CN107239148B - 呼吸模拟设备、虚拟潜水体验系统及影像展现方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种呼吸模拟设备、虚拟潜水体验系统及影像展现方法。其中，呼吸模拟设备，与虚拟现实设备配合使用，其包括：鼻部密封罩、第一气体压力传感器及口部呼吸装置；所述第一气体压力传感器设置在所述鼻部密封罩内，用于检测所述鼻部密封罩内的气体压力；所述口部呼吸装置包括与外界大气连通的呼吸通道及设置在所述呼吸通道上的口含部件；所述口含部件上设有与所述呼吸通道连通的通气孔；所述口含部件上还设有咬合部，所述咬合部上设有咬合压力传感器。本实施例提供的技术方案适合所有体验者使用，体验者无需具备潜水能力，且能为体验者提供较为真实地潜水体验；另外，本实施例提供的技术方案还可作为潜水教学工具。

Description

呼吸模拟设备、虚拟潜水体验系统及影像展现方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种呼吸模拟设备、虚拟潜水体验系统及影像展现方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的人期望通过各种方式来更好的体验大自然，潜水即是其中一种。然而，潜水是一项非常专业的运动，需要进行相应的培训，其对身体素质及水下应变能力等要求比较高。真正能潜入海底去体验潜水乐趣的人，毕竟是少数。

目前，随着虚拟现实技术的发展，越来越多的开发机构开始研制采用虚拟现实技术使人们方便的获得多方面的体验。现有技术中，模拟潜水的虚拟现实设备较少，而已有潜水虚拟现实技术还是需要结合真实水下场景来实现。例如，体验者头戴虚拟现实设备潜入真实水下，虚拟现实设备根据体验者在真实水下的姿态及游速为体验者播放相应的虚拟现实影像。这种虚拟现实设备，还是仅限于会潜水的体验者使用，不会潜水的体验者还是无法体验到潜水的乐趣。

发明内容

本发明实施例提供的一种呼吸模拟装置、虚拟现实系统及虚拟现实影像展现方法，以给予所有体验者较为真实的潜水虚拟现实体验。

在本发明的一个实施例中，提供了一种呼吸模拟装置，与虚拟现实设备配合使用。该呼吸模拟设备包括：鼻部密封罩、第一气体压力传感器及口部呼吸装置；其中，

所述第一气体压力传感器设置在所述鼻部密封罩内，用于检测所述鼻部密封罩内的气体压力；

所述口部呼吸装置包括与外界大气连通的呼吸通道及设置在所述呼吸通道上的口含部件；

所述口含部件上设有与所述呼吸通道连通的通气孔；

所述口含部件上还设有咬合部，所述咬合部上设有咬合压力传感器。

可选地，所述的呼吸模拟设备还可包括：第二气体压力传感器；

所述第二气体压力传感器设置在所述呼吸通道的通道壁上，用于检测所述呼吸通道内的气体压力。

可选地，所述的呼吸模拟设备还可包括通信接口；所述通信接口设置在所述鼻部密封罩或者所述口部呼吸装置上；所述通信接口分别与所述第一气体压力传感器、所述第二气体压力传感器及所述咬合压力传感器连接。

可选地，所述呼吸通道内设有至少一层过滤网。

在本发明的另一实施例中，提供了一种虚拟潜水体验系统。该虚拟潜水体验系统包括：虚拟现实设备及上述实施例中提供的所述呼吸模拟设备；

所述虚拟现实设备分别与所述呼吸模拟设备中的所述第一气体压力传感器及所述咬合压力传感器连接；

其中，所述虚拟现实设备用于：

根据所述第一气体压力传感器检测到的气体压力确定所述呼吸模拟设备中的鼻部密封罩内是否为负压环境；若所述鼻部密封罩内为负压环境则展现虚拟水下影像；

若在所述鼻部密封罩内为负压环境的情况下接收到所述咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息；并根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

可选地，所述呼吸模拟设备还包括：第二气体压力传感器；所述虚拟现实设备与所述第二气体压力传感器连接；所述虚拟现实设备还用于：根据所述第二气体压力传感器检测到的气体压力确定所述呼吸模拟设备中的呼吸通道内是否为正压环境，若所述呼吸通道内为正压环境则在已展现的所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像中添加气泡影像。

