一种生态场景多媒体模拟系统
专利汇可以提供一种生态场景多媒体模拟系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种生态场景多媒 体模 拟系统，包括场景模型、投影显示系统、灯光系统、虚拟音响效果系统和控制系统。场景模型包括围绕一观看点布置的近景、中景和远景，近景处设有树 林场 景，中景处设有 植物 、山脉模型并延续到远景，场景上方设有天幕与山脉模型相接。投影显示系统包括：投影于天幕、山脉、植物上，模拟天空、山脉、河流、森林等场景的多个投影仪、连接到各投影仪上作为 信号 源的播放终端；灯光系统与投影显示系统配合，并模拟自然光变化；虚拟音响效果系统包括设于树丛中、观看点顶和周围的多组扬声器以及配合扬声器工作的音频播放处理设备。控制系统与投影显示系统、灯光系统以及虚拟音响效果系统通信，控制它们同步工作。，下面是一种生态场景多媒体模拟系统专利的具体信息内容。
1.一种生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，包括场景模型、投影显 示系统、灯光系统、虚拟音响效果系统以及控制系统；
所述场景模型包括围绕一观看点布置的近景、中景和远景，近景处设有树 林场景，中景处设有植物、山脉模型并延续到远景，场景上方设有天幕，与山 脉模型相接；
所述投影显示系统包括：投影于天幕上模拟天空效果的天幕投影仪、投影 于山脉各山体上模拟山脉的山脉投影仪、投影于山脉的山体之间以模拟河流的 河流投影仪；投影于远景处的大屏幕投影仪；连接到各投影仪上作为信号源的 播放终端；
所述灯光系统用于与所述投影显示系统配合、并模拟自然光变化，其包括 一灯光场景控制器及与其连接的多组灯光；
所述虚拟音响效果系统包括依次连接的多轨播放器、调音台、音频处理器、 功放、以及设于树林丛中的第一组扬声器、设于观看点顶部的第二组扬声器和 设于观看点四周和上下方的第三组扬声器；
所述控制系统与所述播放终端、所述灯光场景控制器以及所述多轨播放器 连接及通信，用于控制所述投影显示系统、灯光系统以及虚拟音响效果系统同 步工作。
2.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述近 景处的模型按1∶1比例搭建。
3.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述天 幕投影仪采用2台能进行梯形矫正和拼缝处理的投影仪，2台投影仪输出具有 一定重叠区的连续图像，在天幕上拼接并在重叠区融合。
4.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述天 幕投影仪采用2台的三片式DLP投影机GALAXY WARP。
5.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述山 脉投影仪包括对应每一座山体的投影仪，投影仪采用顶吊正投方式投影到各山 体上。
6.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述河 流投影仪采用两个垂直安装向下投射的投影仪，其中一投影仪加0.8∶1镜头， 投影前段河流，另一投影仪加0.85∶1镜头，投影较前段河流相对小的后段河 流。
7.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，利用一 至少计算机作为所述播放终端，计算机中储存有用于播放的多媒体视频文件， 播放时，计算机根据场景读取多媒体视频文件并输出给各投影仪投影显示。
8.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述灯 光系统的多组灯光包括用于模拟闪电的一组电脑灯和频闪灯、用于在近景中模 仿天际线上破晓、阳光、蓝天白云的变色灯、投光灯。
9.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，在所述 虚拟音响效果系统中，第一组扬声器用于模拟虫鸣声、动物奔跑穿行声和水流 声，第二组扬声器用于模拟雨点声和直升机盘旋声，第三组扬声器模仿打雷声 和火车绕行声。
10.如权利要求1所述的生态场景多媒体模拟系统，其特征在于，所述虚 拟音响效果系统还包括一效果处理系统，所述效果处理系统对各场景下的效果 声进行处理、并存储在所述多轨播放机的不同轨道中；使用时，多轨播放机各 轨道音频信号分别送入第一、第二和第三组扬声器，实现不同效果声。
技术领域
本实用新型涉及一种三维场景模拟系统，尤其涉及一种生态场景模拟系统。
背景技术
发明内容
