[發明專利]基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法

在審

• 申請號: 202010845807.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112002004A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 宋剛;劉婧;穆波;韓軍;孔權;姚善良
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00;G06T15/50
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 鄧凌云

本發明公開了一種基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法，首先進行實驗室空間環境的制作，再進行實驗室的編輯和渲染，在實驗室的渲染結束后，進行光照的渲染，對實驗室墻面、頂面和地面添加材質，并添加實驗臺、實驗品貨架、藥品柜、器皿、藥品瓶、滅火器；實驗設備庫增加高壓加氫微反裝置和閃點測定儀裝置，并添加粒子特效庫，粒子特效庫包括燃燒效果、濃煙效果和爆炸效果；通過虛擬現實引擎進行試驗的操作，用戶和通過視角的選擇進行現場的觀看，實時了解試驗情況，而且可以改變位置，從而改變視角，能在不同位置詳細觀察試驗變化，從而獲得更深的體會，而且實驗室內容可隨意添加，相比現實更加方便。

技術領域

本發明屬于虛擬現實領域，更具體地說，尤其涉及基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法。

背景技術

虛擬現實是一個新興的計算機圖像學領域，同時它集合了許多其他領域的最新科研成果，比如需要計算機圖形學的圖形學知識、人機交互技術的達到接近現實交流體驗，以及傳感技術來探測用戶的個人狀態數據等諸多領域。目前的虛擬現實技術主要被應用于景點展示、觀光旅游、廣告展示和房地產以及城市規劃等行業中。

虛幻的編輯器，簡稱為“UnrealEd”，它可以很好地彌補一些在3D Studio Max和Maya中無法實現的不足,并很好地運用到游戲和工作開發里去。在可視化的編輯窗口中游戲開發人員可以直接對游戲中角色,NPC,物品道具,AI的路點及光源進行自由的擺放和屬性的控制,并且全部是實時渲染的，還可以直接進行物體,模型的動力學設置,并支持簡單的碰撞優化及調整。

為了更好、更直接的觀察實驗室粒子特效，因此提出基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法。

發明內容

本發明的目的在于提供基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于虛擬現實實驗室粒子特效操作的虛擬仿真方法，包括如下步驟：

S1、首先進行實驗室空間環境的制作，建立整個實驗室的建筑布局；

S2、在實驗室內部空間完成后，需要進行實驗室的編輯和渲染，使用多邊形建模手段，同時在實驗室的建模細節上，刪除多余的多邊形，加快整個系統的渲染速度，減少系統負擔；

S3、在建模完成后，采用置換貼圖、法線貼圖或烘培貼圖紋理映射方法將烘培后的圖像貼回實驗室場景中；

S4、在實驗室的渲染結束后，需要利用UDK中的光照系統，來進行光照的渲染，結合區域陰影和漫射效果來模擬真實環境下的復雜光源交互作用。同時在光照系統渲染時，注意增加光照的區域和間接光照區域的對比，提高系統的真實感；

S5、當實驗室空間編輯及渲染完成后，對實驗室墻面、頂面和地面添加材質，并添加實驗臺、實驗品貨架、藥品柜、器皿、藥品瓶、滅火器；

S6、實驗設備庫增加高壓加氫微反裝置和閃點測定儀裝置，并添加粒子特效庫，粒子特效庫包括燃燒效果、濃煙效果和爆炸效果；

S7、對高危化工品實驗設備參數界面的設置，包含實驗的參數界面，包含室溫、濕度、氣壓、執行標準、預置值、實驗溫度、運行狀態、日期、時間的信息。

優選的，通過粒子模塊設置粒子的屬性，包括顏色和速度，利用粒子模塊模塊制作自定義形狀的燃燒效果、濃煙效果和爆炸效果，并設定粒子爆炸和衰減時間。

優選的，置換貼圖方法則是使用一個高度貼圖制造出幾何物體表面上點的位置被替換到另一位置的效果，法線貼圖使用中XYZ軸和每一個物理位置上的分量來表示其RGB值，從而實現圖像渲染。