CN111079222A - 一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，包括虚幻引擎(unreal engine)，虚幻引擎(unreal engine)的输出端通过导线与虚拟建筑系统的输入端电性连接，虚拟建筑系统包括变换模块、操作界面库和数据收集模块，数据收集模块的输出端通过导线与展示模块的输入端电性连接，且展示模块的输入端通过导线与多媒体播放模块的输出端电性连接，本发明涉及虚拟现实技术领域。该基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，该虚拟建筑系统实现了真正的虚拟现实级的建筑场景，建筑和虚拟现实高度融合，全面地表达了建筑本身和环境的信息，对辅助建筑设计，指导建筑建造，展示建筑成果，便利建筑运营都有不可替代的效果，可以适应多种场合的使用。

Description

一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，具体为一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统。
背景技术
虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术，虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感，随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛，VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。
随着技术的发展，虚拟现实跟建筑的结合越来越紧密，但是因为软硬件的限制，虚拟现实在建筑方面的应用并不是很理想，无法实现真正仿真的建筑环境，目前来说，在虚拟建筑应用较多的，国外的是TWINMOTION，国内是光辉城市，它们的相似性很强，但是TWINMOTION和光辉城市都是封闭系统，资源和自由度都受到限制，无法真正发挥虚拟现实的仿真特性，而且它们都无法对灯光进行优化，固定的天光以及灯光模式，对硬件消耗很大，限制它们的实用性，还有因为它们的底层技术，原生三维引擎虚幻4无法实现对高精度大场景的良好支持，所以它们也无法支持高精度大场景的建筑场景，除了表现建筑的形体以外，在建筑信息的支持方面，它们也比较弱，或者说没有。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于虚幻引擎进行二次开发的虚拟建筑系统，实现了虚拟现实和建筑的融合，创建了真正仿真的建筑环境，并解决了其他软件系统无法支持大场景高精度建筑场景的问题。更进一步地融合了建筑信息(包括环境、结构、功能和大数据分析)。
(二)技术方案(此部分内容请根据我对使用实例的修改重新组织语句)
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，包括虚幻引擎(unreal engine)，所述虚幻引擎(unreal engine)的输出端通过导线与虚拟建筑系统的输入端电性连接，所述虚拟建筑系统包括变换模块、操作界面库和数据收集模块，所述数据收集模块的输出端通过导线与展示模块的输入端电性连接，且展示模块的输入端通过导线与多媒体播放模块的输出端电性连接，所述操作界面库的输出端与导航定位模块的输入端电性连接，所述操作界面库的输出端通过导线与风格选择模块的输入端电性连接，所述虚幻引擎(unreal engine)通过无线与布置管理系统实现双向连接。
优选的，所述虚幻引擎(unreal engine)的输入端通过导线与蓝图编写模块的输出端电性连接，且蓝图编写模块的输入端通过导线与建筑信息管理单元的输出端电性连接。
优选的，所述虚幻引擎(unreal engine)的输入端通过导线与优化模块的输出端电性连接，且优化模块的输入端通过导线与建筑模型导入模块的输出端电性连接。
优选的，所述虚幻引擎(unreal engine)通过无线与素材库实现双向连接，所述虚幻引擎(unreal engine)通过无线与交互库实现双向连接。
优选的，所述虚幻引擎(unreal engine)通过无线与蓝图插件库实现双向连接，所述虚幻引擎(unreal engine)的输出端通过导线与软件构建模块的输入端电性连接。
优选的，所述软件构建模块的输出端通过导线与虚拟建筑系统的输入端电性连接。
优选的，所述布置管理系统包括环境布置模块和场景布置模块，所述建筑信息管理单元包括信息编辑模块、功能添加模块和数据分析模块。
优选的，所述虚拟建筑系统的输出端通过导线与文件输出模块的输入端电性连接，所述建筑信息管理单元包括信息编辑模块和功能添加模块。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统。具备以下有益效果：
