CN108831232A - 一种ct虚拟仿真训练系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CT虚拟仿真训练系统及方法，涉及虚拟现实技术领域，包括三维模型生成模块、操作提示获取模块、三维模型显示模块、碰撞感应模块、模型移动模块以及用户界面模块。三维模型生成模块用于生成三维模型；操作提示获取模块用于获取对应操作步骤的操作内容提示信息；三维模型显示模块用于显示所述三维模型；碰撞感应模块用于检测到三维模型后突出显示该三维模型；模型移动模块用于控制三维模型进行相应移动；用户界面模块用于显示所述操作内容提示信息。本发明还公开了一种CT虚拟仿真训练方法。本发明能够高度逼真地模拟现实中CT设备，便于用户学习，大大的节约了教学资源，提高了学习效率。

Description

一种CT虚拟仿真训练系统及方法
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种CT虚拟仿真训练系统及方法。
背景技术
计算机断层成像(CT)设备教学是旨在强调提高学生操作能力的实验教学，它有助于学生将CT设备理论知识转化为实际操作能力，在理论和实习教学中起到关键的过渡作用。然而，现阶段我国国内CT设备教学机构中，多数缺乏完整系统的现代化教学手段，当前实验教学中多通过口述或者视频来讲课，学生无法切身体会实验效果。同时，即使有条件让学生实际操作进行实际训练，由于对学生的实际操作进行测评的评价方式为教师目测的主观方式，教师同一时间能够指导的学生数量十分有限，教学效率将大打折扣。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种CT虚拟仿真训练系统，其能够高度逼真地模拟现实中CT设备，又便于用户学习，大大的节约了教学资源，提高了学习的效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种CT虚拟仿真训练系统，其包括：
三维模型生成模块，其用于生成CT设备、人物、操作电脑、实验台以及工作环境的三维模型；
操作提示获取模块，其用于根据当前操作步骤，在预设的操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息；
三维模型显示模块，其用于显示所述三维模型；
碰撞感应模块，其用于检测到鼠标光标位于所述CT设备或人物的三维模型后突出显示该三维模型；
模型移动模块，其用于并根据鼠标的不同操作控制所述CT设备或人物的三维模型进行相应移动；
用户界面模块，其用于显示所述操作内容提示信息。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用于使用文字和图片显示CT设备的结构说明和工作原理说明。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用于显示操作电脑的屏幕界面。
在上述技术方案的基础上，所述用户界面模块还用显示操作按钮，所述操作按钮用于切换操作步骤。
在上述技术方案的基础上，所述CT虚拟仿真训练系统还包括视角转换模块，其用于调整显示的三维模型的视角。
在上述技术方案的基础上，所述CT虚拟仿真训练系统还包括特效渲染模块，其用于对当前操作步骤的操作对象的三维模型进行渲染。
在上述技术方案的基础上，所述模型移动模块根据鼠标的左右键点击控制所述人物三维模型进入所述CT设备的检查区或移出所述CT设备的检查区。
本发明的目的在于还提供一种使用上述系统的仿真训练方法，其包括：
用户点击鼠标的第一按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第一操作指令控制所述人物进入CT设备模型的检查区，同时用户界面模块显示CT检查步骤的操作内容提示信息，进行模拟CT检查；
用户点击鼠标的第二按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第二操作指令控制所述人物模型移出CT设备模型的检查区，三维模型显示模块显示所述操作电脑模型，且操作电脑模型的屏幕显示CT检测结果，完成模拟CT检测。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括隐藏人物、操作电脑、实验台的三维模型，显示CT设备内部结构，用户界面模块显示CT设备内部结构原理的步骤。
在上述技术方案的基础上，三维模型显示模块在显示的CT设备内部结构上标定一零部件，所述用户界面模块显示所述零部件的实物照片和该零部件名称。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的一种CT虚拟仿真训练系统能够高度逼真地模拟现实中的CT设备，方便用户学习，节约了教学资源，提高了学习效率。
(2)本发明的一种CT虚拟仿真训练系统可在本地计算机上使用也可以兼容Web平台，通过挂载到学校的教务系统，用户只需登陆在线学习网站即可开展学习，不受时间和地点的约束。
附图说明
图1为本发明实施例中一种CT虚拟仿真训练系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种CT虚拟仿真训练系统，包括三维模型生成模块、操作提示获取模块、三维模型显示模块、碰撞感应模块、模型移动模块以及用户界面模块。
三维模型生成模块，其用于生成CT设备、人物、操作电脑、实验台以及工作环境的三维模型。CT设备模型包括CT外壳、CT机床、定位传感器、探测器、滑环、球管、电源、变频器、高压发生器、电源分配箱以及高压油箱。具体地，参观CT教学实验室并拍取照片，对图片进行收集和整理，根据图片利用3D Studio Max软件建立三维模型，使其能够逼真地体现CT设备、人物、操作电脑、实验台以及工作环境的特征，将建好的模型导出为.FBX格式保存。
操作提示获取模块，其用于根据当前操作步骤，在预设的操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息。具体地，建立操作步骤数据库，系统识别当前操作步骤的要求，从操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息。
碰撞感应模块，其用于检测到鼠标光标位于CT设备或人物的三维模型后突出显示该模型。具体地，利用Unity 3D的Box Collider主件检测鼠标进行触碰检测，根据需要对模型的大小、形状进行调节，使其突出显示。
模型移动模块，其用于并根据鼠标的不同操作控制CT设备或人物的三维模型进行相应移动。具体地，利用Unity 3D的插件Do Tween来控制模型的移动。
本发明实施例提供一种CT虚拟仿真训练系统还包括视角转换模块，其用于调整显示的三维模型的视角。具体地，利用Unity 3D的插件添加三个空物体，一个为父物体，两个子物体，将主摄像机(Camera main)作为关联对象，通过用鼠标的滑轮改变空物体的坐标，视角跟随相机转换到需要观察的结构或场景中，拉近或延伸角度，可以让从全局或者局部了解结构或场景。
本发明实施例提供一种CT虚拟仿真训练系统还包括特效渲染模块，其用于对CT设备或人物的三维模型进行特效渲染。具体地，CT设备或人物的三维模型进行特效渲染的三维模型会出现高亮显示效果，高亮的渲染效果是提前给系统导入Highlighting插件，然后通过代码控制需要的渲染效果，可以根据需要使模型发出不同的高亮，如红色、蓝色以及黄色，还可以用代码控制模型以一定的频率闪烁不同的颜色。
本发明实施例还提供一种使用上述系统的CT虚拟仿真训练方法，其包括以下步骤：
用户启动CT虚拟仿真训练系统，系统提示操作进入模拟CT检查过程。用户点击鼠标的第一按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第一操作指令控制人物进入CT设备模型的检查区，同时用户界面模块显示CT检查步骤的操作内容提示信息，进行模拟CT检查；
用户点击鼠标的第二按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第二操作指令控制人物模型移出CT设备模型的检查区，三维模型显示模块显示操作电脑模型，且操作电脑模型的屏幕显示CT检测结果，完成模拟CT检测。
系统提示操作进入观察CT内部的基本结构，隐藏人物、操作电脑、实验台的三维模型，显示CT设备内部结构，用户界面模块显示CT设备内部结构和工作原理。具体地，鼠标左键点击任何高亮地方CT外壳就会打开，三维模型显示模块在显示的CT设备内部结构上标定一零部件，用户界面模块显示零部件的实物照片和该零部件名称。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。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 (10)

