CN107632700A - 一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统和方法，所述系统包括：模型构建模块，用于对农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，获得三维模型；数据库模块，用于储存音频数据、视频数据和所述三维模型；互交接口模块，用于接收VR控制装置的指令并将所述三维模型数据、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。本发明提供的系统，通过将农具展馆场景、农具、植物、动物和场景进行三维建模，通过使用VR显示装置和VR控制装置实现用户和三维模型的互交，对于农具的使用方式和应用时节，进行虚拟展示，解决农具教育受环境、时节、安全等问题，提升了农具教育的便利性，以及学员的用户体验。

Description

一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统和方法

技术领域

本发明涉及农业教育领域，更具体地，涉及一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统和方法。

背景技术

中国是世界上为数不多的几个农业起源的国家之一。而农具的出现是我国劳动人民勤劳智慧的结晶，是对于农业不断的理解和创新而来的。而现在，由于传统农具的逐渐消失，人们见到农具的机会越来越少。

传统的博物馆的展示，是以橱窗的形式来静态展示物品。但是农具有别于其他的瓷器、雕塑等物品的展示。农具智慧价值的体现是它的使用方式和使用的原理上。但是，真实的到田间，乡间体验农具，又会受到农具使用环境、使用时节、安全等问题的限制。尤其是对于城市中传统农具教育显得尤为困难。因此，在现有的农业农具教育中，缺乏对农具使用的直接展示，只能以图片或物品展示的方式进行知识传播，传播途径单一，用户体验不高。

发明内容

为克服现有的农具教育中，无法完全展示农具的使用方式和使用原理，传播途径单一的问题，提出一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统，包括：

模型构建模块、数据库模块、互交接口模块，VR控制装置和VR显示装置，其中：

模型构建模块，用于对农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，获得三维模型；

数据库模块，用于储存音频数据、视频数据、文本数据、图片数据和所述三维模型；

互交接口模块，用于接收VR控制装置的指令并将所述三维模型、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。

其中，所述模型构建模块进一步包括：

农具模型生成单元，用于根据农具信息，建立农具三维模型；

场景模型生成单元，用于根据农具展馆场景信息和农耕场景信息，建立农具展馆场景三维模型和农耕场景三维模型；

植物模型生成单元，用于根据植物信息，建立植物三维模型；

动物模型生成单元，用于根据动物信息，建立动物三维模型。

其中，所述模型构建模块还包括：

动画生成单元，用于基于所述三维模型，以关键帧形式，构造三维动画效果。

其中，所述模型构建模块还包括模型优化单元，用于基于所述三维模型，构造低精度模型。

其中，所述低精度三维模型包括低精度农具三维模型、低精度农具展馆场景三维模型和低精度农耕场景三维模型。

其中，所述互交接口模块进一步包括：

碰撞检测单元，用于设置所述三维模型的碰撞体积，检测所述VR控制装置的指令中用户的活动范围；

事件触发单元，用于根据所述VR控制装置的指令加载相应的三维模型，视频和动画效果。

其中，所述事件触发单元还包括：

农具介绍单元，用于触发农具介绍动作，加载农具的三维模型，并播放介绍动画；

农具使用单元，用于加载所述农耕场景三维模型和所述农具三维模型，通过所述VR控制设备的指令，实现对所述农具三维模型的控制。

其中，所述三维模型通过3Ds MAX进行构建。

根据本发明的第二方面，提供一种基于虚拟现实的农具展馆体验方法，包括：

根据农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，构造三维模型；

将音频数据，视频数据、文本数据、图片数据和所述三维模型进行储存；

根据VR控制装置的指令，将所述三维模型数据、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。

根据本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面提供的方法的步骤。

根据本发明的第四方面，提供一种基于虚拟现实的农具展馆体验设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如上述第二方面提供的方法。

本发明提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统，通过VR设备对于农具展馆进行游览，对于农具的使用方式和应用时节，进行虚拟展示，同时可以通过VR设备进行互交，解决农具教育受环境、时节、安全等问题，提升了农具教育的便利性，以及学员的用户体验。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验方法的流程图；

图3为本发明再一实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验设备结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统的结构图，所述系统包括：模型构建模块11、数据库模块12、互交接口模块13、VR控制装置14和VR显示装置15。

