CN110223557A - 一种模拟全球气流变化进行教学的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模拟全球气流变化进行教学的方法，解决的是传统教学过程中无法生动呈现的抽象化教学过程转换为真实的场景的技术问题，通过采用步骤一，定义带箭头的模型表示气流流动方向，定义动画表示气流流动轨迹；步骤二，使用3D图像方法根据步骤一的定义内容搭建VR宇宙场景，并建立VR地球模型，计算出轨迹坐标赋值；步骤三，在VR宇宙场景及VR地球模型中将轨迹坐标赋值给气流图片，实现气流的流动定义，仿真模拟气压带的气流流动，最终仿真模拟整个地球上的气流的流动轨迹，并用VR设备进行展示教学的技术方案，较好的解决了该问题，可用于气流变化教学中。

Description

一种模拟全球气流变化进行教学的方法
技术领域
本发明涉及全新的虚拟现实模拟全球气流流动变换方法领域，具体涉及一种模拟全球气流变化进行教学的方法。
背景技术
随着时代的不断发展，实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉或力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等的不断研究，作为这几种技术的综合，虚拟现实技术也开始走进课堂。虚拟现实技术的引进对传统教学方式进行了补充，在一定程度上促进了传统教学的改革，由此信息教育开始了虚拟现实时代。
目前，实现地球气流教学方式有：一种是通过传统的课堂，老师讲解课本中的气流知识。学生只能看到一张张静止的气流图片，无法直观的感受气流的流动规律。一种是通过Flash动画和视频制作技术制作模拟气流流动的动画。该方式可以实现多种分辨率下的动画模拟。但是局限性交大：1、对于地球上的各种气流流动都需要独立制作动画来模拟仿真，工作量较大，成本较高、灵活性低。2、因为是2D的动画和视频，不能进行多方位和近距离的观看气流。第三种就是通过Flash动画和视频制作技术和网络技术，使用虚拟现实设备通过网络观看3D的仿真视频。该方法优点是可以更真实的观看气流的流动，但是这种方式非错依赖网络速度，经常出现卡顿的现象，降低了体验舒适性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的传统教学过程中无法生动呈现的抽象化教学过程转换为真实的场景的技术问题。提供一种新的模拟全球气流变化进行教学的方法，该模拟全球气流变化进行教学的方法具有使学生能够清楚直观的对大气环流等内容进行学习的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种模拟全球气流变化进行教学的方法，所述模拟全球气流变化进行教学的方法包括：
步骤一，定义带箭头的模型表示气流流动方向，定义动画表示气流流动轨迹；
步骤二，使用3D图像方法根据步骤一的定义内容搭建VR宇宙场景，并建立VR地球模型，计算出轨迹坐标赋值；
步骤三，在VR宇宙场景及VR地球模型中将轨迹坐标赋值给气流图片，实现气流的流动定义，仿真模拟气压带的气流流动，最终仿真模拟整个地球上的气流的流动轨迹，并用VR设备进行展示教学。
本发明的工作原理：本发明为地理教学提供了形象具体的全球范围内气流运动情况模拟，将传统教学过程中无法生动呈现的抽象化教学过程转换为真实的场景，使学生能够清楚直观的对大气环流等内容进行学习。使用者能够多个角度对地球大气环流进行观察，并且能够分区域对局部大气环流进行具体细致的学习。
上述方案中，为优化，进一步地，步骤二包括：
步骤1，判断赤道暖气流的流动方向为北移右偏则执行步骤2，南移左偏则执行步骤3，随机在虚拟现实世界中的世界点中选择赤道低气压带上的一个点A；
步骤2，当气流北移右偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*-0.25+2)；
步骤3，当气流南移左偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*0.25-2)；
步骤4，移动轨迹上点的世界点X，移动轨迹上点的世界点Y的值为轨迹坐标赋值。
进一步地，所述模拟全球气流变化进行教学的方法还包括使用VR设备观看展示教学内容。
本发明的有益效果：本发明为地理教学提供了形象具体的全球范围内气流运动情况模拟，将传统教学过程中无法生动呈现的抽象化教学过程转换为真实的场景，使学生能够清楚直观的对大气环流等内容进行学习。区别其他的仿真模拟，使用虚拟现实中的模型表示气流，并通过坐标算法计算气流的移动轨迹，更能生动的展示地球上的气流的流动规律。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，实施例1中的模拟全球气流变化进行教学的方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种模拟全球气流变化进行教学的方法，如图1，所述模拟全球气流变化进行教学的方法包括：
步骤一，定义带箭头的模型表示气流流动方向，定义动画表示气流流动轨迹；
步骤二，使用3D图像方法根据步骤一的定义内容搭建VR宇宙场景，并建立VR地球模型，计算出轨迹坐标赋值；
步骤三，在VR宇宙场景及VR地球模型中将轨迹坐标赋值给气流图片，实现气流的流动定义，仿真模拟气压带的气流流动，最终仿真模拟整个地球上的气流的流动轨迹，并用VR设备进行展示教学。
本发实施例中，为地理教学提供了形象具体的全球范围内气流运动情况模拟，将传统教学过程中无法生动呈现的抽象化教学过程转换为真实的场景，使学生能够清楚直观的对大气环流等内容进行学习。使用者能够多个角度对地球大气环流进行观察，并且能够分区域对局部大气环流进行具体细致的学习。
具体地，步骤二包括：
步骤1，判断赤道暖气流的流动方向为北移右偏则执行步骤2，南移左偏则执行步骤3，随机在虚拟现实世界中的世界点中选择赤道低气压带上的一个点A；
步骤2，当气流北移右偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*-0.25+2)；
步骤3，当气流南移左偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*0.25-2)；
步骤4，移动轨迹上点的世界点X，移动轨迹上点的世界点Y的值为轨迹坐标赋值。
具体地，所述模拟全球气流变化进行教学的方法还包括使用VR设备观看展示教学内容。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种模拟全球气流变化进行教学的方法，其特征在于：所述模拟全球气流变化进行教学的方法包括：
步骤一，定义带箭头的模型表示气流流动方向，定义动画表示气流流动轨迹；
步骤二，使用3D图像方法根据步骤一的定义内容搭建VR宇宙场景，并建立VR地球模型，计算出轨迹坐标赋值；
步骤三，在VR宇宙场景及VR地球模型中将轨迹坐标赋值给气流图片，实现气流的流动定义，仿真模拟气压带的气流流动，最终仿真模拟整个地球上的气流的流动轨迹，并用VR设备进行展示教学。
2.根据权利要求1所述的模拟全球气流变化进行教学的方法，其特征在于：步骤二包括：
步骤1，判断赤道暖气流的流动方向为北移右偏则执行步骤2，南移左偏则执行步骤3，随机在虚拟现实世界中的世界点中选择赤道低气压带上的一个点A；
步骤2，当气流北移右偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*(-0.25)+2)；
步骤3，当气流南移左偏时，计算气流从赤道低气压带到副热带高气压带的移动轨迹，移动轨迹上点的世界点X坐标为f(x)＝Ax+x，移动轨迹上点的世界点Y坐标为f(y)＝f(x)*(f(x)*0.25-2)；
步骤4，移动轨迹上点的世界点X，移动轨迹上点的世界点Y的值为轨迹坐标赋值。
3.根据权利要求2所述的模拟全球气流变化进行教学的方法，其特征在于：所述模拟全球气流变化进行教学的方法还包括使用VR设备观看展示教学内容。
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