CN111223174B - 一种环境渲染系统及渲染方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于环境渲染的技术领域，提供了一种环境渲染系统，包括：至少一个多维环境情境分析系统和至少一个多维环境情境渲染装置，多维环境情境分析系统用于接收音视频和环境的参数数据，且预设有多种渲染模式，根据音视频和环境的参数数据匹配相应的渲染模式并生成一渲染数据；多维环境情境渲染装置可通讯连接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非即时渲染。本发明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；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。

Description

一种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，渲染数据一般是根据音视频的数据生成，而未考虑环境的变化，因此不同环境下的渲染效果不一样，渲染效果不好；而且，市场上的环境渲染装置大多采用即时渲染的方法，即环境的渲染与音视频的播放同步，这种渲染方式的效果较为粗糙，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，应用范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境渲染系统，旨在解决现有的环境渲染装置渲染效果较差，欠缺层次感和空间感的技术问题。

本发明是这样实现的，提供一种环境渲染系统，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和环境的参数数据，且预设有多种渲染模式，根据所述音视频和环境的参数数据匹配相应的渲染模式并生成一渲染数据；

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非即时渲染。

进一步地，所述多维环境情境分析系统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、环境参数接收单元、存储器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、声音分析单元通讯连接，所述情境控制输出单元分别与所述影像分析单元、声音分析单元、环境参数接收单元和存储器通讯连接，所述预设的多种渲染模式存储于存储器中，所述渲染数据由所述情境控制输出单元生成。

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，所述体感输出单元包括风扇、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、以及重低喇叭中的一种或几种。

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。

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。

本发明还提供一种环境渲染方法，采用上述的任一种环境渲染系统对环境进行渲染，包括以下步骤；

采集环境参数数据，将播放的音视频数据和所采集的环境参数数据导入多维环境情境分析系统；

多维环境情境分析系统比对播放的音视频数据、所采集的环境参数数据和预设的渲染模式并生成渲染数据；

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渲染数据对环境执行非即时渲染。

进一步地，所述非即时渲染为对环境进行相对于所述播放的音视频的延时渲染。

本发明提供的环境渲染系统的有益效果在于：通过多维环境情境分析系统接收音视频和环境的参数数据，并根据参数数据生成一渲染数据，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；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。

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(a)、图2(b)和图2(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渲染装置的结构示意图；

图4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。

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，本实施例提供一种环境渲染系统，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用于接收音视频和环境的参数数据，且预设有多种渲染模式，多维环境情境分析系统10根据音视频和环境的参数数据匹配相应的渲染模式并生成一渲染数据；多维环境情境渲染装置20可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非即时渲染。该非即时渲染为对环境的渲染与对音视频的播放不同步。

在播放音视频时，欲对播放音视频的环境进行渲染，采用上述方案，多维环境情境分析系统10接收音视频和环境的参数数据，根据参数数据匹配相应的渲染模式并生成一渲染数据，多维环境情境渲染装置20根据生成的渲染数据控制多维环境情境渲染装置20对环境进行非即时渲染。本方案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；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,延伸到整个空间，请参阅图2(a)、图2(b)和图2(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。采用本方案时，可以针对热门的音视频做好预设的渲染模式，可减少环境渲染系统的运算量，提高运算速度，渲染效果更好。

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3；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4。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，多维环境情境分析系统10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、环境参数接收单元15、存储器16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；情境控制输出单元17分别与影像分析单元14、声音分析单元13、环境参数接收单元15和存储器16通讯连接，预设的多种渲染模式存储于存储器16中，情境控制输出单元17根据声音分析单元13和影像分析单元14分析得出的数据和接收到的环境参数数据，从预设的渲染模式中选择相应的渲染模式并生成渲染数据，情境控制输出单元17根据生成的渲染控制多维环境情境渲染装置20对环境进行非即时渲染。

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；或者包括与存储器16通讯连接的有线资料输入输出单元19，也可以根据需要，同时设有无线资料输入输出单元18和有限资料输入输出单元19。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，可直接将渲染模式存储与存储器16中；当然，也可以通过将无线资料输入输出单元18与存储器16通讯连接，即可采用无线的方式将渲染模式存储与存储器16中。

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。

进一步地，多维环境情境渲染装置20还包括与控制处理器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，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、振动马达以及重低喇叭中的一种或几种。

进一步地，发光单元25包括灯泡、投影机、激光雷射投影装置、LCD屏幕、显示器和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，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。

本发明还提供一种环境渲染方法，采用上述的任一种环境渲染系统对环境进行渲染，包括以下步骤；

采集环境变量数据，将播放的音视频数据和所采集的环境参数数据导入多维环境情境分析系统10；

多维环境情境分析系统10比对播放的音视频数据、所采集的环境参数数据和预设的渲染模式并生成渲染数据；

多维环境情境分析系统10控制多维环境情境渲染装置20根据渲染数据对环境执行非即时渲染。

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，非即时渲染为对环境进行相对于所述播放的音视频的延时渲染。

本实施例的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 (8)

1.一种环境渲染系统，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和环境的参数数据，且预设有多种渲染模式，根据所述音视频和环境的参数数据匹配相应的渲染模式并生成一渲染数据；

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非即时渲染；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环境参数接收单元通讯连接，所述情境控制接收单元与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；所述环境传感器包括颜色侦测传感器、重力传感器、距离传感器，所述颜色传感器采集环境的光色数据，通过距离传感器测量所述多维环境情境渲染装置投射区域的距离，根据所述重力传感器测试多维环境情境渲染装置的摆放角度，调整生成的渲染数据；

所述多维环境情境分析系统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、环境参数接收单元、存储器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、声音分析单元通讯连接，所述情境控制输出单元分别与所述影像分析单元、声音分析单元、环境参数接收单元和存储器通讯连接，所述预设的多种渲染模式存储于存储器中，所述渲染数据由所述情境控制输出单元生成。

2.如权利要求1所述的环境渲染系统，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。

3.如权利要求2所述的环境渲染系统，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。

4.如权利要求3所述的环境渲染系统，其特征在于，所述体感输出单元包括风扇、雾化器、制冷器、发热器、气味产生器、喷水器、空气振动器、振动马达以及重低喇叭中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的环境渲染系统，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。

6.如权利要求1所述的环境渲染系统，其特征在于，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。

7.一种环境渲染方法，其特征在于，采用权利要求1至6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；

采集环境参数数据，将播放的音视频数据和所采集的环境参数数据导入多维环境情境分析系统；

多维环境情境分析系统比对播放的音视频数据、所采集的环境参数数据和预设的渲染模式并生成渲染数据；

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渲染数据对环境执行非即时渲染。

8.如权利要求7所述的环境渲染方法，其特征在于，所述非即时渲染为对环境进行相对于所述播放的音视频的延时渲染。