其中，模型构建模块11用于对农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，获得三维模型。

具体的，根据收集的资料进行三维建模，包含了：植物模型、动物模型、农具展馆模型、自然景物模型等，在建模的过程中需要按照真实比例进行建模，其中，所用到的建模方式有三种：(1)使用NURBS建立模型；(2)使用多边形建立角色；(3)使用面片建立角色。接着通过改变面的尺寸和方向，便可以制成弯曲，扭转等。接着对模型制作贴图。然后对于模型进行烘焙。然后为模型添加上简单的动画或更复杂的动画，如变形等。最后，在整个模型优化完成之后，需要将制作出的模型打包导出为FBX的格式。

其中，数据库模块12用于储存音频数据、视频数据、文本数据、图片数据和所述三维模型

具体的，将模型构建模块11构建的三维模型的数据进行分类和储存，同时将相关的音频数据、视频数据，文本数据以及农具的材质贴图等图片资料数据进行分类和储存。模型构建模块11根据调用数据库模块12的农具信息，进行三维模型的构建。

其中，互交接口模块13用于接收VR控制装置14的指令并将所述三维模型、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置15上。

具体的，将模型的FBX格式倒入到Unity3d软件中按照一定的规律加载，对于农具展馆的场景搭建。包含了模型的导入、场景布局、灯光的渲染、场景的优化等几个方面。

模型的导入：将打包好的FBX格式的农具模型。导入到Unity3d的工程文件assets中。创建场景Scenes。在模型导入场景的时候需要注意一下几点：在导入FBX时，应该在项目中先建立贴图的目录，然后将贴图的文件导入，最后在导入FBX文件，否则导入的模型会出现贴图丢失的现象。

场景的布局：对于农具展馆，分为了三个部分首先有一个主要的展馆大厅，大厅两侧分别是北方展馆和南方展馆，可以分别从两个入口进入展馆。南北方展馆中农具的摆放位置都是有规律的，摆放的坐标位置都是经过严格的计算的。摆放的坐标位置，对于之后农具介绍具有重要的作用。

在农耕交互体验场景中，需要创建天空盒、创建地面、绘制庄稼、树木、房屋和阳光。首先通过在Unity的菜单栏中执行Component->Rendering->Skybox命令，添加合适的天空盒，接着通过调节“Directional light”使得场景的光影和天空盒相对应。通过添加Terrain，添加地面，然后绘制地形，添加地面纹理。添加树木、庄稼和房屋，按照真实的农耕场景比例以及场景的布局进行构建，使得场景更加具有真实性。

灯光的渲染：灯光对于展馆的氛围体现尤为重要。选择菜单中栏中的GameObject->Create Other->Spot Light选项，在场景中添加点光源。调整不同的参数设置角度和亮度，使光照打在模型上，并且将阴影设置为Soft Shadow。有助于渲染真实的展馆的效果。

将VR眼镜和手柄接入到Unity3d场景程序中：添加SteamVR Unity Toolkit插件，为VR显示装置和VR控制装置的接入提供接口。在Unity3d中进行设置，首先选择file->Build Settings面板，选择Player settings.在其Inspector面板的Other settings中找到Virtual Reality Supported，勾上这个选项，然后在下面的Virtual Reality SDKs中增加OpenVR。同时用[CameraRig]代替场景中的MainCamera。绑定相应的VR接口脚本这样就可以将VR设备接入到Unity3d制作的场景中。将[CameraRig]下的Controller(left)、Controller(right)、Camera(head)绑定上控制左手、右手、头部控制移动的脚本，对于相应代码下的手柄动作进行设置。之后用户可以通过控制手柄上的键，触发移动事件，就可以实现在场景中的自由走动。

本发明提供的系统通过使用三维建模技术，将农具、植物、动物、展馆和农耕植物等按照真实的比例进行建模，构建展馆场景和农耕交互体验场景真实的还原了农耕时的场景特点，使农耕的画面感更加真实。在通过和VR技术结合，用户可以置身农耕场景之中，通过与VR显示装置和控制装置互交，相比于其他展馆的静态展示方式和基于图片、文字、视频的农具介绍方式，本发明通过VR设备对于农具展馆进行游览，对于农具的使用方式和应用时节，进行虚拟展示，解决农具教育受环境、时节、安全等问题，提升了农具教育的便利性，以及学员的用户体验。

