[發(fā)明專利]基于虛擬現(xiàn)實(shí)及互聯(lián)網(wǎng)的高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111862346A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T13/20;G06T15/00;G06T15/04;G06F3/01;G09B9/00
• 代理公司: 重慶信航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

1.基于虛擬現(xiàn)實(shí)及互聯(lián)網(wǎng)的高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于UNITY3D引擎的高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛罱ǎ?/p>

S10、將BLENDER建模的模型格式設(shè)置為FBX，并將TGA格式的模型貼圖一并導(dǎo)出，將模型及貼圖導(dǎo)入U(xiǎn)NITY3D引擎，所述模型包括高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)用的酒精燈、試管、單孔膠塞、導(dǎo)氣管、鐵架臺(tái)、試管夾、集氣瓶、水槽、蓋玻片、火柴和藥匙；

S11、對模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：打開引擎中的ANIMATION組件對模型進(jìn)行動(dòng)畫的調(diào)整及控制，通過控制動(dòng)畫間隔幀調(diào)整動(dòng)畫的速度Sample值為30，通過設(shè)置Loop參數(shù)控制動(dòng)畫是否重復(fù)執(zhí)行值為false，控制并修改所有動(dòng)畫原有的Transform組件的Position、Scale、Rotation具體的值分別為new Vector3(target.x,target.y,target.z)、new Vector3(1,1,1)、new Vector3(0,0,0)，并插入對應(yīng)的動(dòng)畫關(guān)鍵幀進(jìn)行修改，使用ANIMATION準(zhǔn)備好涉及動(dòng)畫的所有動(dòng)畫序列，將所有ANIMATION動(dòng)畫Clip拖動(dòng)入ANIMATOR組件中；

S12、打開引擎中的ANIMATOR組件，設(shè)置動(dòng)畫狀態(tài)機(jī)將動(dòng)畫通過關(guān)聯(lián)串在一起，將Idle動(dòng)畫設(shè)置為默認(rèn)動(dòng)畫SetAsLayerDeafaultState，此時(shí)Idle默認(rèn)動(dòng)畫則亮起橘黃色默認(rèn)標(biāo)識，則默認(rèn)動(dòng)畫即設(shè)置為此動(dòng)畫，接下來則可通過動(dòng)畫狀態(tài)機(jī)控制對應(yīng)的條件滿足時(shí)，進(jìn)入對應(yīng)的動(dòng)畫；如手部的模型動(dòng)畫是通過Grip1、Grip2、Grip3、Grip4、Idle、PointTo動(dòng)畫組成，則將Idle設(shè)置為默認(rèn)動(dòng)畫SetAsLayerDeafaultState，并通過Idle動(dòng)畫延伸出其他動(dòng)畫；

S13、將對應(yīng)的動(dòng)畫設(shè)置相應(yīng)的條件，添加Parameters點(diǎn)擊對應(yīng)的加號，選擇Trigger參數(shù)，并設(shè)置對應(yīng)的名稱grip1、grip2、grip3、grip4、pointto，則將Trigger對應(yīng)的參數(shù)填寫在對應(yīng)的動(dòng)畫指向橫線上，并將動(dòng)畫返回至對應(yīng)的Idle方法，最后則建成了完整的動(dòng)畫體系；

S14、通過前述對應(yīng)的完整動(dòng)畫體系，使用代碼進(jìn)行Trigger控制，Idle方法則可對對應(yīng)的動(dòng)畫參數(shù)進(jìn)行觸發(fā)，一旦Idle方法運(yùn)行且動(dòng)畫正處于Idle狀態(tài)，即可對動(dòng)畫進(jìn)行對應(yīng)動(dòng)畫的控制并播放，如果動(dòng)畫目前處于其他狀態(tài)則此觸發(fā)條件失效；

S15、將對應(yīng)模型放入搭建的對應(yīng)場景中，將實(shí)驗(yàn)室FBX文件直接導(dǎo)入場景中，使用Material創(chuàng)建材質(zhì)球，并選擇基本的Standard模式，將Albedo屬性欄添加對應(yīng)的材質(zhì)圖片，Tiling和Offset均保持默認(rèn)，UVSet設(shè)置為UV0，并將材質(zhì)球綁定到對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室模型上，此處可將所有子物體生成貼圖，也可以將父物體整體貼圖；

