CN108549479A - 多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备 - Google Patents

多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备。所述实现方法包括以下步骤：S1、根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置；S2、将经过参数设置的虚拟场景数据通过不同的显示通道输出至对应的客户端进行显示。本发明可同时为多个用户提供沉浸式交互体验，用户体验好。

Description

多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种应用于能源装备***展示的多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备。
背景技术
虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)是一项综合集成技术，它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使用户通过适当装置，自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用。
虚拟现实技术作为未来科学发展的前言技术之一，随着硬件技术的不断突破，沉浸式的体验更是给人们带来了完美体验，让人无法分清是虚拟还是现实。但是，现有的虚拟现实***通过单通道的桌面式虚拟现实***实现，仅支持一个操作者佩戴虚拟现实头盔体验，不支持多通道多人同时体验，用户体验一般。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的虚拟现实***通过单通道的桌面式虚拟现实***实现，仅支持一个操作者佩戴虚拟现实头盔体验，不支持多通道多人同时体验，用户体验一般的缺陷，提供一种多通道虚拟现实的实现方法及***、电子设备。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种多通道虚拟现实的实现方法，所述实现方法包括以下步骤：
S1、根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置；
S2、将经过参数设置的虚拟场景数据通过不同的显示通道输出至对应的客户端进行显示。
较佳地，所述客户端类型包括下述中的至少两种：
3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器；
步骤S1具体包括：
根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对虚拟场景数据进行参数设置。
较佳地，步骤S2具体包括：
基于第一Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述虚拟现实头盔装备；
基于第二Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述3D显示屏和所述2D显示器；
所述第一Steam VR插件和所述第二Steam VR插件的预览显示参数不同。
较佳地，所述实现方法还包括：
在接收到客户端发送的移动指令时，修改所述虚拟场景数据以改变所述客户端显示的虚拟场景的视角；或修改所述虚拟场景数据以改变虚拟场景中的虚拟设备的位置；
和/或，在接收到客户端发送的控制指令时，修改所述虚拟场景数据以打开或关闭或隐藏所述虚拟场景中的虚拟设备。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的多通道虚拟现实的实现方法。
本发明还提供一种多通道虚拟现实的实现***，所述实现***包括不同类型的客户端和如上所述的电子设备；
所述电子设备用于根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置并通过不同的显示通道输出至对应的客户端；
所述客户端用于显示所述虚拟场景数据。
较佳地，所述客户端类型包括下述中的至少两种：
3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器。
较佳地，所述电子设备包括参数设置模块；
所述参数设置模块用于根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对所述虚拟场景数据进行参数设置。
较佳地，所述电子设备还包括输出模块；
所述输出模块用于基于第一Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述虚拟现实头盔装备，并基于第二Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述3D显示屏和所述2D显示器；
