[發明專利]一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統

在審

• 申請號: 201710093136.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107066087A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 王正前;陳星球;汪攀;萬濤濤;萇軍
• 申請（專利權）人: 合肥安達創展科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06Q50/20;G06T17/00
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所34117
• 代理人: 鞠翔

1.一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統，其特征在于：包括虛擬現實技術模塊和多自由度動感平臺模塊，且虛擬現實技術模塊包括圖像實時渲染模塊和頭部動作采集模塊；所述多自由度動感平臺模塊由多自由度平臺、網絡通信模塊和造型座椅三部分組成；

所述虛擬現實技術模塊負責虛擬現實圖像的實時計算和生成，并且實時采集參與人員的相關頭部動作，根據采集到的動作，控制程序內虛擬的任務、物體，做預先設定的反應；所述多自由度動感平臺模塊負責配合虛擬現實技術模塊中場景互動、位置變動等，做出相應的升高、降低、傾斜等動作；

所述圖像實時渲染模塊由三維物體渲染模塊、圖像處理單元特效模塊和圖像后處理模塊組成；

所述多自由度平臺采用六自由度平臺或三自由度平臺，由伺服電機控制電缸做伸縮運動，最終來實現平臺上載體的升高、降低、傾斜、抖動等運動效果；所述網絡通信模塊采用TCP/IP協議，將虛擬現實模塊中根據場景實時生成的位置數據，轉換成供電缸使用的長度數據；所述造型座椅采用獨立設計，根據實際科普內容的設定，設計相關的造型，最終來實現高吸引力的視覺效果。

2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統，其特征在于：所述三維物體渲染模塊采用微軟Direct3D11技術，根據三維模型的材質、場景光照、觀察視角實時計算出虛擬圖像，完成虛擬圖像的初步渲染步驟，使用骨骼綁定技術，實現虛擬物體的活動，如人類的運動、動物的跑動等。

3.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統，其特征在于：所述圖像處理單元特效模塊采用GPU圖像并行處理技術，利用現有的GPU圖像并行處理技術的高效圖像處理能力，對虛擬的場景進行特效處理，如使用視差貼圖技術實現在低精度模型的基礎上，展現高精度模型的效果；使用曲面細分技術實現動態生成三維模型細節數量；使用全屏抗鋸齒技術來有效的消除圖像鋸齒，降低圖像的失真度；使用環境光遮蔽技術，改善虛擬圖像的漏光、陰影失真等問題；使用次表面散射技術，實現半透光物體的渲染效果。

4.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統，其特征在于：所述圖像后處理模塊，采用圖片處理技術，對最終渲染的圖像做最后的圖像處理，包括圖片色彩調整、運動模糊效果等。

5.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實技術和動感平臺技術的科普展示系統，其特征在于：所述頭部動作采集模塊，采用讀取虛擬現實設備中的陀螺儀設備的數據，根據記錄初始旋轉值，以及一定時間后的新的旋轉值，通過矩陣計算，生成當前的頭部的姿態數據，然后根據這個姿態數據，實時更新虛擬三維世界中的觀察視角數據，形成由參與人員頭部控制的反饋，最終達到根據參與人員的頭部活動，實時渲染對應圖像，形成虛擬現實技術最終需要的沉浸感。