CN109344504A - 一种基于vr的计算机组装方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于VR的计算机组装方法及其***，有效的解决了基于VR的计算机组装***中实时性不高、各个硬件支架交互困难的问题；其解决的技术方案是基于VR的计算机组装方法及其***具体步骤如下：步骤1：VR场景设计；步骤2：VR场景的动态更新；步骤3：计算机硬件VR模型设计；步骤4：设计VR第一人称、第三人称角色；步骤5：设计VR***UI；步骤6：设计制作硬件展示子***；步骤7：设计制作硬件自动组装子***；步骤8：设计制作硬件交互组装子***；步骤9：形成***；本发明能够使用户在VR的环境中增长用户的计算机硬件、组装知识，强化组装技能、降底硬件故障率，提高教育机构的资金使用效率，从而提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体是一种基于VR的计算机组装方法及其***。
背景技术
虚拟现实（VR）技术是一种多学科交叉而发展起来的最新技术，主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面，它具有高度的多感知性、交互性、浸没感、构想性、自主性。可使人们跨越时空,去经历和体验过去和未来；可突破人类生理上的限制，使人类进入宏观或微观世界进行研究和探索。
其中虚拟的环境是由计算机生成的实时动态的三维立体逼真图像来呈现。人们在这个虚拟环境中可以有视觉感知、听觉、触觉、力觉、运动等多感知。虚拟***对人的头部转动，眼睛、手势等等其他人体行为动作，通过传感等设备作出实时反应，这些自然技能是由计算机来处理与参与者的动作相适的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官的。
随着计算机的普及，全国几乎所有的高校都开设了计算机课程，其中计算机硬件的学习以及组装实验都要开设。每年全国高校都会投入大量的资金来做计算机硬件学习与组装实验室。
但是，由于计算机硬件发展速度很快，往往是实验室刚刚使用几年就已经落后，导致学习实验与现实脱节。另外，由于一些学校财力限制，没有资金来建设实际的实验室。硬件的学习仅仅限于理论和视频学习，学习效果大打折扣。有的学校虽然建设了实验室，但是由于学生没有经验，导致设备的损坏率很高。这就需要一些虚拟的计算机硬件学习与组装软件来解决这些问题。
现在市场存在类似软件不多，且大多数是二维软件，和现实的计算机硬件差别很大，另外功能不全面，交互性不强，导致学生没有兴趣，实验效果不好。近来出现的三维软件弥补了一些外观的的缺陷，但是，由于软件不轻便，功能不强缺乏交互性，效果不佳。因此，开发一个三维、轻便、功能齐全、交互性强的计算机硬件组装交互虚拟***非常有必要。
本文基于以上几点，使用VR技术，以最新的I７系列的计算机硬件来参考模板研制计算机硬件交互组装***。它对提高学校学生的计算机硬件知识，增加组装知识，强化组装技能、降底硬件故障率，提高学校的资金使用和有重要的作用与意义。
基于VR的计算机组装***的实现有诸多难点，包括：
1、计算机硬件的自动组装要求组装的顺序要符合实际，同时也要逼真，这是一个难点。由于每一个硬件的特点各不相同，组装方式也不相同等情况，导致程序的复杂度增加，***响应时间因此延长，***的实时性不高；
2、在三维环境中实现计算机硬件的交互组装是一个技术难点。在三维环境中要逼真实现交互过程，就需要为每一个硬件组成部分设置对应的物理属性，并设计对应的触发代码。因为每一个硬件的物理属性各不相同，这就要求为每一个组装硬件设置相适应的物理属性。
因此，本发明提供一种基于VR的计算机组装方法及其***来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种基于VR的计算机组装方法及其***，有效的解决了基于VR的计算机组装***中实时性不高、各个硬件支架交互困难的问题。
本发明的特征在于，所述的基于VR的计算机组装的方法及其***具体步骤如下：
步骤1：VR场景设计，采集通用的计算机组装实验室空间数据，利用VR建模工具并根据采集数据制作计算机组装***VR场景，并将VR场景导入到VR制作软件中，设置VR场景的灯光***和物理属性；
步骤2：VR场景的动态更新，利用图像采集设备采集组装实验室动态图片信息，设计算法将动态获取的图像实时转变为VR场景的贴图，实现场景的动态更新；
