CN111652980A - 一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种模拟系统领域，涉及一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，包括：虚拟场景搭建模块、粒子系统场景模拟模块、虚拟现实互交模块、空间定位模块；所述虚拟场景搭建模块用于制作虚拟世界；粒子系统场景模拟模块用于生成并控虚拟粒子形成抽象环境效果；虚拟现实互交模块将体验人员于粒子系统场景模拟模块和虚拟场景搭建模块进行互交；空间定位模块用于采集空间信息为虚拟场景搭建模块和粒子系统场景模拟模块提供生产空间位置信息，本发明可以根据当前实际需求来开展传统行业实践体验；使用户处于可视的虚拟环境中，在虚拟的场景中调动视听触觉等多种感觉器官，刺激神经系统关联反应，获取感官协调效应，提高传统行业实践体验效果。

Description

一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统
技术领域
本发明涉及一种模拟系统，具体涉及一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统。
背景技术
虚拟现实是计算机仿真系统的一种表现形式，已被初步应用于医疗、艺术、军事与航空等行业，但在复杂虚拟现实系统的设计与开发中，很多虚拟呈现的效果难以采用简单的几何元素来表示，如：烟雾、火焰、雨水等的动态、瞬时特效。粒子系统是计算机图形学中模拟特定现象的一种技术，可用于模仿自然现象、物理现象及空间扭曲等效果，能够充分体现模糊物体的随机性和动态性，能够很好的展现简单几何元素所不能展现的动态的三维复杂景象。
目前，粒子系统虽在虚拟现实场景中已有初步的应用，但因粒子系统的复杂性和多样性，以致其在复杂虚拟现实场景中仍有许多关键环节，比如：粒子系统在复杂虚拟现实场景中表达的物体越真实，所需粒子的数量就越多，对硬件设备的负荷就会越重；粒子释放位置的随机性算法不够优化导致复杂虚拟现实场景真实度不高、体验感不佳；粒子系统和复杂虚拟现实场景相结合导致的空间定位失准。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有问题，提供一种抑制多径杂波干扰、精确估计飞机俯仰角的基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统。
一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，包括：虚拟场景搭建模块、粒子系统场景模拟模块、虚拟现实互交模块、空间定位模块；虚拟场景搭建模块用于制作搭建出与所需现实场景等比例大小的楼栋、空间距离和周边的虚拟世界；粒子系统场景模拟模块用于生成并控制虚拟环境中虚拟粒子形成抽象环境效果；虚拟现实互交模块通过输出模块将虚拟世界及环境效果反馈给体验人员并通过输入模块将体验人员的操作信息反馈至粒子系统场景模拟模块和虚拟场景搭建模块；空间定位模块用于采集体验人员空间信息为虚拟场景搭建模块和粒子系统场景模拟模块提供生产虚拟环境和虚拟粒子所需的空间位置信息。
进一步的，虚拟场景搭建模块具体工作步骤为：
a.依据需要搭建的虚拟场景完成实地取景、收集数据、寻找素材；
b.通过3D建模软件进行初步场景建模再通过图像变换完成虚拟场景绘制；图形变换包括图形平移、图形比例变换、图形对称变换、图形旋转、图形交错变换、图形透视变换，其中，图形比例、对称、旋转、交错变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000021
图形平移变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000022
图形透视变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000023
场景建模的均质矩阵乘以对应的变换矩阵完成虚拟场景的转换搭建，其中x、y、z为场景坐标，a、b、f、p、g、h、e、n、v、d为变换系数；
c.对虚拟场景进行变换评估和碰撞评估，变换评估依据公式：
Figure BDA0002521327900000024
其中，Tx、Ty、Tz为变换后坐标矩阵，r、t、z分别表示X、Y、Z三个方向上的比例因子，当三个值相等时，证明变换为整体变换，当三个值不等时，表示虚拟场景为部分变换存在不真实情况；