在上述实施例的基础上，所述模型构建模块11进一步包括：

农具模型生成单元，用于根据农具信息，建立农具三维模型；

场景模型生成单元，用于根据农具展馆场景信息和农耕场景信息，建立农具展馆场景三维模型和农耕场景三维模型；

植物模型生成单元，用于根据植物信息，建立植物三维模型；

动物模型生成单元，用于根据动物信息，建立动物三维模型。

具体的，所述模型构建模块需要用来构建农具的三维模型和场景的三维模型，其中，农具三维模型和场景三维模型分别使用不同的单元进行构建，首先，根据收集的相关资料，建造三维的农具模型、植物模型、动物模型、农具展馆模型，再将收集有关展馆的资料，在展馆场景中按照一定的规律添加农具的模型，构建农具展馆场景。在场景的布局中：对于农具展馆，分为了三个部分首先有一个主要的展馆大厅，大厅两侧分别是北方展馆和南方展馆，可以分别从两个入口进入展馆。南北方展馆中农具的摆放位置都是有规律的，摆放的坐标位置都是经过严格的计算的。摆放的坐标位置，对于之后农具介绍具有重要的作用。

在农耕交互体验场景中，需要创建天空盒、创建地面、绘制庄稼、树木、房屋和阳光。首先通过在Unity的菜单栏中执行Component->Rendering->Skybox命令，添加合适的天空盒，接着通过调节“Directional light”使得场景的光影和天空盒相对应。通过添加Terrain，添加地面，然后绘制地形，添加地面纹理。添加树木、庄稼和房屋，按照真实的农耕场景比例以及场景的布局进行构建，使得场景更加具有真实性。

灯光的渲染：灯光对于展馆的氛围体现尤为重要。选择菜单中栏中的GameObject->Create Other->Spot Light选项，在场景中添加点光源。调整不同的参数设置角度和亮度，使光照打在模型上，并且将阴影设置为Soft Shadow。有助于渲染真实的展馆的效果。

在上述各实施例的基础上，所述模型构建模块11还包括动画生成单元，用于基于所述三维模型，以关键帧形式，构造三维动画效果。

具体的，在模型构建模块中，还包括动画生成单元，在三维建模的过程中，以关键帧的形式，保存下农具使用过程中的动画效果。保存在导出的三维模型的FBX格式中。

在上述实施例的基础上，所述模型构建模块11还包括模型优化单元，用于基于所述三维模型，构造低精度模型；

其中，所述低精度三维模型包括低精度农具三维模型、低精度农具展馆场景三维模型和低精度农耕场景三维模型。由模型构建模块11建立的三维模型为高精度模型，模型优化单元根据前面建立的高精度模型进行优化处理，构造低精度的三维模型。

具体的，场景优化：模型的数量和模型的精度会影响到GPU运行时的性能，为了使得系统具有普遍的适应性，系统运行更加流畅，应该对于场景进行优化。本实施例从以下几个方面进行了优化：

农具模型使用高模、低模交替使用。在农具近距离观察的使用，需要使用精度较高的模型，而在镜头距离模型较远时，可以通过脚本的控制对于模型进行动态的加载替换。通过对于VR头显空间坐标位置的监控，确定人在展馆中的位置，再通过计算农具展馆和农耕场景中各个模型空间坐标和VR头显所在空间坐标之间的距离，若是距离较大时，通过脚本控制将复杂模型替换为低维度模型，忽略模型的细节。若是模型和VR头显之间的距离在设置的范围内时，则此时模型的维度替换为高精度模型，具体展示模型细节。农具三维模型同时包括高精度农具三维模型，低精度农具三维模型；场景三维模型同时包括高精度场景三维模型，低精度场景三维模型。

通过Simple Mesh Combine插件将相同材质的模型合并在一起，有效的减少了draw calls的数量。这样在场景运行时，模型作为一个整体进行出现，减少了加载模型时的消耗。

减少材质贴图，同等的材质使用一张贴图。例如：农具模型多是以木头为材质进行制作的，在制作模型的过程中，很多模型需要用到木材的纹理贴图，此时可以将同种木材农具可以使用一张纹理的贴图。其他植物、动物、房屋的模型贴图同理。

