CN109062569A - 虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，分别构建定义层、逻辑层和表现层，将事件、流程、虚拟现实环境等要素分割开来，使流程和事件的定义与表现不再紧密联系在一起，当生产流程发生改变时，根据发生改变的部分，只需通过重新定义改变的部分即可。

Description

虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法

技术领域

本发明涉及虚拟实现领域，具体涉及一种虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法。

背景技术

使用虚拟现实环境对专业人员进行培训是当前应用的一个热点。生产流程的熟悉和培训需要虚拟环境提供足够的事件和正确的流程，所以模拟事件的驱动引擎（后文称为“事件引擎”）是虚拟环境的核心。现有的事件引擎有两种实现方式：

一个是利用随机事件集合和前置条件判断，随机产生事件，该方法使程序每次运行都有不同的事件发生，预先不可知，游戏类的虚拟环境更倾向于这种方式。其缺点为没有目的性：在培训中，通常需要做某一类特定的训练时，因为其生产事件的随机性而不能达到要求。

第二种方法是事先设定好事件和产生的顺序，程序执行时按照预定流程即可。该方法更多的运用在具体培训中，通过精心设计的事件对人员进行有目的的培训。

以上两种方法采用的实现框架是几乎一致的：首先定义事件和流程，然后将事件插入流程的特定位置，不同之处在于事件选择的方法：都是预定义事件，一个利用程序将事件随机插入流程；另一个是人工选择事件进行插入。但它们都有相同的限制，事件和流程与虚拟现实环境紧密相连，是预定义好的，相对比较固定。所以现有的虚拟现实培训软件通常都只适用于某一特定的生产流程，如果生产流程发生变化，则程序需要做重大修改甚至重写。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，将事件、流程、虚拟现实环境等要素分割开来，使流程和事件的定义与表现不再紧密联系在一起，当生产流程发生改变时，根据发生改变的部分，只需通过重新定义改变的部分即可。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，包括以下步骤：

构建定义层，定义多个用于各种场合模拟的实体模块、事件标准模块；定义流程逻辑，建立用户界面，供用户使用连线的方式定义所需要的流程；

构建逻辑层， 读入用户定义好的一个或多个流程，多个流程并行运行，每个流程单独判断单独进行，每个流程按照用户定义的规则进行判断，最后向表现层输出数据；

构建表现层，根据不同的系统，配置不同的表现文件，每个表现文件独立存在并可进行组合。

所述实体模块采用3D模型构建，同时用户还可自行定义与3D模型无关的实体模块。

所述事件标准模块在数据库中建立，使用标准代码调用，该模板具有类似于面向对象的特性，由其产生的模块可继承原有模块的特性并且发展出自己的特性，定义好事件标准模块后，所有的事件都可以在其基础上产生，并且不需要修改代码，只需要添加属性和方法即可，所述属性和方法在数据库中添加。

所述定义流程逻辑，建立用户界面，让用户用连线的方式定义所需要的流程，并将这些流程存储到数据库中，形成虚拟现实环境配置文件，供用户调用，此外，还要定义各个事件发生时实体所在的位置。

所述逻辑层首先从数据库载入定义层写好的配置文件，根据配置文件加载需要的事件模块和对应的实体模块即3D模型搭建的场景，然后按照事件模块的触发需求为准则，开始计时，当满足事件触发前置条件时，事件发生，然后执行事件；执行时，一方面对事件模块的属性进行修改，把模块的状态属性由等待变为事件正在执行或执行完毕，另一方面通知表现层应该表达哪一个3D场景或3D动画。

所述逻辑层设置有互锁机制，使其满足多个事件有条件的并行发生。

所述表现文件是3D文件，每个3D文件在数据库的3D场景表中都有相应的项，表中各个属性说明了3D文件的用途，文件位置，加载它需要用到的相关文件；所述3D文件分为两类，一类是实体，与定义层中的实体定义相联系；一类是特效和动画，与定义层中的事件定义相联系，当3D世界加载以后，实体3D文件可以加载到世界中的任何位置，并且可以按照定义层中的事件模块所表达的运动方式进行运动，还可按照事件模块的属性，将特殊事件的特效附加到某个3D实体上。

