[發明專利]一種基于虛擬與現實的多人協同教學實訓的方法

有效

• 申請號: 201710706698.2
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107507484B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 劉志
• 申請（專利權）人: 廣州騰猴科技有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06T19/00
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為;任琳

本發明公開了一種基于虛擬與現實的多人協同教學實訓的方法，包括以下控制步驟：(1)不同的學員分別選擇所需要的實訓內容課程，系統根據學員發出的虛擬場景信號分別生成相應的虛擬場景；(2)系統按照不同學員選定的人物類型生成低面數虛擬人物模型，再貼圖渲染后完成在虛擬場景中創建完整虛擬人物模型；(3)學員對其完整虛擬人物模型發出的動作信號，系統轉換成相應完整虛擬人物模型的動作；(4)系統將處于相同虛擬場景中的不同的完整虛擬人物模型實現協同完成實訓內容課程任務。利用本方法能夠虛擬出實訓的環境實現多人協同教學實訓，具有開發成本低、維護簡單、實訓內容豐富、交互性強的特點。

技術領域

本發明涉及虛擬與現實教育領域，更具體地說，尤其涉及一種基于虛擬與現實的多人協同教學實訓的方法。

背景技術

隨著社會的大力發展，國家對于學生的知識技能實訓方面十分重視。但是許多學校面臨相關資金不足的困境，因此在實踐過程中，很多實訓環節與現實差距較大，學生不能充分得到鍛煉。而且在很多高危和極端實訓環節中，存在實訓危險大、實訓材料大量浪費、實訓設備容易報廢等情況，這樣不僅對學校造成安全和經費方面的壓力，而且也容易導致學生的學習情況不佳。因此，設計一套基于虛擬與現實的教學實訓方法迫在眉睫。傳統的虛擬與現實教學實訓方法存在許多不足之處：例如，基礎硬件設施投入費用高，后期維護工作量大，實訓內容有限，交互性不強，缺乏多人協同合作機制等。因此，亟待開發一種開發成本低、維護簡單、實訓內容豐富、交互性強的多人協調教學實訓方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于虛擬與現實的多人協同教學實訓的方法，利用該方法能夠虛擬出實訓的環境實現多人協同教學實訓，具有開發成本低、維護簡單、實訓內容豐富、交互性強的特點。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于虛擬與現實的多人協同教學實訓的方法，包括以下控制步驟：

(1)不同的學員分別選擇所需要的實訓內容課程發出創建虛擬場景信號，系統根據接收到不同的學員發出的虛擬場景信號分別生成相應的虛擬場景；

(2)系統按照不同學員選定的人物類型分別在步驟(1)生成的虛擬場景中相應生成低面數虛擬人物模型，再分別對所生成的低面數虛擬人物模型貼圖渲染后完成在虛擬場景中對各個學員所選定人物類型創建完整虛擬人物模型；

(3)學員對其所創建的完整虛擬人物模型發出的動作信號，系統接收到的動作信號后轉換成相應學員所創建的完整虛擬人物模型的動作；

(4)系統將處于相同虛擬場景中的不同學員所創建的完整虛擬人物模型實現協同完成實訓內容課程任務。

優選的，在所述的步驟(1)中，生成虛擬場景時包括如下步驟：

(1.1)先生成簡易虛擬場景模型；

(1.2)確定虛擬場景中各個物體的空間位置；

(1.3)按確定出的虛擬場景中各個物體的空間位置生成物體模型，得到完整的虛擬場景。

優選的，在所述的步驟(1.3)中，按確定出的物體的空間位置生成物體模型時，先通過一個距離變化函數表示虛擬場景中各個模型的某一物體曲面的變化情況，在該物體模型的各個物體曲面都將該物體曲面內部的點到該物體曲面的距離設為負，將該物體曲面外部的點到該物體曲面的距離設為正，所述的距離變化函數如下所示：

其中，d(p,s)＝infd(p,q)，

p表示物體曲面內部的點，s表示變化前的物體曲面，θ表示物體曲面內部的點集合，d(p,s)表示物體曲面的點到曲面的距離，q表示變化后的物體曲面；

再通過一個局部變化函數公式表示該物體模型的全局變化，所述的局部變化函數公式如下：