[發(fā)明專利]一種基于3D和Virtools技術(shù)的開發(fā)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410586109.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105549955A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 戎翔
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江華揚信息科技有限公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06T13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種基于3D和Virtools技術(shù)的開發(fā)方法主要是涉及計算機3D虛擬方面領(lǐng)域。

背景技術(shù)

實驗是中學及高校教學中一個重要的教學環(huán)節(jié)，國內(nèi)很多中學及高校實驗課的開設普遍不足，在一定程度上影響了教學質(zhì)量。虛擬實驗彌補了這方面的缺陷。相比常規(guī)實驗，虛擬實驗具有的特點是：彌補了教學經(jīng)費的不足；避免真實操作所帶來的危險；徹底打破空間和時間的限制。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，虛擬實驗在實驗教學中的應用越來越受到重視。它們都有一個特點，就是基于VRML（VirtualRealityModelingLanguage）。但基于VRML的虛擬現(xiàn)實可視化工具還有待進一步研究：以VRML為基礎的基于文本的虛擬場景生成工具存在不能提供可視化環(huán)境，用戶必須有一定的背景知識和場景搭建人員必須從VRML提供的基本集合形體出發(fā)搭建復雜場景等缺點；以VRML為基礎的基于Java技術(shù)通過EAI（ExternalAuthoringInterface）進行交互控制，要求用戶必須熟悉Java語言以及VRML動畫交互的編程。這樣的結(jié)果是，對于實際開發(fā)難度大、復雜，不易實現(xiàn)。本文針對上述的不足，提出了一種基于3D和Virtools技術(shù)的虛擬實驗開發(fā)方法———VVE，即用3DMAX構(gòu)建3D實驗場景、制作3D動畫；用Virtools進行數(shù)據(jù)處理，交互控制。

基于Virtools虛擬實驗開發(fā)結(jié)構(gòu)圖主要包括虛擬實驗開發(fā)平臺、虛擬實驗開發(fā)平臺模組、建模軟件、PC工作站、虛擬實驗（VRContent）和瀏覽器（VirtoolsWebPlayer）等。虛擬實驗開發(fā)平臺是VirtoolsDev；虛擬實驗開發(fā)平臺模組包括VirtoolsPhysicsPack、VirtoolsAIPack、VirtoolsVRPack、VirtoolsXboxKit、VirtoolsOpenCAD、VirtoolsServer；輸入設備主要指控桿、方向盤、3D滑鼠、3D手套、位置追蹤器；輸入設備指立體眼鏡、立體熒幕、頭盔式顯示器、模擬機；展出系統(tǒng)包含立體劇院和展示系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

通過國家專利檢索沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于此系統(tǒng)方面的申請資料。

一種基于3D和Virtools技術(shù)的開發(fā)方法可以分為3個步驟，分別是模型的構(gòu)建、模型的控制和虛擬實驗的發(fā)布。

一、模型的構(gòu)建；

虛擬實驗環(huán)境的構(gòu)建首先是模型的構(gòu)建，由于Virtools本身沒有建模的功能，所以一般建模方法是采用建模軟件來實現(xiàn)，如3DMAX或Maya等（本文中采用的是3DMAX）。用3DMAX制作三維模型或動畫后以NMO格式保存文件（導出NMO格式文件需要安裝相應的MaxExporter插件），然后在Virtools中導入所生成的NMO文件。導入到Virtools的三維世界編輯區(qū)的3D（或2D）元素可以加以觀察、控制，也可以用安裝SDK插件編輯更多的BBs，實現(xiàn)虛擬實驗的需要。

二、模型的控制;

Virtools中三維（或二維）模型的控制是靠Virtools內(nèi)置行為模塊實現(xiàn)的。這些行為模塊有500多個，能夠?qū)θS（或二維）模型進行各種基本操作如大小變化、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、顏色變化、光線變化、三維貼圖等，復雜操作如投影、燃燒、行走、奔跑、后退等。實現(xiàn)對三維世界編輯區(qū)中的模型的控制，一種方法就是直接調(diào)用行為模塊庫中的內(nèi)置BBs，一種是使用VC++通過手工自動編寫B(tài)Bs。前者簡單方便，后者更為靈活。點擊DataResource（數(shù)據(jù)資源庫），選擇Animations（行為動作）類中的行為，用鼠標點擊所要的動作行為并拖到3DLayout（三維世界編輯區(qū)）中的角色身上，并在Schematic（腳本流程圖）中運用行為交互模塊庫中的行為模塊編輯角色相應的腳本，這樣就形成3D交互動畫了。

一般地，用行為動作庫中的行為模塊設計的3D動畫能夠滿足設計的需要。但有時必須自己寫VC++代碼來制作BBs，其中主要用到一些Win32和API編程的方法。

三、虛擬實驗的發(fā)布；