碰撞评估过程为：建立二维参考平面，向量坐标μ变换为：
Figure BDA0002521327900000025
其中，wj,qj分别代表3D几何的坐标起点和终点，rj代表坐标顶点，再通3D几何坐标矢量之间的协方差矩阵：
Figure BDA0002521327900000026
检测场景碰撞，其中εja、εjk、νja、νjk、
Figure BDA0002521327900000027
为3d场景几何在2D坐标的投影点；
当变换评估和碰撞评估未通过时，重复步骤b，修改变换系数重新进行虚拟场景搭建，直至虚拟场景建模完成检测。
进一步的，粒子系统场景模拟模块采用多粒子组算法进行粒子操作控制，当一组粒子组被激活于主线程控制时，其余粒子组进入后台等待处理或进入子线程处理。
进一步的，粒子操作包括：粒子生成、初始化粒子状态、添加粒子运动状态、更新粒子状态、渲染粒子组、删除粒子。
进一步的，粒子生产位置利用中心极限定理通过Box Muller方法来生成服从正太分布的随机数获得。
进一步的，输出模块包括屏幕、环绕音响、震动装置、自由度座椅。
进一步的，输入模块包括视觉捕捉器、麦克风、手柄、触控屏、体感设备、全景摄像、游戏外设。
进一步的，空间定位模块采用灯塔激光定位技术，包括传感器和至少两个基站，每个基站设有一个水平扫描激光发射器和一个垂直扫描激光发射器；定位时通过设定延迟时间；第一基站水平扫描激光发生器进行扫描，经过延迟时间，第一基站的垂直扫描激光发射器进行扫描，第一基站的激光发生器工作完毕后，经延迟时间依次另其余基站进行扫描；通过扫描数据获取传感器相对基站基准面角度进而获取扫描传感器在投影坐标，通过于传感器初始静止的参考坐标计算出传感器旋转度和平移量，获得传感器当前坐标，从而捕捉移动的方向和旋转方向在虚拟环境中展示。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、基于粒子系统的复杂虚拟现实的沉浸式场景具有超强体验感，可以根据当前实际需求在任何时间、任何地点、选择任意的场景和虚拟设备来开展传统行业实践体验；使用户处于可视的虚拟环境中，在虚拟的场景中调动视听触觉等多种感觉器官，刺激神经系统关联反应，获取感官协调效应，提高传统行业实践体验效果；用户可借助专业的虚拟现实设备，以手势、动作、眼球追踪、语音识别、表情识别及脑电波等本能的方式自然地和虚拟环境进行交互、体验；可以在同一场地中实现多种实践体验，不会产生材料消耗，由此可以极大地降低成本；可移植性。可根据用户需求将相同的实践体验内容快速切换到不同的定制场景之中。
2、创新了粒子系统生成算法，采用粒子组算法代替单一粒子进行操作，降低了粒子系统对系统资源的浪费，减轻了硬件设备的负荷，使图像的呈现更为流畅，人机交互响应更加及时。
3、利用中心极限定理创新了粒子释放位置随机性算法，相比于其他随机数算法，该算法的函数更简单，程序编写的复杂程度更低，使粒子系统所呈现出的特殊效果更为逼真。
4、本项目在空间定位技术方面采用了灯塔激光定位技术，避免了Camera定位技术的高复杂度，具有定位精度高，反应速度快，可分布式处理等优势，实现一站式虚拟化实践操作，突破了时间、空间的限制。
附图说明
图1是本发明原理图；
图2是本发明虚拟场景搭建流程图；
图3是本发明粒子系统行为参考图；
图4是本发明粒子组工作示意图；
图5是本发明粒子组工作效果示意图；
图6是本发明虚拟现实互交模块示意图；
图7是本发明空间定位系统激光发射示意图；
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面以消防灾难模拟项目为本发明实施方式，具体为：
如图1所示，一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，包括：虚拟场景搭建模块、粒子系统场景模拟模块、虚拟现实互交模块、空间定位模块；虚拟场景搭建模块用于制作搭建出与所需现实场景等比例大小的楼栋、空间距离和周边的虚拟世界；粒子系统场景模拟模块用于生成并控制虚拟环境中虚拟粒子形成抽象环境效果；虚拟现实互交模块通过输出模块将虚拟世界及环境效果反馈给体验人员并通过输入模块将体验人员的操作信息反馈至粒子系统场景模拟模块和虚拟场景搭建模块；空间定位模块用于采集体验人员空间信息为虚拟场景搭建模块和粒子系统场景模拟模块提供生产虚拟环境和虚拟粒子所需的空间位置信息。