步骤3：计算机硬件VR模型设计，利用VR建模工具设计制作计算机组装***中计算机各硬件模型和贴图材质，并将计算机硬件VR模型导入到VR制作软件中，在VR制作软件中设置计算机硬件模型的物理属性；
步骤4：利用VR建模工具设计计算机组装VR第一人称、第三人称角色，制作第三人称角色动画并导入VR制作软件；
步骤5：根据计算机组装***功能和交互需求设计VR***UI；
步骤6：利用VR制作软件和C#设计制作硬件展示子***；
步骤7：利用VR制作软件和C#设计制作硬件自动组装子***；
步骤8：利用VR制作软件和C#设计制作硬件交互组装子***；
步骤9：将上述步骤1至8设计形成***。
优选的，所述的VR场景为常用的教育机构计算机组装实验室场景，采集教育机构计算机组装实验室场景数据，利用VR建模工具制作计算机组装室VR场景，并将VR场景导入到VR制作软件中，设置VR场景的灯光***和物理属性。
优选的，所述的计算机组装室VR场景和计算机硬件模型的比例材质是依据教育机构真实实验室数据，在VR制作软件中制作完成。
优选的，在***UI中设有各种硬件使用和功能的知识提示。
优选的，所述的硬件交互组装子***内设有计时***，要求在规定的时间内以游戏的方式完成安计算机硬件的组装。
优选的，用户可在进入***后选择第一人称或第三人称。
本发明基于VR的计算机组装***中实时性不高、各个硬件支架交互困难的问题，将***分为硬件展示子***、硬件自动组装子***、硬件交互组装子***，其中硬件展示子***用来展示PC机和服务器各个硬件的功能、使用方法和组装技巧；硬件自动组装子***演示了如何规范进行硬件组装操作，可以给用户交互组装打下坚实的基础；硬件交互组装子***实现了人机交互组装计算机各个部件的过程，用户与***交互过程中伴有各种硬件的功能介绍、操作技巧提示，融入知识性和趣味性，让用户拥有组装完成之后的成就感。本发明能够使用户在VR的环境中，去感受计算机硬件组装，增长用户的计算机硬件、组装知识，强化组装技能、降底硬件故障率，提高教育机构的资金使用效率，从而提高了经济效益。
附图说明
图1为本发明计算机硬件交互自动组装算法的流程框图。
图2为本发明计算机硬件交互组装算法的流程框图。
图3为本发明计算机组装***图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例一，本发明为一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，所述的基于VR的计算机组装的方法及其***的设计步骤如下：
步骤1：参照图1，设计制作计算机组装***的实验室VR场景，并将场景导入到VR制作软件中，设置VR场景的物理碰撞属性，具体的，采集计算机组装实验室场景的空间数据为依据，利用Maya或者3DMax建立组装实验室VR场景模型。将VR场景模型导入到VR设计开发软件Unity3D中并设置物理碰撞属性，添加计算机组装实验室场景灯光***增加其真实性；
步骤2：首先利用摄像机采集组装实验室环境图片，然后利用Unity3D软件和C#编程设计程序将获取的图片实时转变为VR场景的贴图，实现场景的动态更新，增加场景的真实感与通用性；
步骤3：设计制作计算机组装***中的各硬件模型，将计算机硬件模型导入到VR设计软件中，设置各硬件模型的物理属性，具体的，以当前流行的I8系列的计算机各硬件为参考模板型制作，利用建模工具Maya或者3DMax建立主板、硬盘、CPU、内存条、显卡、电源、风扇等计算机硬件模型,并以真实的实物图片为素材制作材质并赋予硬件模型，将硬件模型导入到VR场景中，根据每个硬件特质添加对应物理属性；
步骤4：设计VR角色，VR角色分为第一人称和第三人称，其中第一人称VR角色制作：在VR设计软件Unity3D中创建摄像机作为第一人称视角，并为摄像机编写控制脚本，从而通过VR外设如HTC设备来控制角色在场景中运动；
第三人称角色制作：在Maya中制作角色模型，并创建骨骼、材质、动画，然后，将第三人称角色从Maya中导入到Unity3D中并使用C#编写代码控制角色。 让VR角色能在VR场景中自由漫游，使用户有一种亲临现场的感觉，增加用户的沉浸感；
步骤5：参照图1根据功能和交互需求设计UI，本***的UI为***总界面UI、硬件展示子***UI、硬件自动组装子***UI、硬件交互组装子***UI四部分；首先在Unity3D中设计对应的UI控件，设计的UI要美观大方，宜于使用；然后使用C#给对应的UI控件编写对应的功能控制代码来完成UI动态交互功能；
步骤6：利用VR制作软件和C#设计制作硬件展示子***，具体如下：
