CN118819298A - 一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统，该方法包括：根据人眼视觉范围内的现实画面实时生成虚拟现实场景；在虚拟现实场景中添加绘画目标；绘画目标的个数为一个或多个；根据手势指令调整绘画目标的摆放方式和位置；改变绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型；根据最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品。该方法解决了虚拟场景与现实场景没有结合的问题，提高了实训时的真实感。

Description

一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别是涉及一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统。

背景技术

虚拟现实技术，又称虚拟实境或灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是以计算机技术为主，利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

公开号为CN116312113A的中国专利公开了一种基于虚拟现实的实训教学系统及方法，包括：用于存储预设部件模型的模型库；用于获取通信机房视频和通信机房设计图的数据采集模块；用于识别视频中的实体以及实体的空间方位，并截取实体的视频帧的图像分析模块；用于根据实体的视频帧从模型库中匹配部件模型，并根据实体的空间方位以及平面设计图确定已匹配部件模型的空间方位，生成通信机房的虚拟教学场景的场景创建模块；用于存储生成的虚拟教学场景的场景库；用于接收教学指令，并根据教学指令从场景库中获取虚拟教学场景并显示的交互模块。但是该专利的实训场景为纯虚拟场景，没有与现实场景相结合，对于艺术类专业而言有很大的局限性，且缺乏了练习的真实感。因此，设计一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法及系统，解决虚拟场景与现实场景没有结合的问题，以提高实训时的真实感。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，包括如下步骤：

根据人眼视觉范围内的现实画面实时生成虚拟现实场景；

在虚拟现实场景中添加绘画目标；绘画目标的个数为一个或多个；

根据手势指令调整绘画目标的摆放方式和位置；

改变绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型；

根据最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品。

可选地，虚拟现实场景为虚拟场景与实时现实投影场景的结合场景。

可选地，绘画目标包括：在虚拟现实场景中生成的人物扫描模型或物品模型。

可选地，在虚拟现实场景中添加绘画目标的具体步骤为：

选取需要添加的虚拟模型；

在虚拟场景中生成虚拟模型；

将虚拟模型与实时现实投影场景结合。

可选地，根据手势指令调整绘画目标的摆放方式和位置，具体步骤为：

通过手部的抓取动作选择调整目标；

通过手部的移动和旋转改变所述调整目标的位置；

通过双手的伸展动作改变所述调整目标的大小。

可选地，改变绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型，具体步骤为：

通过双手手势指令框选绘画目标，以确定绘画范围；

选取绘画范围的背景环境，改变绘画范围的光照强度与光照角度，并改变绘画目标的阴影方向与阴影大小，得到最终绘画模型；

锁定最终绘画模型；锁定的方式包括位置锁定和视角锁定。

可选地，根据最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品，具体步骤为：

在现实场景中对最终绘画模型进行临摹练习；

将临摹练习的进度同步于虚拟现实场景中；

通过切换不同的虚拟现实场景，以使得专业老师对不同学生的临摹练习进度进行实时监督；

对不同的学生的临摹练习进度进行单独教学，得到绘画作品；进行单独教学的专业老师以虚拟人物模型的形式体现于虚拟现实场景中。

一种基于虚拟现实的艺术类专业实训系统，包括：

图像采集模块，用于实时采集现实场景；

场景生成模块，用于生成虚拟场景，并将虚拟场景与实时现实投影场景进行结合，得到虚拟现实场景；

动作捕捉模块，用于识别人物肢体部位的各种动作；

数据库，用于存储各种虚拟模型和虚拟背景环境；

网络同步模块，用于同步数据库信息、虚拟现实场景、临摹练习进度和单独教学的内容，还用于上传绘画作品；

控制终端，用于对临摹练习进度进行实时监督和根据临摹练习进度进行单独教学。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，该方法包括：根据人眼视觉范围内的现实画面实时生成虚拟现实场景；在虚拟现实场景中添加绘画目标；绘画目标的个数为一个或多个；根据手势指令调整绘画目标的摆放方式和位置；改变绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型；根据最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品。该方法解决了虚拟场景与现实场景没有结合的问题，提高了实训时的真实感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法流程图。

