[發(fā)明專利]一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811156916.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109410343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申旭;陳華月;王永欽;馮強(qiáng);楊小鋒;楊楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 申旭;陳華月;西華師范大學(xué);王永欽;馮強(qiáng);楊小鋒;楊楠
• 主分類號(hào): G06T19/20
• 分類號(hào): G06T19/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括：

獲取生物的幾何特征數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)初始化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以生成生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)，其中，所述幾何特征為3DS或DXF三維模型數(shù)據(jù)；

獲取生物行為特征及生物生長(zhǎng)特征，以生成生物感知模型數(shù)據(jù)；

獲取實(shí)驗(yàn)設(shè)置的光照、水、溫度、風(fēng)力、土壤參數(shù)，以生成環(huán)境模型；

根據(jù)生物類別、所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎動(dòng)態(tài)合成生物的虛擬現(xiàn)實(shí)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)生物類別、所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎動(dòng)態(tài)合成生物的虛擬現(xiàn)實(shí)模型的步驟，包括：

當(dāng)所述生物的類別為植物時(shí)，根據(jù)所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎生成植物生長(zhǎng)發(fā)育模型；

當(dāng)所述生物的類別為動(dòng)物時(shí)，根據(jù)所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎生成肢體結(jié)構(gòu)建模以構(gòu)建基本的形體和感知行為模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)生物類別、所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎動(dòng)態(tài)合成生物的虛擬現(xiàn)實(shí)模型的步驟，包括：

根據(jù)所述生物類別、所述環(huán)境模型生成時(shí)間序列數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)的形狀結(jié)構(gòu)以及行為狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)基于所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)計(jì)算生物生長(zhǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生物生長(zhǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)利用3D圖形引擎生成某一時(shí)刻的三維結(jié)構(gòu)以及生物行為特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)生物類別、所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎動(dòng)態(tài)合成生物的虛擬現(xiàn)實(shí)模型的步驟之后，包括：

通過(guò)交互界面獲取操作指令；

接收所述操作指令，驅(qū)動(dòng)3D圖形引擎進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模型的移動(dòng)及變換操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述3D圖形引擎為Unity3的引擎。

6.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一獲取模塊，用于獲取生物的幾何特征數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)初始化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以生成生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)，其中，所述幾何特征為3DS或DXF三維模型數(shù)據(jù)；

第二獲取模塊，用于獲取生物行為特征及生物生長(zhǎng)特征，以生成生物感知模型數(shù)據(jù)；

第三獲取模塊，用于獲取實(shí)驗(yàn)設(shè)置的光照、水、溫度、風(fēng)力、土壤參數(shù)，以生成環(huán)境模型；

模型生成模塊，用于根據(jù)生物類別、所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎動(dòng)態(tài)合成生物的虛擬現(xiàn)實(shí)模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型生成模塊，包括：

第一生成單元，用于當(dāng)所述生物的類別為植物時(shí)，根據(jù)所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎生成植物生長(zhǎng)發(fā)育模型；

第二生成單元，用于當(dāng)所述生物的類別為動(dòng)物時(shí)，根據(jù)所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)和所述環(huán)境模型，利用3D圖形引擎生成肢體結(jié)構(gòu)建模以構(gòu)建基本的形體和感知行為模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型生成模塊具體用于根據(jù)所述生物類別、所述環(huán)境模型生成時(shí)間序列數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)的形狀結(jié)構(gòu)以及行為狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制所述生物結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)、所述生物感知模型數(shù)據(jù)基于所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)計(jì)算生物生長(zhǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生物生長(zhǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)利用3D圖形引擎生成某一時(shí)刻的三維結(jié)構(gòu)以及生物行為特征。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括交互模塊，所述交互模塊，用于通過(guò)交互界面獲取操作指令；接收所述操作指令，驅(qū)動(dòng)3D圖形引擎進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模型的移動(dòng)及變換操作。