可选地，所述的虚拟潜水体验系统还可包括：能播放虚拟潜水环境声音的发声器；所述发声器与所述虚拟现实设备连接，用于在所述虚拟现实设备展现所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像时，播放相应的模拟音频信号。

在本发明的又一实施例中，提供了一种虚拟潜水影像展现方法，其应用于上述实施例提供的所述虚拟潜水体验系统，具体的，所述方法包括：

根据所述第一气体压力传感器检测到的气体压力，确定所述呼吸模拟设备中的鼻部密封罩内是否为负压环境；

若所述鼻部密封罩内为负压环境，则展现虚拟水下影像；

若在所述鼻部密封罩内为负压环境的情况下接收到所述咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息；

根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

可选地，根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像，包括：

根据所述咬合压力信号，确定潜水移动速度；

根据所述姿态信息，确定潜水移动方向；

根据所述潜水移动速度及所述咬合压力信号中携带的时间信息，从虚拟影像库中调取在所述潜水移动方向上的多帧虚拟图像；

按照所述潜水移动速度，在虚拟场景中播放所述多帧虚拟图像以展示出所述虚拟潜水动画影像。

可选地，根据所述咬合压力信号，确定潜水移动速度，包括：

根据所述咬合压力信号，计算咬合压力值；

根据预置的咬合压力值及移动速度的对应关系，获取所述咬合压力值对应的所述潜水移动速度；

所述咬合压力信号消失后，按照预设的降速策略对所述潜水移动速度进行降速处理。

本发明实施例提供的技术方案，通过设置鼻部密封罩及口部呼吸装置来模拟水下呼吸环境，呼吸模拟设备中设置在鼻部密封罩上的第一气体压力传感器及设置在口含部件的咬合部上的咬合压力传感器，通过将检测到的气体压力及咬合压力发送至与其配合使用的虚拟现实设备，由虚拟现实设备根据接收到的气体压力及咬合压力为体验者展现相应的虚拟水下影像或虚拟潜水动画影像，满足用户体验潜水的呼吸方式及水下场景的需求；本实施例提供的技术方案适合所有体验者使用，体验者无需具备潜水能力，且能为体验者提供较为真实地潜水体验；另外，本实施例提供的技术方案还可作为潜水教学工具。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的呼吸模拟设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的虚拟潜水体验系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的虚拟潜水影像展现方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的呼吸模拟设备的结构示意图。本实施例提供的呼吸模拟设备与虚拟现实设备配合使用。其中，虚拟现实设备可以是现有技术中的VR(virtual reality，虚拟现实)头戴一体机设备。如图1所示，呼吸模拟设备包括：鼻部密封罩1、第一气体压力传感器2及口部呼吸装置3。其中，第一气体压力传感器2设置在鼻部密封罩1上，用于检测鼻部密封罩1内的气体压力；口部呼吸装置3包括与外界大气连通的呼吸通道31及设置在呼吸通道31上的口含部件32；口含部件32上设有与呼吸通道31连通的通气孔(图中未示出)；口含部件32上还设有咬合部(图中未示出)，咬合部上设有咬合压力传感器(图中未示出)。

本实施例提供的技术方案，通过设置鼻部密封罩及口部呼吸装置来模拟水下呼吸环境，呼吸模拟设备中设置在鼻部密封罩上的第一气体压力传感器及设置在口含部件的咬合部上的咬合压力传感器，通过将检测到的气体压力及咬合压力发送至与其配合使用的虚拟现实设备，由虚拟现实设备根据接收到的气体压力及咬合压力为体验者展现相应的虚拟水下影像或虚拟潜水动画影像，满足用户体验潜水的呼吸方式及水下场景的需求；本实施例提供的技术方案适合所有体验者使用，体验者无需具备潜水能力，且能为体验者提供较为真实地的潜水体验；另外，本实施例提供的技术方案还可作为潜水教学工具。

进一步的，如图1所示，上述实施例提供的呼吸模拟设备还包括：第二气体压力传感器33。第二气体压力传感器33设置在呼吸通道31的通道壁上，用于检测呼吸通道31内的气体压力。在呼吸模拟设备上增设第二气体压力传感器33的目的是为了捕捉体验者的呼吸动作，以在捕捉到呼气动作时，在虚拟场景中产生气泡效果，以提高真实感。具体实施时，第二气体压力传感器33将检测到的呼吸通道内的气体压力发送至虚拟现实设备中，虚拟现实设备根据呼吸通道内的气体压力，确定呼吸通道内是否为正压环境(即气体压力大于预设压力值)。正压环境说明体验者在呼气。虚拟现实设备在确定呼吸通道内为正压环境时，即在已展现的所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像中添加气泡影像。

