CN110848535A - 一种交互虚拟水流墙系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交互虚拟水流墙系统，包括安装墙体和安装在安装墙体一侧的交互虚拟水流显示屏，所述安装墙体的内部设置有升降机构，所述升降机构包括升降电机、丝杆螺母和升降丝杆，所述升降丝杆通过轴承转动安装在安装墙体的内部，所述升降电机安装在升降丝杆的上端，升降电机的输出轴与升降丝杆固定连接，所述丝杆螺母套设在升降丝杆上，且丝杆螺母与交互虚拟水流显示屏固定连接；通过设计的升降机构，在使用交互虚拟水流墙系统时，可以根据使用者的身高调节交互虚拟水流显示屏的高度，方便不同的身高的使用者进行使用，使交互虚拟水流墙系统使用更加方便。
Description
技术领域
本发明属于虚拟水流墙技术领域，具体涉及一种交互虚拟水流墙系统及方法。
背景技术
“虚拟流水墙”表面看来就是一面普通的墙，但是上面却有虚拟的液体流下，游客可以通过手指在墙面轻轻划动的方式来改变液体流动的方向、设计不同的场景和物体，而且液体和物体都能模拟真实的物理现象。虚拟的液体---水、胶体、泥浆、岩浆等液体流出后，碰到堤坝等阻挡物后，将会按物理学的性质做出流动、沉积、溢出、反弹、燃烧以及转动等动作，所有图像都会产生实时的相应变化。
现有的一种交互虚拟水流墙系统在使用的时候，安装在墙上，会出现个子较低的小孩无法对交互虚拟水流墙进行操作的问题，为此我们提出一种交互虚拟水流墙系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交互虚拟水流墙系统及方法，以解决上述背景技术中提出的现有的一种交互虚拟水流墙系统在使用的时候，安装在墙上，会出现个子较低的小孩无法对交互虚拟水流墙进行操作的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种交互虚拟水流墙系统，包括安装墙体和安装在安装墙体一侧的交互虚拟水流显示屏，所述安装墙体的内部设置有升降机构，所述升降机构包括升降电机、丝杆螺母和升降丝杆，所述升降丝杆通过轴承转动安装在安装墙体的内部，所述升降电机安装在升降丝杆的上端，升降电机的输出轴与升降丝杆固定连接，所述丝杆螺母套设在升降丝杆上，且丝杆螺母与交互虚拟水流显示屏固定连接。
优选的，所述安装墙体的内部设置有散热机构，所述散热机构包括与外界连接的进风管和排风管、安装在进风管一端的进风风扇和安装在排风管一端的排风风扇。
优选的，所述进风风扇和排风风扇的一侧均设置有防尘网。
优选的，所述安装墙体的外侧设置有遮挡机构，所述遮挡机构包括安装在安装墙体表面的收卷座、固定安装在安装墙体内侧的收卷盒、安装在收卷座内部的收卷发条和安装在收卷盒内部的收卷柱，所述收卷柱两端通过收卷发条与收卷座连接，所述收卷柱表面收卷有遮挡瀑布档帘，所述遮挡瀑布档帘的下端与交互虚拟水流显示屏的上端固定连接。
优选的，所述安装墙体的内部设置有导向机构，所述导向机构包括固定安装在安装墙体内部的导向杆和滑动套设在导向杆上的导向块，所述导向块的一侧与交互虚拟水流显示屏固定连接。
形成方法步骤为：：
一、通过粒子系统进行动态性和随机性水流模拟：
Ⅰ、确定模拟对象的粒子模型。在利用粒子系统进行模拟之前，首先要对待模拟对象的运动规律进行分析，从而选择合适的粒子模型进行模拟。
Ⅱ、初始化粒子系统。根据上一步骤确定的粒子模型对粒子系统进行初始化,包括设置粒子数量、大小、形状.颜色、初始位置等属性。
Ⅲ、设置粒子运动规律。基于要模拟的对象设置粒子的运动规律及相关公式。通过粒子的协同运动模拟对象的运动。
Ⅳ、粒子状态更新。 粒子系统开始运行之后.需要根据粒子的运动规律按一定 频率更新粒子状态。
Ⅴ、粒子的消亡。每个粒子完成--个生命周期的所有活
二、通过SPH算法是典型的拉格朗日视角,基本原理是通过粒子模拟流体的运动规律,然后转化成网格进行流体渲染。
三、画线操作设计：基于C#语言进行编码实现画线部分,使得画出的线具有碰撞盒,实现刚体碰撞。
四、删除算法进行删除。
五、碰撞设计：实现方法是实现水流的同时为粒子系统中的所有粒子添加碰撞盒,使其能够具有真实水流的物理特性。画线的同时为所画的线段添加碰撞盒。使其在与水滴碰撞的同时发生刚体碰撞,实现阻挡、改变水流流向的目的。碰撞盒的大小是根据画线过程中每个对象的长短来确定的，以保证运行时所画的线可以完全阻挡水流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）通过设计的升降机构，在使用交互虚拟水流墙系统时，可以根据使用者的身高调节交互虚拟水流显示屏的高度，方便不同的身高的使用者进行使用，使交互虚拟水流墙系统使用更加方便。