S16、控制對應(yīng)模型的位置，放置對應(yīng)模型到場景中的對應(yīng)位置以便使用者能夠使用具體的模型；

S17、掛載對應(yīng)的代碼在不同的物體上，設(shè)置不同的參數(shù)：將Object_Manager掛載在對應(yīng)的物體上，可勾選對應(yīng)的參數(shù)，如bool類型的Grap_bool參數(shù)，如果Grap_bool參數(shù)的值為true，則使用手柄可將物體抓取，如果Grap_bool的參數(shù)是false，則手柄接觸對應(yīng)的物體無法抓取，如果物體打開了Point_bool參數(shù)，并且Point_bool的值為true，則可將人物投射傳送至此處，如果值為false，則人物不能傳送至此處；

S18、設(shè)置Person_Manager中對應(yīng)的手柄參數(shù)，將手柄掛載到SteamVR組件對應(yīng)的代碼，并設(shè)置包括手柄是否能夠進(jìn)行交互、手柄是否能夠抓拿物體、手柄是否能夠傳送、手柄是否能夠控制人物移動(dòng)的參數(shù)即可；

S2、基于UNITY3D引擎的高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)步驟：

S21、裝配實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置的氣密性：使用者通過左手手柄抓拿試管，右手手柄拿出單孔膠塞及導(dǎo)氣管進(jìn)行拼接成功后，右手手柄將導(dǎo)氣管末端放入水槽中，將左手長時(shí)間握住側(cè)鍵即游戲中使用左手長時(shí)間抓住試管，使試管內(nèi)部加熱導(dǎo)致氣壓差，觀察右邊水槽中是否有氣泡冒出，如有氣泡冒出即證明裝置氣密性良好，否則需要重新拼接設(shè)備或更換設(shè)備；

S22、將高錳酸鉀平鋪在試管底部，管口放一團(tuán)棉花，用帶導(dǎo)管的單孔膠塞塞緊試管口：使用右手操控手柄操作藥匙，左手手柄操作高錳酸鉀瓶，將高錳酸鉀取出并使用左手手柄取出試管，并將右手藥匙中的高錳酸鉀伸入試管中，再用單孔膠塞塞緊試管口；

S23、將試管固定在鐵架臺(tái)上，使用左手手柄將鐵架臺(tái)固定后，使用右手手柄將試管固定至鐵架臺(tái)上；

S24、點(diǎn)燃酒精燈，加熱試管：使用左手手柄抓住酒精燈放在鐵架臺(tái)上，并用右手手柄抓住酒精燈帽放置在桌上，使用左右手控制火柴使火柴劃過火柴盒獲得火源，并點(diǎn)燃酒精燈，使試管處于酒精燈外焰部分加熱；

S25、當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻的氣泡放出時(shí)開始收集，具體為使用右手手柄將集氣瓶充滿水倒扣入水槽中并注意要將導(dǎo)氣管口放入集氣瓶中；

S26、在觀察氧氣收集完畢時(shí)，使用左手手柄將導(dǎo)氣管移出水面；

S27、熄滅酒精燈停止加熱，檢驗(yàn)集氣瓶中氧氣：使用左手手柄將酒精燈帽蓋上酒精燈使其熄滅，并將集氣瓶正放在桌面上，左手手柄揭開用于密封集氣瓶的蓋玻片，右手手柄將帶火星的木條放入集氣瓶中，觀察木條是否復(fù)燃，而前述觀察均是指使用者通過虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔來查看三維空間中的實(shí)驗(yàn)反饋。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)及互聯(lián)網(wǎng)的高錳酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，其特征在于，在所述步驟S18之后還包括判斷步驟S19：判斷使用者是否按照步驟操作對應(yīng)的模型儀器，如果模型儀器放置位置和操作都正確的情況下，將進(jìn)入下一個(gè)步驟的語音提示，如果擺放位置或操作不正確，則無法進(jìn)入下一個(gè)步驟，此時(shí)會(huì)語音給出對應(yīng)的錯(cuò)誤提示，并告知如何進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。