再进一步的，如图1所示，上述实施例提供的呼吸模拟设备还包括：通信接口4。该通信接口4可以是USB接口、串口(RS232接口)等，本发明实施例对此不作具体限定。通信接口4可设置在鼻部密封罩1或者口部呼吸装置3上。图1中示出了通信接口4设置在口部呼吸装置3上的实例。通信接口4分别与第一气体压力传感器2、第二气体压力传感器33及咬合压力传感器连接。该通信接口4是用于与虚拟现实设备连接的，以实现呼吸模拟设备与虚拟现实设备之间的数据交互。另外，虚拟实现设备还可通过该通信接口4为呼吸模拟设备提供电源信号。

当然，呼吸模拟设备中的第一气体压力传感器、咬合压力传感器及第二压力传感器还可与虚拟现实设备之间建立无线通信连接。例如，呼吸模拟设备及虚拟现实设备上均设有无线通信模块。呼吸模拟设备可通过增设电池或连接一个供电电源的方式来获取工作电压。

水下呼吸与陆地上呼吸有一定的差别，尽管不会增加困难，但是由于水压对胸腔的作用呼吸会稍显吃力。因此，上述实施例提供的技术方案中，通过在呼吸通道内设置至少一层过滤网，来增加呼吸的难度。具体实施时，过滤网可以具体使用活性炭过滤网等等，本发明实施例对此不作具体限定。

在一种可实现的技术方案中，如图1所示，上述实施例中提及的鼻部密封罩包括：软橡胶鼻套11及绑带12。其中，绑带12与软橡胶鼻套11连接，且具有一定的弹性，帮助固定软橡胶鼻套11。第一气体压力传感器2设置在软橡胶鼻套11内，具体的，第一气体压力传感器2设置在软橡胶鼻套11的与佩戴者鼻孔相对的位置处，用于检测软橡胶鼻套11内的气体压力。

鼻子时刻吸紧软橡胶鼻套使鼻腔对外密封，在水下完全用口呼吸。如果软橡胶鼻套内的第一气体压力传感器检测到负压，说明体验者有意识的在吸紧鼻子套，这是正确方式。如果第一气体压力传感器检测到正压，说明体验者有用鼻子向外呼气的动作，视为危险动作，应用退出。其中，退出可通过虚拟现实设备展现的浮出水面影像的方式或展现危险警告信息的方式来让体验者知悉。一般情况下，在水下由于水的压力，潜水者不用刻意去吸紧潜水眼睛的鼻子部分，相反呼气是有压力的，但是主动用鼻子呼气仍是十分危险的，可能会影响颅腔压力平衡，而引起头痛或者耳朵疼；更严重的，万一鼻腔进水，十分危险。显然，本实施例中在鼻部密封罩内设置第一气体压力传感器是非常必要的。

进一步的，咬合压力传感器是本实施来提供的技术方案中作为交互用的主要器件。该咬合压力传感器可返回咬合时间和咬合压力。其中，设置咬合压力传感器的目的是为了通过体验者的咬合来实现与虚拟现实设备的交互，以使虚拟现实设备根据咬合压力及咬合时间，作出相应的虚拟影像的展现响应。例如，当体验者通过咬咬合部来对咬合压力传感器施加压力，咬合压力传感器将检测到的咬合压力信号发送至虚拟现实设备，虚拟现实设备根据咬合压力确定潜水移动速度。假设咬合压力越大时，系数越大，潜水移动速度就越快；当然在实际实施时，可预先配置好咬合压力及潜水移动速度的对应列表，这样后续只需通过查询列表的方式即可获得相应的潜水移动速度。当体验者牙齿松开咬合部时，咬合压力信号消失，此时可按照运动原理对潜水移动速度进行降速处理。实际上，除了要确定潜水移动速度外，还需确定潜水移动方向。潜水移动方向可根据虚拟现实设备的姿态信息来确定。其中，姿态信息实质上就是佩戴虚拟现实设备的体验者的佩戴部位(如头部)的姿态信息。姿态信息可以是根据虚拟现实设备中的惯性测量单元(IMU)采集的惯性数据计算得到的，具体的，根据惯性参数计算姿态信息属于现有技术，可参见现有技术中的相关内容，此处不再赘述。具体实施时，可参考实际潜水时潜水人员的动作来确定潜水移动方向；比如头部上仰为上浮方向；头部向下为下沉方向等等，此部分内容在后续实施例中会作更多的说明，请参见后续内容，此处就不详细赘述了。

