基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统及方法

技术领域

本涉及虚拟空间技术领域，具体为基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统及方法。

背景技术

Web3D展示技术与虚拟现实技术深度融合，催生出了元宇宙数字文化新业态，其中最具前沿性和成长性的热点领域就是沉浸式展馆体验，它能够让人体验到现实世界中的场景数字化融入到线上元宇宙展会当中，在虚拟世界中感受到科技成果，充分体验到虚拟世界和真实世界紧密相连结合的全新沉浸式元宇宙线上展馆。

元宇宙线上展厅通过3D模型+3D空间+虚拟人，将现实展览以虚拟的方式呈现在移动端、PC端，用心为用户打造所见即所得沉浸式体验。

计算机图形三维引擎是一种JavaScript API，用于在任何兼容的Web浏览器中呈现交互式3D和2D图形，而无需使用插件，计算机图形三维引擎通过引入一个与OpenGL ES2.0紧密相符合的API，可以在HTML5元素中使用，计算机图形三维引擎以简单、直观的方式封装了3D图形编程中常用的对象，在开发中使用了很多图形引擎的高级技巧，极大地提高了性能，由于它的易用性和扩展性，使得它能够满足大部分的开发需求。

市场上的虚拟云展厅是由三维虚拟空间构建而成，是通过链接在网页端打开即可任意浏览的3D元宇宙展厅，可以做到随时随地观看线上云展会，打破传统时间和地域上的限制，给人一种全新的线上沉浸式体验，元宇宙空间系统，不仅拥有线上展厅的功能，而且还可以实现虚实结合、线上任意浏览行走、给人沉浸式的元宇宙漫游体验，通过线上深入体验元宇宙展厅的神奇之处，所以三维全景的元宇宙虚拟空间被广泛使用。

但是，传统的元宇宙虚拟空间构建系统存在以下缺点:

元宇宙虚拟空间构建系统最重要的是人在元宇宙中的呈现跟沟通，且虚拟空间需多样化，不局限于传统的模式，现有的元宇宙虚拟空间构建系统无法实现这样的功能。

内容

本的目的在于提供基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统及方法，以解决上述背景技术中提出的元宇宙虚拟空间构建系统最重要的是人在元宇宙中的呈现跟沟通，且虚拟空间需多样化，不局限于传统的模式，现有的元宇宙虚拟空间构建系统无法实现这样的功能的问题。

为实现上述目的，本提供如下技术方案：基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统，包括虚拟构建系统本体，所述虚拟构建系统本体包括虚拟人平台、虚拟空间平台和虚拟活动平台，所述虚拟人平台包括虚拟角色模块和虚拟性别模块，所述虚拟空间平台包括多人跨空间模块、实时互动模块、内容传输模块、空间场景模块、虚拟工具模块和渲染体系模块，多人跨空间模块的安装免下载app，开放期间随时接入，减少用户学习成本，保证私域流量不会流失，直接接入，用户可在不同地点，以虚拟形象在3D虚拟空间里进行实时互动交互，内容传输模块使用核心RRT传输技术，即使是跨国需求，也能轻松满足，无延迟感，虚拟工具模块包含内容输入工具VTplus、VTmini，导播控制工具场景控制器及编辑器，搭配Vvorl3D虚拟活动平台，在虚拟活动3D场景化上，可实现虚拟形象更丰富和高规格的动作、表情迁移呈现，拉开质的差距，渲染体系模块具备完善的3D渲染体系，渲染工程师从引擎底层定制渲染管线、跨平台渲染框架，各种渲染风格融合了技术和艺术的综合审美。

