[發明專利]一種基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統

在審

• 申請號: 201911334054.0
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110930505A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 張昉
• 申請（專利權）人: 遼寧省交通高等專科學校
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00;G09F9/00
• 代理公司: 大連大工智訊專利代理事務所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪;梁左秋

1.一種基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，包括底座（11）、顯示屏（1）和主機（14），其特征是：在所述底座（11）上表面外緣面上設有數個支腿（5），在所述數個支腿（5）上端固定連接的“C”型板（2），在所述“C”型板（2）內表面上設有顯示屏（1），在所述底座（11）上表面中部設有放置腔（20），在所述放置腔（20）內設有滾珠（9），在所述滾珠（9）的前側和右側的放置腔（20）內壁上設有兩個呈九十度夾角的編碼器滾軸（19），在所述底座（11）上表面一側設有放置槽（13），在所述放置槽（13）內設有主機（14），所述兩個編碼器滾軸（19）和顯示屏（1）均與主機（14）進行數據連接，在所述主機（14）內設有基于unity 3D的人機互動式校史館展示系統，所述基于unity 3D的人機互動式校史館展示系統包括虛擬場景生成模塊和虛擬人物驅動模塊，其中虛擬場景生成模塊用于生成與校史館結構相同且等比例的校史館三維模型和虛擬人物模型，虛擬人物驅動模塊用于采集人體腳部踩踏推動滾珠（9）后滾珠（9）的滾動方向和滾動距離，并將該采集到的信息轉換為電信號傳遞給主機（14），主機（14）內虛擬人物模型接收電信號按腳本代碼在校史館三維模型內進行同步的移動。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：在所述放置腔（20）上部設有與所述放置腔（20）相適配的踩踏板（8），在所述踩踏板（8）中部設有與所述滾珠（9）上端弧面相適配的開口（10）。

3.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：在所述放置腔（20）外側的底座（11）表面設有數個支桿（6），在所述數個支桿（6）上端設有“C”型扶桿（4）。

4.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：所述顯示屏（1）通過數個顯示屏導線（7）分別與主機（14）進行數據連接，與外部電源進行電路連接。

5.根據權利要求4所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：在所述放置腔（20）與放置槽（13）之間設有相互貫通的導線穿口B（18），所述放置腔（20）內的兩個編碼器滾軸（19）通過數據線（17）穿過導線穿口B（18）與放置槽（13）內的主機（14）進行數據連接。

6.根據權利要求5所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：在所述放置槽（13）上表面設有蓋板（12），在所述放置槽（13）外側設有貫穿至底座（11）外側壁的導線穿口A（16），所述主機（14）的電源線（15）通過導線穿口A（16）外接電源。

7.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：所述的顯示屏（1）為“C”型結構的弧面顯示屏幕。

8.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：所述的校史館三維模型包括校史館結構模型以及校史館內部的歷史沿革展示區三維模型、校園文化展示區三維模型、教育成果展示區三維模型、師資力量展示區三維模型、文博資料展示區三維模型和優秀校友檔案展示區三維模型。

9.根據權利要求1所述的基于虛擬現實的人機互動式校史館展示設備及其系統，其特征是：所述的基于unity 3D的人機互動式校史館展示系統包含以下步驟：

S1、創建三維模型；

依照校史館以及內部各個展示區的三維尺寸在3DMAX或其他3D建模工具內安裝1:1的比例創建校史館三維模型，并根據校史館內部的各個展區進行相應的三維建模；

S2、導入Unity，生成三維模型；

在Unity中創建文件夾，并將建好的校史館三維模型導入文件夾，在Unity中設置校史館內各個展區的三維模型初始位置坐標，并存放入Unity的校史館三維模型中，在Unity讀取自定義配置文件，自動生成校史館三維場景；

S3、在Unity校史館三維場景內設置虛擬人物模型；

在校史館三維場景內準備一個地形Terrain和平行光Direction Light，并拖入人物模型；

S4、為人物模型進行編碼設置；

將人物模型添加動畫組件，并將動畫的類型設置為Legacy模式，編寫腳本代碼，即通過滾珠（9）的滾動方向和距離控制虛擬人物在校史館三維場景內進行同步移動；

S5、學生踩動滾珠（9）進行校史館三維場景參觀；

學生腳踩滾珠（9）上部通過踩動滾珠（9）使其進行各個角度的轉動，編碼器將滾珠（9）轉動的方向和距離的數據信號轉換為電信號傳遞給主機（14），主機（14）同步將電信號傳輸給虛擬人物使其按照滾珠（9）滾動的方向和距離進行同步移動，隨著虛擬人物的走動拉近虛擬人物與校史館三維場景內各個展區的三維場景距離，學生通過觀看顯示屏（1）內的校史館三維場景實現對各個展區的三維場景進行參觀。