数数据以及所述环境参数数据后匹配生成或修正后的渲染模式。
进一步地，所述渲染为对环境渲染时相对于待渲染的音视频延迟渲染；或所述渲染为对环境渲染时相对于待渲染的音视频提前渲染。
本发明提供的环境渲染系统的有益效果在于：通过智能分析单元用于分析一个或多个所述音视频的参数数据和根据所述一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式或修改渲染模式，并根据待渲染音视频的参数数据和所述渲染模式生成一渲染数据，多维环境情境渲染装置根据接收的渲染数据对环境进行渲染。由于输入音视频至多维环境情境分析系统后，智能分析单元会学习、分析该音视频的参数数据并修改存储于存储器中的渲染模式，即随着输入的音视频越多，渲染模式越能得到优化，最终达到最佳的渲染效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的环境渲染系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的环境渲染系统的多个多维环境情境渲染装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的环境渲染系统的多个多维环境情境分析系统的结构示意图；
图4(a)、图4(b)和图4(c)是本发明实施例提供的环境渲染系统的渲染效果的示意图。
图中：
10、多维环境情境分析系统；11、声音及影像输入单元；12、声音及影像输出单元；13、声音分析单元；14、影像分析单元；15、环境参数接收单元；16、存储器；17、情境控制输出单元；18、无线资料输入输出单元；19、有线资料输入输出单元；20、多维环境情境渲染装置；21、控制处理器；22、环境传感器；23、情境控制接收单元；24、发声单元；25、发光单元；26、体感输出单元；30、显示屏；31、图像；40智能分析单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，图中箭头方向表示通讯方向，本实施例提供一种多维环境渲染系统，包括：
至少一个多维环境情境分析系统10和至少一个多维环境情境渲染装置20，多维环境情境分析系统10用于接收音视频的参数数据，且多维环境情境分析系统10包括智能分析单元40和存储器16，智能分析单元40用于分析一个或多个音视频的参数数据，根据一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式，或修改渲染模式，渲染模式存储于存储器16中，且智能分析单元40根据待渲染音视频的参数数据和渲染模式生成一渲染数据；多维环境情境渲染装置20通讯连接多维环境情境分析系统10，并根据接收的渲染数据对环境进行渲染。
上述方案中，通过智能分析单元40用于分析一个或多个所述音视频的参数数据和根据所述一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式或修改渲染模式，并根据待渲染音视频的参数数据和所述渲染模式生成一渲染数据，多维环境情境渲染装置20根据接收的渲染数据对环境进行渲染。由于输入音视频至多维环境情境分析系统10后，智能分析单元40会学习、分析该音视频的参数数据并修改存储于存储器16中的渲染模式，即随着输入的音视频越多，渲染模式越能得到优化，最终达到最佳的渲染效果。
本方案可以采用一个多维环境情境分析系统10对应一个或多个多维环境情境渲染装置20，如图1、图2；也可以采用多个多维环境情境分析系统10和多个多维环境情境分析系统10组成环境渲染系统，见图3；通过连接多个多维环境情境分析系统10，使多个智能分析单元40的能力结合在一起，提高了智能分析单元40的性能，达到较佳的渲染效果。此处的音视频来源包括如DVD、CD和蓝光等播放器或计算机、电视机、摄录机、麦克风、手机、平板计算机及网络等可提供娱乐使用之片源、音乐及生活个人录像，图片等等的视频及音频类文件作为系统的数据输入来源。