作为本的一种优选技术方案，所述虚拟角色模块包括虚拟接带员单元、虚拟解说单元、虚拟客服单元、虚拟销售单元和虚拟店员单元，用户通过虚拟角色模块选择合适的虚拟角色，虚拟接带员单元可主动向参观者挥手、打招呼，介绍馆内的产品及理念，推荐展区的主题分布，虚拟解说单元可选用超写实虚拟人、二次元角色、卡通形象，表现方式新颖，虚拟客服单元能够快速接收用户所要表达的信息并在几微秒之内给予反馈，虚拟销售单元一种全新的直播带货形式，7*24小时直播不间断，极致智能应答交互体验，虚拟店员单元虚拟店员容貌端庄、会动会笑、声音甜美、着装正式，并且永远不知疲倦。

作为本的一种优选技术方案，所述实时互动模块包括文字互动单元、语音互动单元、表情包互动单元和肢体互动单元，用户可以通过实时互动模块选择互动方式。

作为本的一种优选技术方案，所述空间场景模块包括发布会单元、美术馆单元、演唱会单元、展会单元、展厅单元和舞池单元，用户可以通过空间场景模块选择对应的场景。

作为本的一种优选技术方案，所述虚拟活动平台包括远程演出模块、多端同步演出模块、多角色演出模块、实景融合模块、镜头模块、定位模块、表情模块和渲染效果模块，远程演出模块无需像其他方案一样在现场搭建动捕棚，演员无须到达现场，分散各地的演员在所在地动捕棚即可完成远程演出，节省大量开支，多端同步演出模块使用行业领先技术，可实现线上线下多地多终端同步演出，执行人员固定，不随场次增加而增加，节省人力成本，多角色演出模块可实现全球最多的人同屏演出，大幅领先于常见的单色方案，实景融合模块轻松实现虚拟人物与真实场景、真实人物的同屏演出效果，也可实现AR实景融合制作，满足不同创作需求，镜头模块最高支持度无死角自由切换镜头焦距可自由调节，通过鼠标滚轮即可完成，最高支持个预设机位，一键切换，定位模块可快速调整角色与场景空间相对位置，实现拍摄过程中的快速调整，提高拍摄效率，表情模块预设表情触发，操作简单声控同步嘴型，逼真便捷支持实时面捕捕捉，渲染效果模块支持高精度PBR模型、支持高精度NPR模型和支持复杂毛发效果。

本发明基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤一、虚拟人物建模：通过虚拟人平台对虚拟人物的性别和虚拟人物的角色进行选定建模；

步骤二、虚拟场景确定：根据实际情况对需要建立的虚拟空间场景进行确定；

步骤三、材质贴图：虚拟现实3D空间的材质贴图既要注重场景的真实表现，做到画面清晰，又要考虑到场景数据给网络运行带来的影响；

步骤四、灯光控制：根据选用的渲染器模拟自然光源或灯具光源。主要是通过设置光源的类型来调节光影的颜色、尺寸、倍增器等基本参数来表现物体的体量和场景的空间感，拟采用Vray灯光；

步骤五、渲染烘焙：一般情况下V-Ray渲染器的软件兼容性较好，要把握好对图像采样器、抗锯齿过滤器、内建预置、细分采样等参数的设置。具体可参见相关工具说明。对于大场景烘焙拟采用CompleteMap设置；

步骤六、场景功能开发：利用java实现后端接口功能，提供文字交流、语音交流、用户连接等功能的实现；

步骤七、元宇宙场景底层引擎开发：WebGL以简单、直观的方式封装了3D图形编程中常用的对象，并对其进行开发。

作为本的一种优选技术方案，所述步骤三中的贴图一般情况下材质贴图设置为1024×1024pix，模型面较大的材质贴图可设置为2048×2048pix，特大模型需要分割成多个子模型,再进行展UV贴图，确保场景内画面的质量和效果。材质贴图通常采用jpg、png、tga等格式文件。

与现有技术相比，本的有益效果是：

1、通过设置虚拟人平台，实现各类虚拟人全流程高品质高效率制作，实时投射真人动作表情，还原角色精细美感，实现完美驱动，一站式IP孵化+全平台运营，联动企业、品牌流量拓展营销边界，为品牌增长持续发力；