减少GUI的使用，使用新的UI布局的方式。

在三维建模的时候，尤其是展馆灯光、农具、房屋的阴影效果等，在通过调整相应的灯光阴影参数等将模型展示的效果表现出来，再使用3Ds MAX中的烘焙，对于模型进行效果烘焙，将阴影和灯光效果烘焙出来，之后模型的FBX导入到场景中后，只需要添加少量的灯光，就可以达到较好的灯光效果。

通过此系统，通过低精度模型，降低了系统运行时的CPU需求，增加了系统的普遍适应性，使得系统运行更为流畅。

在上述实施例的基础上，所述互交接口模块进一步包括：

碰撞检测单元，用于设置所述三维模型的碰撞体积，检测所述VR控制装置的指令中用户的活动范围。

事件触发单元，用于根据所述VR控制装置的指令加载相应的三维模型，视频和动画效果。

其中所述事件触发单元还包括：

农具介绍单元，用于触发农具介绍动作，加载农具的三维模型，并播放介绍视频。

农具使用单元，用于加载所述农耕场景三维模型和农具三维模型，通过所述VR控制设备的指令，实现对所述农具三维模型的控制。

其中，所述互交接口模块通过Unity3d实现与所述VR显示装置和VR控制装置互交。

具体的，将VR眼镜和手柄接入到Unity3d场景程序中。添加HTC公司提供的SteamVRUnity Toolkit插件，为VR设备的接入提供接口。在Unity3d中进行设置，首先选择file->Build Settings面板，选择Player settings.在其Inspector面板的Other settings中找到Virtual Reality Supported，勾上这个选项，然后在下面的Virtual Reality SDKs中增加OpenVR。同时用[CameraRig]代替场景中的MainCamera。绑定相应的VR接口脚本这样就可以将VR设备接入到Unity3d制作的场景中。将[CameraRig]下的Controller(left)、Controller(right)、Camera(head)绑定上控制左手、右手、头部控制移动的脚本，对于相应代码下的手柄动作进行设置。之后用户可以通过控制手柄上的键，触发移动事件，就可以实现在场景中的自由走动。

为农具模型添加了农具介绍条件的，在触发第农具介绍条件的情况下，开始相应的农具音频介绍。

在本单元中，在三维模型上添加了碰撞检测，限制人的活动范围避免用户穿透农具、房屋、植物、动物、树木场景中的模型。同时，对于场景进行了分层设置，这样可以对于场景进行分层控制，从而也可以起到限制活动范围的作用。

同时，在三维模型上添加了碰撞体，进行农具介绍触发事件的设置。当用户在农具展馆进行观看时，通过对于VR头显位置的监控，当用户达到预设范围时，就会触发相应的农具介绍事件，此时将对于当前的单个农具的名称，分类，被发明的朝代、地域、发展历史、构造、材质、使用原理、制作工艺等进行音频介绍。用户也可以通过手柄对于单个农具的语音介绍进行控制：暂停、重听、声音大小。

为农具模型添加了农具使用条件的，在触发农具使用条件的情况下，开始进入相应的农耕场景中。

在本单元中，在农具的展柜上设置了农具使用触发事件，同时会给用户出现提示信息“点击进入详细农具介绍场景”。当用户想详细了解一下农具的具体使用方式、农具使用的时节、使用场合时。既可以使用手柄操作，触发农具使用事件，用户会进入相应的农耕交互体验场景中。

在农耕交互体验场景中。用户可以通过手柄控制方向进行自由移动；在本场景中设置碰撞检测设备，避免农耕场景中的虚拟物体相互穿越或相互交叉。

在农耕场景中，通过使用脚本，触发农耕场景事件。在[CameraRig]—>Camera(head)—>Camera(eye)上添加Canvas text，为text添加农耕脚本，同时在Camera(eye)下需要重新添加一个Camera，进行农耕场景中的文字显示，同时使用线程控制将语音、文字和农具使用进行有序的结合，保持了过程的连贯性。

在农具的具体操作阶段，通过农耕脚本，添加一个农具选择、作物选择的按钮。用户可以根据提示选择要交互体验某一种农具的使用过程，还是某种作物的整个耕、犁、耙、播种、灌溉、收获、脱粒、存储等一系列从播种到成熟的流程。