所述定义层和逻辑层均采用双线程并行检测和事件切割，操控行为通过逻辑层产生事件迁移，以条件植入方式改变定义层中的实体模块、事件标准模块以及定义流程逻辑。

所述的每一个实体模块分别对应一个流程，多个实体同时进行流程且每个流程不一样时，利用预先定制的规则进行，形成多元化驱动引擎，各项生产服务进程虚实相生，服从基于状态和变化的统一时空模型。

所述定义层的实体模块、事件标准模块具有通用性，对于一个模拟对象，初始化以后，在定义层只有唯一的流程逻辑。

本发明的有益效果是：和传统的虚拟仿真系统相比，本发明将系统分为定义层、逻辑层和表现层，分别用于定义事件、流程、虚拟环境；且每个事件由多个具有通用性的模块建立，一旦定义好标准事件模块模板后，所有的事件都可以在其基础上产生，并且不需要修改代码，只需要添加属性和方法即可，而属性和方法并不在代码中添加，而是在数据库中添加，故而不需要修改代码。事件模块是在用户界面中由用户定义的，不需要由开发者定义，开发者只需要定义模板即可。用户在模板的基础上按照自己的需求自定义事件；同时逻辑层从数据库载入定义层写好的配置文件，根据配置文件加载需要的事件模块和对应的3D场景，然后按照事件模块的触发需求为准则，与传统的虚拟仿真的固定逻辑相比本发明中的流程具有多样化的特点，最后表现层根据逻辑层的表述选择与之对应的仿真环境，从而将事件、流程、虚拟现实环境等要素分割开来，使流程和事件的定义与表现不再紧密联系在一起，当生产流程发生改变时，根据发生改变的部分，只需通过重新定义改变的部分即可。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明定义层框图；

图3是本发明逻辑层框图；

图4是表现层和逻辑层的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-3所示：

虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，包括以下步骤：

构建定义层，定义多个用于各种场合模拟的实体模块、事件标准模块；定义流程逻辑，建立用户界面，供用户使用连线的方式定义所需要的流程；

优选的，在定义的实体模块的基础上可定义各种实体，例如进行机场运营生产模拟时，实体包括飞机、机场、机场建筑、人、车辆等；这些实体模块中的某一些可以用于其他模拟，例如车辆、人可以用于交通系统的模拟，即这些实体模块具备各自的通用性，并不局限于某一固定的仿真环境，一旦仿真目的发生改变，用户可自行选择或组合仿真环境所需要的实体模块，优选的，上述实体模块采用3D模型构建，这些实体通常都由软件生产者提供，因为涉及到实体对应的3D模型，一般用户无法自己建模。如果用户不使用3D场景或实体不出现在视景里的情况，也可以自己定义一些与3D模型无关的实体加入到培训计划中。

作为本实施例的优选方式，事件标准模块的属性同样具备通用性，事件标准模板在数据库中建立，使用标准代码调用，所有的事件模块都可以用该模板生成，该模板具有类似于面向对象的特性，由其产生的模块可继承原有模块的特性并且发展出自己的特性，所以一旦定义好标准事件模块模板后，所有的事件都可以在其基础上产生，并且不需要修改代码，只需要添加属性和方法即可，而属性和方法并不在代码中添加，而是在数据库中添加，故而不需要修改代码。事件模块是在用户界面中由用户定义的，不需要由开发者定义，开发者只需要定义模板即可。用户在模板的基础上按照自己的需求自定义事件。模板包括事件作用的实体可以作用于多个实体，比如乘客登机，该事件作业与乘客、飞机、摆渡车、廊桥等实体，事件类型分为一般流程事件，特殊事件等，事件发生需要满足的条件，事件完成需要的条件和时间，以及是否需要和表现层发生联系，如果发生联系，应该与哪个3D场景发生联系等。

