[發明專利]一種基于混合現實技術的訓練系統及其方法

有效

• 申請號: 202010564401.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111729283B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 黃敦筆;杜武平;胡濱;唐金騰
• 申請（專利權）人: 杭州賽魯班網絡科技有限公司
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06;G06F3/01;G06T19/00
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 鄭雙根

本發明公開了一種基于混合現實技術的訓練系統及其方法,提供一種基于混合現實技術的訓練系統在低成本的前提下實現虛擬交互式訓練，其訓練更富有趣味性、逼真性和臨場感；所述基于混合現實技術的訓練系統包括處理器單元、視頻捕獲模塊、虛擬對象生產模塊、MR融合模塊、語義分隔模塊、運動姿態計算模塊、運動交互反饋模塊和MR顯示模塊。本發明的成本相對更低，且能有效減少電子輻射，避免輻射構成身體健康的損害既不會損害健康；將真實世界中的真實訓練者、環境背景和數字虛擬場景相互融合，真實訓練驅動虛擬交互，虛擬交互同步反饋訓練者，更富有趣味性、更逼真和更具有臨場感，用戶體驗相對更佳。

技術領域

本發明涉及混合現實訓練領域，特別是一種基于混合現實技術的訓練系統及其方法。

背景技術

虛擬現實：

所謂虛擬現實，顧名思義，就是虛擬和現實相互結合。從理論上來講，虛擬現實技術(VR)是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，使用戶沉浸到該環境中。虛擬現實技術就是利用現實生活中的數據，通過計算機技術產生的電子信號，將其與各種輸出設備結合使其轉化為能夠讓人們感受到的現象，這些現象可以是現實中真真切切的物體，也可以是我們肉眼所看不到的物質，通過三維模型表現出來。因為這些現象不是我們直接所能看到的，而是通過計算機技術模擬出來的現實中的世界，故稱為虛擬現實。用戶可以在虛擬現實世界體驗到最真實的感受，其模擬環境的真實性與現實世界難辨真假，讓人有種身臨其境的感覺；同時，虛擬現實具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統；最后，它具有超強的仿真系統，真正實現了人機交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環境最真實的反饋。正是虛擬現實技術的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了許多人的喜愛。VR代表設備有：HTCVive、Oculus Rift和Playstation VR。

即使VR技術前景較為廣闊，但作為一項高速發展的科技技術，其自身的問題也隨之漸漸浮現，例如產品回報穩定性的問題、用戶視覺體驗問題等。對于VR企業而言，如何突破目前VR發展的瓶頸，讓VR技術成為主流仍是他們所亟待解決的問題。首先，部分用戶使用VR設備會帶來眩暈、嘔吐等不適之感，這也造成其體驗不佳的問題。部分原因來自清晰度的不足，而另一部分來自刷新率無法滿足要求。據研究顯示，4k以上的分辨率才能基本使大腦認同，但就目前來看，國內所用的VR設備遠不及騙過大腦的要求。消費者的不舒適感可能產生的其對VR技術是否會對自身身體健康造成損害的擔憂，這必將影響VR技術未來的發展與普及。VR體驗的高價位同樣是制約了其擴張的原因之一。在國內市場中，VR眼鏡價位一般都在三千元以上。當然這并非是短時間內可以解決的問題，用戶如果想體驗到高端的視覺享受，必然要為其內部更高端的電腦支付高昂的價格。若想要使得虛擬現實技術得到推廣，確保其內容的產出和回報率的穩定十分關鍵。其所涉及內容的制作成本與體驗感決定了消費者接受VR設備的程度，而對于該高成本的內容，其回報率難以預估。其中對VR原創內容的創作無疑加大了其中的難度。

增強現實:

增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)，增強現實技術也被稱為擴增現實，AR增強現實技術是促使真實世界信息和虛擬世界信息內容之間綜合在一起的較新的技術內容，其將原本在現實世界的空間范圍中比較難以進行體驗的實體信息在電腦等科學技術的基礎上，實施模擬仿真處理，疊加將虛擬信息內容在真實世界中加以有效應用，并且在這一過程中能夠被人類感官所感知，從而實現超越現實的感官體驗。真實環境和虛擬物體之間重疊之后，能夠在同一個畫面以及空間中同時存在。增強現實技術不僅能夠有效體現出真實世界的內容，也能夠促使虛擬的信息內容顯示出來，這些細膩內容相互補充和疊加。在視覺化的增強現實中，用戶需要在頭盔式顯示器(Head-mounted displays，簡稱HMD)或者AR眼鏡的基礎上，促使真實世界能夠和電腦圖形之間重合在一起，在重合之后可以充分看到真實的世界圍繞著它。增強現實技術中主要有多媒體和三維建模以及場景融合等新的技術和手段，增強現實所提供的信息內容和人類能夠感知的信息內容之間存在著明顯不同。