（2）通过设计的散热机构，方便对交互虚拟水流显示屏进行散热，防止长时间的运行交互虚拟水流显示屏散发出现过多的热量，通过散热机构方便进行散热。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明的散热结构示意图；
图4为本发明的收卷座结构示意图；
图5为本发明的画线算法基本流程示意图；
图6为本发明的删除算法基本流程示意图；
图中：1、安装墙体；2、收卷座；3、收卷盒；4、遮挡瀑布档帘；5、交互虚拟水流显示屏；6、升降电机；7、丝杆螺母；8、升降丝杆；9、导向块；10、进风管；11、进风风扇；12、导向杆；13、排风风扇；14、排风管；15、收卷柱；16、收卷发条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种交互虚拟水流墙系统，包括安装墙体1和安装在安装墙体1一侧的交互虚拟水流显示屏5，安装墙体1的内部设置有升降机构，升降机构包括升降电机6、丝杆螺母7和升降丝杆8，升降丝杆8通过轴承转动安装在安装墙体1的内部，升降电机6安装在升降丝杆8的上端，升降电机6的输出轴与升降丝杆8固定连接，丝杆螺母7套设在升降丝杆8上，且丝杆螺母7与交互虚拟水流显示屏5固定连接，通过升降电机6驱动升降丝杆8转动，使丝杆螺母7沿着升降丝杆8进行轴向运动，从而带动交互虚拟水流显示屏5上下移动，对交互虚拟水流显示屏5的高度进行调节。
本实施例中，优选的，安装墙体1的内部设置有散热机构，散热机构包括与外界连接的进风管10和排风管14、安装在进风管10一端的进风风扇11和安装在排风管14一端的排风风扇13，在使用交互虚拟水流显示屏5时，可以通过进风风扇11和排风风扇13的运行，进风风扇11通过进风管10抽取外界冷空气经过交互虚拟水流显示屏5一侧，把交互虚拟水流显示屏5上的热量带走，通过排风风扇13抽取排放出去。
本实施例中，优选的，进风风扇11和排风风扇13的一侧均设置有防尘网，防止有灰尘等从进风风扇11和排风管14处进入。
本实施例中，优选的，安装墙体1的外侧设置有遮挡机构，遮挡机构包括安装在安装墙体1表面的收卷座2、固定安装在安装墙体1内侧的收卷盒3、安装在收卷座2内部的收卷发条16和安装在收卷盒3内部的收卷柱15，收卷柱15两端通过收卷发条16与收卷座2连接，收卷柱15表面收卷有遮挡瀑布档帘4，遮挡瀑布档帘4的下端与交互虚拟水流显示屏5的上端固定连接，方便对交互虚拟水流显示屏5滑动时对安装墙体1进行遮挡。
本实施例中，优选的，安装墙体1的内部设置有导向机构，导向机构包括固定安装在安装墙体1内部的导向杆12和滑动套设在导向杆12上的导向块9，导向块9的一侧与交互虚拟水流显示屏5固定连接，使交互虚拟水流显示屏5在升降时更加稳定。
交互虚拟水流墙形成方法步骤为：
一、通过粒子系统进行动态性和随机性水流模拟：
Ⅰ、确定模拟对象的粒子模型。在利用粒子系统进行模拟之前，首先要对待模拟对象的运动规律进行分析，从而选择合适的粒子模型进行模拟。
Ⅱ、初始化粒子系统。根据上一步骤确定的粒子模型对粒子系统进行初始化,包括设置粒子数量、大小、形状.颜色、初始位置等属性。
Ⅲ、设置粒子运动规律。基于要模拟的对象设置粒子的运动规律及相关公式。通过粒子的协同运动模拟对象的运动。
Ⅳ、粒子状态更新。 粒子系统开始运行之后.需要根据粒子的运动规律按一定 频率更新粒子状态。
Ⅴ、粒子的消亡。每个粒子完成--个生命周期的所有活
二、通过SPH算法是典型的拉格朗日视角,基本原理是通过粒子模拟流体的运动规律,然后转化成网格进行流体渲染。
三、画线操作设计：基于C#语言进行编码实现画线部分,使得画出的线具有碰撞盒,实现刚体碰撞。
四、删除算法进行删除。