如图2所示的虚拟场景搭建具体过程为：依据需要搭建的虚拟场景完成实地取景、收集数据、寻找素材；通过3D建模软件进行初步场景建模再通过图像变换完成虚拟场景绘制；图形变换包括图形平移、图形比例变换、图形对称变换、图形旋转、图形交错变换、图形透视变换，其中，图形比例、对称、旋转、交错变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000051
图形平移变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000052
图形透视变换矩阵为：
Figure BDA0002521327900000053
场景建模的均质矩阵乘以对应的变换矩阵完成虚拟场景的转换搭建，其中x、y、z为场景坐标，a、b、f、p、g、h、e、n、v、d为变换系数；
再对虚拟场景进行变换评估和碰撞评估，变换评估依据公式：
Figure BDA0002521327900000054
其中，Tx、Ty、Tz为变换后坐标矩阵，r、t、z分别表示X、Y、Z三个方向上的比例因子，当三个值相等时，证明变换为整体变换，当三个值不等时，表示虚拟场景为部分变换存在不真实情况；
碰撞评估过程为：建立二维参考平面，向量坐标μ变换为：
Figure BDA0002521327900000055
其中，wj,qj分别代表3D几何的坐标起点和终点，rj代表坐标顶点，再通3D几何坐标矢量之间的协方差矩阵：
Figure BDA0002521327900000056
检测场景碰撞，其中εja、εjk、νja、νjk、
Figure BDA0002521327900000057
为3d场景几何在2D坐标的投影点；当变换评估和碰撞评估未通过时，修改变换系数重新进行虚拟场景搭建，直至虚拟场景建模完成检测。
粒子系统场景模拟模块将大量的粒子资源集合在一起，通过设计好的随机数生成算法以及属性的变化去呈现一种沉浸式视觉体验效果。粒子在系统中要经过产生、运动和消亡三个阶段，这三个阶段中的粒子的各个属性会随着预先设定的参数进行不断变化，体现不规则物体的动态性和随机性，其中主要进行的操作有：删除消亡粒子、产生粒子、初始化粒子属性、改变粒子属性、根据粒子属性进行渲染等，对于不同的应用，粒子属性设置差别细微，为了保证图像的真实性，需要抽象出相应粒子的属性及动态变化行为，如图3所示。
粒子系统表达的物体越真实，粒子的数量就越多，其对硬件设备的负荷就越高。这里进行粒子系统算法优化，采用粒子组算法代替单一粒子进行操作，对于复杂的动态场景，需要多个粒子组去实现，同时生成多个粒子组，然后通过程序控制当前所需的粒子组被激活，对其进行操作，其余粒子组进入后台等待处理或采用多线程的方式同时运行，这样在同一时间内，只会存在一组粒子组在主线程中运行，其余粒子组处于待命状态，不会大幅度的占用系统性能，这样系统性能将被得到进一步的提升，粒子组工作示意图如图4所示。于不采用粒子组的粒子系统系统性能前后对比数据，在生成粒子总数一样，粒子属性一样，粒子消亡时间一样，所采用的设备基础性能一样的情况下，实验结果的性能是不一样的，性能曲线对比如图5所示，可以看出当粒子较少的时候，粒子组的作用不是很显著，但当粒子数量较大时，采用粒子组的做法则可以大大提高系统性能。
粒子生产位置利用中心极限定理通过Box Muller方法来生成服从正太分布的随机数获得。如果随机变量序列X1，X2，...，Xn，...独立同分布，并且具有有限的数学期望和方差E(Xi)＝μ，D(Xi)＝σ2＞0(i＝1，2，...)，对于一切x∈R有：
Figure BDA0002521327900000061
因此，对于服从均匀分布的随机变量Xi来说，只要n充分大，随机变量：
Figure BDA0002521327900000062
就服从N(0,1)，这样来得到一个服从正态分布的随机变量用于粒子位置生成。
如图6所示，虚拟现实互交模块是在虚拟世界里面，需采用预先设定好的操作模式进行操作，采用外界硬件设备结合软件系统设计，模拟真实环境的实际操作，如：捡拾物品、虚拟移动、3D声音模拟、UI标识设计等操作；将操作绑定于硬件设备之上，对应各个操作，各种体验做到最接近人在现实中所感受和所操作的体验。同时，在复杂虚拟现实系统中还需具备一台高效率、高质量的主机来进行信号的识别和处理。
空间定位模块采用灯塔激光定位技术。这样在避免Camera定位技术的高复杂度的同时还能兼顾定位精度高，反应速度快，可分布式处理等优势，能够允许用户在一定的空间内进行活动，对使用者来说限制小，能够适配需要走动起来的复杂虚拟现实场景，真正实现Room Scale级别的虚拟空间定位。前期，项目组成员设计灯塔定位系统中有两个基站，每个基站上面有两个激光发射器，其中一个发射器往水平方向扫射，另外一个朝垂直方向扫射，如图7所示：前期，项目组成员采用基站刷新的频率为60赫兹，基站1上面的激光发射器首先朝水平方向进行扫射，8.33毫秒之后，第二个激光发射器朝垂直方向上进行扫射(第二个8.33毫秒)；然后基站1关闭，接着基站2重复和基站1一样的工作，如此反复之后，采取了部分测试数据：
