[發(fā)明專利]一種虛擬實驗信息表示模型的構建方法

無效

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• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102509485A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 黃靜華;張敬尊;鮑泓;沈輝;王郁昕;姜余祥;劉元盛;李金平;張姝
• 申請（專利權）人: 北京聯(lián)合大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本發(fā)明涉及一種信息表示模型的構建方法，特別是關于一種以互聯(lián)網(wǎng)為依托，運用虛擬現(xiàn)實技術建立虛擬教學實驗環(huán)境的虛擬實驗信息表示模型的構建方法。

背景技術

虛擬現(xiàn)實技術(Virtual?Reality)是一項正在發(fā)展的且具有深遠潛在應用方向的新技術，它綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網(wǎng)絡技術、并行處理技術和多傳感器技術。目前虛擬現(xiàn)實技術主要應用在工業(yè)、制造業(yè)和旅游業(yè)等特定領域，平民化應用的距離尚遠。

虛擬實驗以互聯(lián)網(wǎng)為依托，運用虛擬現(xiàn)實技術建立虛擬實驗室環(huán)境，提供可操作的虛擬實驗儀器，使用戶在網(wǎng)絡環(huán)境下可以通過瀏覽器的人-機交互虛擬實驗操作平臺完成相關實驗，同時提供了網(wǎng)絡實驗教學的一體化管理功能。虛擬實驗中的虛擬實驗器件的通用型構建、虛擬實驗場景搭建的描述、虛擬器件參數(shù)的操作和修改、虛擬實驗仿真結果的表示和處理等是解決虛擬實驗問題的關鍵和難點。現(xiàn)有的虛擬實驗解決方案大都為單機版實現(xiàn)技術，缺乏統(tǒng)一的模型構建描述方式，部分網(wǎng)絡版的虛擬實驗解決方案，則存在接口和規(guī)范描述不靈活、不統(tǒng)一的問題，在對實際物理器件的表示、仿真和繪制方面缺乏統(tǒng)一的構建和描述方法，無法實現(xiàn)統(tǒng)一的、多課程環(huán)境下的虛擬實驗室的網(wǎng)絡化應用，而且現(xiàn)有虛擬實驗環(huán)境與真實操作環(huán)境差距較大，實驗操作人員在虛擬實驗環(huán)境下不能學習和掌握實際物理器件的操作和使用方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種建模速度快、使用方便、能夠有效解決虛擬實驗技術中的現(xiàn)實感問題、網(wǎng)絡環(huán)境下人-機交互以及通信、數(shù)據(jù)處理、仿真運算的虛擬實驗信息表示模型的構建方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種虛擬實驗信息表示模型的構建方法，其包括以下步驟：1)針對某一學科實驗所需要使用的實際物理器件，客戶端構建虛擬器件列表和虛擬實驗操作平臺；2)用戶根據(jù)實驗所需要使用的實際物理器件，在虛擬實驗操作平臺上的器件列表中選擇實驗用虛擬器件，客戶端提取所選取虛擬器件的關鍵詞，獲取虛擬器件的信息描述，構建與實際物理器件對應的器件對象模型，然后將虛擬器件以圖形的形式添加到虛擬實驗操作平臺的界面上；3)用戶根據(jù)實驗要求，設置所構建的器件對象模型的物理屬性和顯示屬性，并連接器件對象模型的管腳，生成與連線對應的連線模型，器件對象模型與相應的連線模型搭建形成實驗場景；4)客戶端進行相關的仿真參數(shù)設置并設置對應的網(wǎng)絡傳輸接口，啟動仿真，將實驗場景發(fā)送到服務器端；5)服務器端將實驗場景中的器件對象模型映射成相應的仿真器件對象模型，并轉換相應的連線模型，生成仿真場景；6)服務器端調(diào)用仿真模塊，對仿真場景進行解析和運算，根據(jù)仿真要求對仿真結果進行處理構建仿真結果模型，并將仿真結果模型回傳到客戶端；7)客戶端對接收到的仿真結果模型進行解析，并將數(shù)據(jù)在相應的測量用儀器儀表上進行圖形展示，用戶在測量用儀器儀表上查看實驗結果。

所述步驟3)的具體過程包括：①構建器件對象模型；②構建連線模型；③生成實驗場景。

所述步驟5)的具體過程如下：①構建仿真器件對象模型；②構建連線模型；③轉換生成仿真場景。