CN108108163A - 配网核心业务3d培训课件app开发方法 - Google Patents

Abstract

本发明的配网核心业务3D培训课件APP开发方法，基于Unity3D的移动AR的APP开发，包括如下步骤：1）创建云端数据库；（2）目标管理；（3）AR集成与发布。本发明结合增强现实技术、传感器技术、移动通信技术与调度技术等，实现在智能终端上的增强现实的应用。本发明可以实现多标识物的自动识别与无缝切换，具有光照变化和遮挡处理的自适应功能，对光照变化和遮挡处理的优化性较好，支持多模式的虚实叠加功能，包括三维模型、动画、视频、文字等的叠加，具有丰富的交互性，用户可通过虚拟按钮、操作杆等对叠加的对象进行交互控制。

Description

配网核心业务3D培训课件APP开发方法

技术领域

本发明涉及移动终端APP开发技术领域，具体涉及一种配网核心业务3D培训课件APP开发方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对电力的需求必然大幅度增长，因此对电力网络的建设暨配网核心业务也相应增加。 技能培训一直是积极推动电力员工和电力企业不断向前发展的重要手段之一。然而传统的培训模式除了存在培训费用过高以及培训时间、地点不灵活等问题。在传统的课堂教学模式上往往形成了老师单向灌输、学生被动接受的局面，传统教学模式的缺陷是非常明显的，其中关键的是作为认知主体的学生在整个教学过程中都始终处于被动地接受知识的地位，学生学习的主动性被忽视，甚至被压抑。这与现代社会对人才培养的要求是不相符合的，这种模式担负不了培养高素质的创造性人才的重担，因此，改变传统教学模式，打造适应新课改要求的高效课堂模式势在必行。与此同时，多媒体技术的快速发展为企业完善培训手段，强化绩效支持效用提供了更加便捷的方式。

计算机辅助教学将计算机作为多媒体技术教学，为学员提供一个良好的学习环境，使学员通过计算机的对话来进行学习的一种新型教学形式。作为教学媒体，计算机能帮助教师改善教学效果，扩大教学范围，延伸教师的教育功能。计算机具有许多其他教学媒体所不具备的功能。计算机具备交互性，提高了学生自主学习的能力，开发了学生的兴趣性。而且计算机能以多种方式向学生提供学习材料，屏幕显示的内容可以随意重复和迅速更换，可以表现事物的动态变化，还可以随画面变化产生相应的声音，利用多媒体技术使某些抽象的、难以表现的教学过程得以实现。不限时间及地点的变化进行学习，还可在有限的时间内增大课容量，提高课堂教学效率和效益。计算机多媒体教学的开发有待实现。

现有技术中开发的3D课件，是采用3D图形软件制作的课件，3D课件中绘制的对象是立体图形，有透视变化，有明暗变化，像照片一样。常用制作软件是3DMAX、MAYA等3D动画软件，制作出的对象形象非常逼真；不但可以表现组成对象各部分之间的运动关系，同时还可以表现一些操作引发的事件反馈。但是，选用3D课件进行多媒体教学，在配网核心业务实际操作要求较强的领域，用户体验度不能体现出来，只能从视觉上达到教学的目的，不能从感官加强教学效果。

基于AR技术进行多媒体教学，可以从视觉和感官体验上达到教学的目的，加强教学效果。 基于AR技术的互动式教育App软件可分为识别模块、消息模块，模型管理模块和系统调度模块。识别模块又分为识别资源加载卸载模块、识别图追踪模块和图像叠加模块。消息模块分为消息接收模块和消息发送模块，模型管理模块分为模型资源匹配模块和模型资源调度模块。系统调度模块分为场景管理模块和交互模块，在APP开发过程中涉及到多标识物，现有技术不能实现多标识物的自动识别与无缝切换。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可实现多标识物的自动识别与无缝切换、具有丰富的交互性的配网核心业务3D培训课件APP开发方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种配网核心业务3D培训课件APP开发方法，基于Unity3D的移动AR的APP开发，包括如下步骤：

1）创建云端数据库；2）目标管理；3）AR集成与发布。

在上述技术方案的步骤2）中，目标管理，是对标识物进行预处理，包括以下步骤：

2.1）、在目标管理器中添加对象；

2.2）、通过目标管理器上传对象；

2.3）、目标增强处理之后，通过Tools的WEB接口下载unitypackage包。

在上述技术方案的步骤3）AR集成与发布包括以下步骤：

3.1）、将unitypackage包和移动AR开发包一同导入到Unity3D中；

3.2）、在Unity3D中创建场景，进行移动端程序开发，生成APP应用。

上述移动AR开发包包括AR扩展包、模型包、特效包。

本发明与以前的方法相比，优势在于：

1）、可以实现多标识物的自动识别与无缝切换；

2）、具有光照变化和遮挡处理的自适应功能，对光照变化和遮挡处理的优化性较好；

3）、支持多模式的虚实叠加功能，包括三维模型、动画、视频、文字等的叠加；

4）、具有丰富的交互性，用户可通过虚拟按钮、操作杆等对叠加的对象进行交互控制。

附图说明

图1为本发明的基于Unity3D的移动AR的APP流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

配网核心业务3D培训课件APP开发方法， 基于Unity3D的移动AR的APP开发技术，能够在终端连续移动过程中无缝切换虚实叠加的效果。该方法主要包括三个步骤：（1）创建云端数据库；（2）目标管理；（3）AR集成与发布。其中，目标管理主要是对标识物进行预处理，而Vuforia的集成与发布时生成移动AR应用，主要在Unity3D中完成，流程如图1所示。