以翻地过程农具犁的使用为例进行讲解：首先，在选择体验场景阶段，用户可以通过手柄选择犁农具体验场景，触发相应事件，进入犁农具使用的时节和耕作环境中。用户进入到一个农耕初始的场景中，有一片空地，在这是会使用农耕脚本，调用数据库中的音频和字幕文件，显示相应的字幕和声音提示用户，需要对于土地进行翻耕。在翻耕时，牛和犁都附加了交互的脚本，用户可以通过手柄触发交互事件，操控驱赶牛拉犁，对于土地进行耕作。在牛拉犁这个过程中，通过调用在农具和动物模型上添加的脚本，控制场景中农具和动物之间的动作和移动，以及翻耕之后的土地效果。待牛拉动犁到达一定范围，触发碰撞事件。此时，会进行提示：“地已经犁好”。同理其他农具的单独的是使用情况。

如果用户选择的是小麦、玉米等作物的种植过程，在这个过程中用户可以体会小麦、玉米从开始的播种到最后收获整个流程中农具的使用，体验这一系列的耕作情况。

例如以小麦的种植过程为例进行讲解：首先，在牛和犁上添加交互的脚本，当手柄通过拉牛绳触发交互事件，就可以通过拉动牛拉犁，对于土地进行翻耕，当牛行走到设置的范围时，触发文字提示：“土地已经翻耕完成，请进行小麦的播种”。在播种过的个过程中，人通过手柄拉动牛前进播种。待牛行走到设置的范围时，触发文字提示：“播种已经完成”。场景经过一段时间自动跳转到秋季场景中，小麦逐渐成熟。待小麦成熟金黄之时，通过手柄控制镰刀收割已经成熟的小麦。在镰刀和小麦上添加碰撞体和脚本，当镰刀触碰到小麦时，小麦触发事件的发生，小麦被收割。

通过手柄操作可以拾取小麦，放置在打谷场。当打谷场上检测到人可以通过拖动手柄操作碌碡进行碾压，使得的秸秆和籽粒脱离。将脱离的籽粒收集起来，放置在垄磨中，进行二次加工。手摇手柄，垄磨转动，将小麦进行脱皮。此时收集到的小麦为小麦和糠皮的混合物，若要得到干净的小麦籽粒，需要通过扇车，将小麦和糠皮分离。通过手摇VR手柄，扇车进行相应的操作，得到脱皮的小麦籽粒，还可以将干净的小麦籽粒放置在石磨中磨面等等。

在这个过程中，单个农具的使用情况同上面的农具单独时的原理。但是需要将多个农具之间调用第四类的脚本链接起来。使整个的过程连贯起来。在调用脚本链接的同时，还需要调用农耕脚本对于场景变化的过程进行声音和文字的提示。这样有助于使整个过程更加的连贯。

本发明中使用三维建模技术，将农具、植物、动物、展馆和农耕植物等按照真实的比例进行建模，同时通过Unity3d技术构建展馆场景和农耕交互体验场景真实的还原了农耕时的场景特点，使农耕的画面感更加真实。在通过和VR技术结合，用户可以置身农耕场景之中，通过操控VR手柄加强和农具之间的交互体验，想比于其他展馆的静态展示方式和基于图片、文字、视频的农具介绍方式。本发明比较新颖的与VR眼镜相结合，更加侧重于用户的交互体验。

在本发明另一实施例中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验方法的流程图，所述方法包括：

S1，根据农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，构造三维模型；

S2，将音频数据，视频数据和所述三维模型进行储存；

S3，根据VR控制装置的指令，将所述三维模型数据、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。

具体的，根据收集的资料进行三维建模，包含了：植物模型、动物模型、农具展馆模型、自然景物模型等，在建模的过程中需要按照真实比例进行建模，其中，所用到的建模方式有三种：(1)使用NURBS建立模型；(2)使用多边形建立角色；(3)使用面片建立角色。接着通过改变面的尺寸和方向，便可以制成弯曲，扭转等。接着对模型制作贴图。然后对于模型进行烘焙。然后为模型添加上简单的动画或更复杂的动画，如变形等。最后，在整个模型优化完成之后，需要将制作出的模型打包导出为FBX的格式。