所述第一Steam VR插件和所述第二Steam VR插件的预览显示参数不同。
本发明的积极进步效果在于：本发明可同时为多个用户提供沉浸式交互体验，用户体验好。
附图说明
图1为本发明实施例1的多通道虚拟现实的实现方法的流程图。
图2为本发明实施例2的电子设备的结构示意图。
图3为本发明实施例3的多通道虚拟现实的实现***的模块示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例的多通道虚拟现实的实现方法包括以下步骤：
步骤101、根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置。
其中，客户端可以是3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器等。
本实施例中，步骤101具体包括：
根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对虚拟场景数据进行参数设置。
本实施例的虚拟现实的多通道实现方法可应用于能源装备***展示，步骤101之前，实现方法还包括：
步骤100、建立能源装备***的三维模型并生成虚拟场景数据。
具体的，应用虚拟现实软件制作完成虚拟现实内容并生成虚拟场景数据，通过添加虚拟现实软件所支持的能够实现图像左右分屏插件(该插件通过C++代码编程完成，与制作虚拟现实内容的软件相兼容)，由虚拟现实软件的渲染引擎模块实时渲染左右眼图像数据(虚拟场景数据)。例如，3D显示屏中的信号可采用虚拟现实内容制作软件支持的HORIZONTAL_SPLIT模式输出图像的左右分割模式，HORIZONTAL_SPLIT模式是通过C++程序实现的，该模式属于OPENGL四缓冲立体方式之一。输入到3D显示屏中的左右分割模式的图像通过3D显示屏的3D左右格式功能可以合成3D立体图像，佩戴偏振式3D眼镜的用户由此可以立体形式观看虚拟现实内容。
下面以滑动轴承试验虚拟现实***为例介绍三维模型的建模过程：
采用3ds max建立滑动轴承试验虚拟现实***的三维模型，滑动轴承试验虚拟现实***包括：静态加载***、试验轴承供油***、回油***、支撑轴承油气润滑***、电机驱动***、动态激振***、冷却***、滑动轴承试验***交互界面、厂房室内环境、厂房外部环境。
其中，静态加载***由波纹管、称重传感器、固定支架等元器件构成；试验轴承供油***由试验轴承供油、回油***由油箱、泵油电机、输油回油管路、阀门等零部件构成；支撑轴承油气润滑***由带控制单元的齿轮泵、油气混合阀、滤油器、空气控制阀等元器件构成；电机驱动***由拖动电机、扭矩传感器、联轴器等零部件构成；动态激振***由电液激振控制箱、激振本体、激振杆等零部件构成；冷却***由闭式冷却塔、冷却水管道、热交换器等零部件构成。
厂房室内环境由地面，墙，窗户，控制台，计算机，会议室，桌椅，集装箱，龙门吊车，小推车，油桶，彩钢屋顶，吊灯构成。厂房外部环境由马路、树木，高层建筑，红绿灯，绿化围栏，天空，夕阳，饮料自助售货机构成。
滑动轴承试验虚拟现实***的交互界面由三个不同颜色的按钮构成，绿按钮可以触发试验***的启动，红色按钮可以触发试验***的关闭，蓝色按钮可以触发隐藏轴承本体结构上半壳体。
步骤102、将经过参数设置的虚拟场景数据通过不同的显示通道输出至对应的客户端进行显示。
也即根据虚拟现实头盔装备的头盔显示器、3D显示屏和2D显示器的屏幕分辨率要求，在虚拟现实内容制作软件中输出三路虚拟场景数据，一路输出到头盔显示器；另一路输出到一般电脑桌面的2D显示器；第三路信号输入到3D显示屏。
以下提供步骤102的一种可能的实现方式：
基于第一Steam VR插件将经过参数设置的虚拟场景数据输出至虚拟现实头盔装备；基于第二Steam VR插件将经过参数设置的虚拟场景数据输出至3D显示屏和2D显示器。
也即该虚拟场景数据由Steam VR插件(第一Steam VR插件，虚拟现实软件所支持的VR插件)控制，将上述左右眼图像数据传输到虚拟现实头盔显示器设备(其中一路图像数据)；通过修改Steam VR插件(C++编写的开源代码)底层部分代码的预览功能，得到第二Steam VR插件。其中，第一Steam VR插件和第二Steam VR插件的预览显示参数不同。利用第二St eam VR插件将虚拟场景数据输出到电脑主机显卡(例如英伟达显卡)***，在电脑显卡***设置面板中，将信号设置为输出到电脑2D显示器和3D显示屏，在电脑主机显卡输出接口中分别用HDMI线连接2D显示器和3D显示屏，这样实现了另外两路信号输出到不同客户端。
虚拟现实软件制作的内容都是4K分辨率，通过Steam VR插件输入到虚拟现实头盔显示器设备中的图像分辨率为2160*1200；通过修改Steam V R插件底层代码输出到电脑主机显卡***的图像分辨率为4K，在英伟达显卡***设置面板中进行不同终端显示设置，实现输入到2D显示器的图像分辨率为1920*1200，输入到3D显示屏的图像分辨率为3840*2160。