进一步地，所述多维环境情境分析系统10还包括声音及影像输入单元11、声音及影像输出单元12、声音分析单元13、影像分析单元14和情境控制输出单元17；音视频的数据可通过声音及影像输入单元11输入至多维环境情境分析系统10；声音及影像输入单元11分别与所述声音及影像输出单元12、影像分析单元14、声音分析单元13通讯连接，输入的音视频数据可通过声音及影像输出单元12输出，或者经声音分析单元13或影像分析单元14分析其数据类型和内容；智能分析单元40分别与所述影像分析单元14、声音分析单元13、情境控制输出单元17和存储器16通讯连接，渲染数据通过情境控制输出单元17输送至多维环境情境渲染装置20；影像分析单元14为提取影像的特征点.作用在于加速智能分析单元40对影像的分析速度，声音分析单元13是作用是提取声音的特征点，加速智能分析单元40对声音的分析速度。
进一步地，多维环境情境分析系统10还包括与声音及影像输入单元11通讯连接的无线资料输入输出单元18；或所述多维环境情境分析系统10还包括与所述智能分析单元40通讯连接的有线资料输入输出单元19；也可以同时设置无线资料输入输出单元18和有线资料输入输出单元19，使用者可根据需要设定。音视频的数据可通过有线或无线的方式输入多维环境情境分析系统10，采用有线输入时，可直接输入至声音及影像输入单元11，采用无线输入时，通过无线资料输入输出单元18输入至声音及影像输入单元11。而通过有线资料输入输出单元19，可直接将资料通过有线的方式传输至智能分析单元40中；当然，也可以通过将无线资料输入输出单元18与智能分析单元40通讯连接，即可采用无线的方式将外部资料输送至智能分析单元40中。
进一步地，多维环境情境分析系统10还包括环境参数接收单元15，环境参数接收单元15与智能分析单元40通讯连接。智能分析单元40在存储或修改渲染模式时，除了分析音视频的参数数据外，还会分析环境参数接收单元15接收到的环境参数信息；通过环境参数信息，在不同的环境下播放相同的音视频时将产生不同的渲染数据，以达到相同且较佳的渲染效果。
进一步地，多维环境情境渲染装置20包括控制处理器21、与控制处理器21通讯连接的环境传感器22、情境控制接收单元23、发声单元24和发光单元25；环境传感器22用于收集环境参数数据并和所述环境参数接收单元15通讯连接，情境控制接收单元23与情境控制输出单元17通讯连接；控制处理器21接收情境控制接收单元23的数据并根据接收到的数据控制发声单元24发声和控制发光单元25发光。本方案中，多维环境情境渲染装置20设置由环境传感器22，可以采集环境的参数数据，由于不同位置采集所得的环境参数数据不同，本方案中，环境传感器22与发光单元25都设置在多维环境情境渲染装置20上，则根据环境传感器22采集的环境参数数据生成的渲染数据可以达到较好的效果；通过发生单元和发光单元25对环境进行光色渲染。当然，此处也可以取消发声单元24，即只对光色进行渲染，而不对声音进行渲染，可根据需要设定。
进一步地，所述多维环境情境渲染装置20还包括与所述控制处理器21通讯连接的体感输出单元26。通过设置体感输出单元26，使音视频的观赏者可以感同身受，提高代入感，体验更好的娱乐效果。
进一步地，所述体感输出单元26包括风扇,雾化器,制冷器,发热器,气味产生器.喷水器,空气振动器,振动马达,重低喇叭中的一种或几种。
进一步地，所述发光单元25包括灯泡、投影机、激光雷射投影装置、LCD屏幕、显示器或三原色发光二极管中的一种或几种；发声单元24包括至少一个喇叭或音响装置，发声单元24可与发光单元25任意组合，可以只设置发光单元25而不设置发声单元24，即只对环境进行光色渲染；也可以只设置发声单元24，而不设置发光单元25，即只对发声单元24进行声音渲染，用户可根据需要设置。
进一步地，所述环境传感器22包括颜色侦测传感器、距离传感器、温度传感器、湿度传感器、方向传感器和重力传感器中的一种或几种。通过颜色传感器采集环境的光色数据，通过距离传感器可测量多维环境情境渲染装置20距离投射区域的距离，根据重力传感器可测试多维环境情境渲染装置20的摆放角度，即可以通过测试所得的数据，调整生成的渲染数据，从而达到在不同的环境下实现相同的渲染效果。例如，墙壁为浅蓝色，原本要对墙壁渲染白光，若直接投白光.用户要看到是墙壁上的光色为浅蓝色，而通过颜色侦测传感器传回的墙壁上原本颜色，把发光单元25投出去的白光中的蓝色比重减少，则光色到墙壁后加上原墙壁的原色就接近白光了，即可减少环境的改变对渲染效果的影响。