将音频数据、视频数据和通过三维建模获取的三维模型数据储存在数据库中。

将模型的FBX格式倒入到Unity3d软件中按照一定的规律加载，对于农具展馆的场景搭建。包含了模型的导入、场景布局、灯光的渲染、场景的优化等几个方面

为农具模型添加了第一类触发条件的，在满足第一类触发条件的情况下，开始相应的农具音频介绍。

在本步骤中，在三维模型上添加了碰撞检测，限制人的活动范围避免用户穿透农具、房屋、植物、动物、树木场景中的模型。同时，对于场景进行了分层设置，这样可以对于场景进行分层控制，从而也可以起到限制活动范围的作用。

同时，在三维模型上添加了碰撞体，进行第一类型触发事件的设置。当用户在农具展馆进行观看时，通过对于VR头显位置的监控，当用户达到预设范围时，就会触发相应的农具介绍事件，此时将对于当前的单个农具的名称，分类，被发明的朝代、地域、发展历史、构造、材质、使用原理、制作工艺等进行音频介绍。用户也可以通过手柄对于单个农具的语音介绍进行控制：暂停、重听、声音大小。

为农具模型添加了第二类触发条件的，在满足第二类触发条件的情况下，开始进入相应的农耕场景中。

在本步骤中，在农具的展柜上设置了第二类触发事件，同时会给用户出现提示信息“点击进入详细农具介绍场景”。当用户想详细了解一下农具的具体使用方式、农具使用的时节、使用场合时。既可以使用手柄操作，触发第二类事件，用户会进入相应的农耕交互体验场景中。

在农耕场景中，通过第二类脚本控制农具的使用和交互。

在本步骤中，用户触发第二类事件，进入到相应的农耕交互体验场景中。该场景中。用户可以通过手柄控制方向进行自由移动；在本场景中设置碰撞检测设备，避免农耕场景中的虚拟物体相互穿越或相互交叉。

在农具的具体操作阶段，通过第二类的脚本，添加一个农具选择、作物选择的按钮。用户可以根据提示选择要交互体验某一种农具的使用过程，还是某种作物的整个耕、犁、耙、播种、灌溉、收获、脱粒、存储等一系列从播种到成熟的流程。

以翻地过程农具犁的使用为例进行讲解：首先，在选择体验场景阶段，用户可以通过手柄选择犁农具体验场景，触发第三类事件，进入犁农具使用的时节和耕作环境中。用户进入到一个农耕初始的场景中，有一片空地，在这是会使用第二类的脚本，调用数据库中的音频和字幕文件，显示相应的字幕和声音提示用户，需要对于土地进行翻耕。在翻耕时，牛和犁都附加了交互的脚本，用户可以通过手柄触发交互事件，操控驱赶牛拉犁，对于土地进行耕作。在牛拉犁这个过程中，通过调用在农具和动物模型上添加的第三类脚本，控制场景中农具和动物之间的动作和移动，以及翻耕之后的土地效果。待牛拉动犁到达一定范围，触发第三类碰撞事件。此时，会进行提示：“地已经犁好”。同理其他农具的单独的是使用情况。

如果用户选择的是小麦、玉米等作物的种植过程，在这个过程中用户可以体会小麦、玉米从开始的播种到最后收获整个流程中农具的使用，体验这一系列的耕作情况。

例如以小麦的种植过程为例进行讲解：首先，在牛和犁上添加交互的脚本，当手柄通过拉牛绳触发交互事件，就可以通过拉动牛拉犁，对于土地进行翻耕，当牛行走到设置的范围时，触发文字提示：“土地已经翻耕完成，请进行小麦的播种”。在播种过的过程中，人通过手柄拉动牛前进播种。待牛行走到设置的范围时，触发文字提示：“播种已经完成”。场景经过一段时间自动跳转到秋季场景中，小麦逐渐成熟。待小麦成熟金黄之时，通过手柄控制镰刀收割已经成熟的小麦。在镰刀和小麦上添加碰撞体和脚本，当镰刀触碰到小麦时，小麦触发事件的发生，小麦被收割。

