[發(fā)明專利]一種計算機虛擬滑雪仿真系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210591733.1
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114949853A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王晨;宋瑤;李代玲;田依潔;馮娟;毛艷;李慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京氣象新視野傳媒科技有限公司
• 主分類號: A63F13/52
• 分類號: A63F13/52;A63F13/217;G02B27/01
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本發(fā)明公開了一種計算機虛擬滑雪仿真系統(tǒng)，包括物理層，該物理層包括物理仿真類設(shè)備以及計算顯示系統(tǒng)類設(shè)備，所述物理仿真類設(shè)備包括滑雪模擬滑行臺以及前置智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)；計算顯示系統(tǒng)類設(shè)備包括虛擬仿真渲染主機、虛擬場景顯示系統(tǒng)。本發(fā)明采用高性能虛擬現(xiàn)實VR圖形渲染主機，配合5K(2*2560*1440)雙目鏡高清VR頭顯、智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)等，從而提供實時渲染的高仿真模擬滑雪感官內(nèi)容。通過滑行臺采集的體驗者滑雪動作數(shù)據(jù)信號，為系統(tǒng)提供體驗者滑雪動作信息，控制計算機虛擬仿真系統(tǒng)進行人機交互，實現(xiàn)體驗者在虛擬冬奧滑雪場體驗滑雪的仿真模擬感受。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，具體涉及一種計算機虛擬滑雪仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，主要是以支持空間定位的專業(yè)VR頭顯設(shè)備(VR頭盔、VR眼鏡)作為虛擬環(huán)境視覺成像技術(shù)方案，配合高性能VR實時渲染主機進行虛擬化的三維場景渲染，從而為體驗者呈現(xiàn)一個完全虛擬的高度仿真的體驗環(huán)境。

在交互控制技術(shù)方案方面，目前主要采用多自由度藍牙手柄、目鏡焦點控制和動作感應(yīng)跟蹤器等幾種方式進行操控。通過手柄、目鏡、跟蹤器內(nèi)置傳感器，獲取3自由度或6自由度的位置信息，通過手柄按鍵、目鏡中央焦點標識和虛擬按鈕，在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)虛擬目標的選定、確認、移動、動作捕獲等虛擬與現(xiàn)實的交互控制操作。

傳統(tǒng)利用VR模擬滑雪的技術(shù)解決方案，是通過站立式操控姿勢，通過雙手手柄前后揮擺，驅(qū)動傳感器獲取手柄位移速度，手柄揮動越快，標示體驗者越努力滑行，對應(yīng)虛擬場景中滑行者的移動速度越快，以此控制虛擬滑行。

當(dāng)前滑雪VR類產(chǎn)品，主要定位游戲體驗類應(yīng)用，因此產(chǎn)品設(shè)計上，并不是以模擬真實滑雪體驗為目的，只是以實現(xiàn)在虛擬的游戲雪地環(huán)境里，通過手柄控制完成滑行任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種計算機虛擬滑雪仿真系統(tǒng)，完全參照滑雪比賽，平行式滑雪規(guī)范動作標準(卡賓Carving)，體驗者在模擬滑行中，雙腳保持平行姿勢，通過腿部左、右切換雪板板刃，進行卡賓Carving走韌動作高仿真模擬體驗，體驗者在本模擬滑雪器上的滑行體驗動作，與真實高山滑雪比賽卡賓Carving走韌動作完全一致，科學(xué)性很強，符合科普應(yīng)用需求；并根據(jù)氣象科普專業(yè)知識特性，特別設(shè)計有智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)，可以根據(jù)模擬滑行中虛擬場景的天氣實時變化，動態(tài)模擬滑雪過程中的不同風(fēng)力。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種計算機虛擬滑雪仿真系統(tǒng)，包括物理層，該物理層包括物理仿真類設(shè)備以及計算顯示系統(tǒng)類設(shè)備，所述物理仿真類設(shè)備包括滑雪模擬滑行臺以及前置智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)；計算顯示系統(tǒng)類設(shè)備包括虛擬仿真渲染主機、虛擬場景顯示系統(tǒng)；

中間層，主要負責(zé)完成滑雪仿真模擬的3D渲染、數(shù)據(jù)處理以及軟硬件接口的管理與控制，為上層應(yīng)用提供有效的數(shù)據(jù)流；

應(yīng)用層，主要負責(zé)最終用戶的體驗與交互，為用戶提供友好、美觀的用戶界面，并實現(xiàn)用戶運動操作數(shù)據(jù)與仿真內(nèi)容數(shù)據(jù)的交換控制；

由虛擬仿真渲染主機傳遞氣象環(huán)境數(shù)據(jù)至智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)，智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)為體驗者產(chǎn)生環(huán)境風(fēng)效仿真，擬仿真渲染主機傳遞滑雪影像仿真至虛擬場景顯示系統(tǒng)顯示，滑雪模擬滑行臺傳輸運動數(shù)據(jù)至虛擬仿真渲染主機。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述中間層包括3D渲染引擎、數(shù)據(jù)庫引擎以及數(shù)據(jù)接口控制。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述應(yīng)用層包括仿真用戶界面UI以及仿真模擬交互，應(yīng)用層與中間層連接交互，中間層與物理層連接交互。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，其中，智能環(huán)境風(fēng)場模擬系統(tǒng)，根據(jù)滑雪模擬系統(tǒng)中的滑雪氣象指數(shù)變化數(shù)據(jù)，實時模擬滑雪運動中，雪場風(fēng)力變化，通過設(shè)置前置風(fēng)場模擬器，實現(xiàn)物理層面的風(fēng)力輸出與調(diào)控，用以營造不同風(fēng)力條件下的人體感受。