[發明專利]一種VR沉浸式的系外行星探測演示系統

在審

• 申請號: 201910399080.5
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110109550A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 薛剛;賈鵬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T19/00;G06T17/05
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明涉及虛擬現實領域，一種VR沉浸式的系外行星探測演示系統，其特征在于：包括圖形處理工作站、運行端、用戶端，所述圖形處理工作站中設有三維建模軟件，所述三維建模軟件的數據可以導入所述運行端中，所述用戶端為與圖形處理工作站連接的虛擬現實硬件設備，所述運行端包括行星模擬模塊、行星軌道模擬的模塊、模擬恒星及行星的演化的模塊、模擬行星生命演化的模塊、虛擬望遠鏡成像系統模塊、Unity3D開發引擎，通過使用VR技術，可以更加直觀地展示一個場景，表現力遠遠超過普通的基于二維圖像的場景展示。

技術領域

本發明涉及虛擬現實領域，尤其是涉及一種VR沉浸式的系外行星探測演示系統。

背景技術

虛擬現實（VR）技術是仿真技術的一個重要方向，是仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術等多種技術的集合，是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科。虛擬現實技術主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，并對用戶的輸入做出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

通過使用VR技術，可以更加直觀地展示一個場景，表現力遠遠超過普通的基于二維圖像的場景展示。這種技術應用于天文科普方面，不論是天文理論知識，還是天文觀測畫面，在VR技術的幫助下，通過系外行星演示系統，就可以直觀，方便的進行系外行星演示。而現有的系外行星演示系統，大部分都是通過文字和2D圖片去演示的，不利于直觀的對系外行星進行演示,而且目前系外行星演示系統并沒有關于虛擬望遠鏡對行星觀測的模擬和對系外行星生命演化的模擬。

發明內容

本發明的目的是提供一種VR沉浸式的系外行星探測演示系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種VR沉浸式的系外行星探測演示系統，包括圖形處理工作站、運行端（系外行星演示VR程序）、用戶端，所述圖形處理工作站中設有三維建模軟件，所述三維建模軟件的數據可以導入所述運行端中，所述用戶端為與圖形處理工作站連接的虛擬現實硬件設備，所述運行端包括行星模擬模塊、行星軌道模擬的模塊、模擬恒星及行星的演化的模塊、模擬行星生命演化的模塊、虛擬望遠鏡成像系統模塊、Unity3D開發引擎；

行星模擬模塊：用于對行星的模擬，模擬包括預設模擬，自定義模擬，預設模擬中包含對太陽系及系外的行星或恒星的質量、大小、年齡、所含物質及所屬行星的3D模型進行提前預設加入到行星模擬模塊，自定義模擬是需要通過使用者使用3D建模軟件建造自己需要的3D模型將其導入到行星模擬模塊中，自定義其相關屬性；

行星軌道模擬的模塊：用于在探測演示系統中計算不同行星之間的相互作用和行星的所屬軌道，行星軌道模擬的模塊中使用了N體模擬的物理模型；

恒星、恒星及行星的演化模擬模塊：恒星及行星的演化模擬模塊導入行星模擬模塊中行星或恒星的相關屬性,然后通過恒星及行星的演化模擬程序進行計算模擬，最后將演化影響通過3D模型演示出來；

行星生命演化模擬模塊：行星生命演化模擬模塊導入行星模擬模塊中行星的相關屬性, 然后通過行星生命演化模擬程序進行計算模擬，最后將演化影響通過3D模型演示出來；

虛擬望遠鏡成像系統模塊：通過預設或自定義的望遠鏡參數導入該模塊，使用Diskysim程序進行虛擬望遠鏡成像系統的模擬。

所述用戶端包括頭盔、手柄控制器、激光定位器和顯示器。