通过手柄操作可以拾取小麦，放置在打谷场。当打谷场上检测到人可以通过拖动手柄操作碌碡进行碾压，使得的秸秆和籽粒脱离。将脱离的籽粒收集起来，放置在垄磨中，进行二次加工。手摇手柄，垄磨转动，将小麦进行脱皮。此时收集到的小麦为小麦和糠皮的混合物，若要得到干净的小麦籽粒，需要通过扇车，将小麦和糠皮分离。通过手摇VR手柄，扇车进行相应的操作，得到脱皮的小麦籽粒，还可以将干净的小麦籽粒放置在石磨中磨面等等。

在这个过程中，单个农具的使用情况同上面的农具单独时的原理。但是需要将多个农具之间调用第四类的脚本链接起来。使整个的过程连贯起来。在调用第四类脚本链接的同时，还需要调用第二类的脚本对于场景变化的过程进行声音和文字的提示。这样有助于使整个过程更加的连贯。

本发明提供的方法，同时通过Unity3d技术构建展馆场景和农耕交互体验场景真实的还原了农耕时的场景特点，使农耕的画面感更加真实。在通过和VR技术结合，用户可以置身农耕场景之中，通过操控VR手柄加强和农具之间的交互体验，增强了农具教育的实际体验感，解决农具教育受环境、时节、安全等问题，提升了农具教育的便利性，以及学员的用户体验。

在本发明提供的又一实施例中，公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：基于虚拟现实农具展馆体验系统，通过所述VR显示装置和VR控制装置，实现对农具的VR展示以及介绍；通过接收所述VR控制装置的指令，触发农具介绍场景和农具使用场景。

在本发明提供的再一实施例中，参考图3，图3为本发明再一实施例提供的一种基于虚拟现实的农具展馆体验设备结构框图，所述基于虚拟现实的农具展馆体验设备包括：处理器301、存储器302及总线303。

所述处理器301用于调用所述存储器302中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括基于虚拟现实农具展馆体验系统，通过所述VR显示装置和VR控制装置，实现对农具的VR展示以及介绍；通过接收所述VR控制装置的指令，触发农具介绍场景和农具使用场景。

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)

1.一种基于虚拟现实的农具展馆体验系统，其特征在于，包括：模型构建模块、数据库模块、互交接口模块，VR控制装置和VR显示装置，其中：

模型构建模块，用于对农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，获得三维模型；

数据库模块，用于储存音频数据、视频数据、文本数据、图片数据和所述三维模型；

互交接口模块，用于接收VR控制装置的指令并将所述三维模型、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型构建模块进一步包括：

农具模型生成单元，用于根据农具信息，建立农具三维模型；

场景模型生成单元，用于根据农具展馆场景信息和农耕场景信息，建立农具展馆场景三维模型和农耕场景三维模型；

植物模型生成单元，用于根据植物信息，建立植物三维模型；

动物模型生成单元，用于根据动物信息，建立动物三维模型。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型构建模块还包括：

动画生成单元，用于基于所述三维模型，以关键帧形式，构造三维动画效果。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模型构建模块还包括模型优化单元，用于基于所述三维模型，构造低精度模型；

其中，所述低精度三维模型包括低精度农具三维模型、低精度农具展馆场景三维模型和低精度农耕场景三维模型。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述互交接口模块进一步包括：

碰撞检测单元，用于设置所述三维模型的碰撞体积，检测所述VR控制装置的指令中用户的活动范围；

事件触发单元，用于根据所述VR控制装置的指令加载相应的三维模型，视频和动画效果。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述事件触发单元还包括：

农具介绍单元，用于触发农具介绍动作，加载农具的三维模型，并播放介绍视频；

农具使用单元，用于加载所述农耕场景三维模型和农具三维模型，通过所述VR控制设备的指令，实现对所述农具三维模型的控制。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三维模型通过3Ds MAX进行构建。

8.一种基于虚拟现实的农具展馆体验方法，其特征在于，包括：

根据农具展馆场景、农具、植物、动物和农耕场景进行三维建模，构造三维模型；

将音频数据，视频数据和所述三维模型进行储存；

根据VR控制装置的指令，将所述三维模型、所述音频数据、所述视频数据和所述三维模型加载到VR显示装置上。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求8中所述方法的步骤。

10.一种基于虚拟现实的农具展馆体验设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求8所述的方法。