图2示出了本发明一实施例提供的虚拟潜水体验系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的所述虚拟潜水体验系统包括：虚拟现实设备5及呼吸模拟设备。如图2所示，呼吸模拟设备包括：鼻部密封罩1、第一气体压力传感器2及口部呼吸装置3。其中，第一气体压力传感器2设置在鼻部密封罩1上，用于检测鼻部密封罩1内的气体压力；口部呼吸装置3包括与外界大气连通的呼吸通道31及设置在呼吸通道31上的口含部件32；口含部件32上设有与呼吸通道31连通的通气孔(图中未示出)；口含部件32上还设有咬合部(图中未示出)，咬合部上设有咬合压力传感器(图中未示出)。虚拟现实设备5分别与呼吸模拟设备中的第一气体压力传感器2及咬合压力传感器连接；其中，虚拟现实设备5用于：

根据第一气体压力传感器2检测到的气体压力确定呼吸模拟设备中的鼻部密封罩1内是否为负压环境；若鼻部密封罩1内为负压环境则展现虚拟水下影像；

若在鼻部密封罩1内为负压环境的情况下接收到咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息；并根据咬合压力信号及姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

本实施例提供的技术方案，通过设置鼻部密封罩及口部呼吸装置来模拟水下呼吸环境，呼吸模拟设备中设置在鼻部密封罩上的第一气体压力传感器及设置在口含部件的咬合部上的咬合压力传感器，通过将检测到的气体压力及咬合压力发送至与其配合使用的虚拟现实设备，由虚拟现实设备根据接收到的气体压力及咬合压力为体验者展现相应的虚拟水下影像或虚拟潜水动画影像，满足用户体验潜水的呼吸方式及水下场景的需求；本实施例提供的技术方案适合所有体验者使用，体验者提供无需具有一定的潜水能力，且能为体验者提供较为真实地的潜水体验；另外，本实施例提供的技术方案还可作为潜水教学工具。

这里需要说明的是：本实施例提供的虚拟潜水体验系统中的呼吸模拟设备可采用上述图1所示的实施例提供的结构实现，具体的实现结构和工作原理可参见上述实施例中的相关内容，此处不再赘述。

进一步的，如图2所示，当呼吸模拟设备中口部呼吸装置3的呼吸通道31的通道壁上设有第二气体压力传感器33时，相应的，虚拟现实设备5还用于：根据第二气体压力传感器33检测到的气体压力确定呼吸模拟设备中的呼吸通道31内是否为正压环境，若呼吸通道31内为正压环境则在已展现的虚拟水下影像或虚拟潜水动画影像中添加气泡影像。

其中，虚拟现实设备5可通过图2中的通信接口4分别与第一气体压力传感器2、第二气体压力传感器33及咬合压力传感器连接。

进一步的，虚拟现实设备5还可用于：根据咬合压力信号，确定潜水移动速度；根据姿态信息，确定潜水移动方向；根据潜水移动速度、潜水方向及咬合压力信号中携带的时间信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

再进一步的，上述虚拟现实设备5还可用于：根据咬合压力信号，计算咬合压力值；根据预置的咬合压力值及移动速度的对应关系，获取咬合压力值对应的潜水移动速度。进一步的，上述虚拟现实设备5还可用于：咬合压力信号消失后，按照预设的降速策略对潜水移动速度进行降速处理。

进一步的，上述虚拟现实设备5还可用于：根据姿态信息，计算出参考坐标系下的俯仰角；若俯仰角大于或等于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值，则确定潜水移动方向为上浮方向；若俯仰角大于或等于第三角度阈值且小于或等于第四角度阈值，则确定潜水移动方向为下沉方向；若俯仰角大于或等于零且小于第一角度阈值，或者俯仰角大于第四角度阈值且小于或等于360度，则确定潜水移动方向为平移方向；其中，第一角度阈值小于第二角度阈值；第二角度阈值小于第三角度阈值，第三角度阈值小于第四角度阈值。