1、虚拟建筑系统的高仿真、全场景特性，使任何人都能快速无误地熟悉建筑以及环境，节省了交流时间和成本，提高工作效率，对建筑设计、建造、展示都有不可替代的效果。
2、虚拟建筑系统的电子系统的特性，使得复制、分发、传输成本降低到极低的程度，无形中促进了无纸化办公，有利于绿色环保。
3、虚拟建筑系统操作的便利性和视觉的直观性，使得技术门槛降低，无论对建筑技术是否有深厚的底子，都能明白无误地接收、传达建筑本身的信息。
4、虚拟建筑系统拥有的建筑信息，可以预先体验完整的建筑以及功能，对建筑规划、建造等相关工作计划，都有极大的帮助，并且可以准确地进行预判。
5、虚拟建筑系统可以对拥有的建筑、环境信息进行大数据分析，可以作为建筑商业计划的依据，同时建筑内部信息的统筹可以方便建筑的维护。
6、虚拟建筑系统的灵活性，可以适应多种场合的使用，无论是展示、演示、汇报都有相对的模式，可以是多媒体、虚拟现实场景、视频、图片、全景图等，可以适应网络、现场的各种需要。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理框图；
图2为本发明虚拟建筑系统的结构原理框图；
图3为本发明布置管理系统的结构原理框图；
图4为本发明建筑信息管理单元的结构原理框图。
图中：1-虚幻引擎(unreal engine)、2-虚拟建筑系统、21-变换模块、22-操作界面库、23-数据收集模块、24-展示模块、25-多媒体播放模块、26-导航定位模块、27-风格选择模块、3-布置管理系统、31-环境布置模块、32-场景布置模块、4-建筑信息管理单元、41-信息编辑模块、42-功能添加模块、43-数据分析模块、5-蓝图编写模块、6-优化模块、7-建筑模型导入模块、8-素材库、9-交互库、10-蓝图插件库、11-软件构建模块、12-文件输出模块。
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1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，该虚拟建筑系统2实现了真正的虚拟现实级的建筑场景，建筑和虚拟现实高度融合，全面地表达了建筑本身和环境的信息，对辅助建筑设计，指导建筑建造，展示建筑成果，都有不可替代的效果，包括虚幻引擎(unreal engine)1，虚幻引擎(unreal engine)1作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，CPU自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展，虚幻引擎(unreal engine)1的型号为ARM9，虚幻引擎(unreal engine)1通过无线与蓝图插件库10实现双向连接，虚幻引擎(unreal engine)1的输出端通过导线与软件构建模块11的输入端电性连接，软件构建模块11的输出端通过导线与虚拟建筑系统2的输入端电性连接，布置管理系统3包括环境布置模块31和场景布置模块32，建筑信息管理单元4包括信息编辑模块41、功能添加模块42和数据分析模块43，虚幻引擎(unreal engine)1通过无线与素材库8实现双向连接，虚幻引擎(unreal engine)1通过无线与交互库9实现双向连接，使用独立研发制作的开放性素材库8和交互库9进行建筑环境的布置,比如人物、动物、植物、景观小品等，使得环境真实可信，并具有互动性，比如动物的动作以及与场景内的人物交谈等，虚幻引擎(unreal engine)1的输入端通过导线与优化模块6的输出端电性连接，且优化模块6的输入端通过导线与建筑模型导入模块7的输出端电性连接，建筑信息管理单元4包括信息编辑模块41和功能添加模块42，虚幻引擎(unreal engine)1的输入端通过导线与蓝图编写模块5的输出端电性连接，且蓝图编写模块5的输入端通过导线与建筑信息管理单元4的输出端电性连接，虚幻引擎(unreal engine)1的输出端通过导线与虚拟建筑系统2的输入端电性连接，虚拟建筑系统2的输出端通过导线与文件输出模块12的输入端电性连接，虚拟建筑系统2包括变换模块21、操作界面库22和数据收集模块23，数据收集模块23的输出端通过导线与展示模块24的输入端电性连接，且展示模块24的输入端通过导线与多媒体播放模块25的输出端电性连接，操作界面库22的输出端与导航定位模块26的输入端电性连接，操作界面库22的输出端通过导线与风格选择模块27的输入端电性连接，虚幻引擎(unreal engine)1通过无线与布置管理系统3实现双向连接。