流程是用事件驱动的问题处理序列，此处的工作是罗列出已经定义好的事件模板，提供一个用户界面，让用户用连线的方式定义他们所需要的流程，即上述的定义流程逻辑并非定义的是一个完整的流程，而是指定义的流程中每一个条件、步骤、因素等具体步骤，且这些步骤具备通用性，可以用于搭建连成不同的程序，例如判断条件，判断当前数据是否比之前数据大，这类的判断规则可通用与任意的流程中；本发明中仅需要将这些流程（流程图中的最小单元步骤）存储到数据库中，形成虚拟现实环境配置文件，供用户调用。此处的配置是复杂的，因为根据用户需要，不同的事件模块需要不同的前置条件才能触发，如果设置的前置条件达不到要求，可能导致执行逻辑错误，导致程序等待。比如：灌装汽水流程，应该先洗瓶子、再添加液体再加二氧化碳气体，最后密封。这些步奏不能出错，如果漏掉某一步奏，则后续步奏不能执行。此外，还要定义各个事件发生时，实体所在的位置。所以作为写配置文件（搭建事件流程）的用户，需要该行业的专业用户，对流程很清楚。不过，由于通常事件模块定义的用户和逻辑流程定义的用户是同一个人，即培训教师，所以通常不会出错。同时用户通过不同的连线可以实现不同的仿真，以上述的灌装汽水流程为例，如果用户仅选择洗瓶子、添加液体、密封，则是矿泉水（或非汽水饮料）的灌装，从而实现了不同仿真；

构建逻辑层， 读入用户定义好的一个或多个流程，多个流程并行运行，每个流程单独判断单独进行，每个流程按照用户定义的规则进行判断，最后向表现层输出数据；

逻辑层是在程序运行时做各种逻辑判断并控制流程的进度。程序运行时，首先从数据库载入定义层写好的配置文件，根据配置文件加载需要的事件模块和对应的3D场景，然后按照事件模块的触发需求为准则，开始计时，当满足事件触发前置条件时（前置条件包括其它事件或“到时间了”事件），事件发生，然后执行事件。执行时，一方面对事件模块的属性进行修改，把模块的状态属性由等待变为事件正在执行或执行完毕，这是对定义层的操作；另一方面通知表现层，应该表达那个3D场景或3D动画。通过在程序中设置互锁机制，逻辑层可满足多个事件有条件的并发。如当火灾发生时，如果满足预设条件，救护车发车和消防车发车事件可同时并发，如果受培人员在虚拟环境中只拨打了119，而没有拨打120，则只有消防车发车事件发生。

构建表现层，根据不同的系统，配置不同的表现文件，每个表现文件独立存在并可进行组合。

具体的，表现层为cctv视频表达的3D视景和雷达显示等，根据不同系统的需要可以不同。表现层由很多独立的表现文件构成，每个文件在数据库的3D场景表中都有相应的项，表中各个属性说明了3D文件的用途，文件位置，加载它需要用到的相关文件（如贴图、音效等）。这些3D文件大体分为两类，一类是实体，与定义层中的实体定义相联系；一类是特效和动画，与定义层中的事件定义相联系。当3D世界加载以后，实体3D文件可以加载到世界中的任何位置，并且可以按照定义层中的事件模块所表达的运动方式进行运动，如平移，翻滚等，还可按照事件模块的属性，将特殊事件的特效附加到某个3D实体上。

如图4所示，表现层和逻辑层完全分开，表现层的推进随时间进行推进，例如一条生产线上，当设置了生产线的工序以后，生产线上产品的推进会随着时间进入下一步工序，表现层除了随时间进行推移外还接受逻辑层的条件输入从而改变推移轨迹，例如在生产线上，当其中一个工序停工，即使时间达到下一步工序的时间但依然不会进入下一步。同时逻辑层条件的生产可以以分为单个独立条件和关联条件两种类型，例如图4中的条件1至条件n中的任意一个条件都可以用于单独触发流程1的推进，当条件1至条件n均满足时生产新的条件X，条件X则触发流程2的推进。

所述定义层和逻辑层均采用双线程并行检测和事件切割，即本方案中的定义层和逻辑层分别设有判断事件逻辑，操控行为通过逻辑层产生事件迁移，以条件植入方式改变定义层中的实体模块、事件标准模块以及定义流程逻辑，虚拟事件的触发、推进严密有序，保证了信息传递、响应的准确性和时效性。

所述的每一个实体模块分别对应一个流程，多个实体同时进行流程且每个流程不一样时，利用预先定制的规则进行，形成多元化驱动引擎，各项生产服务进程虚实相生（仿真系统中有的可以通过可视化表现出来，为实，有的不能表现，但是占用了时间，为虚），服从基于状态和变化的统一时空模型，随着流程的进行，事件的发生，整体状态和实体模块的状态都会发生变化，这个变化是随着时间和空间变化的，比如：消防车实体花费一定时间移动到指定位置，开始喷水救火，该实体状态随时空变化，而整体状态也从 “需要消防车”转变为“消防车开始工作”。