从而，多个用户可以同时通过虚拟现实头盔装备、偏振式3D眼镜和2D显示器沉浸式体验、观察能源装备***的运行情况，包括大型复杂设备内部结构、大型复杂***运行流程。
本实施例中，虚拟场景数据在客户端显示后，用户可调整显示的虚拟场景的视角，以及对虚拟场景中的虚拟设备进行控制。具体的，实现方法还包括：
在接收到客户端发送的移动指令时，修改虚拟场景数据以改变客户端显示的虚拟场景的视角；或修改虚拟场景数据以改变虚拟场景中的虚拟设备的位置；
和/或，在接收到客户端发送的控制指令时，修改虚拟场景数据以打开或关闭或隐藏虚拟场景中的虚拟设备。
以客户端为虚拟现实头盔装备(包括手柄、头盔和***)为例，***可确定头盔和手柄的位置。操作者可以通过手柄确定其在能源装备***虚拟现实场景中的方位。操作者佩戴头盔、手持手柄，即可在虚拟场景中通过手柄控制自己前后左右上下移动，也可通过手柄发出的射线触发能源装备***中的虚拟设备的启动、关闭和隐藏等交互功能的实现。
实施例2
图2为本发明实施例2提供的一种电子设备的结构示意图。图2示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备10的框图。图2显示的电子设备10仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图2所示，电子设备10可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备10的组件可以包括但不限于：至少一个处理器11、至少一个存储器12、连接不同***组件(包括存储器12和处理器11)的总线13。
总线13包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器12可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)121和/或高速缓存存储器122，还可以进一步包括只读存储器(ROM)123。
存储器12还可以包括具有一组(至少一个)程序模块124的程序工具125，这样的程序模块124包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器11通过运行存储在存储器12中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如本发明实施例1所提供的多通道虚拟现实的实现方法。
电子设备10也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口15进行。并且，电子设备10还可以通过网络适配器16与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器16通过总线13与电子设备10的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备10使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
实施例3
如图3所示，本实施例的多通道虚拟现实的实现***包括：不同类型的客户端和实施例2中的电子设备10。
其中，客户端类型可以是下述中的至少两种：3D显示屏20、虚拟现实头盔装备30和2D显示器40。虚拟现实头盔装备包括头盔显示器、手柄和***。头盔显示器、2D显示器40和3D显示屏20均通过连接线与电子设备10连接。
电子设备10用于根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置并通过不同的显示通道输出至对应的客户端。具体的，电子设备包括参数设置模块和输出模块。参数设置模块用于根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对虚拟场景数据进行参数设置。输出模块用于基于第一Steam VR插件将经过参数设置的虚拟场景数据输出至虚拟现实头盔装备，并基于第二Steam VR插件将经过参数设置的虚拟场景数据输出至3D显示屏和2D显示器；其中，第一Steam VR插件和第二Steam VR插件的预览显示参数不同。
客户端(包括3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器)用于显示虚拟场景数据。以滑动轴承试验虚拟现实***(能源装备***)为例，电子设备将滑动轴承试验虚拟现实***的三维虚拟现实场景数据实时渲染到3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器进行显示。
操作人员可以佩戴头盔显示器沉浸式体验来自电子设备实时渲染的能源装备***虚拟现实场景。***通过发射红外线定位头盔显示器和手柄的位置，来确定操作人员在能源装备***的虚拟场景中的位置。用户佩戴头盔可以在虚拟场景中移动，观察整个虚拟场景，可以360°选择视角。操作者还可以在虚拟场景中通过手柄控制自己前后左右上下移动，以及通过手柄发出的射线触发能源装备***的虚拟设备的启动、关闭和隐藏等交互功能的实现。