进一步地，本发明还设置有外置摄像头，用于拍摄用户的脸部表情，并将拍摄的影像传输至声音及影像输入单元11，智能分析单元40通过识别影像中的用户表情，判断用户的心情处于喜怒哀乐或者其他状态，根据以往的用户习惯，进行环境渲染。比如，当用户正在观看电视节目,电视节目的内容影像和声音经输入多维环境情境分析系统10中的声音及影像输入单元11，同时外置摄像头也将拍摄到的用户脸部表情经由声音及影像输入单元11输入到声音及影像输入单元11，用户脸部表情有点焦虑，当下时间为深夜，依系统之前学习到这个用户的习惯，该用户常常利用电视帮助入睡，于是系统会先把环境光线渲染出平静的气氛，如浅绿或浅蓝色；待监控到用户脸部表情变得平静后，再把环境光线渲染成暗黄，而且光线和声音越来越暗，越来越小，以帮助用户入睡。
本发明还提供一种环境渲染方法，采用上述的任一种多维环境渲染系统对环境进行渲染，包括以下步骤；
将音视频数据导入多维环境情境分析系统10；
智能分析单元40分析所述音视频数据并生成渲染模式或修正渲染模式；
将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统10，所述智能分析单元40分析所述待渲染音视频的参数数据，并匹配生成或修正后的渲染数据，生成待渲染音视频的渲染数据；并再次修正渲染模式；
所述多维环境情境分析系统10控制所述多维环境情境渲染装置20根据所述待渲染音视频的渲染数据对环境执行渲染。
由于智能分析单元40会学习、分析该音视频的参数数据并修改存储于存储器16中的渲染模式，即随着输入的音视频越多，渲染模式越能得到优化，最终达到最佳的渲染效果
进一步地，在将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统10时，还将环境参数数据导入多维环境情境分析系统10，所述智能分析单元40分析所述待渲染音视频的参数数据以及所述环境参数数据后匹配生成或修正后的渲染模式。，在不同的环境下播放音视频时将产生不同的渲染数据，达到相同的渲染效果；本方案的作用详见上述环境传感器22的作用效果，这里不再赘述。
本实施例提供的环境渲染方法，由于多维环境情境分析系统10会根据环境传感器22采集到的环境参数调整生成的渲染数据，通过设置环境传感器22单元协助及实现多维环境情境渲染装置20适应在任何环境的摆放方式，而不会因渲染装置的摆放角度而影响到投放到墙壁的渲染或图形效果。
进一步地，渲染为延迟渲染；或渲染为提前渲染。且本发明提供的环境渲染系统在进行环境渲染时为非即时渲染，即与音视频的播放不同步，丰富了渲染的层次感和空间感，达到较好的渲染效果。例如，在进行环境渲染时带有延时，则可让光渲效果能从显示器、电视、投影机等显示类产品内的影像更生动、更有层次地把影像从显示类产品内显示区飞出,延申到整个空间，请参阅图4(a)、图4(b)和图4(c)，通过带有延时的环境渲染，在显示器中的图像31在移动到显示器边缘后，具有逐渐从显示器中飞出的效果；在进行环境渲染时提前渲染，显而易见的，与延迟的渲染效果相反，图像31从显示器外的环境中，飞入显示器内，如从图4(c)到图4(b)再到图4(a)；使环境渲染更有层次感。
其中一个优先实施方法是把多维环境情境渲染装置20固定在沙发或椅子的下方或靠背，而在体感输出单元26中设置重低音喇叭、振动马达或空气振动器，使用户能透过重低音喇叭或振动马器的产成的振动振荡，身入情境。
本实施例的另一个优先实现方法是多维环境情境渲染装置20采用风扇，雾化器、制冷器、发热器和气味产生器等组合，实施情境体感模拟。如显示器中内容为沙漠，则可透过风扇和发热器，模拟出沙漠上的热风，又如显示器中内容为北极或寒冷的地方，则可透过风扇和制冷器模拟冷风；又如显示器中内容为春天的花丛，则可采用风扇、雾化器和气味产生器(装有不同的花气味的精油)的组合，由雾化器把精油雾化再由风扇出气味。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多维环境渲染系统，其特征在于，包括：