所述定义层的实体模块、事件标准模块具有通用性，对于一个模拟对象，初始化以后，在定义层只有唯一的流程逻辑，对应的逻辑层则有多个流程图对各种处置过程以及产生的反馈信息进行检测 。

工作流程：

定义实体模块、3D模型和动画→定义各种所需要的事件→以某个主要实体为中心，以事件驱动为线索，用连线的方式表达出整个生产运营的过程即流程逻辑（如灌装生产线，则是以一个饮料瓶为中心，经过流水线的过程），该过程构成一个完整的训练配置文件→到此处准备工作完成，后面开始加载程序开始培训→加载配置文件→根据配置文件加载3D模型和各个实体模块→逻辑层开始计时，沿着某个实体为中心开始走流程→满足条件，事件发生，流程继续，不满足条件，等待，直到虚拟环境中的用户完成某个特定的操作触发事件，流程继续→重复上一步过程，直到结束。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建定义层，定义多个用于各种场合模拟的实体模块、事件标准模块；定义流程逻辑，建立用户界面，供用户使用连线的方式定义所需要的流程；

构建逻辑层， 读入用户定义好的一个或多个流程，多个流程并行运行，每个流程单独判断单独进行，每个流程按照用户定义的规则进行判断，最后向表现层输出数据；

构建表现层，根据不同的系统，配置不同的表现文件，每个表现文件独立存在并可进行组合。

2.根据权利要求1所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述实体模块采用3D模型构建，同时用户还可自行定义与3D模型无关的实体模块。

3.根据权利要求2所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述事件标准模块在数据库中建立，使用标准代码调用，该模板具有类似于面向对象的特性，由其产生的模块可继承原有模块的特性并且发展出自己的特性，定义好事件标准模块后，所有的事件都可以在其基础上产生，并且不需要修改代码，只需要添加属性和方法即可，所述属性和方法在数据库中添加。

4.根据权利要求3所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，定义流程逻辑，建立用户界面，让用户用连线的方式定义所需要的流程，并将这些流程存储到数据库中，形成虚拟现实环境配置文件，供用户调用，此外，还要定义各个事件发生时实体所在的位置。

5.根据权利要求1所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述逻辑层首先从数据库载入定义层写好的配置文件，根据配置文件加载需要的事件模块和对应的实体模块即3D模型搭建的场景，然后按照事件模块的触发需求为准则，开始计时，当满足事件触发前置条件时，事件发生，然后执行事件；执行时，一方面对事件模块的属性进行修改，把模块的状态属性由等待变为事件正在执行或执行完毕，另一方面通知表现层应该表达哪一个3D场景或3D动画。

6.根据权利要求5所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述逻辑层设置有互锁机制，使其满足多个事件有条件的并行发生。

7.根据权利要求1所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述表现层按照时间顺序演示，同时受到逻辑层的控制，每个表现层的流程再运行过程中会产生各种状态，这些状态会作为条件传递到逻辑层，与其它条件一起产生条件X，条件X作为表现层下一个流程如何运行的判断，表现文件是3D文件，每个3D文件在数据库的3D场景表中都有相应的项，表中各个属性说明了3D文件的用途，文件位置，加载它需要用到的相关文件；所述3D文件分为两类，一类是实体，与定义层中的实体定义相联系；一类是特效和动画，与定义层中的事件定义相联系，当3D世界加载以后，实体3D文件可以加载到世界中的任何位置，并且可以按照定义层中的事件模块所表达的运动方式进行运动，还可按照事件模块的属性，将特殊事件的特效附加到某个3D实体上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述定义层和逻辑层均采用双线程并行检测和事件切割，操控行为通过逻辑层产生事件迁移，以条件植入方式改变定义层中的实体模块、事件标准模块以及定义流程逻辑。

9.根据权利要求8所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述的每一个实体模块分别对应一个流程，多个实体同时进行流程且每个流程不一样时，利用预先定制的规则进行，形成多元化驱动引擎，各项生产服务进程虚实相生，服从基于状态和变化的统一时空模型。

10.根据权利要求9所述的虚拟事件模拟条件下多元化驱动引擎构建方法，其特征在于，所述定义层的实体模块、事件标准模块具有通用性，对于一个模拟对象，初始化以后，在定义层只有唯一的流程逻辑。