CN111966437A - 三维互动式飞机手册设计、使用方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种设计和使用三维互动式飞机手册的方法、系统和设备，包括：接收将飞机手册设计成三维互动式飞机手册的请求；根据所述请求，评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册，如果确定合适，则根据所设计的飞机手册的种类、用户使用场景以及其他因素为所述飞机手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作；在完成所有三维UI界面的设计后，对所述三维互动式飞机手册进行测试；当测试完成后，发布经测试后的所述三维互动式飞机手册，供飞机运营和维护人使用。如果确定不适合，则结束设计。

Description

三维互动式飞机手册设计、使用方法及系统

技术领域

本发明涉及一种三维飞机手册设计领域，尤其涉及一种基于用户终端的三维互动式飞机手册设计和使用方案。

背景技术

工业产品设计完成后，制造商往往需要为产品的后期使用及服务(客户培训、用户使用维护等)后市场业务编写各类手册。尤其在民用飞机行业，由于飞机本身的高度复杂性和多样化，使得飞机手册更是成为运营和维护人必不可少的好帮手。飞机手册作为一本技术手册，详细介绍了涉及飞机的各个方面，例如基本驾驶指南、飞机的整体结构、各零部件的图解信息、线路接口按键和指示灯分布、应急设备位置、机载各主要设备的功能和操作指南、结构维修指南等等。这些海量的内容使得飞机手册变得臃肿不堪和难以查阅。并且，不同机型的飞机手册都会根据该机型的特点互有区别，不能通用。

随着信息技术的发展，飞机手册也从传统的超厚纸质手册转变为数字化版本。其手册的种类、内容、格式等趋于成熟化和标准化。传统的设计手册制作流程主要以office为工具，通过文字描述、插图等形式制作而成。但这种延续数十年的传统电子飞机手册制作方法已经难以满足产品功能展现以及客户使用需求，其弊端覆盖了手册编制、内容验证、实践使用等各环节。例如，传统的电子飞机手册主要包括基于飞机CATIA模型制作而成的二维静态视图，这种二维静态视图不利于视图的管理、维护和更新。另外，传统的手册正确性验证主要依靠反复人工校对以及结合与真实产品(飞机)的使用场景来进行验证，其结果往往会导致手册推迟验证或验证不彻底，给后期用户使用带来极大困惑。而且，传统的电子飞机手册缺少场景支持，使得飞行员难以马上将手册上显示的设备图片与实际环境中的设备相对应，导致即使标明了设备的位置参数，飞行员还是需要花费大量时间来寻找该设备。还有，用户在使用传统电子飞机手册时无法以互动的形式深入了解传统手册中文字描述所想表达的确切含义，导致浏览、培训、学习、实践过程周期长且容易产生误解。

因此，急需一种三维互动式飞机手册，克服目前平面飞机电子手册在内容以及实践使用过程中存在的各种问题。

发明内容

本公开涉及一种三维互动式飞机手册设计和使用方案。

根据本公开的第一方面，提供了一种设计三维互动式飞机手册的方法，包括：接收将飞机手册设计成三维互动式飞机手册的请求；根据所述请求，评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册，其中：如果确定所述飞机手册适合制作成三维互动式飞机手册：根据所设计的飞机手册的种类、用户使用场景以及其他因素为所述飞机手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作；在完成所述飞机手册的所有三维UI界面的设计后，对所述三维互动式飞机手册进行测试；以及当测试完成后，发布经测试后的三维互动式飞机手册；如果确定所述飞机手册不适合制作成三维互动式飞机手册，则所述方法结束。

根据本公开的第二方面，提供了一种三维互动式飞机手册设计系统，包括：输入模块，被配置为接收将飞机手册设计成三维互动式飞机手册的请求；评估模块，被配置为根据所述请求，评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册；设计模块，被配置为根据所设计的飞机手册的种类、用户使用场景以及其他因素为所述飞机手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作；测试模块，被配置为对所述三维互动式飞机手册进行测试；发布模块，被配置为发布经测试后的所述三维互动式飞机手册；以及数据库模块，被配置为存储用于设计和使用所述三维互动式飞机手册所需的各种数据。

根据本公开的第三方面，提供了一种使用如第一方面所述的方法所设计的三维互动式飞机手册的方法，包括：选择想要浏览的三维互动式飞机手册；调用并展现与所选三维互动式飞机手册相关联的章节目录结构以供用户选择；用户浏览所述章节目录结构并选择想要浏览的目录；根据用户对目录的选择，构建并显示与所选目录相关联的三维UI界面，其中所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作。

根据本公开的第四方面，提供了一种可远程访问如第二方面所述的三维互动式飞机手册设计系统的用户设备，包括：飞机手册客户端，其中所述飞机手册客户端包括：手册调用模块，被配置为呈现三维互动式飞机手册的列表并根据用户的选择调用选中的三维互动式飞机手册；目录树模块，被配置为呈现选中的三维互动式飞机手册的章节-目录结构，以供用户浏览和选择想要的目录；以及

场景UI模块，被配置为根据用户所选的目录的UI界面的框架从服务器处的所述三维互动式飞机手册设计系统中的全机模型数据库、手册场景数据库以及基于机载设备的信息数据库分别调用与该目录的UI界面框架相关联的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息以构建所述目录的三维UI界面并加载脚本代码以提供所述三维UI界面内的互动操作。

附图说明

为了描述可获得本发明的上述和其它优点和特征的方式，将通过参考附图中示出的本发明的具体实施例来呈现以上简要描述的本发明的更具体描述。可以理解，这些附图只描绘了本发明的各典型实施例，并且因此不被认为是对其范围的限制，将通过使用附图并利用附加特征和细节来描述和解释本发明，在附图中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的三维飞机手册设计系统的示意性结构框图。