至少一个多维环境情境分析系统，所述多维环境情境分析系统用于接收音视频的参数数据，且所述多维环境情境分析系统包括智能分析单元和存储器，所述智能分析单元用于分析一个或多个所述音视频的参数数据和根据所述一个或多个音视频的参数数据生成渲染模式或修改所述渲染模式，所述渲染模式存储于存储器中，且所述智能分析单元根据待渲染音视频的参数数据和所述渲染模式生成渲染数据；
至少一个多维环境情境渲染装置，所述多维环境情境渲染装置通讯连接所述多维环境情境分析系统，并根据接收的所述渲染数据对环境进行渲染。
2.如权利要求1所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述多维环境情境分析系统还包括声音及影像输入单元、声音及影像输出单元、声音分析单元、影像分析单元和情境控制输出单元；所述声音及影像输入单元分别与所述声音及影像输出单元、影像分析单元、声音分析单元和智能分析单元通讯连接，所述智能分析单元分别与所述影像分析单元、声音分析单元、情境控制输出单元和存储器通讯连接，所述渲染数据通过所述情境控制输出单元输送至所述多维环境情境渲染装置。
3.如权利要求2所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述多维环境情境分析系统还包括与所述声音及影像输入单元通讯连接的无线资料输入输出单元；和/或所述多维环境情境分析系统还包括与所述存储器通讯连接的有线资料输入输出单元。
4.如权利要求2所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述多维环境情境分析系统还包括环境参数接收单元，所述环境参数接收单元与所述智能分析单元通讯连接。
5.如权利要求4所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述多维环境情境渲染装置包括控制处理器、与所述控制处理器通讯连接的环境传感器、情境控制接收单元、发声单元和发光单元；所述环境传感器用于收集环境参数数据并和所述环境参数接收单元通讯连接，所述情境控制接收单元与所述情境控制输出单元通讯连接；所述控制处理器接收所述情境控制接收单元的数据并根据接收到的数据控制所述发声单元发声和控制所述发光单元发光。
6.如权利要求5所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述多维环境情境渲染装置还包括与所述控制处理器通讯连接的体感输出单元。
7.如权利要求5所述的多维环境渲染系统，其特征在于，所述发光单元包括灯泡、投影机、激光雷射投影装置、LCD屏幕、显示器和三原色发光二极管中的一种或几种；和/或所述发声单元包括至少一个喇叭或音响装置。
8.一种多维环境渲染方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的环境渲染系统对环境进行渲染，包括以下步骤；
将音视频数据导入多维环境情境分析系统；
智能分析单元分析所述音视频数据并生成渲染模式或修正渲染模式；
将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统，所述智能分析单元分析所述待渲染音视频的参数数据，并匹配生成或修正后的渲染模式，生成待渲染音视频的渲染数据；并再次修正渲染模式；
所述多维环境情境分析系统控制所述多维环境情境渲染装置根据所述待渲染音视频的渲染数据对环境执行渲染。
9.如权利要求8所述的多维环境渲染方法，其特征在于，在将待渲染音视频导入多维环境情境分析系统时，还将环境参数数据导入多维环境情境分析系统，所述智能分析单元分析所述待渲染音视频的参数数据还包括；以及所述环境参数数据后匹配生成或修正后的渲染模式。
10.如权利要求8所述的多维环境渲染方法，其特征在于，所述渲染为对环境渲染时相对于待渲染的音视频延迟渲染；或所述渲染为对环境渲染时相对于待渲染的音视频提前渲染。
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