五、碰撞设计：实现方法是实现水流的同时为粒子系统中的所有粒子添加碰撞盒,使其能够具有真实水流的物理特性。画线的同时为所画的线段添加碰撞盒。使其在与水滴碰撞的同时发生刚体碰撞,实现阻挡、改变水流流向的目的。碰撞盒的大小是根据画线过程中每个对象的长短来确定的，以保证运行时所画的线可以完全阻挡水流。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，首先检查本发明的安装固定以及安全防护，然后就可以使用了，在使用交互虚拟水流显示屏5时，根据使用者的升高通过升降电机6驱动升降丝杆8转动，使丝杆螺母7沿着升降丝杆8进行轴向运动，从而带动交互虚拟水流显示屏5上下移动，对交互虚拟水流显示屏5的高度进行调节，方便不同身高的使用者使用，在交互虚拟水流显示屏5上升下降时带动遮挡瀑布档帘4移动，通过收卷发条16的弹力方便把遮挡瀑布档帘4从交互虚拟水流显示屏5内抽出和收回，且在使用交互虚拟水流显示屏5时，可以通过进风风扇11和排风风扇13的运行，进风风扇11通过进风管10抽取外界冷空气经过交互虚拟水流显示屏5一侧，把交互虚拟水流显示屏5上的热量带走，通过排风风扇13抽取排放出去，方便对交互虚拟水流显示屏5进行散热，这样就完成了对本发明的使用过程，本发明结构简单，使用安全方便。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种交互虚拟水流墙系统，包括安装墙体（1）和安装在安装墙体（1）一侧的交互虚拟水流显示屏（5），其特征在于：所述安装墙体（1）的内部设置有升降机构，所述升降机构包括升降电机（6）、丝杆螺母（7）和升降丝杆（8），所述升降丝杆（8）通过轴承转动安装在安装墙体（1）的内部，所述升降电机（6）安装在升降丝杆（8）的上端，升降电机（6）的输出轴与升降丝杆（8）固定连接，所述丝杆螺母（7）套设在升降丝杆（8）上，且丝杆螺母（7）与交互虚拟水流显示屏（5）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种交互虚拟水流墙系统，其特征在于：所述安装墙体（1）的内部设置有散热机构，所述散热机构包括与外界连接的进风管（10）和排风管（14）、安装在进风管（10）一端的进风风扇（11）和安装在排风管（14）一端的排风风扇（13）。
3.根据权利要求2所述的一种交互虚拟水流墙系统，其特征在于：所述进风风扇（11）和排风风扇（13）的一侧均设置有防尘网。
4.根据权利要求1所述的一种交互虚拟水流墙系统，其特征在于：所述安装墙体（1）的外侧设置有遮挡机构，所述遮挡机构包括安装在安装墙体（1）表面的收卷座（2）、固定安装在安装墙体（1）内侧的收卷盒（3）、安装在收卷座（2）内部的收卷发条（16）和安装在收卷盒（3）内部的收卷柱（15），所述收卷柱（15）两端通过收卷发条（16）与收卷座（2）连接，所述收卷柱（15）表面收卷有遮挡瀑布档帘（4），所述遮挡瀑布档帘（4）的下端与交互虚拟水流显示屏（5）的上端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种交互虚拟水流墙系统，其特征在于：所述安装墙体（1）的内部设置有导向机构，所述导向机构包括固定安装在安装墙体（1）内部的导向杆（12）和滑动套设在导向杆（12）上的导向块（9），所述导向块（9）的一侧与交互虚拟水流显示屏（5）固定连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种交互虚拟水流墙的形成方法，其特征在于：形成方法步骤为：
一、通过粒子系统进行动态性和随机性水流模拟：
Ⅰ、确定模拟对象的粒子模型：
在利用粒子系统进行模拟之前，首先要对待模拟对象的运动规律进行分析，从而选择合适的粒子模型进行模拟；
Ⅱ、初始化粒子系统：
根据上一步骤确定的粒子模型对粒子系统进行初始化,包括设置粒子数量、大小、形状.颜色、初始位置等属性；
Ⅲ、设置粒子运动规律：
基于要模拟的对象设置粒子的运动规律及相关公式；
通过粒子的协同运动模拟对象的运动；
Ⅳ、粒子状态更新：
粒子系统开始运行之后.需要根据粒子的运动规律按一定 频率更新粒子状态；
Ⅴ、粒子的消亡：
每个粒子完成--个生命周期的所有活；
二、通过SPH算法是典型的拉格朗日视角,基本原理是通过粒子模拟流体的运动规律,然后转化成网格进行流体渲染；
三、画线操作设计：基于C#语言进行编码实现画线部分,使得画出的线具有碰撞盒,实现刚体碰撞；
四、删除算法进行删除；
五、碰撞设计：实现方法是实现水流的同时为粒子系统中的所有粒子添加碰撞盒,使其能够具有真实水流的物理特性；
画线的同时为所画的线段添加碰撞盒；
使其在与水滴碰撞的同时发生刚体碰撞,实现阻挡、改变水流流向的目的；
碰撞盒的大小是根据画线过程中每个对象的长短来确定的，以保证运行时所画的线可以完全阻挡水流。
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