1.一种CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，包括：
三维模型生成模块，其用于生成CT设备、人物、操作电脑、实验台以及工作环境的三维模型；
操作提示获取模块，其用于根据当前操作步骤，在预设的操作步骤数据库中获取对应操作步骤的操作内容提示信息；
三维模型显示模块，其用于显示所述三维模型；
碰撞感应模块，其用于检测到鼠标光标位于所述CT设备或人物的三维模型后突出显示该三维模型；
模型移动模块，其用于并根据鼠标的不同操作控制所述CT设备或人物的三维模型进行相应移动；
用户界面模块，其用于显示所述操作内容提示信息。
2.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，所述用户界面模块还用于使用文字和图片显示CT设备的结构说明和工作原理说明。
3.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，所述用户界面模块还用于显示操作电脑的屏幕界面。
4.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，所述用户界面模块还用于显示操作按钮，所述操作按钮用于切换操作步骤。
5.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，还包括视角转换模块，其用于调整显示的三维模型的视角。
6.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于，还包括特效渲染模块，其用于对当前操作步骤的操作对象的三维模型进行渲染。
7.如权利要求1所述的CT虚拟仿真训练系统，其特征在于：所述模型移动模块根据鼠标的左右键点击控制所述人物三维模型进入所述CT设备的检查区或移出所述CT设备的检查区。
8.一种使用如权利要求1所述系统的仿真训练方法，其特征在于，其包括：
用户点击鼠标的第一按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第一操作指令控制所述人物进入CT设备模型的检查区，同时用户界面模块显示CT检查步骤的操作内容提示信息，进行模拟CT检查；
用户点击鼠标的第二按钮，模型移动模块根据检测到的鼠标的第二操作指令控制所述人物模型移出CT设备模型的检查区，三维模型显示模块显示所述操作电脑模型，且操作电脑模型的屏幕界面显示CT检测结果，完成模拟CT检测。
9.一种使用如权利要求8所述系统的仿真训练方法，其特征在于，其包括：所述方法还包括隐藏人物、操作电脑、实验台的三维模型，显示CT设备内部结构，用户界面模块显示CT设备内部结构工作原理的步骤。
10.一种使用如权利要求9所述系统的仿真训练方法，其特征在于，其包括：三维模型显示模块在显示的CT设备内部结构上标定一零部件，所述用户界面模块显示所述零部件的实物照片和该零部件名称。
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