2、通过设置虚拟空间平台，多样场景选择+丰富内置应用，演、逛、聚、博、会、展全面覆盖，根据品牌个性、粉丝群体特点，进行空间内容策划设计，为企业品牌打造全方位立体化场景营销平台；

3、同时设置虚拟活动平台，构建虚实融合、沉浸体验与深度交互的“元宇宙”生态圈，提供“人+货+场”全栈式营销服务，实现品牌与用户间的强链接，满足多元营销需求，构建变现的商业化模式。

附图说明

图1为本发明虚拟构建系统本体的结构示意图；

图2为本发明虚拟人平台的结构示意图；

图3为本发明虚拟角色模块的结构示意图；

图4为本发明虚拟空间平台的结构示意图；

图5为本发明实时互动模块的结构示意图；

图6为本发明空间场景模块的结构示意图；

图7为本发明虚拟活动平台的结构示意图；

图8为本发明的流程图。

图中：1、虚拟构建系统本体；2、虚拟人平台；21、虚拟角色模块；211、虚拟接带员单元；212、虚拟解说单元；213、虚拟客服单元；214、虚拟销售单元；215、虚拟店员单元；22、虚拟性别模块；3、虚拟空间平台；31、多人跨空间模块；32、实时互动模块；321、文字互动单元；322、语音互动单元；323、表情包互动单元；324、肢体互动单元；33、内容传输模块；34、空间场景模块；341、发布会单元；342、美术馆单元；343、演唱会单元；344、展会单元；345、展厅单元；346、舞池单元；35、虚拟工具模块；36、渲染体系模块；4、虚拟活动平台；41、远程演出模块；42、多端同步演出模块；43、多角色演出模块；44、实景融合模块；45、镜头模块；46、定位模块；47、表情模块；48、渲染效果模块。

具体实施方式

下面将结合本实施例，对本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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本中的实施例，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，都属于本保护的范围。

请参阅图1-8，本提供了基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统，包括虚拟构建系统本体1，虚拟构建系统本体1包括虚拟人平台2、虚拟空间平台3和虚拟活动平台4，虚拟人平台2包括虚拟角色模块21和虚拟性别模块22，虚拟空间平台3包括多人跨空间模块31、实时互动模块32、内容传输模块33、空间场景模块34、虚拟工具模块35和渲染体系模块36，多人跨空间模块31的安装免下载app，开放期间随时接入，减少用户学习成本，保证私域流量不会流失，直接接入，用户可在不同地点，以虚拟形象在3D虚拟空间里进行实时互动交互，内容传输模块33使用核心RRT传输技术，即使是跨国需求，也能轻松满足，无延迟感，虚拟工具模块35包含内容输入工具VTplus、VTmini，导播控制工具场景控制器及编辑器，搭配Vvorld虚拟活动平台，在虚拟活动3D场景化上，可实现虚拟形象更丰富和高规格的动作、表情迁移呈现，拉开质的差距，渲染体系模块36具备完善的3D渲染体系，渲染工程师从引擎底层定制渲染管线、跨平台渲染框架，各种渲染风格融合了技术和艺术的综合审美。

虚拟角色模块21包括虚拟接带员单元211、虚拟解说单元212、虚拟客服单元213、虚拟销售单元214和虚拟店员单元215，用户通过虚拟角色模块21选择合适的虚拟角色，虚拟接带员单元211可主动向参观者挥手、打招呼，介绍馆内的产品及理念，推荐展区的主题分布，虚拟解说单元212可选用超写实虚拟人、二次元角色、卡通形象，表现方式新颖，虚拟客服单元213能够快速接收用户所要表达的信息并在几微秒之内给予反馈，虚拟销售单元214一种全新的直播带货形式，7*24小时直播不间断，极致智能应答交互体验，虚拟店员单元215虚拟店员容貌端庄、会动会笑、声音甜美、着装正式，并且永远不知疲倦。

实时互动模块32包括文字互动单元321、语音互动单元322、表情包互动单元323和肢体互动单元324，用户可以通过实时互动模块32选择互动方式。

空间场景模块34包括发布会单元341、美术馆单元342、演唱会单元343、展会单元344、展厅单元345和舞池单元346，用户可以通过空间场景模块34选择对应的场景。