本实用新型的目的在于综合利用实景、人工造景、投影、音响效果和灯光等 因素，制造一个逼真的、可令观者亲身体验的生态场景，其中有天空、森林、山 脉、河流等自然景观以及栖息于其间的动物，还有人类的活动，用于展示原始 森林的寂静到人类进入自然界对自然造成的影响这一剧情主线。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种生态场景多媒体 模拟系统，包括场景模型、投影显示系统、灯光系统、虚拟音响效果系统以及 控制系统。
场景模型包括围绕一观看点布置的近景、中景和远景，近景处设有树林场 景，中景处设有植物、山脉模型并延续到远景，场景上方设有天幕，与山脉模 型相接；
投影显示系统包括：投影于天幕上模拟天空效果的天幕投影仪、投影于山 脉各山体上模拟山脉的山脉投影仪、投影于山脉的山体之间以模拟河流的河流 投影仪；投影于远景处的大屏幕投影仪；连接到各投影仪上作为信号源的播放 终端；
在投影显示系统中，天幕投影仪采用2台能进行梯形矫正和拼缝处理的投 影仪，2台投影仪输出具有一定重叠区的连续图像，在天幕上拼接并在重叠区 融合。天幕投影仪采用2台的三片式DLP投影机GALAXY WARP。山脉投影 仪包括对应每一座山体的投影仪，投影仪采用顶吊正投方式投影到各山体上。 河流投影仪采用两个垂直安装向下投射的投影仪，其中一投影仪加0.8∶1镜头， 投影前段河流，另一投影仪加0.85∶1镜头，投影较前段河流相对小的后段河流。 投影显示系统利用一计算机作为所述播放终端，计算机中储存有用于播放的多 媒体视频文件，播放时，计算机根据场景读取多媒体视频文件并输出给各投影 仪投影显示。
所述灯光系统用于与所述投影显示系统配合、并模拟自然光变化，其包括 一灯光场景控制器及与其连接的多组灯光；灯光系统包括用于模拟闪电的一组 电脑灯和频闪灯、用于在近景中模仿天际线上破晓、阳光、蓝天白云的变色灯、 投光灯。
虚拟音响效果系统包括依次连接的多轨播放器、调音台、音频处理器、功 放、以及设于树林丛中的第一组扬声器、设于观看点顶部上的第二组扬声器和 设于观看点四周和上下方的第三组扬声器。其中，第一组扬声器用于模拟虫鸣 声、动物奔跑穿行声和水流声，第二组扬声器用于模拟雨点声和直升机盘旋声， 第三组扬声器模仿打雷声和火车绕行声。
虚拟音响效果系统还包括一效果处理系统，所述效果处理系统对各场景下 的效果声进行处理、并存储在所述多轨播放机的不同轨道中；使用时，多轨播 放机各轨道音频信号分别送入第一、第二和第三组扬声器，实现不同效果声。
所述控制系统与所述播放终端、所述灯光场景控制器和所述多轨播放器连 接及通信，用于控制所述投影显示系统、灯光系统、虚拟音响效果系统同步工 作。
本实用新型的优点是：通过以1∶1实物搭建近景、主要以模型构成的中 景以及主要以影像投射的远景，实现由真实到虚拟的逐渐过渡，构造一个接近 真实的生态场景，并虚拟出森林中的虫鸣声、动物奔跑穿行声和水流声、物棚 顶的雨点声、由远到近或由近到远的滚雷声、火车绕行声以及阳光、蓝天白云、 闪电等自然景观，并以人类进入自然界后带来的砍伐、噪声，以及破坏自然后 造成的火灾、洪水、泥石流等灾害作对比，用强烈的视觉和听觉冲击使观者仿 佛置身其中，达到教育和告诫观者的目的。
附图说明
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式，其中：
图1是本实用新型生态场景多媒体模拟系统的场景模型布局示意图；
图2是本实用新型的投影显示系统结构示意图；
图3是本实用新型的投影显示系统投影到场景模型中产生的影像示意图；
图4是本实用新型的灯光系统结构示意图；
图5是本实用新型的虚拟音响效果系统结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1。场景模型10包括围绕一观看点11布置的近景、中景和远景。 观看点11顶上覆盖着茅草，形成茅草棚，观看点11后部及左右两侧被浓密树 林环绕以限制观者的视野。观看点11前方近景处设有树林、草、石头等实景 景物，并有栏杆12挡住，近景景物以1∶1的比例搭建。中景处设有植物、山脉 模型并延续到远景，形成中远处的森林、山脉场景。整个场景上方设有弧形的 天幕，与远景处的山脉模型相接。
控制系统50用于与投影显示系统20、灯光系统30以及虚拟音响效果系统 40通信，以控制这些系统根据场景的变化同步工作。
请参阅图2。投影显示系统20包括天幕投影仪21、山脉投影仪22、河流 投影仪23、大屏幕投影仪24、以及计算机25。
