[發明專利]構建多人在線安全教育虛擬平臺的方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201910446740.0
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110147232B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李永紅;陳建剛;趙學華;黃國偉;高西成
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院
• 主分類號: G06F8/38
• 分類號: G06F8/38;G06T19/00
• 代理公司: 深圳市添源創鑫知識產權代理有限公司 44855
• 代理人: 姜書新

1.一種構建多人在線安全教育虛擬平臺的方法，其特征在于，包括依次執行如下步驟：

構建系統模塊步驟：包含軟件開發運行環境、VR外設和網絡通信組件；實現多種角色的在線學習體驗和多種學習者角色身份，包括體驗者角色、觀察者角色和跟隨者角色；

構建功能模塊步驟：包含角色模塊、GUI模塊、環境特效模擬、場景模塊、VR接口和多人協作；

構建業務邏輯模塊步驟：包含教學模式，實踐模式和知識考核模式；

在所述構建功能模塊步驟中，還包括執行如下步驟：

構建角色模塊步驟：負責實現安全教育的參與角色，需要依據場景而定；角色模塊包括角色模型、道具模型以及場景模型制作，角色貼圖、道具貼圖及相關場景紋理貼圖，角色動畫制作；

構建GUI模塊步驟：負責用戶界面實現，包括登錄界面、場景菜單、角色視角模塊以及知識考核模式中的試題；

構建環境特效模擬步驟：包括天空盒、雨雪、刮風、塵暴、燈光、煙霧的粒子特效制作，模擬相關的天氣、環境以及火焰效果；采用的技術包括火災粒子系統和滅火器的噴泡沫粒子系統，并制作對應的音樂和相關聲音效果；

構建場景模塊步驟：安全教育的演練場景，包括教室環境，還包括涉及到安全演練的各類道具，如滅火器；根據系統策劃搭建虛擬關卡，布置場景，放置虛擬道具、虛擬相機；

構建VR接口模塊步驟：由unity3d提供的HTC?vive對應插件支持，若涉及其他VR外設也需要相應插件功能；

構建多人協作模塊步驟：采用異步循環加載資源的方式，在體驗者進入場景時只是加載基本資源，離體驗者較遠的場景資源是在后臺中逐漸通過異步線程逐漸加載進來；

在所述構建業務邏輯模塊步驟中，知識考核模式以傳統出考題的方式，讓學員做題，考察學員對安全知識點的掌握程度，知識點事先定義在知識數據庫中，還能讓管理員通過在excel中添加刪除修改調整內容，并轉換成json自動導入到系統；教學模式則是由教師演練操作過程，讓學員學習如何進行安全操作；實踐模式則是讓學員通過VR外設進入場景操作設備，執行安全演練過程；

該方法還包括考核數據庫模塊和演練流程庫模塊。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述構建系統模塊步驟中，軟件開發運行環境用unity3d或者unreal游戲引擎開發，實現不同角色對同一場景的協作操作；網絡通信組件選用開源的游戲客戶端ET服務端雙端框架，服務端是使用C#?.net?core開發的分布式游戲服務端。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述構建GUI模塊步驟中，登錄界面為參與演練的角色提供演練系統的登錄接口；場景菜單為參與演練的角色提供角色操控，包括演練過程中產生的提示界面；角色視角模塊為參與演練的角色提供在演練場景中調整視角的接口，實現視角遠近、方向方面的調整；

在所述構建環境特效模擬步驟中，應用Unity內置的Shuriken粒子系統生成器，生成各種復雜的火焰、煙霧、水流的特效，而且該生成器采用模塊化管理，個性化的粒子模塊，配合粒子曲線編輯器，通過調整參數來創作出各種繽紛復雜的粒子效果；

在所述構建場景模塊步驟中，還包括場景事件，很多場景事件需要通過觸發器實現，觸發器本質上是場景中的某一個區域，當角色進入或離開該區域時觸發事件，Unity3D引擎會探測到該事件。