[發明專利]一種基于虛擬現實的船舶艙室體驗系統構建方法

在審

• 申請號: 201910275465.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN109992902A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 王真;徐欣;何寧;葉笛;朱松;高佳琪
• 申請（專利權）人: 中船第九設計研究院工程有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅

本發明公開了一種基于虛擬現實的船舶艙室體驗系統構建方法，其特點是采用VR技術構建三維沉浸式船舶艙室體驗系統，將計算機導入預先設定的艙室模型，生成艙室三維場景，體驗者通過頭戴三維顯示設備以任意角度觀察艙室三維場景，并用操作手柄與艙室場景交互，進行場景更換、材質替換及物品移動，感受到空氣流動、溫度、光線和聲音的變化。本發明與現有技術相比具有產生沉浸效果，在視覺、心境、感受上營造近似于真實的體驗，讓用戶在虛擬艙室內通過互動選擇，完成對艙室設計方案，提高設計質量，縮短設計周期，節約設計成本。

技術領域

本發明涉及船舶艙室內裝設計技術領域，尤其是一種基于虛擬現實的船舶艙室體驗系統構建方法。

背景技術

船舶內裝設計是船舶設計的重要組成部分，傳統的內裝設計大多數通過圖紙和效果圖形式表達，不夠直觀真實，無法動態實時變更設計風格以及設計屬性信息，用戶體驗不高，如果建立實體樣板艙，則存在更新迭代快且成本高等缺點。目前，隨著虛擬現實技術的發展，船舶裝飾設計展示手段日益非富，并由傳統的二維圖像向三維沉浸式效果拓展。在一般情況下，體驗者可以通過桌面的全景技術或頭戴式三維沉浸式技術感受設計效果，也可以通過一定的方式進行交互，但更多的停留在單純的視覺體驗上。

現有技術很難使用戶在設計前期就真正融入參與到船舶內裝設計中，實時獲得不同的設計風格，并進行艙室信息屬性的可視化表達，用戶體驗度差。因此，一種基于VR技術的艙室體驗系統，在VR三維沉浸式技術的基礎上，結合手柄等硬件設備與場景實現交互，同時音響設備、空調、陣列紅外燈及陣列風機產生的音、溫度、光照以及空氣流動效果，為體驗者在視覺、心境、感受上營造近似于真實的體驗，是船舶艙室裝飾設計中重要的發展方向。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而設計的一種基于虛擬現實的船舶艙室體驗系統構建方法，采用VR技術的船舶虛擬樣艙，結合手柄等硬件設備與場景實現交互，同時音響設備、空調、陣列紅外和風機產生的音、溫度、光照以及空氣流動效果，為體驗者在視覺、心境、感受上營造近似于真實的體驗，大大提升了用戶體驗的滿意度，結構簡單，使用方便，通過互動選擇不同風格的方案，完成對方案的實時互動可編輯的功能需求，提高設計質量，縮短設計周期，節約設計成本。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于虛擬現實的船舶艙室體驗系統構建方法，其特點是采用VR技術構建三維沉浸式船舶艙室體驗系統，將計算機生成的三維艙室場景輸入到頭戴三維顯示設備產生沉浸效果，配合操作手柄營造近似于真實的體驗，所述計算機包括：艙室場景導入模塊、艙室場景生成模塊、光線控制模塊、船舶升搖控制模塊、攝像機控制模塊、位置采集模塊、聲音采集模塊、光線采集模塊、手柄控制模塊、模型節點控制模塊、紅外燈控制模塊、風力控制模塊、空調控制模塊和通訊處理模塊；所述計算機與頭戴三維顯示設備、場景攝像機和操作手柄連接后導入預先設定的艙室模型，船舶艙室體驗系統立即生成艙室三維場景，并將其輸入頭戴三維顯示設備，體驗者通過頭戴三維顯示設備以任意角度觀察艙室三維場景，使用操作手柄與艙室場景交互，進行場景更換、材質替換及物品移動，體驗者在操作過程中可以感受到空氣流動、溫度、光線和聲音的變化，具體體驗按下述步驟進行：

（一）場景構建

艙室場景導入模塊將預先制作的艙室場景模型進行加載，同時光線控制模塊對場景中的模擬陽光的直射光光照強度、照射角度進行調整，生成一定光照條件下的三維艙室場景輸入攝像機控制模塊。

（二）攝像機控制

攝像機控制模塊讀取頭戴三維顯示設備的位置及角度信息，得到體驗者在場景中的觀察位置及觀察角度，并賦給場景攝像機，然后將場景攝像機所采集的場景圖像傳輸給頭戴三維顯示設備，為體驗者提供視覺體驗，在此過程中，船舶升搖控制模塊對攝像機位置、船舶艙室縱模搖中心位置以及需要縱橫搖角度進行矢量運算，產生船舶搖晃時艙室里內的視覺效果，具體搖晃幅度大小及周期根據所對船舶具體參數設定。

（三） 位置判斷