时间(ms) 0 8.33 16.67 24 33.33
基站1水平 扫描 -- -- -- 扫描
基站1垂直 -- 扫描 -- -- --
基站2水平 -- -- 扫描 -- --
基站2垂直 -- -- -- 扫描 --
测试结果显示，只要在16ms中，有足够多的传感器(sensor)点同时被垂直和水平方向上的光束扫到，这些传感器点相对于基站基准面的角度就能够被计算出来，而被照射到的传感器点在投影面上的坐标也能够获得。同时，静止时这些点在空间中的坐标是已经具有的，可以作为坐标参考，同空间位置信息对比，这样就能够计算出，当前被照的点相对于基准点的旋转和平移，进一步的得出这些点的坐标，从而捕捉移动的方向和旋转方向展示在虚拟环境里。

Claims (8)

1.一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，包括：虚拟场景搭建模块、粒子系统场景模拟模块、虚拟现实互交模块、空间定位模块；所述虚拟场景搭建模块用于制作搭建出与所需现实场景等比例大小的楼栋、空间距离和周边的虚拟世界；所述粒子系统场景模拟模块用于生成并控制虚拟环境中虚拟粒子形成抽象环境效果；虚拟现实互交模块通过输出模块将虚拟世界及环境效果反馈给体验人员并通过输入模块将体验人员的操作信息反馈至粒子系统场景模拟模块和虚拟场景搭建模块；所述空间定位模块用于采集体验人员空间信息为虚拟场景搭建模块和粒子系统场景模拟模块提供搭建虚拟环境和生产虚拟粒子所需的空间位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述虚拟场景搭建模块具体工作步骤为：
a.依据需要搭建的虚拟场景完成实地取景、收集数据、寻找素材；
b.通过3D建模软件进行初步场景建模再通过图像变换完成虚拟场景绘制；图形变换包括图形平移、图形比例变换、图形对称变换、图形旋转、图形交错变换、图形透视变换，其中，图形比例、对称、旋转、交错变换矩阵为：
Figure FDA0002521327890000011
图形平移变换矩阵为：
Figure FDA0002521327890000012
图形透视变换矩阵为：
Figure FDA0002521327890000013
场景建模的均质矩阵乘以对应的变换矩阵完成虚拟场景的转换搭建，其中x、y、z为场景坐标，a、b、f、p、g、h、e、n、v、d为变换系数；
c.对虚拟场景进行变换评估和碰撞评估，变换评估依据公式：
Figure FDA0002521327890000021
其中，Tx、Ty、Tz为变换后坐标矩阵，r、t、z分别表示X、Y、Z三个方向上的比例因子，当三个值相等时，证明变换为整体变换，当三个值不等时，表示虚拟场景为部分变换存在不真实情况；
碰撞评估过程为：建立二维参考平面，向量坐标μ变换为：
Figure FDA0002521327890000022
其中，wj,qj分别代表3D几何的坐标起点和终点，rj代表坐标顶点，再通3D几何坐标矢量之间的协方差矩阵：
Figure FDA0002521327890000023
检测场景碰撞，其中εja、εjk、νja、νjk、
Figure FDA0002521327890000024
为3d场景几何在2D坐标的投影点；
当变换评估和碰撞评估未通过时，重复步骤b，修改变换系数重新进行虚拟场景搭建，直至虚拟场景建模完成检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述粒子系统场景模拟模块采用多粒子组算法进行粒子操作控制，当一组粒子组被激活于主线程控制时，其余粒子组进入后台等待处理或进入子线程处理。
4.根据权利要求3所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述粒子操作包括：粒子生成、初始化粒子状态、添加粒子运动状态、更新粒子状态、渲染粒子组、删除粒子。
5.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述粒子生产位置利用中心极限定理通过Box Muller方法来生成服从正太分布的随机数获得。
