CN110223557B - 一种模拟全球气流变化进行教学的方法 - Google Patents

一种模拟全球气流变化进行教学的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110223557B
CN110223557B CN201910464463.6A CN201910464463A CN110223557B CN 110223557 B CN110223557 B CN 110223557B CN 201910464463 A CN201910464463 A CN 201910464463A CN 110223557 B CN110223557 B CN 110223557B
Authority
CN
China
Prior art keywords
airflow
point
track
teaching
simulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910464463.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110223557A (zh
Inventor
杨浩
王利坤
孙鑫
袁明伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin Langang Technology Co ltd
Original Assignee
Guilin Langang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin Langang Technology Co ltd filed Critical Guilin Langang Technology Co ltd
Priority to CN201910464463.6A priority Critical patent/CN110223557B/zh
Publication of CN110223557A publication Critical patent/CN110223557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110223557B publication Critical patent/CN110223557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

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 (2)

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；
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。
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：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。
CN201910464463.6A 2019-05-30 2019-05-30 一种模拟全球气流变化进行教学的方法 Active CN110223557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910464463.6A CN110223557B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种模拟全球气流变化进行教学的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910464463.6A CN110223557B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种模拟全球气流变化进行教学的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110223557A CN110223557A (zh) 2019-09-10
CN110223557B true CN110223557B (zh) 2021-08-06

Family

ID=67818662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910464463.6A Active CN110223557B (zh) 2019-05-30 2019-05-30 一种模拟全球气流变化进行教学的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110223557B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87201742U (zh) * 1987-02-06 1987-11-04 刘学光 大气环流教具模型
CN101540060A (zh) * 2009-04-09 2009-09-23 清华大学 一种基于物理仿真的气流模拟方法及其系统
CN104236557A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 杨清玄 轨迹信息处理装置和方法
CN204204329U (zh) * 2013-12-10 2015-03-11 刘文华 可模拟三圈环流的立体模型
CN107168516A (zh) * 2017-03-31 2017-09-15 浙江工业大学 基于vr及手势交互技术的全球气候矢量场数据可视化方法
CN108595762A (zh) * 2018-03-26 2018-09-28 中国科学院计算技术研究所 一种大气环流模式动力框架的三维剖分方法和系统
FR3070509A1 (fr) * 2017-08-31 2019-03-01 Marc Sauzay Equipement electronique d’horlogerie indiquant l’heure et l’azimut du soleil au moyen d’une unique aiguille indicatrice
CN109410313A (zh) * 2018-02-28 2019-03-01 南京恩瑞特实业有限公司 一种气象三维信息3d模拟反演方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87204513U (zh) * 1987-08-13 1988-06-01 邢祖儒 大气环流演示仪
JP2004325767A (ja) * 2003-04-24 2004-11-18 Ishikame Kogyo:Kk 大気カプセル地球儀
CN201229721Y (zh) * 2008-07-10 2009-04-29 天津市塘沽区第一中学 气压带、风带季节移动手动演示盘
CN101477709A (zh) * 2009-01-23 2009-07-08 武汉理工大学 面向陶瓷隧道窑的燃烧过程交互虚拟仿真方法
CN101650883B (zh) * 2009-02-13 2010-12-29 中国人民解放军空军航空大学 大气紊流在飞行模拟器上的一种仿真方法
US9070210B1 (en) * 2013-01-31 2015-06-30 Google Inc. Computing devices and methods for navigating around a surface of three-dimensional (3D) coordinate system representations of 3D objects
CN108830926B (zh) * 2018-06-13 2019-10-11 中国石油大学(华东) 三维虚拟地球软件中空间动态粒子模型建立与可视化方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87201742U (zh) * 1987-02-06 1987-11-04 刘学光 大气环流教具模型
CN101540060A (zh) * 2009-04-09 2009-09-23 清华大学 一种基于物理仿真的气流模拟方法及其系统
CN104236557A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 杨清玄 轨迹信息处理装置和方法
CN204204329U (zh) * 2013-12-10 2015-03-11 刘文华 可模拟三圈环流的立体模型
CN107168516A (zh) * 2017-03-31 2017-09-15 浙江工业大学 基于vr及手势交互技术的全球气候矢量场数据可视化方法
FR3070509A1 (fr) * 2017-08-31 2019-03-01 Marc Sauzay Equipement electronique d’horlogerie indiquant l’heure et l’azimut du soleil au moyen d’une unique aiguille indicatrice
CN109410313A (zh) * 2018-02-28 2019-03-01 南京恩瑞特实业有限公司 一种气象三维信息3d模拟反演方法
CN108595762A (zh) * 2018-03-26 2018-09-28 中国科学院计算技术研究所 一种大气环流模式动力框架的三维剖分方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110223557A (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kaufmann et al. Mathematics and geometry education with collaborative augmented reality
Dalgarno et al. The contribution of 3D environments to conceptual understanding
Liu et al. Interactive study of multimedia and virtual technology in art education
CA2485610C (en) Graphical user interface for a flight simulator based on a client-server architecture
CN106846448A (zh) 一种基于虚拟现实的微课录制方法及系统
Melatti et al. Virtual reality mediated instruction and learning
KR20090003079A (ko) 가상 페인팅 훈련 시스템 및 방법
Zhang et al. The Application of Folk Art with Virtual Reality Technology in Visual Communication.
TWI694355B (zh) 即時渲染影像的追蹤系統、追蹤方法以及非暫態電腦可讀取媒體
CN110223557B (zh) 一种模拟全球气流变化进行教学的方法
Lebamovski Analysis of 3D technologies for stereo visualization
Nawaz et al. Augmented reality sandbox and constructivist approach for geoscience teaching and learning
Mizuno et al. Developing a stereoscopic CG system with motion parallax and interactive digital contents on the system for science museums
Chandramouli et al. Desktop VR centered project based learning in ET courses using a low-cost portable VR system
Clark Extended reality in informal learning environments
Heikal et al. Augmented Reality Technologies
CN113570920A (zh) 一种交互式远程教学系统及方法
Sheng et al. Potential for augmented reality in education: An overview
Abdullah et al. Virtual gasoline engine based on augment reality for mechanical engineering education
CN106355630A (zh) 基于特征的动态实体生成方法及装置
Hou et al. P‐2.27: Application of 3D reconstruction technology in VR industry
Hrehova Application of specific software as tool to increase the attractiveness of content in lectures through animation
KR101526050B1 (ko) 군중 시뮬레이션 재현 장치 및 그 방법
Mustapha et al. Incorporating Spatial-Visual Topology In Mobile Augmented Reality Application To Enhance Visual Realism
Adabaddi Virtual Reality Lab and Animation for Enhanced Remote Learning

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A teaching method for simulating global airflow changes

Granted publication date: 20210806

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guilin branch

Pledgor: GUILIN LANGANG TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2024980009526