图2示出了根据本公开的一个实施例的用于设计三维互动式飞机手册的方法的示意性流程图。

图3示出了根据本公开的一个实施例的用户设备的基本示意结构图。

图4示出了根据本公开的一个实施例的在用户终端处使用的所述三维互动式飞机手册的方法的示意性流程图。

图5示出了根据本公开的一个实施例的由手册调用模块所提供的章节-目录-子目录树型UI界面(电子手册子目录层级0)。

图6a示出了根据本公开的一个实施例的章节-目录-子目录树型UI界面的下一层级的界面(电子手册子目录层级1)。

图6b示出了根据本公开的一个实施例的章节-目录-子目录树型UI界面的再下一层级的界面(电子手册子目录层级2)。

图7示出了根据本公开的一个实施例的一个选中的目录的示例两维UI界面。

图8示出了根据本公开的一个实施例的一个选中的目录的示例三维UI界面。

具体实施方式

本公开涉及一种例如基于用户终端的三维互动式飞机手册设计和使用方案及系统。利用这种全新设计的三维互动式飞机手册，可以帮助运营和维护人更加生动形象地理解手册内容，进而准确理解和掌握产品的功能、性能及其他特点。其旨在解决目前二维平面电子飞机手册不能包含三维信息、缺乏互动功能、缺乏模型有效性管理、缺乏高效的手册内容验证措施等问题。

下面，结合图1来描述根据本公开的一个实施例的三维飞机手册设计系统的示意性结构框图。

如图1所示，所述三维互动式飞机手册设计系统100可以是由例如具有联网能力的计算机(例如服务器、计算机、云计算平台等)实现的系统，它主要包括：输入模块120、评估模块130、设计模块140、测试模块150、发布模块160以及数据库模块170组成。各模块之间通过数据总线彼此通信，并且所述模块仅仅是作为示例示出，而不是局限于此。

数据库模块170，主要负责存储用于构建三维互动飞机手册所需的各种数据，例如可由飞机制造商提供的传统的飞机电子手册、全机三维模型、机载设备信息等等，以及开发者针对三维飞机手册可能涉及的各种三维虚拟场景而预先开发的各种场景模板等等。数据库模块170中的这些数据不仅能够在设计三维互动飞机手册时帮助三维UI界面的构建，而且，在用户远程调用三维互动飞机手册时也能实时提供在所选的三维UI界面中需要显示的虚拟场景中所需的各种数据。具体而言，它可以包括：传统飞机电子手册数据库172、全机模型数据库174、手册场景数据库176以及基于机载设备的信息数据库178。其中，传统飞机电子手册数据库172收集并存储各种传统(二维)的电子飞机手册，传统的电子飞机手册一般都是基于章节的，以多层目录结构来组织数据。这些手册可以来自于飞机制造商、民用航空器管理部门等等途径。传统飞机电子手册数据库172中的这些电子手册可以通过在线调用的形式供用户调阅，并可被作为构建三维互动式飞机手册的数据基础。全机模型数据库174存储有从飞机制造商的飞机设计模型库中下载得到的各种民用飞行器的三维模型数据。这些模型数据可以直接从飞机制造商的飞机设计模型库(例如飞机制造商提供的飞机CATIA模型库)中复制下来，但更优选的是存储的可以是经过数据轻量化处理后的简化模型数据。手册场景数据库176则存储有根据全机模型的需求定制的各种三维虚拟场景模板，例如虚拟驾驶舱、虚拟客舱、虚拟仪表盘等等，这些场景可以作为三维UI设计中的场景基础供设计模块140调用。基于机载设备的信息数据库178则存储有在飞机手册中所涉及的各种机载设备的具体信息描述，例如尺寸、重量、外形、功能、位置等基本信息。这些信息可以来自飞机制造商或者生产相应机载设备的厂商。

而所述设计模块140进一步包括：模型轻量化模块142、贴图模块144以及场景创建模块146。

应该理解，系统中的上述这些模块和数据库可以利用现有计算机(例如服务器)的软件/硬件模块来实现，并通过数据总线彼此通信耦合。并且，所述模块和数据库仅仅是出于作为示例说明的目的而举出，并非是要将方案局限于此。更多或更少的模块和数据库也都属于本公开的范畴内。

下面结合上述模块对本公开的三维互动式飞机手册设计系统100的工作过程进行说明。首先，输入模块120可以从例如用户、飞机制造商等处接收基于传统的(二维)飞机手册来设计三维互动式飞机手册的请求。随后，评估模块130根据二维飞机手册的数据内容来评估所述内容是否适合以三维互动的形式制作成三维互动式飞机手册。接着，如果所接收的二维飞机手册被评估为适合制作成三维互动式飞机手册，则所述飞机手册的数据内容被进一步传递给设计模块140以根据手册的种类、用户使用场景等因素为手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景和互动操作脚本。

其中所述设计的主要流程包括：模型轻量化模块142首先对全机模型数据库174中所存储的与所请求的飞机手册相对应的飞机三维模型进行轻量化处理以减少后续三维处理的数据量。随后，贴图模块144先利用各种UV软件对飞机手册的三维模型进行UV处理，例如展UV处理，并使用贴图制作软件制作贴图。在完成贴图后，场景创建模块146使用三维开发工具根据手册场景数据库176中存储的与该飞机三维模型相关联的各种虚拟场景模板为飞机手册的各章节目录的三维UI界面创建相应的三维虚拟场景，并通过在虚拟场景中的相应位置处设置互动脚本来实现在该虚拟场景中的互动操作。

在完成所有三维UI界面的构建后，测试模块150对由具有三维虚拟场景和其中的互动脚本的各三维UI界面构成的三维互动式飞机手册进行测试，所述测试包括逻辑调试和功能调试，逻辑调试主要是测试每个UI界面之间的调用关系是否合理，而功能调试主要测试的是UI界面的各种功能(例如互动功能)是否正常。具体而言，所述调试过程可以涉及网络链接调试和系统功能调试两个阶段，即通过联网来远程测试所述UI界面的显示和各种功能访问是否正常的网络调试，以及本地系统功能调试，这须依据事先编制的脚本测试程序、功能测试程序进行调试。当完成对所构建的三维飞机手册的所有UI界面的调试测试任务后，发布模块160将所述经调试后的三维互动式飞机手册正式发布出来以供用户调用体验。所述发布可以是指将所述三维互动式飞机手册保存在服务器上以供用户远程调阅，或者可以将所述三维互动式飞机手册推送给用户设备，例如个人计算机、智能手机、数字助理、平板电脑、笔记本、虚拟现实眼镜等等，以供用户本地查阅。所述推送可以仅仅推送包含三维UI界面框架而不包含具体数据(例如三维数据、贴图数据和设备数据等)的简化三维互动式飞机手册，以减少对用户设备的带宽和存储要求。

在了解完所述三维互动式飞机手册设计系统100的基本工作过程后，结合图2来进一步描述下根据本公开的一个实施例的用于设计三维互动式飞机手册的方法的示意性流程图。

如图所示，在步骤210处，系统100的输入模块120可以从例如用户、飞机制造商等处接收将传统二维飞机电子手册设计成三维互动式飞机手册的请求。如果所述请求来自用户(例如飞行员或飞行爱好者)，则所述请求一般仅包含需要设计的传统飞机手册的标识，因为，所述传统飞机手册很可能已经被存储在系统100上的传统飞机电子手册数据库172中。因此，仅需要根据所述传统飞机手册的标识((例如点击手册的相应图标、检索飞机型号、出版号等)，系统100就能直接从传统飞机电子手册数据库172中获取用户所请求的传统飞机电子手册。在一些实施例中，如果系统100发现在传统飞机电子手册数据库172中并不存在用户所请求的飞机电子手册，则可以根据所述请求访问例如相应的飞机制造商的网站来获取所述飞机电子手册并将其存储在传统飞机电子手册数据库172，以扩充该数据库。

而来自飞机制造商的三维互动式飞机手册的设计请求则一般包括了传统的飞机电子手册，因为飞机制造商很可能是是要求系统100为其新研发的一款飞机设计其三维飞机手册，该新研发飞机的传统电子飞机手册还没有被存储在传统飞机电子手册数据库172中。因此，系统100可以从所述请求中提取出所述传统的飞机电子手册并将其存储到传统飞机电子手册数据库172中以扩充该数据库。

在获取所述传统电子飞机手册后，在步骤220处，评估模块130根据该电子(二维)飞机手册中的数据内容来评估所述电子飞机手册是否适合以三维互动的形式制作成三维互动式飞机手册。三维飞机手册的UI设计应该以“浅显易懂、显示信息完整、操作简便”为标准。一般来说，飞机手册的种类和数量基本是确定的，也即由于其专业性一般都是由专业厂家才能制造飞机手册，并不存在五花八门的DIY手册，因此，一般情况下无需手册的来源、真实性等进行评估验证。当然，在一些实施例中，也可以在评估步骤中先加入验证手册的来源的真实性和完整性的步骤，以更加严谨。在本公开的方案中，所述评估主要是检查手册中所涉及的内容是否是对飞机的物理结构与设备状况的描述和定义。如果是，则可以判定所述飞机手册适合制作成三维互动飞机手册。而一些飞机手册并非是对飞机结构的说明，如飞行操作指南、飞行员培训手册以及飞机飞行期间对飞行参数、重量、天气等参数进行规定的限制类手册。显然，这种飞机手册并不能制作出以三维互动形式展示飞机内部虚拟场景的三维飞机手册。

接着，如果评估模块130判定所请求的传统电子飞机手册适合被制作成三维互动形式的三维互动飞机手册，则在步骤230，所述传统电子飞机手册被转发给设计模块140以根据手册的种类、用户使用场景以及其他相关因素(例如传统二维飞机手册、各场景中涉及的设备类型、与设备相关的互动操作等)为手册设计相应的三维UI界面。所述三维UI界面包含了按照章节目录(电子手册常用的数据组织结构)被划分出的各种虚拟场景及其互动操作。

另一方面，如果评估模块130判定所请求的传统电子飞机手册并不适合被制作成三维互动形式的三维互动飞机手册，则直接跳转到“结束”步骤，整个流程就此结束。

在步骤230中，进一步包含了若干个子步骤。如前所述，系统100的全机模型数据库174中存储有来自飞机制造商飞机CATIA模型库中的各种飞机的三维模型。这些飞机三维模型是之后构建UI界面的虚拟场景的基础。但飞机制造商飞机CATIA模型库中的飞机三维模型通常都是制造生产级别的超精细模型，里面蕴含了大量几何数据。显然，如此庞大的数据对于仅仅用于说明飞机结构的飞机手册来说太过复杂，不仅会导致三维模型的处理速度大大降低并且还会占用大量存储空间。因此，结合飞机手册自身的特点，在开始飞机手册的三维设计之前，在步骤232处可以由模型轻量化模块142对全机模型数据库174中与所请求的飞机手册相关联的飞机三维模型进行轻量化处理。具体而言，例如，可以利用诸如PIXYZStudio软件将从飞机制造商飞机CATIA模型库中的飞机三维模型在保留清晰轮廓的同时使得所述模型的多边形数量尽量减少，以达到轻量化的目的，从而减少后期在渲染运算时对计算机CPU及显卡资源的消耗。在形成轻量化的飞机三维模型后，可以将其存回到全机模型数据库174中以取代原始的飞机三维模型，也可另构数据库。可以理解，所述轻量化处理仅仅是为了加快设计的速度，并非必不可少的步骤。实际上，在服务器性能足够强或飞机手册所涉三维飞机模型原本就很简单的情况下，也可以跳过该步骤直接采用CATIA模型库中的飞机三维模型用于后续的设计，这也在本方案的保护范畴中。

在对飞机三维模型进行轻量化处理之后，在步骤234处，先利用各种UV软件对经轻量化的飞机三维模型进行UV处理，例如展UV处理，并使用贴图制作软件根据UV处理后的数据对飞机三维模型制作贴图。具体而言，可以将经上述PIXYZ Studio软件处理过的经轻量化的飞机三维模型导入到例如Maya之类的三维建模和动画软件中，通过Maya软件进一步将其拓扑成低模，以便于进行展UV操作，以供后期贴图制作。然后，利用Maya软件中的UV编辑器功能进行展UV设计。所述展UV处理可以使得模型的贴图效果更真实。最后，将输出导出为FBX文件供之后备用。在完成展UV处理之后，开始制作贴图。贴图制作软件或方法很多，常见的有例如Photoshop、3Dmax等等。为了使得最终三维虚拟场景中的物体更加逼真且有质感，本公开的方案采用了三维制图软件Substance Painter制作高质量贴图。随后，导出贴图文件以供之后备用。

在贴图模块144完成三维模型的贴图后，在步骤236，场景创建模块146使用三维开发工具利用手册场景数据库176中的虚拟场景模板定制与经贴图的飞机三维模型相关联的各种三维虚拟场景(在其中包含各种与设备相关联的虚拟对象)，并通过在虚拟场景中的相应位置或对象处设置互动脚本来实现在该虚拟场景中的互动操作。所述互动脚本可以是预先存放在脚本库中的代码，也可以是开发软件自带的脚本或设计人员手动输入的脚本。利用所述互动脚本，用户可以与虚拟场景中的对象进行人机互动，例如放大、缩小、旋转、移动、选择、演示等等操作，在此不再一一例举。随后，包含所述虚拟场景和脚本的三维UI界面的三维互动式飞机手册被存储到服务器的数据库中以供后续处理。三维虚拟场景画面主要用Unity3D或UE4等软件来构建。具体而言，可以利用Unity3D或UE4等工具制作三维可视化场景，包括UI控件、程序场景调用、场景渲染等等。虚拟场景中的互动操作则可通过Unity3D中的脚本来实现。以Unity3D为例，其是由Unity Technologies开发的一个让用户轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合三维模型开发工具。除了三维模型开发工具外，Unity 3D还集成了MonoDeveloper编译平台，并支持UnityScript、C#、JavaScript和Boo这3种脚本语言，这使得为三维虚拟场景中的对象添加互动操作变得容易。如此，可以根据飞机手册的不同章节内容构建不同的相应虚拟场景和互动操作以实现三维互动式沉浸体验。

在完成所有三维UI界面的构建后，所述三维交互式飞机手册基本设计完成，但为了。在步骤240处，测试模块150对所构建的三维互动式飞机手册的各UI界面进行测试。如上所述，所述UI界面包含三维虚拟场景和其中的互动脚本。因此，所述测试包括测试每个UI界面之间的调用关系是否合理顺畅以及测试UI界面的显示和功能(例如互动功能)是否正常。具体而言，所述调试过程可以涉及网络链接调试和系统功能调试两个阶段，首先，进行本地系统功能调试，这须依据事先编制的脚本测试程序、功能测试程序进行调试。所述测试例如可包括：UI界面之间的调用是否顺利、UI界面中的虚拟场景的显示是否正确、虚拟场景中的添加的各种互动功能是否能实现以及系统的性能和稳定性等常规测试。开发人员可以根据需要对测试程序进行调整以满足要求。而网络链接调试则主要是负责测试对系统的网络链接(远程访问)功能是否正常，即用户能否通过各种网络(无线网络或有线网络，例如局域网、广域网、互联网、WLAN、WIFI、蜂窝网络等等)来正常访问服务器上的所述三维互动式飞机手册并实现互动式浏览体验。所述测试主要包括各种网络与服务器上的系统100的连通性测试、网络延迟测试、网络稳定性测试等等。

当完成对所构建的三维互动式飞机手册的所有三维UI界面的调试测试任务之后，在步骤250，发布模块160将所述经调试后的三维互动式飞机手册正式发布出来以供用户调用体验。在一个实施例中，所述发布可以是指将所述三维互动式飞机手册整体保存在服务器上以供用户远程调阅，提供手册的完整下载安装包或者可以将所述三维互动式飞机手册推送给用户设备，例如个人计算机、智能手机、平板电脑、虚拟现实眼镜，以供用户本地查阅。而在优选实施例中，所述发布还可以针对用户设备开发并提供轻量客户端供用户安装。该客户端包含了各种已发布飞机手册的简化版本，其仅包括章节目录结构、UI界面框架和互动脚本，而具体的三维模型数据、场景贴图数据和设备信息则还是被保存在服务器端的系统100的各数据库中。例如三维飞机模型数据被存储到全机模型数据库174，虚拟场景数据则存储到手册场景数据库176，而设备信息则保存在机载设备的信息数据库178中。等到用户浏览到飞机手册的相应的UI界面时再实时从服务器下载调用与该UI界面相关联的数据并显示给用户。利用该客户端既能方便用户更有效地远程调用三维互动式飞机手册，又能节省用户设备宝贵的存储空间。

在设计并发布了三维互动式飞机手册之后，下面结合附图3和4来描述下在用户设备处如何使用(访问和浏览)所述三维互动式飞机手册。

在附图3中，示出了根据本公开的一个实施例的用户设备300的基本结构图。如上所述，所述用户设备可以是例如个人计算机、智能手机、数字助理、平板电脑、笔记本、虚拟现实眼镜等等。它可以通过各种网络(例如有线和/或无线网络，包括但不限于蜂窝网络、WIFI、局域网等等)远程访问服务器上的三维互动式飞机手册设计系统100。

为了方便说明，在此，以用户设备安装了与三维互动式飞机手册设计系统100相关联的手册客户端为例进行使用说明，该手册客户端能够帮助用户更加有效便捷地访问服务器上的三维互动式飞机手册设计系统100。如图所示，用户设备300可以包括输入模块310、通信模块320、显示模块330、以及手册客户端340。其中，手册客户端340包括：手册调用模块342、目录树模块344以及场景UI模块346。这些模块可以利用现有计算设备的软件/硬件模块来实现，并通过数据总线彼此通信耦合。并且，所述模块仅仅是出于作为示例说明而举出，并非是要将方案局限于此。更多或更少的模块也都属于本公开的范畴内。

首先，输入模块310可以用来接收用户的输入，其可以包括来自键盘、鼠标、指示笔、手柄以及触摸屏等等的输入。通过所述输入模块310，用户可以发起调用三维互动式飞机手册的请求，并在浏览所述手册的过程中，对UI界面输入指令以执行相应的互动操作，例如放大或缩小对象、进入下层目录(菜单)、返回上层目录(菜单)等等。

而通信模块320则允许用户设备以无线或有线方式通过网络访问存储在服务器上的三维互动式飞机手册，并通过网络发送用户浏览指令和接收相应的数据反馈以实现手册远程调用。这种远程调用可以不需要将体积较大的三维互动式飞机手册本地存储在用户设备中，节省了用户设备宝贵的存储资源。

显示模块330则可以被配置为用于显示系统的各种界面、图像和数据。当用户开始浏览三维互动式飞机手册时，所述显示模块可以根据用户的指令显示飞机的各种UI界面。

上述模块是用户设备中常见的模块，因此，不再加以详细的描述。下面将重点描述飞机手册客户端340。

如前所述，飞机手册客户端340可以是为了快捷方便地访问和浏览在服务器上的由三维互动式飞机手册设计系统100所设计并发布的三维互动式飞机手册而开发的客户端，其可以是手机APP、小程序、插件以及软件应用等各种形式。在所述飞机手册客户端340中，包括了手册调用模块342、目录树模块344以及场景UI模块346这几个子模块。

出于节省存储空间的考虑，所述手册调用模块342中主要存储的是一些已发布的三维互动式飞机手册的简化版本，其包括基本的章节目录结构、UI界面框架和脚本代码，而UI界面中的具体的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息则依靠在需要时远程调用服务器上的系统100的全机模型数据库174、手册场景数据库176以及基于机载设备的信息数据库178中的相应数据来获取并填充。这样，可以在调用速度和存储空间之间达到有利的平衡。用户浏览所述手册调用模块342中罗列出的已发布的三维互动式飞机手册的列表。所述列表可以是例如文件名、文件夹、图标等形式，在本实施例中以飞机手册的封面截图为示例。用户通过输入模块310浏览并选择其中的一个飞机手册的图标，此时，手册调用模块342就根据用户的选择调用该三维互动式飞机手册的简化版本。

当手册调用模块342根据用户的请求指令调用了所选三维互动式飞机手册后，目录树模块344从该三维互动式飞机手册的简化版中读取出其章节目录结构并以目录层次结构形式显示给用户。众所周知，飞机手册是一种极其复杂的工具手册，里面可能涉及飞机的结构、布线、各部件、信号、维修等各个方面(章节)，而每个方面又可以被进一步划分成若干个目录，而目录下面可能还涉及数层子目录结构。因此，目录树模块344能够以树型形式清晰呈现章节、目录和子目录之间的关系，便利了用户在它们之间的浏览，并且在视觉效果上也显得更加合理有序。

用户可以使用输入模块310来通过目录树模块344在树型章节-目录结构中进行浏览，当用户浏览到树型结构的最底层子目录后，就应该显示与该子目录相关联的包含具体虚拟场景内容的三维UI界面。此时，场景UI模块346开始工作。所述场景UI模块346根据用户所要浏览的UI界面的框架从服务器处的三维互动式飞机手册设计系统100中的全机模型数据库174、手册场景数据库176以及基于机载设备的信息数据库178分别调用与该目录的UI界面框架相关联的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息。并且，所述场景UI模块346还加载存储的脚本代码以提供虚拟场景内的互动操作。这样，在等待短暂时间后(例如数秒或数毫秒，取决于用户设备联网的带宽)，所述场景UI模块346在获得了上述所有必要的数据之后，就能构建出与该三维互动式飞机手册的该子目录的三维UI界面(所述三维UI界面包括了三维虚拟场景和互动操作)，并将其提供给显示模块330以允许用户体验虚拟场景并与场景中的对象互动。

这样，只要用户在自己的用户设备上安装了飞机手册客户端340，就能以很小的存储和网络成本实现对众多三维互动式飞机手册的虚拟临场体验，帮助用户更好更快地学习手册的内容。

下面结合图4描述根据本公开的一个实施例的在用户终端处使用所述三维互动式飞机手册的方法的示意性流程图。为了清楚起见，在所述描述过程中进一步引用了多个UI用户界面的截屏图像以方便理解在不同目录层次的UI界面所包含的具体内容。

在图5的章节-目录-子目录树型UI界面中，展示了该电子手册子目录层级0，在其中示出了一些常用种类的飞机手册，包括但不限于：《飞机维修手册》、《飞机图解零件目录》、《故障隔离手册》、《客舱机组操作手册》、《应急设备位置图》、《机载设备位置指南》、《结构维修手册》、《区域和口盖手册》、《飞机总体介绍手册》等。应该理解上述这些飞机手册仅仅是作为示例给出，而非局限于此。其它飞机手册也属于本公开的保护范畴内。这些飞机手册可以采用如图2所述的三维互动式飞机手册的设计方法被系统100转换成三维互动式飞机手册。具体过程请参见图2所示的流程，在此不再详述。

如前所述，手册调用模块342可以预先存储有一些已发布的三维互动式飞机手册。所述手册可以是仅仅包含手册的封面、基本的章节目录结构、UI界面框架和脚本代码的简化版，或者是包括了基本的章节目录结构、UI界面框架和脚本代码以及各UI界面中的具体三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息的完整版。例如，比较常用且体积较小的手册可以优先以完整版形式存储在所述手册调用模块342中。这样，即使在不联网的情况下，用户也可以离线浏览这些手册的完整内容。而冷门的飞机手册可能只有封面著录信息被存储在手册调用模块342中以便用户能够检索到存在这样的一个飞机手册。只有在用户确认需要浏览这些手册时，才会从服务器上的系统100下载这些手册，如此，可以节省大量的存储资源。而大多数的常用的大体积飞机手册则优先考虑以简化版形式存储在手册调用模块342中。这样，既能提高浏览效率又不会过于消耗宝贵的存储空间。下面要描述的具体实施例中也主要是描述使用简化版形式的三维互动式飞机手册的示例。

首先，当用户想要浏览三维互动式飞机手册时，他点击安装在用户设备上的飞机手册客户端340以开始所述方法。在步骤410，用户点击手册调用模块342所提供的手册UI界面(如图5所示)中的一个表示已设计好的三维互动式飞机手册的图标，以此选中想要浏览的三维互动式飞机手册。如常见的UI界面一样，所述手册UI界面除了在其主体部分以行列方式展示飞机手册的图标之外，还在例如顶部或底部位置提供了例如“上一页”、“下一页”、“返回”、“退出”等常规的操作按键。当用户点击了手册UI界面中的某个飞机手册的图标后，即可调用该飞机手册。当然，如前所述，所述手册UI界面也可以以文件名、文件夹、图标等其他形式呈现所述三维互动式飞机手册的列表，在此不再详述。

当用户选中手册UI界面中的某个飞机手册的图标后，在步骤420，目录树模块344通过调用预存的或从服务器实时下载的与该飞机手册相关联的章节目录结构来将该飞机手册的章节目录展现给用户以供用户选择。为了方便设计，每一本三维互动式飞机手册均定义了相同的目录结构。当然，在一些实施例中，也可以针对不同的飞机手册设计不同的目录结构以实现个性化定制。三维互动式飞机手册的章节目录排版一般基于原始的“二维飞机手册”来制定。并且在每个目录下面可能还存在若干层的子目录。如图6a和6b所示，它们分别示出了章节-目录-子目录树型UI界面中的更深目录层次，即电子手册子目录层级1和电子手册子目录层级2。在图6a中，左边显示的页面是当前浏览的章节页面，而右边显示的页面则是当光标移动到左边的章节页面中的某个章节后所显示的该章节之下的各目录的预览页面，这样，随着用户在图6a的章节页面上光标移动，在右边的预览页面中也会相应地呈现出当前光标所指的章节的下一层目录结构。当点击了图6a中的章节页面中的第26章“防火”章节后，右边的显示“防火”章节的各目录的预览页面可以在一个例如页面整体从右向左移动的动画过程中被呈现到左边原本显示章节页面的位置，从而取代章节页面成为当前活动页面，同时，在右侧原本显示目录页面的位置处则显示了与左边的目录页面中的第26-24章“货舱灭火”有关的子目录页面以提供对下一层子目录的预览页面。限于篇幅，在此仅仅示出了章节-目录-子目录三层树型目录结构，但技术人员应该理解，还可以存在更多层次的目录，并且这些层次也属于本公开的保护范围。可以理解，在所述UI界面中，除了在主体部分呈现的各章节目录页面之外，在其例如顶部和底部还提供了各种导航按钮，例如如果在图6a中按下“返回(61)”按键，则UI界面则会返回到先前章节列表页面，而如果在图6b中按下“返回(62)”按键，则UI界面则会返回到图6a所示的样子。图6a和6b中的用户界面视图仅仅是举例说明，它还可以包括各种其他浏览和过渡方式，例如淡入淡出等等，并且还可以包含其他控件，例如“返回主页”按键、“关闭客户端”按键等等。这些导航按钮和其功能都是本领域技术人员所熟知的，在此不加累述。

在步骤430，用户利用各种导航控件和/或输入浏览所述章节目录结构并选择想要浏览的具体目录。如上所述，所述选择可能导致下一层子目录的展现，或者如果选择的目录已经是底层目录则执行下一步骤。

在步骤440，基于用户对底层目录的选择，可以先向用户显示与所选目录相关联的二维信息界面。例如，当用户通过章节-目录-子目录树型目录结构选择了底层目录(例如图6b中的第26-27章“手提式灭火器”)，此时，如图7所示，将在UI界面中显示该系统或设备(灭火器)的一般介绍信息，包括“设备外观图”、所属章节号、“系统/设备名称和件号”、以及其他相关信息等。这些信息均来自与服务器上的系统100中的基于机载设备的信息数据库178。之所以先提供这样一个两维的信息界面是因为并非飞机手册中的每一个子目录中的内容都需要被三维化，实际上，一些常用和简单的设备通过二维信息就能被用户所理解。因此，在本公开的方案中可以先以二维信息形式向用户展示基本设备信息。该二维信息可以直接来源于传统的二维电子飞机手册。如果用户想更深入地了解设备信息和使用环境，他可以点击图7中的例如“下一步”按钮以进入三维互动手册提供的三维UI界面，如图8所示。或者，可以通过按下“返回(71)”按键，将UI界面返回到图6a和6b所示的样子。应该理解，所述二维UI界面的显示是可选的步骤，并非一定要提供二维UI界面，技术人员可以根据具体需求来灵活配置是否要在显示三维UI界面之前先提供二维UI界面，以节省例如带宽和存储空间。

如果所述二维信息还无法满足用户的需求，则在步骤450，所述场景UI模块346可以根据用户的进一步请求，开始构建并显示与所选目录相关联的包含虚拟场景和互动脚本的三维UI界面。例如，当用户例如点击了“下一步”以请求显示与图7中所示的手持灭火器相关联的三维UI界面后，场景UI模块346开始工作以构建三维UI界面。所述场景UI模块346根据用户所请求浏览的目录(例如选中的第26-27章“手提式灭火器”)的UI界面的框架从服务器处的三维互动式飞机手册设计系统100中的全机模型数据库174、手册场景数据库176以及基于机载设备的信息数据库178分别调用与该目录的UI界面框架的虚拟场景相关联的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息以构建相应的三维虚拟场景。并且，所述场景UI模块346还同时加载脚本代码以提供在虚拟场景内的互动操作。在构建完该目录的三维UI界面之后，场景UI模块346将其提供给显示模块330以允许用户体验三维虚拟场景并与场景中的对象互动。

图8是在选择第26-27章“手提式灭火器”的情况下所显示的三维UI界面。在所述三维UI界面的主体部分80中主要包括两个显示区域，即在界面的左侧呈现出的手册文本显示区82和在界面的右侧显示出的场景互动操作区84。

在场景互动操作区84中呈现出与使用灭火器有关的一个虚拟场景，该场景的构建是基于从服务器上的系统100的全机模型数据库174和手册场景数据库176中调用的与所选目录或对象(例如上述示例手持灭火器)相关的三维飞机模型数据和虚拟场景数据。而在虚拟场景中的一些对象(例如“灭火器”、“仪表”)还相应配置了一组或多组互动脚本代码，以使得所述对象和其相关联的周边可以随着用户的指令而发生相应的互动。例如如果用户在图8所示的仪表盘上用两根手指上下或左右拉伸该仪表盘，则表示用户想要放大仪表盘以更好地进行观察，此时脚本代码可以根据用户的该互动操作指令仪表盘进行放大操作以满足用户的需求。类似地操作还可以有缩小仪表盘、放大或缩小灭火器、旋转灭火器、打开或关闭灭火器的手柄开关等等操作，这些操作都可以通过脚本代码来实现，在此不再累述。

而在手册文本显示区82中呈现的是与所选章节目录相关联的可供在右边的虚拟场景中执行的示例任务。这些任务实际上就是系统默认设置的一系列互动操作代码以帮助用户更好地进行互动。当用户选择了左边栏中的某个任务后，在右侧的虚拟场景就能相应地执行与该任务相关联的动作，例如播放演示如何安装灭火器的动画或如何拆卸灭火器的动画等等。在一些实施例中，手册文本显示区82还可以根据用户在场景互动操作区84中的操作显示相应的文本信息，例如，当用户选中图8所示的仪表盘时，在手册文本显示区82中可以具体显示仪表的数据信息，而当用户选中灭火器时，则可以显示该灭火器的设备信息，例如型号、制造商、尺寸、重量、有效期等等。所述设备信息可以从基于机载设备的信息数据库178中调取。

除了手册文本显示区82和场景互动操作区84之外，如图8所示，三维UI界面还可以包括其它区域。例如左下角的翻页、退出，中间的文本提示区以及右边的全屏图标。这些区域为所述UI界面提供了基本导航浏览操作和信息提示。这些区域在常用的UI界面中被经常使用，因此，在此不再详述。本领域技术人员可以根据不同的飞机手册种类有针对性地设计UI界面的具体功能模块以及页面布局，并根据实际需求对对象、区域、按键类型、功能和位置等等进行修改，并不局限于上述布局。

最后，在步骤460，判断用户是选择继续浏览目录还是结束浏览。如果用户选择浏览下一目录(例如点击“返回”按键)，则方法回到步骤430，使得用户能根据提供的章节目录结构来进一步选择下一感兴趣的目录，并根据用户的选择继续执行后续步骤。如果用户选择“结束”按键或点击了“关闭”软件按键，则所述方法结束。

在一些实施例中，若用户点击了诸如“上一章”、“下一章”按键则所述方法也可以直接将与上一章或下一章相关联的二维或三维UI界面直接显示给用户，而无需再返回到最初的章节目录结构。这种切换机制在手册浏览技术中也经常使用，在此不再详细描述。

虽然，在上述各实施例中，飞机手册客户端340被配置为以安装包形式被安装在用户设备上的软件或APP，但在其它实施例中，用户设备也可以通过例如浏览器使用诸如html5、Flash等标准来远程调用存储在服务器上的系统100所设计三维互动式飞机手册，而无需安装专门的手册客户端。或者，可以采用小程序、插件等形式。这些都属于本公开的保护范畴。

综上所述，本公开的设计具有以下优点：

采用虚拟现实技术构建二维手册中描述的三维互动式场景，用户可更加生动形象地理解手册内容，进而准确理解和掌握产品的功能、性能及其他特点；采用模型轻量化算法对飞机原始数模做降模处理，可优化材质贴图制作，大幅降低后期计算机图形渲染时对硬件资源的消耗；基于飞机手册开发的UI界面能使的飞机手册更加易用、好用；采用基于移动终端和无线网络架构的三维电子手册实现多用户访问和场景、模型的数据库管理功能。基于移动终端的三维互动式电子手册极大地方便了用户携带和结合实际场景参考使用。

以上结合附图对本公开的实施例进行了详细描述，但需要指出的是，上述实例所描述的是仅为本方案的优选实例而已，并不用于限制本方案。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。

另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。而且，相关领域的技术人员将领会，在不偏离如所附权利要求书所定义的本公开的精神和范围的情况下，所述实施例可以在形式和细节方面进行各种修改。因此，此处所公开的本公开的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种设计三维互动式飞机手册的方法，包括：

接收将飞机手册设计成三维互动式飞机手册的请求；

根据所述请求，评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册，其中：

如果确定所述飞机手册适合制作成三维互动式飞机手册：

根据所设计的飞机手册的种类、用户使用场景以及其他因素为所述飞机手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作；

在完成所述飞机手册的所有三维UI界面的设计后，对所述三维互动式飞机手册进行测试；以及

当测试完成后，发布经测试后的三维互动式飞机手册；

如果确定所述飞机手册不适合制作成三维互动式飞机手册，则所述方法结束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计包括下述步骤：

对现有的飞机三维模型进行轻量化；

对经轻量化的飞机三维模型进行UV处理和贴图处理；

根据预存的三维虚拟场景模板构建相应的三维虚拟场景并在所述三维虚拟场景中的相应位置处设置互动脚本。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册包括：

检查飞机手册中所涉及的内容是否是对飞机的物理结构与设备状况的描述和定义。

4.一种三维互动式飞机手册设计系统，包括：

输入模块，被配置为接收将飞机手册设计成三维互动式飞机手册的请求；

评估模块，被配置为根据所述请求，评估所请求的飞机手册是否适合制作成三维互动式飞机手册；

设计模块，被配置为根据所设计的飞机手册的种类、用户使用场景以及其他因素为所述飞机手册设计相应的三维UI界面，所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作；

测试模块，被配置为对所述三维互动式飞机手册进行测试；

发布模块，被配置为发布经测试后的所述三维互动式飞机手册；以及

数据库模块，被配置为存储用于设计和使用所述三维互动式飞机手册所需的各种数据。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据库模块还包括：

传统飞机电子手册数据库，被配置为收集并存储各种传统二维飞机电子手册；

全机模型数据库，被配置为从飞机制造商的飞机设计模型库中获得各种飞行器的三维模型数据；

手册场景数据库，被配置为存储根据全机模型的需求定制的各种三维虚拟场景模板；以及

基于机载设备的信息数据库，被配置为存储在各飞机手册中所涉及的各种机载设备的信息描述。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述设计模块包括：

模型轻量化模块，被配置为对所述全机模型数据库中所存储的与所请求的飞机手册相对应的飞机三维模型进行轻量化处理；

贴图模块，被配置为利用各种UV软件对所述飞机手册的数据进行展UV处理，并使用贴图制作软件根据展UV处理后的数据制作贴图；

场景创建模块，被配置为使用三维开发工具根据所述手册场景数据库中存储的与所述飞机三维模型相关联的三维虚拟场景模板为飞机手册的各三维UI界面创建相应的三维虚拟场景，并通过在虚拟场景中的相应位置处设置互动脚本来实现在该虚拟场景中的互动操作。

7.一种使用如权利要求1所述的方法所设计的三维互动式飞机手册的方法，包括：

选择想要浏览的三维互动式飞机手册；

调用并展现与所选三维互动式飞机手册相关联的章节目录结构以供用户选择；

用户浏览所述章节目录结构并选择想要浏览的目录；

根据用户对目录的选择，构建并显示与所选目录相关联的三维UI界面，其中所述三维UI界面包括三维虚拟场景以及相应的互动操作。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述构建并显示与所选目录相关联的三维UI界面包括：

从三维互动式飞机手册设计系统的全机模型数据库、手册场景数据库以及基于机载设备的信息数据库分别调用与想要浏览的目录的UI界面框架相关联的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息以填充所述UI界面框架，并且，加载脚本代码以提供所述三维虚拟场景内的所述互动操作。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述三维UI界面包括：手册文本显示区以及场景互动操作区；

其中所述场景互动操作区被配置为呈现与所选目录相关联的一个三维虚拟场景，并且所述三维虚拟场景中的对象可以根据用户的互动操作而发生互动；

其中所述手册文本显示区被配置为呈现与所选目录相关联的可供在所述三维虚拟场景中执行的示例任务。

10.一种可远程访问如权利要求4所述的三维互动式飞机手册设计系统的用户设备，包括：

飞机手册客户端，其中所述飞机手册客户端包括：

手册调用模块，被配置为呈现三维互动式飞机手册的列表并根据用户的选择调用选中的三维互动式飞机手册；

目录树模块，被配置为呈现选中的三维互动式飞机手册的章节-目录结构，以供用户浏览和选择想要的目录；以及

场景UI模块，被配置为根据用户所选的目录的UI界面的框架从服务器处的所述三维互动式飞机手册设计系统中的全机模型数据库、手册场景数据库以及基于机载设备的信息数据库分别调用与该目录的UI界面框架相关联的三维飞机模型数据、虚拟场景数据和设备信息以构建所述目录的三维UI界面并加载脚本代码以提供所述三维UI界面内的互动操作。

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