进一步的，上述虚拟现实设备5还可用于：若根据气体压力确定出鼻部密封罩内为正压环境，则展现浮出水面的虚拟影像。

图3示出了本发明一实施例提供的虚拟潜水影像展现方法的流程示意图。本实施例提供的所述方法的执行主体为虚拟现实设备，即本实施例提供的所述方法适用于上述实施例提供的虚拟潜水体验系统。具体的，本实施例提供的所述方法包括：

101、根据所述第一气体压力传感器检测到的气体压力，确定所述呼吸模拟设备中的鼻部密封罩内是否为负压环境。

102、若所述鼻部密封罩内为负压环境，则展现虚拟水下影像。

103、若在所述鼻部密封罩内为负压环境的情况下接收到所述咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息。

104、根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

上述101中，呼吸模拟设备与虚拟现实设备通信连接。呼吸模拟设备中设置在鼻部密封罩内的第一气体压力传感器将检测到的气体压力发送至虚拟现实设备。虚拟现实设备通过判断第一气体压力传感器检测到的气体压力是否大于预设的压力值，来确定鼻部密封罩内是否为负压环境。例如，第一气体压力传感器将检测到的气体压力大于预设的压力值，则确定鼻部密封罩内是否为正压环境；第一气体压力传感器将检测到的气体压力小于或等于预设的压力值，则确定鼻部密封罩内是否为负压环境。

上述102是针对鼻部密封罩内为负压环境时虚拟现实设备作出的影像展现响应，即展现虚拟水下影像。基于上述内容中提到的，当鼻部密封罩内为正压环境，说明体验者主动使用鼻子呼气，这是非常危险的；此时虚拟现实设备可展现浮出水面的影像；或者在虚拟场景中显示危险警告信息；或者使用语言方式发出危险警告信息等等，对此本实施例对此不作具体限定。

例如，在一种可实现的实施例中，上述实施例提供的虚拟潜水影像展现方法，还包括：若根据所述气体压力确定出所述鼻部密封罩内为正压环境，则展现浮出水面的虚拟影像。

上述103中，姿态信息一定是在体验者未作出违规动作时获取的。因此，本步骤中保证在鼻部密封罩内为负压环境的情况下，接收到咬合压力传感器反馈的咬合压力信号后再获取姿态信息。其中，姿态信息实质上就是佩戴虚拟现实设备的体验者佩戴部位(如头部)的姿态信息。姿态信息可以是基于虚拟现实设备中的惯性测量单元(IMU)采集的惯性数据计算得到的。具体的，根据惯性参数计算姿态信息属于现有技术，可参见现有技术中的相关内容，此处不再赘述。获取姿态信息的目的是为了确定潜水移动方向。

在一种可实施的技术方案中，上述104可具体包括如下步骤：

S1、根据所述咬合压力信号，确定潜水移动速度。

S2、根据所述姿态信息，确定潜水移动方向。

S3、按照所述潜水移动速度、所述潜水移动方向及所述咬合压力信号中携带的时间信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

其中，步骤S1可具体为：根据所述咬合压力信号，计算咬合压力值；根据预置的咬合压力值及移动速度的对应关系，获取所述咬合压力值对应的所述潜水移动速度。这里需要补充的是，为了提高虚拟潜水实验的真实性，当咬合压力消失时说明体验者要停止快速上浮或下沉。但真实水中的场景，潜水者停止上游或下沉时还是会有一段减速上游或下沉的过程。因此，本实施例就是为了模拟这种情况，在咬合压力传感器检测到咬合压力消失时，按照预设减速策略对之前根据咬合压力来确定潜水移动速度进行降速处理。即上述步骤S1还可包括：所述咬合压力信号消失后，按照预设的降速策略对所述潜水移动速度进行降速处理。其中，降速处理的过程实质上是一个随时间变化的连续过程，该连续降速过程可以是匀减速过程，也可以不是匀减速过程，本实施例对此不作具体限定。

