一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统
专利汇可以提供一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于沉浸式 虚拟现实 设备的数字曾侯乙编钟交互系统，本系统借助 头戴式显示器 、立体声 耳 机、无线操控 手柄 、激光 定位 器、计算机及配套的虚拟现实 软件 实现。立体声耳机与头戴式显示器连接，配套的虚拟现实软件安装在计算机中，无线操控手柄和激光定位器与头戴式显示器进行交互。头戴式显示器可以使参观者直接以自己的第一人称视 角 观察编钟， 沉浸感 更强；配合激光定位器参观者还可以在虚拟场景中自由走动，从任意 位置 角度观察编钟，观察方式更加自然。通过无线操控手柄与激光定位器的配合，参观者可以在虚拟场景中与编钟进行交互，交互方式简单自然。，下面是一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统专利的具体信息内容。
1.一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：本系统借助头戴式显示器、立体声耳机、无线操控手柄、激光定位器、计算机及配套的虚拟现实软件实现；立体声耳机与头戴式显示器连接，配套的虚拟现实软件安装在计算机中，无线操控手柄和激光定位器与头戴式显示器进行交互；
头戴式显示器和立体声耳机将参观者的视觉和听觉完全封闭，并为其提供虚拟现实软件生成的虚拟场景的视觉和听觉模拟；无线操控手柄和激光定位器将现实中的部分动作和交互操作映射到的虚拟场景中，配套的虚拟现实软件根据映射的动作和操作给出相应视觉和听觉反馈；
头戴式显示器是该系统的视觉输出设备，由外壳、显示屏和光学透镜部件组成；显示屏和光学透镜安装在外壳上，外壳用以覆盖参观者的眼睛，使显示屏贴近眼睛，通过光学透镜调整焦距让显示屏在近距离向眼睛投射画面；通过这种方法将参观者的视觉从真实世界隔离，使其只能看到显示屏中的虚拟场景，由此让参观者获得沉浸式的视觉体验。
2.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：立体声耳机是该系统的听觉输出设备，用来将听觉从真实世界进行隔离，使其只听到虚拟场景中的声音，以获得沉浸式的听觉体验。
3.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：无线操控手柄是该系统的输入设备，通过挥动手柄与虚拟场景中的编钟进行交互；通过挥动无线操控手柄来敲响并演奏编钟。
4.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：激光定位器也是该系统的输入设备，用来定位头戴式显示器和无线操控手柄在活动空间中的实时位置；将两个激光定位器成对角安放，在两个激光定位器之间形成一个长方形区域，该长方形区域为参观者在使用该系统时能够自由走动的范围，即活动空间。
5.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：计算机负责运行配套的虚拟现实软件，将虚拟场景的影像和音频传输给头戴式显示器和立体声耳机，并将参观者通过无线操控手柄输入的交互指令以及头戴式显示器和无线操控手柄在活动空间中的位置数据同步到虚拟场景中。
6.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：配套的虚拟现实软件用于生成虚拟场景，主要功能包括实时渲染虚拟场景中的三维模型、根据参观者的操作实时更新虚拟场景、输出虚拟场景中的声音；软件根据功能可分为交互输入、逻辑交互、视频输出、音频输出四个模块。
7.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：交互输入模块用于接收头戴式显示器和无线操控手柄在活动空间中的旋转状态、空间坐标位置信息，并将其转换为与虚拟场景相匹配的数据结构输入逻辑交互模块；也就是将头戴式显示器在活动空间中的位置信息，转换为虚拟场景中虚拟摄像机的位置信息；将无线操控手柄在活动空间中的位置信息，转换成虚拟场景中虚拟钟锤的位置信息。
8.根据权利要求7所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：逻辑交互模块用于管理虚拟场景中的各种交互功能，控制虚拟场景中交互事件的触发，根据交互输入模块输入的虚拟摄像机和虚拟钟锤的位置信息数据，更新虚拟场景的状态，并调用视频输出模块和音频输出模块，将更新后的结果通过头戴式显示器和立体声耳机反馈给参观者；逻辑交互模块下可包含多个功能模块，可根据需求进行定制，丰富虚拟现实软件的功能。
9.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：视频输出模块通过虚拟摄像机将虚拟场景投影成图像，并转换成与头戴式显示器相匹配的数据结构，输出至头戴式显示器；
音频输出模块用于处理虚拟场景中的声音信息，主要包括曾侯乙编钟的原声音轨，用来模拟参观者敲击编钟时的声音；
虚拟现实软件中使用的曾侯乙编钟的三维模型是根据实物利用3ds Max、ZBrush三维建模和三维雕刻软件制作而成的，软件的各个模块是基于Unity3D游戏引擎使用C#语言开发的。
10.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统，其特征在于：该系统的具体交互方法如下：
参观者佩戴头戴式显示器，并手持无线操控手柄，站在两个激光定位器规划出的活动空间内；系统会将头戴式显示器和无线操控手柄在活动空间内的位置信息映射到虚拟场景中，头戴式显示器的位置信息与虚拟场景中的虚拟摄像机对应，无线操控手柄与虚拟场景中的虚拟钟锤对应；
参观者挥动手中的无线操控手柄，系统会根据无线操控手柄在活动空间中的位置调整虚拟场景中虚拟钟锤的位置；参观者通过头戴式显示器可以看到虚拟场景中虚拟钟锤，其位置及运动与现实中的无线操控手柄是完全同步的；
当参观者挥动无线操控手柄使虚拟场景中的虚拟钟锤与编钟发生接触并满足预设条件时，系统便会判定参观者“敲响”了编钟，并进行一系列交互反馈，如播放相应编钟的响声音频。
一种基于沉浸式虚拟现实设备的数字曾侯乙编钟交互系统
技术领域
背景技术
具体实施方式
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