一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法

本申请涉及影视舞台的，尤其涉及一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法。

背景技术：

1、随着数字影视制作、沉浸式演艺、xr虚拟舞台技术的快速迭代升级，传统实景搭建、绿幕抠图的舞台影视制作模式，已逐渐被实时虚拟制片技术替代。虚拟舞台场景凭借可快速定制、无实体搭建损耗、视觉呈现效果丰富、可实时调试修改等优势，应用于影视拍摄、晚会演艺、线上直播、沉浸式展演等场景，传统人工制作与固定渲染技术已难以适配行业高质量发展需求。

2、传统虚拟舞台场景高度依赖设计师人工建模、道具适配、灯光调试与材质贴图制作，整体流程繁琐、制作周期长、人力成本高，且对操作人员专业能力要求极高，难以根据场景主题、空间布局、性能需求快速生成定制化三维场景资产。

3、同时，现有渲染方法大多采用单一通用的固定渲染管线，未适配不同展示终端的硬件特性、交互模式及差异化展示需求，缺乏针对性的差异化渲染调控策略，无法实现设备机位与虚拟渲染视角的实时精准匹配，易造成虚拟场景透视效果偏差、虚实画面融合度不足的问题。

4、此外，场景资源调度仅采用固定视锥剔除的基础优化方式，缺乏多级细节模型适配机制与资源加载优先级判定逻辑。对于动态运动视点无法提前预判视域范围、预加载场景资源，无法及时卸载视域外低权重冗余资源，极易出现场景加载卡顿、画面帧率波动、设备内存过载等问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。

2、为达到上述目的，本申请提出了一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，包括以下步骤：

3、s1、采集舞台场景构建需求，涵盖场景主题、元素类型、空间布局及性能预算信息，依托生成式人工智能模型重建模型，生成初始三维舞台场景资产，包含舞台几何模型、道具模型、灯光配置及材质贴图。

4、s2、针对led立面屏幕、xr扩展现实头戴设备、平面监视器采用差异化渲染方案，led屏幕端依托摄像机位姿数据，动态调整虚拟相机参数，保障虚拟场景透视与物理机位实时匹配，xr头显端通过slam算法获取用户六自由度位姿，实现视域自适应裁剪与分层渲染，平面监视器端采用标准透视投影管线输出。

5、s3、将舞台场景分块并为各区块设置多级细节模型，实时采集摄像机、观众、导演等多类视点的位置与运动参数，结合视点与场景块的相对位置、运动状态，判定资源加载优先级与细节级别，动态完成场景资源的加载与卸载，同时通过lstm网络预测视锥范围，剔除冗余场景资源，实现渲染负载均衡。

6、s4、实时监测gpu占用率、渲染帧率、内存等性能数据，指标超阈值时，按需降低模型精度、纹理分辨率等场景复杂度参数，同时识别用户增删元素、调整姿态、修改材质等编辑指令，借助ai模型生成编辑建议或自动完成编辑操作。

7、s5、合成多端差异化视图与编辑结果，生成终端渲染画面，搭建编辑与展示的实时反馈闭环，支持用户实时查看编辑效果，完成多设备画面同步实时展示。

8、另外，根据申请上述提出的还可以具有如下附加的技术特征：

9、具体地，所述步骤s1中，生成式人工智能模型为三维卷积生成对抗网络架构的三维场景生成模型，预先通过海量影视舞台场景数据集完成训练，所述数据集涵盖不同舞台主题、道具类型、灯光方案及空间布局样本；所述生成式人工智能模型接收结构化需求参数后，自动完成场景拓扑构建、道具适配、灯光烘焙及材质映射，同时结合所述性能预算信息对初始三维舞台场景资产进行轻量化预处理，剔除超规格冗余模型面片与高精度无效纹理，生成符合性能预算标准的初始场景资产。

10、具体地，所述步骤s2中，led屏幕端动态调整虚拟相机参数的具体方式为：实时采集物理摄像机的位置、旋转角度、焦距、视场角位姿数据，建立物理机位与虚拟相机的坐标映射矩阵，基于映射矩阵实时修正虚拟相机的透视矩阵、投影矩阵，实现虚拟场景透视效果与物理拍摄视角毫秒级匹配。

11、具体地，所述步骤s2中，xr头显端采用视觉惯性slam算法获取用户六自由度位姿，六自由度包括三维平移自由度与三维旋转自由度，所述视域自适应裁剪为基于用户实时位姿锁定可视视锥区域，对视锥外的场景区块直接屏蔽渲染，所述分层渲染为将场景资源按核心交互层、远景展示层、环境铺垫层分层，核心交互层采用高精度实时渲染，远景展示层与环境铺垫层采用低精度异步渲染。