步骤S2可具体包括：根据所述姿态信息，计算出参考坐标系下的俯仰角；若所述俯仰角大于或等于第一角度阈值且小于或等于第二角度阈值，则确定潜水移动方向为上浮方向；若所述俯仰角大于或等于第三角度阈值且小于或等于第四角度阈值，则确定潜水移动方向为下沉方向；若所述俯仰角大于或等于零且小于所述第一角度阈值，或者所述俯仰角大于所述第四角度阈值且小于或等于360度，则确定潜水移动方向为平移方向；其中，所述第一角度阈值小于所述第二角度阈值；所述第二角度阈值小于所述第三角度阈值，所述第三角度阈值小于所述第四角度阈值。

上述第一角度阈值、第二角度阈值、第三角度阈值及第四角度阈值可根据经验设定；例如，第一角度阈值为60度、第二角度阈值为90度、第三角度阈值为270度，第四角度阈值为300度等等，本发明实施例对此不作具体限定。

这里需要说明的是：根据姿态信息计算出参考坐标系下的俯仰角的计算原理可参见现有技术中的相应内容，此处不再赘述。

上述S3中，基于上文中的内容可知，咬合压力传感器是交互用的主要器件，本实施例中利用咬合压力来确定潜水移动速度。咬合压力传感器发送至虚拟现实设备的咬合压力信号中可携带时间信息。时间信息可包括：咬合压力传感器检测到咬合压力时的时间以及咬合压力消失的时间。虚拟现实设备获取该时间信息的目的在于：可根据时间信息确定虚拟潜水动画影像的播放时长。具体实施时，为了提高虚拟潜水实验的真实性，当咬合压力消失时说明体验者要停止快速上浮或下沉。但真实水中的场景，潜水者停止上游或下沉时还是会有一段减速上游或下沉的过程。因此，本实施例就是为了模拟这种情况，在咬合压力传感器检测到咬合压力消失时，按照预设减速策略对之前根据咬合压力来确定潜水移动速度进行降速，并得到将根据咬合压力确定出的潜水移动速度降速到零的时长T1；将咬合压力传感器检测到咬合压力时的时间与咬合压力消失的时间之间的时差ΔT加上T1，即确定出虚拟潜水动画影像的播放时长。随后，虚拟现实设备即可根据潜水移动方向，获知需要从虚拟影像库中调取的虚拟影像源；根据播放时长以及潜水移动速度，获知从虚拟影像源中需调取的虚拟图像的帧数。

在一种可实现的技术方案中，上述S3可具体包括：

S31、根据潜水移动方向，从虚拟影像库中获取该潜水移动方向对应的虚拟影像源；

S32、根据所述潜水移动速度及所述咬合压力信号中携带的时间信息，从虚拟影像源中调取多帧虚拟图像；

S33、按照所述潜水移动速度，在虚拟场景中播放所述多帧虚拟图像以展示出所述虚拟潜水动画影像。

增加了上述降速处理过程后，相应地上述S32可具体包括：获取所述潜水移动速度经降速处理降速至设定速度(例如零)所用的时长；根据所述潜水移动速度、所述时长及所述述咬合压力信号中携带的时间信息，从虚拟影像源中调取多帧虚拟图像。

上述S33中“按照所述潜水移动速度，在虚拟场景中播放所述多帧虚拟图像以展示出所述虚拟潜水动画影像”可简单的理解为：潜水移动速度快，虚拟场景中播放各帧虚拟图像的速度就快，潜水移动速度慢，虚拟场景中播放各帧虚拟图像的速度就慢。

本实施例提供的技术方案，通过设置鼻部密封罩及口部呼吸装置来模拟水下呼吸环境，呼吸模拟设备中设置在鼻部密封罩上的第一气体压力传感器及设置在口含部件的咬合部上的咬合压力传感器，通过将检测到的气体压力及咬合压力发送至与其配合使用的虚拟现实设备，由虚拟现实设备根据接收到的气体压力及咬合压力为体验者展现相应的虚拟水下影像或虚拟潜水动画影像，满足用户体验潜水的呼吸方式及水下场景的需求；本实施例提供的技术方案适合所有体验者使用，体验者提供无需具有一定的潜水能力，且能为体验者提供较为真实地的潜水体验；另外，本实施例提供的技术方案还可作为潜水教学工具。

