[發(fā)明專利]一種基于VR的古建筑構件搭建模擬方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811214505.2
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109446618A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 曾旭東;謝曉波
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明屬于計算機軟件技術領域，公開了一種基于VR的古建筑構件搭建模擬方法，用戶進入登錄界面，填入個人信息，自動建立數據庫，并存檔記錄；進入操作說明虛擬空間，了解操作方式和流程；通過手柄操作完成構件選擇、構件搭建的過程；構件選擇、拼裝，構件放置空間位置；使用搭建流程參考手柄查看；搭建過程顯示計時器、計步器、正確率；重復以上步驟，完成古建筑虛擬模型的搭建；用戶對完成的虛擬模型全方位查看，利用指示線顯示每個構件的名稱和特點信息；將虛擬模型真實比例還原。

技術領域

本發(fā)明屬于計算機軟件技術領域，尤其涉及一種基于VR的古建筑構件搭建 模擬方法。

背景技術

目前，業(yè)內常用的現有技術是這樣的：古建筑是人類社會優(yōu)秀的文化結晶， 是歷史文化的積淀并突出了藝術、建筑、美學以及建筑上的價值，目前最好的 學習方式是制作古建筑構件的實體模型再完成拼裝搭建。這個過程中，需要參 閱大量的古建筑書籍，有一定基礎之后再根據書籍上的大樣圖對古建筑構件進 行實體模型的制作，最后進行搭建組裝工作。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)古建筑書籍因年代原因，文字描述以及古建筑構件的大樣圖標注方式 與近代方式有一定區(qū)別，每個歷史朝代的制作方式和構件標準都不相同，讀者 的閱讀和理解過程較慢。

一個古建筑是由上千個構件組成，需要制作者有較強的識圖和動手能力，制 作周期較長，在無專業(yè)設備的情況下，構件制作的準確性和良品率都很低，工 作反復性較強，人力物力耗費較大。制作過程無法做到標準化、統(tǒng)一化，因此 學習情況無法做到準確的評估。古建筑的體量都較大，制作實體模型不能完全 做到1:1還原，如按原始比例制作，成本花費較大。可以使資源在計算機中栩栩 如生地再現，實現圖像信息的立體逼真、交互操作；

(2)現有技術中數據庫信息不能進行有效的分類，是數據混亂不好查找； 信息的收錄與查找，不能做到層次清晰，分類明確；建模后視覺效果不佳；對 場景進行渲染，場景添加顏色或環(huán)境效果，不能達到逼真的效果；同時場景復 雜度較高，系統(tǒng)實時交互速度慢。

解決上述技術問題的難度和意義：利用三維數字仿真技術，將古建筑構件 進行數字化模型制作，古建筑中有較多數量的構件是相同的，數字化后能夠很 容易的進行復制關聯(lián)操作，在制作效率上大幅度提高，且準確性能夠及時得到 驗證，在后期拼裝復原時能夠保證準確無誤，構件材料屬性也能與原版建筑保 持一致性。參與者的任何操作步驟和進程都會被計算機進行實時的記錄，最終 數據進行存檔供學習成果的分析使用。

發(fā)明內容

針對現有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于VR的古建筑構件搭建模 擬方法。

利用VR的特性，將參與者“放入”一個虛擬的三維立體環(huán)境中，充分調動 參與者的雙手參與度，對建筑構件進行圖像識別和文字驗證后進行構件選取， 參與者與建筑在虛擬環(huán)境的相互比例是可以自主自由控制的，擺脫了真實環(huán)境 下實體模型的尺寸固化后帶來的感官單一性。在下一步對方案進行改進中，加 入“沙盤模式”與“真實模式”的實時切換功能，沙盤模式為：使用建筑真實 環(huán)境基地作為模型底板，將其按一定比例縮小至沙盤大小，在沙盤模式下可以 選取建筑構件進行虛擬搭建，搭建過程中參與者可選取沙盤下的任一目標點轉 入到真實模式下進行體驗、查看進程和效果，同時也可實時轉入到沙盤模式下繼續(xù)完成建筑搭建。在完成搭建之后，進入真實模式環(huán)境下，VR場景變?yōu)楣沤?筑所在環(huán)境的真實場景，參與者可在虛擬復原的古建筑真實環(huán)境下進行實景體 驗，同時在場景中加入虛擬指示箭頭、圖標、展示欄等再配以真人解說，讓參 與者能夠身臨其境的融入到古建筑復原場景中，同時加入的文字、圖片、語音 等輔助感知信號能夠讓參與者對古建筑的歷史、文化進行更深入的了解，突出 建筑的藝術、美學上的價值，帶來多維度的視覺感官體驗。

本發(fā)明是這樣實現的，一種基于VR的古建筑構件搭建模擬方法，所述基于 VR的古建筑構件搭建模擬方法包括：