天幕投影仪21投影于天幕上以模拟天空效果，它采用2台投影仪投影拼 接成天空，由于天幕呈弧形，因此必须采用能进行梯形矫正和拼缝处理的投影 仪，考虑到夜间背景的需要，当屏幕全黑时不允许出现拼接亮框，此外投影仪 的分辨率最好大于1280×1024、亮度最好超过5000安氏流明以达到逼真的效 果。本实施例中采用2台BARCO的三片式DLP投影机GALAXY WARP做 为投影仪，投影时，2台投影仪输出具有一定重叠区的连续图像，在天幕上拼 接并在重叠区融合。
山脉投影仪22根据山脉的纹理，通过投影至山脉模型上，它可通过投影 影像的变化展示原始丛林从茂盛到变成荒山的过程。山脉的各山体分别采用各 自的投影仪，采用顶吊正投方式投影至每一座山体，体现出每一座山各自的特 点。在本实施例中，山脉投影仪22选用高分辨率、高对比度，色彩还原性好 的三洋投影机XT-3800。
河流投影仪23投影于山脉的山体之间以模拟河流。整个河流分为两段， 一前一后，采用两个投影仪分别投影，其中一个投影仪用采用BARCO的 BG6400加0.8∶1镜头投影，形成前段河流，另一个投影仪采用IQ G300加上 0.85∶1镜头，形成后段河流。镜头比例不同目的是使后段河流比前段河流小。
大屏幕投影仪24投影于远景处，配合山脉和植物展示主要的生态场景以 及剧情主线，包括群山、森林、河流，诸如砍伐等人类活动，以及火灾、洪水、 泥水流等自然灾害。
计算机25连接到各投影仪上作为播放终端，用于输出显示信号到各投影 仪21～24。计算机25中储存有用于播放的多媒体视频文件，播放时，计算机 25根据场景读取多媒体视频文件并输出给各投影仪21～24投影显示。计算机 25设有通信接口26与控制系统50通信以获取同步信息。虽然本实施例中只采 用一个计算机25作为播放终端，但本领域技术人员可以理解各投影仪21～24 可各自采用播放终端，而仍通过通向接口与控制系统50通信。
请参阅图3，图3是投影显示系统20投影到场景模型中产生的影像。
灯光系统30用于与投影显示系统20配合以衬托自然景观，请参阅图4， 其包括一灯光场景控制器31及与其连接的多组灯光，多组灯光包括电脑灯32、 频闪灯33、变色灯34、大功率投光灯35、彩色灯36等。其中一组电脑灯和频 闪灯用于模拟闪电效果，变色灯、大功率投光灯通过对光的色彩、强弱、方向 性的变化来在近景中表现天际线上破晓、阳光、蓝天白云等自然景观变化。彩 色灯可与智能烟机及排风机配合营造晨曦等场景。灯光系统30通过场景控制 器31与控制系统50通信，实现与投影显示系统20、虚拟音响效果系统40的 同步。
虚拟音响效果系统40可用于模拟声响定位效果，例如火车经过，还可模 拟环境效果，例如森林、流水滚雷等效果。虚拟音响效果系统40采用效果声 响系统，它不同于一般的只有2～6个声道的立体声环绕系统。
请参阅图5所示。虚拟音响效果系统40包括依次连接的多轨播放器41、 调音台42、音频处理器43、功放44、效果处理系统45以及第一组扬声器46、 第二组扬声器47和第三组扬声器48。
第一组扬声器46设于树林丛中，包括6只JBL CONTROL 29AV扬声器， 模拟树丛中发出的虫鸣声、小动物在树丛中的奔跑窜行声、小溪的流水声等； 第二组扬声器47设于茅草棚天棚上，包括3只JBL CONTROL 26C天花吸顶 扬声器，模拟茅草棚上直升机的盘旋声、雨点打在房顶的嘈杂声等；第三组扬 声器48包括8只JBL MP412扬声器，其中3只布置在茅草棚的两侧和后面的 景区，其他5只扬声器分成两排，吊装在茅草棚前方的景区。这些扬声器既可 作为单个通道独立使用，也可进行编组使用，从而为音响系统40能获取丰富 的效果提供一个完善的硬件平台。
多轨播放器41由一多轨硬盘录音机构成，多轨硬盘录音机的硬盘中储存 有事先录制好的各扬声器通道播放所需的声音和效果，效果处理系统45可对 各种效果声进行处理并储存在多轨硬盘录音机的不同轨道中。多轨播放器41 还设有MIDI控制接口411，用于接收控制系统50的控制，实现场景同步。当 需要使用声音效果时，只需控制系统50触发多轨播放器41调用相关文件播放， 各轨道音频信号分别送入各个扬声器，配合场景的变化来实现各种效果声。
控制系统50可由计算机构成，效果处理系统45储存并运行于该计算机中， 当然还可采用另一个单独的计算机来储存并运行效果处理系统45。
本实用新型生态场景多媒体模拟系统采用场景、投影与灯光、音响配合， 再造了一个清新的自然环境，这其中有朝阳晨曦、蓝天白云、电闪雷鸣，并以 人类进入自然界后带来的砍伐、噪声，以及破坏自然后造成的火灾、洪水、泥 石流等灾害作对比，用强烈的视觉和听觉冲击使观者仿佛置身其中，达到教育 和告诫观者的目的。
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