1、在Unity3D中将场景资源添加到硬件展示子***工程中，并将计算机组装硬件也添加到场景中，设置各硬件位置并添加灯光***和天空盒***；
2、将第一人称角色和第三人称角色添加到场景中并为角色编写控制脚本，从而通过VR外设来控制角色，让他能在虚拟组装实验内自由漫游；
3、编写计算机各硬件交互展示脚本，并将脚本指定给当前的场景中的各硬件；
4、为计算机硬件交互展示子***的墙壁、展桌、部分计算机组装硬件等添加物理碰撞组件，并进行相关参数设置；
5、为每一个需要弹出说明的计算机硬件设备添加物理碰撞组件“mesh collider”并进行相关的设置，并为每一个计算机硬件设备编写不同碰撞代码。将这些代码指定给各自的硬件组装设备；
步骤7：利用VR制作软件和C#设计制作硬件自动组装子***，具体如下：1、在Unity3D中将场景资源添加到自动组装子***工程中，并将计算机组装硬件、工具模型也添加到场景中，设置各硬件位置并添加灯光***和天空盒***；
2、将第一人称角色和第三人称角色添加到场景中并为角色编写控制脚本，从而通过VR外设来控制角色，让他能在虚拟组装实验内自由漫游；
3、在Unity3D为每一个需要组装的计算机硬件设备、组装工具制作动画；
4、为每一个需要添加关联动画的动画添加event事件，并编写程序代码；
5、为每一个需要弹出说明的计算机硬件设备添加物理碰撞组件“mesh collider”并进行相关的设置，并为每一个计算机硬件设备编写不同碰撞代码，将这些代码指定给各自的硬件组装设备；
6、参照图2，在unity3D引擎中设计实现Autoassemble算法，在设计算法时充分考虑不同硬件的组装特性等因素。
步骤8：利用VR制作软件和C#设计制作硬件交互组装子***，具体如下：
1、在Unity3D中将场景资源添加到硬件交互组装子***工程中，并将计算机组装硬件、工具模型也添加到场景中，设置各硬件位置并添加灯光***和天空盒***；
2、将第一人称角色和第三人称角色添加到场景中并为角色编写控制脚本，从而通过VR外设来控制角色；
3、为计算机硬件交互展示子***的墙壁、展桌、部分计算机组装硬件等添加物理碰撞组件，并进行相关参数设置；
4、在unity3D中为每个导入的FBX硬件设备设置对应的物理属性；
5、在unity3D中设计各个硬件设备运动部件的动画片段；
6、为每一个硬件组装部件设置交互组装代码并附加到对应的硬件设备上，实现硬件交互组装过程；
7、参照图3，在unity3D引擎中设计实现交互组装算法。
步骤9：将上述步骤1至8设计形成***。
实施例二，在实施例一的基础上，本发明中所述的VR场景为常用的教育机构计算机组装实验室场景，故需采集教育机构计算机组装实验室场景数据，利用VR建模工具制作教育机构计算机组装实验室VR场景，并将教育机构计算机组装实验室VR场景导入到VR制作软件中，设置教育机构计算机组装实验室VR场景的灯光***和物理属性，具体的，采集现实的教育机构的组装实验室场景的空间数据为依据，利用Maya或者3DMax建立教育机构计算机组装实验室VR场景模型。将教育机构计算机组装实验室VR场景模型导入到VR设计开发软件Unity3D中并设置物理碰撞属性，添加教育机构计算机组装实验室灯光***增加其真实性。
实施例三，在实施例二的基础上，所述的计算机组装室VR场景和计算机硬件模型的比例材质是依据教育机构真实实验室数据，在VR制作软件中制作完成，采用真实数据以提高本***的真实性，增加用户的沉浸感和代入感。
实施例四，在实施例一的基础上，在***UI中设有各种硬件使用和功能的知识提示，针对不同的硬件设置对应的硬件使用和功能的知识的提示，可以让用户交互之余更好的了解各个硬件的具体信息，在体验之余增加了用户的相关知识。
实施例五，在实施例一的基础上，所述的硬件交互组装子***内设有计时***，要求在规定的时间内以游戏的方式完成计算机的组装，计时***的设置用于增强用于的紧迫感，可使用户快速的学习如何进行计算机的组装，游戏的方式则能增加学习的趣味性，提高学习兴趣。
实施例六，在实施例一的基础上，用户可在进入***后选择第一人称或第三人称，使用户能通过不同的视角观察计算机各个硬件，从不同的视角体验的学习计算机组装技能，提高学习效率。