6.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述输出模块包括屏幕、环绕音响、震动装置、自由度座椅。
7.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述输入模块包括视觉捕捉器、麦克风、手柄、触控屏、体感设备、全景摄像、游戏外设。
8.根据权利要求1所述的一种基于粒子系统的复杂虚拟现实模拟系统，其特征在于，所述空间定位模块包括传感器和至少两个基站，每个基站设有一个水平扫描激光发射器和一个垂直扫描激光发射器；定位时设定延迟时间，第一基站水平扫描激光发生器进行扫描，经过延迟时间，第一基站的垂直扫描激光发射器进行扫描，第一基站的激光发生器工作完毕后，经延迟时间依次另其余基站进行扫描；通过扫描数据获取传感器相对基站基准面角度进而获取扫描传感器在投影坐标，通过于传感器初始静止的参考坐标计算出传感器旋转度和平移量，获得传感器当前坐标，从而捕捉目标移动的方向和旋转方向在虚拟环境中展示。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113888687A (zh) * 2021-12-07 2022-01-04 南京开博信达科技有限公司 一种粒子动态变换的实现方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101251958A (zh) * 2007-07-06 2008-08-27 浙江大学 面向训练的汽车驾驶模拟机实现方法
CN106296348A (zh) * 2016-08-03 2017-01-04 陈涛 基于虚拟现实方法实现的室内场景模拟系统和方法
US20180082473A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 L-3 Communications Corp. Visualizing electromagnetic particle emissions in computer-generated virtual environments
CN109887369A (zh) * 2019-04-17 2019-06-14 江苏科技大学 一种船舶险情逃生模拟培训系统
CN110855482A (zh) * 2019-11-05 2020-02-28 智趣通信(深圳)有限公司 三维动态通信网络模拟仿真方法、系统及存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101251958A (zh) * 2007-07-06 2008-08-27 浙江大学 面向训练的汽车驾驶模拟机实现方法
CN106296348A (zh) * 2016-08-03 2017-01-04 陈涛 基于虚拟现实方法实现的室内场景模拟系统和方法
US20180082473A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 L-3 Communications Corp. Visualizing electromagnetic particle emissions in computer-generated virtual environments
CN109887369A (zh) * 2019-04-17 2019-06-14 江苏科技大学 一种船舶险情逃生模拟培训系统
CN110855482A (zh) * 2019-11-05 2020-02-28 智趣通信(深圳)有限公司 三维动态通信网络模拟仿真方法、系统及存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏佳丰等: ""基于Unreal Engine 4虚拟引擎模拟高校火灾逃生系统"", 《科学技术创新》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113888687A (zh) * 2021-12-07 2022-01-04 南京开博信达科技有限公司 一种粒子动态变换的实现方法及装置
CN113888687B (zh) * 2021-12-07 2022-04-26 南京开博信达科技有限公司 一种粒子动态变换的实现方法及装置

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