进一步的，上述实施例提供的虚拟潜水影像展现方法还可包括如下步骤：

根据所述第二气体压力传感器检测到的气体压力确定所述呼吸模拟设备中的呼吸通道内是否为正压环境；

若所述呼吸通道内为正压环境，则在已展现的所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像中添加气泡影像。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种呼吸模拟设备，与虚拟现实设备配合使用，其特征在于，包括：鼻部密封罩、第一气体压力传感器及口部呼吸装置；其中，

所述第一气体压力传感器设置在所述鼻部密封罩内，用于检测所述鼻部密封罩内的气体压力；

所述口部呼吸装置包括与外界大气连通的呼吸通道及设置在所述呼吸通道上的口含部件；

所述口含部件上设有与所述呼吸通道连通的通气孔；

所述口含部件上还设有咬合部，所述咬合部上设有咬合压力传感器；

其中，所述第一气体压力传感器及所述咬合压力传感器，用于将各自检测到的信息发送至所述虚拟现实设备，以便所述虚拟现实设备根据接收到的信息展现虚拟影像。

2.根据权利要求1所述的呼吸模拟设备，其特征在于，还包括：第二气体压力传感器；

所述第二气体压力传感器设置在所述呼吸通道的通道壁上，用于检测所述呼吸通道内的气体压力。

3.根据权利要求2所述的呼吸模拟设备，其特征在于，还包括：通信接口；

所述通信接口设置在所述鼻部密封罩或者所述口部呼吸装置上；

所述通信接口分别与所述第一气体压力传感器、所述第二气体压力传感器及所述咬合压力传感器连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的呼吸模拟设备，其特征在于，所述呼吸通道内设有至少一层过滤网。

5.一种虚拟潜水体验系统，其特征在于，包括：虚拟现实设备及上述权利要求1至4中任一项所述的呼吸模拟设备；

所述虚拟现实设备分别与所述呼吸模拟设备中的所述第一气体压力传感器及所述咬合压力传感器连接；

其中，所述虚拟现实设备用于：

根据所述第一气体压力传感器检测到的气体压力确定所述呼吸模拟设备中的鼻部密封罩内是否为负压环境；若所述鼻部密封罩内为负压环境则展现虚拟水下影像；

若在所述鼻部密封罩内为负压环境的情况下接收到所述咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息；并根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

6.根据权利要求5所述的虚拟潜水体验系统，其特征在于，所述呼吸模拟设备还包括：第二气体压力传感器；

所述虚拟现实设备与所述第二气体压力传感器连接；

所述虚拟现实设备还用于：根据所述第二气体压力传感器检测到的气体压力确定所述呼吸模拟设备中的呼吸通道内是否为正压环境，若所述呼吸通道内为正压环境则在已展现的所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像中添加气泡影像。

7.根据权利要求5或6所述的虚拟潜水体验系统，其特征在于，还包括：能播放虚拟潜水环境声音的发声器；

所述发声器与所述虚拟现实设备连接，用于在所述虚拟现实设备展现所述虚拟水下影像或所述虚拟潜水动画影像时，播放相应的模拟音频信号。

8.一种虚拟潜水影像展现方法，其特征在于，应用于上述权利要求5至7中任一项所述的虚拟潜水体验系统，所述方法包括：

根据所述第一气体压力传感器检测到的气体压力，确定所述呼吸模拟设备中的鼻部密封罩内是否为负压环境；

若所述鼻部密封罩内为负压环境，则展现虚拟水下影像；

若在所述鼻部密封罩内为负压环境的情况下接收到所述咬合压力传感器反馈的咬合压力信号，则获取姿态信息；

根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

9.根据权利要求8所述的虚拟潜水影像展现方法，其特征在于，根据所述咬合压力信号及所述姿态信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像，包括：

根据所述咬合压力信号，确定潜水移动速度；

根据所述姿态信息，确定潜水移动方向；

按照所述潜水移动速度、所述潜水移动方向及所述咬合压力信号中携带的时间信息，生成并展现出相应的虚拟潜水动画影像。

10.根据权利要求9所述的虚拟潜水影像展现方法，其特征在于，根据所述咬合压力信号，确定潜水移动速度，包括：

根据所述咬合压力信号，计算咬合压力值；

根据预置的咬合压力值及移动速度的对应关系，获取所述咬合压力值对应的所述潜水移动速度；

所述咬合压力信号消失后，按照预设的降速策略对所述潜水移动速度进行降速处理。

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