移动AR自动导览首先需要创建客户端端据库，用于标识物的管理。根据移动AR的APP实际需求，选择课件内容制作标识图卡，储存到对应的数据库，引擎会实时处理标识物图像，并反馈到对应的个人数据库中。通过TMS(Targets Management System，目标管理系统）Tools的WEB接口下载unitypackage包，然后与移动AR开发包，包括AR扩展包、模型包、特效包，一同导入到Unity3D中，在Unity3D中创建场景，进行移动端程序开发，最后生成APP应用。

目标管理的步骤中，在Unity3D的场景搭建过程中，可以往里添加各式各样的模块，根据需求添加到不同的应用程序之中。通过相机的拍摄，为用户展现真实的世界，通过设置相机摄像头的参数，可以调整真实世界在用户眼中的模样。在Unity中，一个Scene可以拥有多个Camera，可以无序地出现在用户所需要的场景中。

变换组件定义了3D模型在场景视图中的位置、旋转和缩放，变化组件使用一个被称为父子化（Parenting）的功能，这个功能被编辑器（UnityEditor）利用并且是使用3D模型关键的部分。父子化是可以使一个3D模型的变化值完全依赖于另一个不同3D模型。当一个3D模型是另外一个3D模型的父（Parenting）物体时，这个3D模型的旋转将影响所有的子（Child）物体。在层次视图（Hierarchy View）中通过拖动任何3D模型到另一个3D模型上来创建一个父。这将在两个物体之间创建父子关系。

在脚本中申明的公有变量都在物体的检视面板中显示为可编辑或可连接。编写脚本的时候，能够直接访问任何3D模型类的成员，可以看到3D模型类的成员列表。如果任何一个类作为一个组件附加在一个3D模型上，可以在脚本中使用成员名来直接访问这个组件。

在Unity3D中，首先在Hierachy View面板中把默认的Camera删除并添加ARCamera，然后将标识物和3D模型导入进来，在Scene面板中调整其位置和视角，确保其在ARCamera的视角下。通过虚拟相机把真实场景和虚拟物体叠加起来，并根据需要适当调整其在三维空间的姿态信息。

移动AR开发包，包括AR扩展包、模型包、特效包，采用AR SDK扩增实境软件开发工具包，针对移动设备扩增实境应用的软件开发工具包。利用计算机视觉技术实时识别和捕捉平面图像或简单的三维物体，允许开发者通过照相机取景器放置虚拟物体并调整物体在镜头前实体背景上的位置。

AR SDK支持不同类型的2D和3D目标，包括多目标配准，标记较少的目标图像和帧标记。该SDK中有一个附加功能，使用虚拟按钮检测本地化的遮挡，可以实时对目标图像进行选择并具备重新配置的能力，创建根据该方案的目标集，AR SDK的数据流共分为四个模块：输入模块、数据库模块、追踪匹配模块、渲染输出模块。手机通过摄像头获取当前真实场景每一帧的图像，然后通过像素格式转换，实时与应用程序相对数据库里的标识物进行匹配，一旦匹配成功，就在真实场景中叠加一个事先设定好的虚拟对象，例如3D模型、动画或者视频，还可以与这些虚拟对象进行交互，在移动设备上渲染输出。

配网核心业务3D培训课件定制标识卡可以检测和跟踪目标图像，图像的目标是彩色的不同规则区域，也可以是一个长方体或者圆柱体。AR SDK使用复杂的算法来检测和跟踪图像本身的自然特征，与资源数据库里已知的图像目标作比较。

Unity3D发布APP的具体实现：在Unity编译设置（Build Setting）里，可以看到PC、IOS、Android等，以Android平台为例，选中Android图标，点击“Switch Platform”按钮，切换到Android发布平台进行发布。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种配网核心业务3D培训课件APP开发方法，其特征在于：基于Unity3D的移动AR的APP开发，包括如下步骤：

1）创建云端数据库；2）目标管理；3）AR集成与发布。

2.根据权利要求1所述的配网核心业务3D培训课件APP开发方法，其特征在于：步骤2）目标管理，是对标识物进行预处理，包括以下步骤：

2.1）、在目标管理器中添加对象；

2.2）、通过目标管理器上传对象；

2.3）、目标增强处理之后，通过Tools的WEB接口下载unitypackage包。

3.根据权利要求1所述的配网核心业务3D培训课件APP开发方法，其特征在于：步骤3）AR集成与发布包括以下步骤：

3.1）、将unitypackage包和移动AR开发包一同导入到Unity3D中；

3.2）、在Unity3D中创建场景，进行移动端程序开发，生成APP应用。

4.根据权利要求3所述的配网核心业务3D培训课件APP开发方法，其特征在于：移动AR开发包包括AR扩展包、模型包、特效包。