其中，手柄可通过2个不同的手柄实现不同的功能。例如，通过左手柄上的圆盘控制自己的虚拟场景中的身体前后左右上下移动来观察整个虚拟场景，通过右手柄发出的射线去触发滑动轴承试验***交互界面上的绿色按钮启动试验***，触发红色按钮关闭试验***，触发蓝色按钮隐藏或显示轴承本体上半壳体结构。操作人员通过右手柄射线触发绿色按钮试验***启动后，试验***按照以下子***顺序依次启动：静态加载***、试验轴承供油***、回油***、支撑轴承油气润滑***、电机驱动***、动态激振***、冷却***。操作人员通过右手柄射线触发红色按钮试验***关闭，上述子***同时关闭。操作人员通过右手柄射线触发蓝色按钮，轴承本体结构中上半壳体会隐藏，再次触发会显示。
2D显示器通过二维方式显示能源装备***虚拟现实场景。2D显示器还可同步更新操作人员在虚拟现实头盔中看到的画面。2D显示器例如可以是桌面显示器。用户可以通过桌面显示器观察虚拟场景中的滑动轴承试验***的各个子***结构。
3D显示屏通过三维立体方式显示能源装备***虚拟现实场景。用户可通过偏振式3D眼镜观察能源装备***虚拟现实场景。3D显示屏可同步更新操作人员在虚拟现实头盔中看到的画面。
本实施例的多通道虚拟现实的实现***可同时为多用户提供沉浸式交互体验，其适用于能源装备***的虚拟现实***，实现整个能源装备***的运行状态模拟，以逼真的三维场景演示***的运行细节，允许多个用户同时通过佩戴虚拟现实头盔装备和3D偏振式眼镜观察体验，并通过手持设备与虚拟场景中的设备进行交互。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多通道虚拟现实的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：
S1、根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置；
S2、将经过参数设置的虚拟场景数据通过不同的显示通道输出至对应的客户端进行显示。
2.如权利要求1所述的多通道虚拟现实的实现方法，其特征在于，所述客户端类型包括下述中的至少两种：
3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器；
步骤S1具体包括：
根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对虚拟场景数据进行参数设置。
3.如权利要求2所述的多通道虚拟现实的实现方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
基于第一Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述虚拟现实头盔装备；
基于第二Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述3D显示屏和所述2D显示器；
所述第一Steam VR插件和所述第二Steam VR插件的预览显示参数不同。
4.如权利要求1所述的多通道虚拟现实的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括：
在接收到客户端发送的移动指令时，修改所述虚拟场景数据以改变所述客户端显示的虚拟场景的视角；或修改所述虚拟场景数据以改变虚拟场景中的虚拟设备的位置；
和/或，在接收到客户端发送的控制指令时，修改所述虚拟场景数据以打开或关闭或隐藏所述虚拟场景中的虚拟设备。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4中任意一项所述的多通道虚拟现实的实现方法。
6.一种多通道虚拟现实的实现***，其特征在于，所述实现***包括不同类型的客户端和权利要求5所述的电子设备；
所述电子设备用于根据不同的客户端类型对虚拟场景数据进行参数设置并通过不同的显示通道输出至对应的客户端；
所述客户端用于显示所述虚拟场景数据。
7.如权利要求6所述的多通道虚拟现实的实现***，其特征在于，所述客户端类型包括下述中的至少两种：
3D显示屏、虚拟现实头盔装备和2D显示器。
8.如权利要求7所述的多通道虚拟现实的实现***，其特征在于，所述电子设备包括参数设置模块；
所述参数设置模块用于根据不同的客户端类型的屏幕分辨率对所述虚拟场景数据进行参数设置。
9.如权利要求8所述的多通道虚拟现实的实现***，其特征在于，所述电子设备还包括输出模块；
所述输出模块用于基于第一Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述虚拟现实头盔装备，并基于第二Steam VR插件将所述经过参数设置的虚拟场景数据输出至所述3D显示屏和所述2D显示器；
所述第一Steam VR插件和所述第二Steam VR插件的预览显示参数不同。
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