一种计算机虚拟滑雪仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种计算机虚拟滑雪仿真系统，包括物理层，该物理层包括物理仿真类设备以及计算显示系统类设备，所述物理仿真类设备包括滑雪模拟滑行台以及前置智能环境风场模拟系统；计算显示系统类设备包括虚拟仿真渲染主机、虚拟场景显示系统。本发明专利技术采用高性能虚拟现实VR图形渲染主机，配合5K(2*2560*1440)双目镜高清VR头显、智能环境风场模拟系统等，从而提供实时渲染的高仿真模拟滑雪感官内容。通过滑行台采集的体验者滑雪动作数据信号，为系统提供体验者滑雪动作信息，控制计算机虚拟仿真系统进行人机交互，实现体验者在虚拟冬奥滑雪场体验滑雪的仿真模拟感受。滑雪场体验滑雪的仿真模拟感受。滑雪场体验滑雪的仿真模拟感受。

【技术实现步骤摘要】
一种计算机虚拟滑雪仿真系统


[0001]本专利技术涉及一种仿真系统，具体涉及一种计算机虚拟滑雪仿真系统。

技术介绍

[0002]目前虚拟现实仿真技术已经发展得比较成熟，主要是以支持空间定位的专业VR头显设备(VR头盔、VR眼镜)作为虚拟环境视觉成像技术方案，配合高性能VR实时渲染主机进行虚拟化的三维场景渲染，从而为体验者呈现一个完全虚拟的高度仿真的体验环境。
[0003]在交互控制技术方案方面，目前主要采用多自由度蓝牙手柄、目镜焦点控制和动作感应跟踪器等几种方式进行操控。通过手柄、目镜、跟踪器内置传感器，获取3自由度或6自由度的位置信息，通过手柄按键、目镜中央焦点标识和虚拟按钮，在虚拟环境中实现虚拟目标的选定、确认、移动、动作捕获等虚拟与现实的交互控制操作。
[0004]传统利用VR模拟滑雪的技术解决方案，是通过站立式操控姿势，通过双手手柄前后挥摆，驱动传感器获取手柄位移速度，手柄挥动越快，标示体验者越努力滑行，对应虚拟场景中滑行者的移动速度越快，以此控制虚拟滑行。
[0005]当前滑雪VR类产品，主要定位游戏体验类应用，因此产品设计上，并不是以模拟真实滑雪体验为目的，只是以实现在虚拟的游戏雪地环境里，通过手柄控制完成滑行任务。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是一种计算机虚拟滑雪仿真系统，完全参照滑雪比赛，平行式滑雪规范动作标准(卡宾Carving)，体验者在模拟滑行中，双脚保持平行姿势，通过腿部左、右切换雪板板刃，进行卡宾Carving走韧动作高仿真模拟体验，体验者在本模拟滑雪器上的滑行体验动作，与真实高山滑雪比赛卡宾Carving走韧动作完全一致，科学性很强，符合科普应用需求；并根据气象科普专业知识特性，特别设计有智能环境风场模拟系统，可以根据模拟滑行中虚拟场景的天气实时变化，动态模拟滑雪过程中的不同风力。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种计算机虚拟滑雪仿真系统，包括物理层，该物理层包括物理仿真类设备以及计算显示系统类设备，所述物理仿真类设备包括滑雪模拟滑行台以及前置智能环境风场模拟系统；计算显示系统类设备包括虚拟仿真渲染主机、虚拟场景显示系统；
[0008]中间层，主要负责完成滑雪仿真模拟的3D渲染、数据处理以及软硬件接口的管理与控制，为上层应用提供有效的数据流；
[0009]应用层，主要负责最终用户的体验与交互，为用户提供友好、美观的用户界面，并实现用户运动操作数据与仿真内容数据的交换控制；
[0010]由虚拟仿真渲染主机传递气象环境数据至智能环境风场模拟系统，智能环境风场模拟系统为体验者产生环境风效仿真，拟仿真渲染主机传递滑雪影像仿真至虚拟场景显示系统显示，滑雪模拟滑行台传输运动数据至虚拟仿真渲染主机。
[0011]作为优选的技术方案，所述中间层包括3D渲染引擎、数据库引擎以及数据接口控
制。
[0012]作为优选的技术方案，所述应用层包括仿真用户界面UI以及仿真模拟交互，应用层与中间层连接交互，中间层与物理层连接交互。
[0013]作为优选的技术方案，其中，智能环境风场模拟系统，根据滑雪模拟系统中的滑雪气象指数变化数据，实时模拟滑雪运动中，雪场风力变化，通过设置前置风场模拟器，实现物理层面的风力输出与调控，用以营造不同风力条件下的人体感受。
[0014]作为优选的技术方案，所述虚拟场景显示系统采用一双目镜高清VR头显，佩戴在使用者眼部，用于显示滑雪影像。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用高性能虚拟现实VR图形渲染主机，配合5K(2*2560*1440)双目镜高清VR头显、智能环境风场模拟系统等，从而提供实时渲染的高仿真模拟滑雪感官内容；
[0016]通过滑行台采集的体验者滑雪动作数据信号，为系统提供体验者滑雪动作信息，控制计算机虚拟仿真系统进行人机交互，实现体验者在虚拟冬奥滑雪场体验滑雪的仿真模拟感受；
[0017]本系统设计符合国际滑雪职业训练标准及人体运动学设计原理的，能为体验者提供国际化的滑雪安全仿真体验感受。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的系统整体框架图；
[0020]图2为本专利技术的系统方框图。
具体实施方式
[0021]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，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。
[0022]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0025]本专利技术使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。
空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语
[0026]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]如图1和图2所示，一种计算机虚拟滑雪仿真系统，包括物理层，该物理层包括物理仿真类设备以及计算显示系统类设备，所述物理仿真类设备包括滑雪模拟滑行台以及前置智能环境风场模拟系统；计算显示系统类设备包括虚拟仿真渲染主机、虚拟场景显示系统；
[0028]中间层，主要负责完成滑雪仿真模拟的3D渲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机虚拟滑雪仿真系统，其特征在于：包括物理层，该物理层包括物理仿真类设备以及计算显示系统类设备，所述物理仿真类设备包括滑雪模拟滑行台以及前置智能环境风场模拟系统；计算显示系统类设备包括虚拟仿真渲染主机、虚拟场景显示系统；中间层，主要负责完成滑雪仿真模拟的3D渲染、数据处理以及软硬件接口的管理与控制，为上层应用提供有效的数据流；应用层，主要负责最终用户的体验与交互，为用户提供友好、美观的用户界面，并实现用户运动操作数据与仿真内容数据的交换控制；由虚拟仿真渲染主机传递气象环境数据至智能环境风场模拟系统，智能环境风场模拟系统为体验者产生环境风效仿真，拟仿真渲染主机传递滑雪影像仿真至虚拟场景显示系统显示，滑雪模拟滑行台传输运动数据至虚拟仿真渲染主机。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，宋瑶，李代玲，田依洁，冯娟，毛艳，李慧，
申请(专利权)人：北京气象新视野传媒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：