[發(fā)明專利]一種計算機組裝虛擬實驗系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911036995.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110942519B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李南希;李健枝;丁躍華;王洪江;列俊康
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G09B9/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 何文聰

本發(fā)明公開了一種計算機組裝虛擬實驗系統(tǒng)及其方法，所述計算機組裝虛擬試驗系統(tǒng)包括模型生成模塊、界面顯示模塊、虛擬實驗教程模塊、虛擬實驗操作模塊和實驗評價模塊。用戶在操作過程中，可以通過觀察各交互界面所顯示的內(nèi)容，獲知當(dāng)前的操作深度，也可根據(jù)自身對實驗操作的掌握情況，跳轉(zhuǎn)不同的層級交互界面，瀏覽觀看實驗演示或進行實驗操作，并查看截止當(dāng)前的實驗操作的評價及計分，提高了計算機組裝虛擬實驗系統(tǒng)的交互體驗；能夠讓用戶及時掌握自身在計算機組裝虛擬實驗操作中的操作情況，從而使得用戶可從實驗評價中總結(jié)實踐經(jīng)驗，快速地掌握計算機組裝操作的主要技能。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于多媒體技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多媒體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種計算機組裝虛擬實驗系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的《微機系統(tǒng)組裝》課程教學(xué)中，課堂實驗由于機房場地和機器數(shù)量的限制，提供給學(xué)生的裝機機會十分有限，學(xué)生需自行在課后進行大量的實踐練習(xí)才能掌握相關(guān)技能。另一方面，由于計算機組裝過程的硬件部件類型多、組裝步驟較復(fù)雜，在課堂實驗中教師很難同時對多名學(xué)生的裝機操作進行實時考核和評價，學(xué)生也不能及時地了解自己的實驗操作是否完全正確。此外，由于大部分學(xué)生在課堂實驗中都是初次接觸計算機的硬件拆裝，在操作過程中極易出現(xiàn)機器損壞等情況，而實驗機器的損壞將會影響教學(xué)活動的正常開展。現(xiàn)有技術(shù)在計算機組裝方面的虛擬實驗進行開發(fā)及應(yīng)用并不多見，類似的虛擬實驗系統(tǒng)開發(fā)多見于汽車維修培訓(xùn)、電工培訓(xùn)等方面。

現(xiàn)有的虛擬實驗系統(tǒng)技術(shù)包括：

公開號為CN106228851A的專利文件所公開了一種汽車拆裝的虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)方法，該方法首先對汽車的各個部件進行三維建模，并將每個模型進行標(biāo)注；然后按模型的標(biāo)注順序在電腦上演示汽車部件的組裝或拆解過程，以供用戶觀摩和學(xué)習(xí)；該方法在演示過程中，可以對當(dāng)前部件進行變色顯示以及旋轉(zhuǎn)顯示，讓用戶能全面的觀察和了解當(dāng)前部件。

公開號為CN107292966A的專利文件所公開了一種沙盒式自由組裝方法及應(yīng)用，該方法可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定，讓用戶將不同的功能部件加掛到基礎(chǔ)部件上，得到不同的組裝角色，以實現(xiàn)用戶自由組裝游戲角色的目的；其中，用戶可以通過鼠標(biāo)或觸屏，對功能部件進行移動或旋轉(zhuǎn)，并且還可以通過鍵盤、鼠標(biāo)或虛擬鍵，對組裝角色進行移動、射擊或PK動作；該方法能提供給用戶較豐富的交互體驗。

公開號為CN108492661A的專利文件公開的一種三維虛擬實驗培訓(xùn)系統(tǒng)，用于電工的技能培訓(xùn)，該系統(tǒng)基于Unity?3D軟件開發(fā)實現(xiàn)，不僅可以演示拆裝設(shè)備的教程，還允許用戶操作虛擬的三維模型進行設(shè)備拆裝和維修的實踐；該系統(tǒng)還存儲了電工培訓(xùn)中各場景下的標(biāo)準(zhǔn)操作，用于比對用戶的實踐操作并進行評分考核。

上述專利文件為現(xiàn)有的虛擬實驗系統(tǒng)，但其主要缺點在于：(1)在拆裝過程中，硬件模型的移動基本僅依靠鼠標(biāo)、鍵盤或觸屏等單一的交互方式進行操作，不能通過多種(兩種及以上)交互方式聯(lián)合進行硬件模型的精確移動和定位；(2)用戶在虛擬實驗中，一般需借助觸屏設(shè)備才能自由控制實驗場景的旋轉(zhuǎn)角度、大小等變化；在僅有鍵盤、鼠標(biāo)的情況下，用戶通常難以對實驗場景進行自由的旋轉(zhuǎn)、縮放等操作；(3)沒有專門針對計算機組裝的虛擬實驗而設(shè)計的評分標(biāo)準(zhǔn)，用戶不能及時了解自己在虛擬組裝計算機的過程中是否存在操作錯誤。

術(shù)語解釋：

虛擬實驗：借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(Virtual?Reality，VR)等技術(shù)在計算機上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實驗各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種實驗項目，所取得的實驗效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。

計算機組裝：用戶在電腦使用前將電腦硬件(包括：主板、CPU、內(nèi)存、硬盤，等)組裝成可工作的電腦的過程。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決至少一個上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種計算機組裝虛擬實驗系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。