具体实施方式

下面将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。

使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，包括如下步骤：

步骤100：根据人眼视觉范围内的现实画面实时生成虚拟现实场景；虚拟现实场景为虚拟场景与实时现实投影场景的结合场景；具体步骤为：

步骤101：通过头戴式设备检测人眼的视觉范围；

步骤102：实时采集人眼视觉范围内的图像画面，图像画面包括：动态背景环境和生物活动画面；

步骤103：基于实时画面同步生成现实投影场景，并将现实投影场景与虚拟场景进行结合，得到虚拟现实场景。

步骤200：在虚拟现实场景中添加绘画目标；绘画目标的个数为一个或多个；

具体地，绘画目标包括：在虚拟现实场景中生成的人物扫描模型或物品模型。

具体地，在虚拟现实场景中添加绘画目标的具体步骤为：

步骤201：在数据库中选择需要添加的虚拟模型；虚拟模型包括各种物品3D模型和人物3D模型；

进一步地，通过对造型模特进行全方位图像采集，生成人物3D模型，并将模型同步至数据库中。

步骤202：在虚拟场景中生成选择的虚拟模型；

步骤203：将虚拟模型与现实投影场景相结合。

步骤300：根据手势指令调整绘画目标的摆放方式和位置，具体步骤如下：

步骤301：通过一只手抓取虚拟现实场景中的虚拟模型；

步骤302：通过在视觉范围内移动抓取虚拟模型的手实现对虚拟模型位置的改变，并在移动期间进行手部旋转，以实现虚拟模型的旋转调整；

步骤303：双手同时选定虚拟模型，并通过双手的同时移动实现对虚拟模型的缩放。

步骤400：改变绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型，具体步骤如下：

步骤401：通过双手的手势指令框选虚拟模型，以确定绘画范围；

步骤402：选择并生成虚拟模型的背景环境，并通过改变背景环境的光照强度与光照角度以改变虚拟模型的阴影方向与阴影大小，得到最终绘画模型；

步骤403：锁定最终绘画模型。

具体地，当需要进行休息时，将绘画模型锁定于虚拟现实场景中的固定位置，以模拟最真实的实训情况；当需要进行实训姿势变动时，将绘画模型锁定于视角中的固定位置，并随视角移动而移动，使得学生可以更自由地选择现实中的实训地点。

步骤500：根据最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品，具体步骤如下：

步骤501：在现实场景中对最终绘画模型进行临摹练习；

步骤502：通过对视野范围的信息采集将临摹练习的进度同步于虚拟现实场景中，并将虚拟现实场景同步上传；

步骤503：通过切换不同的虚拟现实场景，使得专业老师可以实时查看各学生的练习进度；

步骤504：根据各学生的练习进度进行单独教学，并以虚拟人物模型的形式将专业老师同步于虚拟现实场景中，指导学生完成绘画作品。

对应于上述方法，本实施例还提供了一种基于虚拟现实的艺术类专业实训系统，包括：

图像采集模块，用于实时采集视觉范围内的现实场景；

场景生成模块，用于生成虚拟场景，并将虚拟场景与实时现实投影场景进行结合，得到虚拟现实场景；

动作捕捉模块，用于识别环境动态变换和生物动态活动信息；

数据库，用于存储各种虚拟模型和虚拟背景环境；

网络同步模块，用于同步数据库信息、虚拟现实场景、临摹练习进度和单独教学的内容，还用于上传绘画作品；

控制终端，用于对临摹练习进度进行实时监督和根据临摹练习进度进行单独教学。

本发明的有益效果如下：

1)解决了虚拟场景与现实场景没有结合的问题，提高了实训时的真实感；

2)在对多名学生同时授课的基础上实现了一对一单独教学，提高了教学的针对性；

3)将单独教学内容实时同步于学生操作端，提高了教学质量，

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据人眼视觉范围内的现实画面实时生成虚拟现实场景；

在所述虚拟现实场景中添加绘画目标；所述绘画目标的个数为一个或多个；

根据手势指令调整所述绘画目标的摆放方式和位置；

改变所述绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型；

根据所述最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，所述虚拟现实场景为虚拟场景与实时现实投影场景的结合场景。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，所述绘画目标包括：在所述虚拟现实场景中生成的人物扫描模型或物品模型。

4.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，在所述虚拟现实场景中添加绘画目标的具体步骤为：

选取需要添加的虚拟模型；

在所述虚拟场景中生成所述虚拟模型；

将所述虚拟模型与所述实时现实投影场景结合。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，根据手势指令调整所述绘画目标的摆放方式和位置，具体步骤为：

通过手部的抓取动作选择调整目标；

通过手部的移动和旋转改变所述调整目标的位置；

通过双手的伸展动作改变所述调整目标的大小。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，改变所述绘画目标范围内的背景，得到最终绘画模型，具体步骤为：

通过双手手势指令框选所述绘画目标，以确定绘画范围；

选取所述绘画范围的背景环境，改变所述绘画范围的光照强度与光照角度，并改变所述绘画目标的阴影方向与阴影大小，得到最终绘画模型；

锁定所述最终绘画模型；所述锁定的方式包括位置锁定和视角锁定。

7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的艺术类专业实训方法，其特征在于，根据所述最终绘画模型在现实场景中进行绘画练习，得到绘画作品，具体步骤为：

在所述现实场景中对所述最终绘画模型进行临摹练习；

将临摹练习的进度同步于所述虚拟现实场景中；

通过切换不同的虚拟现实场景，以使得专业老师对不同学生的临摹练习进度进行实时监督；

对不同的学生的临摹练习进度进行单独教学，得到所述绘画作品；进行所述单独教学的专业老师以虚拟人物模型的形式体现于所述虚拟现实场景中。

8.一种基于虚拟现实的艺术类专业实训系统，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于实时采集现实场景；

场景生成模块，用于生成所述虚拟场景，并将所述虚拟场景与实时现实投影场景进行结合，得到所述虚拟现实场景；

动作捕捉模块，用于识别人物肢体部位的各种动作；

数据库，用于存储各种所述虚拟模型和虚拟背景环境；

网络同步模块，用于同步所述数据库信息、所述虚拟现实场景、所述临摹练习进度和所述单独教学的内容，还用于上传所述绘画作品；

控制终端，用于对所述临摹练习进度进行实时监督和根据所述临摹练习进度进行单独教学。