虚拟活动平台4包括远程演出模块41、多端同步演出模块42、多角色演出模块43、实景融合模块44、镜头模块45、定位模块46、表情模块47和渲染效果模块48，远程演出模块41无需像其他方案一样在现场搭建动捕棚，演员无须到达现场，分散各地的演员在所在地动捕棚即可完成远程演出，节省大量开支，多端同步演出模块42使用行业领先技术，可实现线上线下多地多终端同步演出，执行人员固定，不随场次增加而增加，节省人力成本，多角色演出模块43可实现全球最多的20人同屏演出，大幅领先于常见的单色方案，实景融合模块44轻松实现虚拟人物与真实场景、真实人物的同屏演出效果，也可实现AR实景融合制作，满足不同创作需求，镜头模块45最高支持360度无死角自由切换镜头焦距可自由调节，通过鼠标滚轮即可完成，最高支持6个预设机位，一键切换，定位模块46可快速调整角色与场景空间相对位置，实现拍摄过程中的快速调整，提高拍摄效率，表情模块47预设表情触发，操作简单声控同步嘴型，逼真便捷支持实时面捕捕捉，渲染效果模块48支持高精度PBR模型、支持高精度NPR模型和支持复杂毛发效果。

本发明基于三维全景的元宇宙虚拟空间构建系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤一、虚拟人物建模：通过虚拟人平台2对虚拟人物的性别和虚拟人物的角色进行选定建模；

步骤二、虚拟场景确定：根据实际情况对需要建立的虚拟空间场景进行确定；

步骤三、材质贴图：虚拟现实3D空间的材质贴图既要注重场景的真实表现，做到画面清晰，又要考虑到场景数据给网络运行带来的影响；

步骤四、灯光控制：根据选用的渲染器模拟自然光源或灯具光源。主要是通过设置光源的类型来调节光影的颜色、尺寸、倍增器等基本参数来表现物体的体量和场景的空间感，拟采用Vray灯光；

步骤五、渲染烘焙：一般情况下V-Ray渲染器的软件兼容性较好，要把握好对图像采样器、抗锯齿过滤器、内建预置、细分采样等参数的设置。具体可参见相关工具说明。对于大场景烘焙拟采用CompleteMap设置；

步骤六、场景功能开发：利用java实现后端接口功能，提供文字交流、语音交流、用户连接等功能的实现；

步骤七、元宇宙场景底层引擎开发：WebGL以简单、直观的方式封装了3D图形编程中常用的对象，并对其进行开发。

步骤三中的贴图一般情况下材质贴图设置为1024×1024pix，模型面较大的材质贴图可设置为2048×2048pix，特大模型需要分割成多个子模型,再进行展UV贴图，确保场景内画面的质量和效果。材质贴图通常采用jpg、png、tga等格式文件。

本在使用时：用户通过虚拟人平台2对虚拟人物的性别和虚拟人物的角色进行选定建模；根据实际情况对需要建立的虚拟空间场景进行确定；虚拟现实3D空间的材质贴图既要注重场景的真实表现，做到画面清晰，又要考虑到场景数据给网络运行带来的影响；根据选用的渲染器模拟自然光源或灯具光源。主要是通过设置光源的类型来调节光影的颜色、尺寸、倍增器等基本参数来表现物体的体量和场景的空间感，拟采用Vray灯光；一般情况下V-Ray渲染器的软件兼容性较好，要把握好对图像采样器、抗锯齿过滤器、内建预置、细分采样等参数的设置。具体可参见相关工具说明。对于大场景烘焙拟采用CompleteMap设置；利用java实现后端接口功能，提供文字交流、语音交流、用户连接等功能的实现；WebGL以简单、直观的方式封装了3D图形编程中常用的对象，并对其进行开发。

尽管参照前述实施例对本进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本的保护范围之内。