12、具体地，所述步骤s3中，资源加载优先级的判定规则为：距离当前有效视点越近、运动频率越高、视觉占比越大的场景区块，资源加载优先级越高；针对静止视点仅加载当前视域内高精度场景资源，针对动态运动视点，提前预加载运动轨迹预判区域的场景资源，同时对视域外、低权重的场景资源实时执行卸载操作，避免内存占用过载。

13、具体地，所述步骤s4中，通过语义识别模型实时解析用户的鼠标、触控、外设操控编辑指令，精准识别元素增删、模型姿态调整、材质颜色修改、灯光参数调节、场景缩放平移各类编辑需求，结合舞台场景美学规则与行业标准，ai模型自动生成参数优化建议，针对常规标准化编辑指令实现一键自动编辑，针对个性化复杂编辑指令，推送多组编辑方案供用户选择确认。

14、具体地，所述步骤s5中，搭建编辑与展示的实时反馈闭环具体为：建立一个基于订阅模式的数据同步总线，任何终端上的用户编辑指令被封装为标准化场景更新事件并发布至总线，总线将事件分发至所有订阅了该场景的渲染终端，各终端在本地执行相同的场景状态更新，并触发增量式重渲染，同时将编辑指令同步存入操作日志队列，支持多用户协同编辑与操作回放。

15、本申请一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法的有益效果如下：

16、1、基于训练完善的生成式人工智能模型实现三维舞台场景智能构建，可依据场景主题、空间布局、性能预算等结构化需求，自动完成场景拓扑搭建、道具适配、灯光烘焙与材质映射全流程作业，有效缩短场景制作周期、降低人力成本与技术门槛。

17、2、针对各类展示终端的硬件特性与交互需求，构建差异化自适应渲染机制，通过实时采集机位数据并建立坐标映射关系，动态修正虚拟渲染参数，实现物理机位与虚拟视角的毫秒级精准匹配，可适配多类终端差异化展示需求，兼顾画面画质与渲染稳定性。

18、3、依托多类视点的位置、运动状态判定资源加载优先级，结合lstm网络智能预测视域范围，可实现动态预加载有效场景资源、实时卸载低权重冗余资源，有效规避画面卡顿、帧率波动、内存过载等问题，实现渲染负载动态均衡，大幅提升复杂动态舞台场景的实时渲染流畅度与稳定性。

1.一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s1中，生成式人工智能模型为三维卷积生成对抗网络架构的三维场景生成模型，预先通过海量影视舞台场景数据集完成训练，所述数据集涵盖不同舞台主题、道具类型、灯光方案及空间布局样本；

3.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s2中，led屏幕端动态调整虚拟相机参数的具体方式为：实时采集物理摄像机的位置、旋转角度、焦距、视场角位姿数据，建立物理机位与虚拟相机的坐标映射矩阵，基于映射矩阵实时修正虚拟相机的透视矩阵、投影矩阵，实现虚拟场景透视效果与物理拍摄视角毫秒级匹配。

4.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s2中，xr头显端采用视觉惯性slam算法获取用户六自由度位姿，六自由度包括三维平移自由度与三维旋转自由度，所述视域自适应裁剪为基于用户实时位姿锁定可视视锥区域，对视锥外的场景区块直接屏蔽渲染，所述分层渲染为将场景资源按核心交互层、远景展示层、环境铺垫层分层，核心交互层采用高精度实时渲染，远景展示层与环境铺垫层采用低精度异步渲染。

5.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s3中，资源加载优先级的判定规则为：距离当前有效视点越近、运动频率越高、视觉占比越大的场景区块，资源加载优先级越高；

6.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s4中，通过语义识别模型实时解析用户的鼠标、触控、外设操控编辑指令，精准识别元素增删、模型姿态调整、材质颜色修改、灯光参数调节、场景缩放平移各类编辑需求，结合舞台场景美学规则与行业标准，ai模型自动生成参数优化建议，针对常规标准化编辑指令实现一键自动编辑，针对个性化复杂编辑指令，推送多组编辑方案供用户选择确认。

7.根据权利要求1所述的一种影视舞台场景可视化实时编辑与渲染方法，其特征在于，所述步骤s5中，搭建编辑与展示的实时反馈闭环具体为：建立一个基于订阅模式的数据同步总线，任何终端上的用户编辑指令被封装为标准化场景更新事件并发布至总线，总线将事件分发至所有订阅了该场景的渲染终端，各终端在本地执行相同的场景状态更新，并触发增量式重渲染，同时将编辑指令同步存入操作日志队列，支持多用户协同编辑与操作回放。