具体使用时，用户进入操作界面后先进行视角的选择，本发明***第一人称视角和第三人称视角两种视角，用户可通过外设选择第一人称或第三人称，同时，在视角选择界面还有***规则说明按钮，用户可通过外设点击此按钮来了解***的功能和使用方法，具体的，当点击UI界面的“***操作说明”按钮时，***弹出说明文字，主要是如何操作本***的说明，例如，用户可以按照对应的操作说明，可以很方便的使用键盘上的对应键来在***内漫游，即当拖动鼠标可以移动视野，按键盘上的“W”或向上方向键可以向前移动，按键盘上的“S”或向下方向键可以向后移动。按键盘上的“A”或向左方向键可以向左移动，按键盘上的“D”或向右方向键可以向右移动，按键盘上的“Space”键可以向上跳动；
之后用户选择第一人称或第三人称后正式进入本***的计算机组装练习阶段，用户可通过外设移动至各个计算机硬件之前，并移动硬件完成组装，同时，在用户移动到每个组件前时，通过外设点击组件，会出现该硬件使用和功能的知识提示，用户可在组装时更详细的了解不同硬件之间的知识和使用方法等信息；
当用户选择第一人称或第三人称进入组装练习阶段后，界面上会同时出现计时器，用户可通过点击计时器进入计时组装游戏***，该***要求在规定的时间内以游戏的方式完成计算机的组装，计时***的设置用于增强用于的紧迫感，可使用户快速的学习如何进行计算机的组装，游戏的方式则能增加学习的趣味性，提高学习兴趣。
本发明基于VR的计算机组装***中实时性不高、各个硬件支架交互困难的问题，将***分为硬件展示子***、硬件自动组装子***、硬件交互组装子***，其中硬件展示子***用来展示PC机和服务器各个硬件的功能、使用方法和组装技巧；硬件自动组装子***演示了如何规范进行硬件组装操作，可以给用户交互组装打下坚实的基础；硬件交互组装子***实现了人机交互组装计算机各个部件的过程，用户与***交互过程中伴有各种硬件的功能介绍、操作技巧提示，融入知识性和趣味性，让用户拥有组装完成之后的成就感。本发明能够使用户在VR的环境中，去感受计算机硬件组装，增长用户的计算机硬件、组装知识，强化组装技能、降底硬件故障率，提高教育机构的资金使用效率，从而提高了经济效益。
Claims (6)
1.一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，所述的基于VR的计算机组装的方法及其***具体步骤如下：
步骤1：VR场景设计，采集通用的计算机组装实验室空间数据，利用VR建模工具并根据采集数据制作计算机组装***VR场景，并将VR场景导入到VR制作软件中，设置VR场景的灯光***和物理属性；
步骤2：VR场景的动态更新，利用图像采集设备采集组装实验室动态图片信息，设计算法将动态获取的图像实时转变为VR场景的贴图，实现场景的动态更新；
步骤3：设计计算机硬件VR模型，利用VR建模工具设计制作计算机组装***中计算机各硬件模型和贴图材质，并将计算机硬件VR模型导入到VR制作软件中，在VR制作软件中设置计算机硬件模型的物理属性；
步骤4：设计VR角色，利用VR建模工具设计计算机组装VR第一人称、第三人称角色，制作第三人称角色动画并导入VR制作软件；
步骤5：设计UI，根据计算机组装***功能和交互需求设计VR***UI；
步骤6：利用VR制作软件和C#设计制作硬件展示子***；
步骤7：利用VR制作软件和C#设计制作硬件自动组装子***；
步骤8：利用VR制作软件和C#设计制作硬件交互组装子***；
步骤9：将上述步骤1至8设计形成***。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，所述的VR场景为常用的教育机构计算机组装实验室场景，采集教育机构计算机组装实验室场景数据，利用VR建模工具制作计算机组装室VR场景，并将VR场景导入到VR制作软件中，设置VR场景的灯光***和物理属性。
3.根据权利要求2所述的一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，所述的计算机组装室VR场景和计算机硬件模型的比例材质是依据教育机构真实实验室数据，在VR制作软件中制作完成。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，在***UI中设有各种硬件使用和功能的知识提示。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR的计算机组装方法及其***，其特征在于，所述的硬件交互组装子***内设有计时***，要求在规定的时间内以游戏的方式完成安全计算机硬件的组装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190215 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |