CN206039650U - 一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，包括计算机，与计算机相连的投影设备和体感设备，以及向计算机推送建筑设计方案的智能移动终端设备；所述计算机包括顺次连接的场景交互模块，系统标定模块、人体数据获取模块、虚拟摄像机参数校正模块以及场景渲染模块；所述场景交互模块与智能移动终端设备相连，所述场景渲染模块与投影设备相连。实现实时地切换不同的设计方案，让用户在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观，产生一种身临其境之感，而且可以对某个特定的局部作修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较，为建筑设计提供方便，使设计效果达到最大客户满意度。

Description

一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统。

背景技术

目前，在建筑设计过程中，一般都会对未来建筑物的形象做多种设想，对设计的建筑物提出不同的设计方案，通过分析比对以提出进一步的改进或设计方向。

现阶段的表现形式大多为二维效果图或者三维建模。但这些表达方式只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，无法使人感受设计方案带来的切实体验，同时也不能对不同方案进行有效的比较和分析，设计灵感来源于生活中的真实体验，没有这种体验，简单的二维效果设计图同时也会增加建筑设计方案的修改和分析复杂度，不能有效的使设计效果达到客户最大满意度，增加成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中建筑设计方案的表现形式为二维效果图或三维建模，增加了建筑设计方案的比较分析复杂度，增加成本，很难达到客户满意度等缺陷，提出的一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，实现实时地切换不同的设计方案，让用户在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观，产生一种身临其境之感，而且可以对某个特定的局部作修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较，为建筑设计提供方便，使设计效果达到最大客户满意度。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，包括计算机，与计算机相连的投影设备和体感设备，以及向计算机推送建筑设计方案的智能移动终端设备；所述计算机包括顺次连接的场景交互模块，系统标定模块、人体数据获取模块、虚拟摄像机参数校正模块以及场景渲染模块；所述场景交互模块与智能移动终端设备相连，所述场景渲染模块与投影设备相连。

进一步的，所述投影设备包括4台投影机阵列，其投射区域为由水平投影面以及与水平投影面垂直的三个竖直投影面组成的立体投影空间，使用户真实的感受建筑设计方案所带来的体验。

进一步的，所述系统还包括与计算机相连的音响设备，当人体验不同的设计风格时，音响设备自动播放与设计风格匹配的音乐或音效（例如进入客厅自动播放电视音效，进入卧室自动播放舒缓音乐），使体验更真实。

进一步的，所述智能移动终端设备与计算机采用UDP通信，UDP不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、通过智能移动终端设备向计算机推送设计方案，并通过投影设备投影，可以实时的展示一座建筑的虚拟设计三维场景，达到3D效果，更具真实感；并且还可以通过场景交互模块等实现随意切换不同的建筑设计方案，切换不同的装修素材；建筑设计场景可以根据设计者的位置实时变化视角，并自动播放音效，有身临其境的感觉；

2、通过智能移动终端设备控制显示内容，便携灵活，不仅让用户在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观，产生一种身临其境之感而且还方便对不同设计方案进行比较、对某个特定的局部作修改，并实时地与修改前的方案进行分析比较，为建筑设计提供方便，使设计效果达到最大客户满意度，降低设计成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例所述系统模块结构示意图；

图3为本实用新型实施例投影空间示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，下面结合具体实施例对本实用新型做进一步地说明。

参考图1、图2，本实施例提出一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，包括计算机，与计算机相连的投影设备和体感设备，以及向计算机推送建筑设计方案的智能移动终端设备；所述计算机包括顺次连接的场景交互模块，系统标定模块、人体数据获取模块、虚拟摄像机参数校正模块以及场景渲染模块；所述场景交互模块与智能移动终端设备相连，所述场景渲染模块与投影设备相连。

如图3所示，所述投影设备包括4台投影机阵列，投影机1、投影机2、投影机3以及投影机4，四台投影机的投射区域为由水平投影面（本实施例中为地板）以及与水平投影面垂直的三个竖直投影面（本实施例中为墙壁）组成的立体投影空间，本实施例中体感设备1可以为四台，根据实际情况选择，人站在投影空间中感受建筑设计效果，使人真实的感受建筑设计方案所带来的体验。

下面结合具体的处理过程进一步说明本实施例所带来的效果：

首先由智能移动终端设备向计算机推送设计方案，智能移动终端设备（例如：Android手机、pad）安装客户端软件，可以选定不同的建筑设计方案，也可选定不同的装修素材（例如墙面颜色，地板选材，沙发样式等），推送到计算机，由场景交互模块接收到该推送信息后，把相应视频信息传输到各个投影机，由投影机实时投影出画面，计算机将建筑设计方案通过投影机投放到墙壁和地面，实现三维虚拟场景显示效果。

然后通过体感设备获取人体的骨骼数据和运动轨迹，人在体感设备视野范围内，体感设备捕捉用户的身体姿势，传输到计算机，计算机内的系统标定模块获取体感设备相对于场景的坐标，人体数据获取模块获取人的头部位置（眼部位置）在场景中的坐标，计算机把获取的人体数据信息通过矩阵换算到世界坐标系下，与建筑设计方案统一坐标。

虚拟摄像机参数校正模块将人体的眼部位置与投影显示区域构成一个虚拟的透视摄像机，摄像机的原点为人体头部位置（即眼部位置），并计算分析该透视摄像机模型的参数，如视野角fov,纵横比aspect等，获得透视摄像机模型后，由场景渲染模块根据投射摄像机模型渲染投影机投射区域的实时画面，并通过投影机将实时画面投射到三个墙壁和地板，实现用户与建筑设计方案三维场景的实时交互，使用户有沉浸式感觉，并且用户的挥手等动作，由体感设备采集后，计算机还可以通过场景交互模块切换不同的设计方案。

本实施例中，所述系统还包括与计算机相连的音响设备，当人体验不同的设计风格时，音响设备自动播放与设计风格匹配的音乐或音效（例如进入客厅自动播放电视音效，进入卧室自动播放舒缓音乐），使体验更真实。所述智能移动终端设备与计算机采用UDP通信，UDP不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，提高整个系统的工作性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于虚拟现实的建筑设计交互应用系统，其特征在于：包括计算机、与计算机相连的投影设备和体感设备、以及向计算机推送建筑设计方案的智能移动终端设备，所述智能移动终端设备与计算机采用UDP通信；

所述投影设备包括4台投影机阵列，其投射区域为由水平投影面以及与水平投影面垂直的三个竖直投影面组成的立体投影空间；

所述计算机包括顺次连接的场景交互模块、系统标定模块、人体数据获取模块、虚拟摄像机参数校正模块以及场景渲染模块；所述场景交互模块与智能移动终端设备相连，所述场景渲染模块与投影设备相连。

2.根据权利要求1所述的建筑设计交互应用系统，其特征在于，所述系统还包括与计算机相连的音响设备。