使用时，通过建筑模型导入模块7内部的三维模型软件，该三维模型软件可以是3DSMAX、SKECHUP(草图大师)、REVIT等三维模型软件，导入建筑模型到虚幻引擎(unrealengine)1内部，这个虚幻引擎可以是虚幻引擎4(4指的是软件的版本号)，并通过优化模块6对建筑模型进行针对性优化，使建筑模型能符合虚拟建筑系统2的使用要求，使用独立研发制作的开放性素材库8和交互库9进行建筑环境的布置,比如人物、动物、植物、景观小品、交通工具、道路、河流山地等，使得环境真实可信，并具有互动性，比如动物的动作以及与场景内的人物交谈等，使用独立编写的蓝图插件库10来进行场景布置，比如说春夏秋冬的气候变化，以及晴天雨天雪天的自然天气变化，还有黄昏、白天和夜晚的时间和灯光变化等，比其他软件所能达到的效果更理想，通过建筑信息管理单元4内部的信息编辑模块41、功能添加模块42和数据分析模块43把建筑信息以及建筑功能通过蓝图编写模块5自制蓝图，附加到建筑上去，使建筑获得展示隐藏信息的能力，并对这些信息进行大数据统筹分析，使用三维软件，比如MAYA和3DMAX等，通过软件构建模块11重新优化物体过多以及模型面数过多导致无法构建光线的问题，在虚幻引擎(unreal engine)1里重构关卡和光照贴图，然后输出到虚拟建筑系统2里，最后达到流畅运行高精度大场景的效果，通过在虚拟建筑系统2内部用自带的后期插件进行效果优化，使效果更美化和真实，在虚拟建筑系统2内部通过变换材质、建筑等方式来实现建筑方案对比，同时通过变换模块21变换建筑、场景、灯光和视角等方式来达到全面体验建筑的效果，通过数据收集模块23在系统内即时收集各种数据，比如测量数据、日照数据等，并在现场即时展示，同时在多媒体播放模块25内部可以内置动画或者解说多媒体，通过展示模块24用于即时无人展示和解说，自有的操作界面库22，通过风格选择模块27可以选择适合不同虚拟建筑系统的风格，同时设置有当前虚拟建筑的地图，通过导航定位模块26操作者可以快速通过地图进行当前浏览地点定位以及前往目标点自动导航。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (8)

1.一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，包括虚幻引擎(unreal engine)(1)，所述虚幻引擎(unreal engine)(1)的输出端通过导线与虚拟建筑系统(2)的输入端电性连接，其特征在于：所述虚拟建筑系统(2)包括变换模块(21)、操作界面库(22)和数据收集模块(23)，所述数据收集模块(23)的输出端通过导线与展示模块(24)的输入端电性连接，且展示模块(24)的输入端通过导线与多媒体播放模块(25)的输出端电性连接，所述操作界面库(22)的输出端与导航定位模块(26)的输入端电性连接，所述操作界面库(22)的输出端通过导线与风格选择模块(27)的输入端电性连接，所述虚幻引擎(unreal engine)(1)通过无线与布置管理系统(3)实现双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述虚幻引擎(unreal engine)(1)的输入端通过导线与蓝图编写模块(5)的输出端电性连接，且蓝图编写模块(5)的输入端通过导线与建筑信息管理单元(4)的输出端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述虚幻引擎(unreal engine)(1)的输入端通过导线与优化模块(6)的输出端电性连接，且优化模块(6)的输入端通过导线与建筑模型导入模块(7)的输出端电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述虚幻引擎(unreal engine)(1)通过无线与素材库(8)实现双向连接，所述虚幻引擎(unrealengine)(1)通过无线与交互库(9)实现双向连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述虚幻引擎(unreal engine)(1)通过无线与蓝图插件库(10)实现双向连接，所述虚幻引擎(unreal engine)(1)的输出端通过导线与软件构建模块(11)的输入端电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述软件构建模块(11)的输出端通过导线与虚拟建筑系统(2)的输入端电性连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述布置管理系统(3)包括环境布置模块(31)和场景布置模块(32)，所述建筑信息管理单元(4)包括信息编辑模块(41)、功能添加模块(42)和数据分析模块(43)。
8.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实技术的虚拟建筑系统，其特征在于：所述虚拟建筑系统(2)的输出端通过导线与文件输出模块(12)的输入端电性连接，所述建筑信息管理单元(4)包括信息编辑模块(41)和功能添加模块(42)。
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