一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，通过让使用者控制的虚拟角色在虚拟场景受到外部伤害产生身体伤残，导致使用者无法对虚拟角色伤残部位进行有效控制，配合虚拟现实高沉浸感输出设备，令使用者获得外部伤害导致伤残的体验。本发明专利技术结合虚拟现实视觉、听觉、触觉输出设备、动作捕捉输入设备、电脑等硬件，并配合虚拟现实场景软件实现，其中虚拟现实视觉、听觉、触觉输出设备令使用者沉浸在虚拟场景中，动作捕捉输入设备将使用者动作映射到虚拟角色身上，电脑提供运算、储存等能力，虚拟现实场景软件载入虚拟场景和虚拟角色，处理输入、输出数据等。通过本发明专利技术，使用者可以安全地获得外部伤害导致身体伤残的真实体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及身体伤残的体验方法，特别涉及一种利用虚拟现实技术与设备在虚拟场景中体验外部伤害导致身体伤残的方法，属于虚拟现实技术应用领域。技术背景中国是一个人口大国，也是伤残人数最多的国家之一。据中国残疾人联合会推算，截至2010年末我国共有各类残疾人8500万人以上，其中重度残疾2518万人。这个人数仍然在逐年上升，其中一个重要的原因就是各类工伤，尤其是在体力劳动密集的行业与场景，例如各类矿山行业、危险化工品行业、建筑工地、隧道工程施工场所等。目前中国伤残相关的有两个主要问题：①各类从业人员，尤其是高风险行业从业人员对劳动安全的认识极度不到位，容易在工作中因为各种原因违规作业，导致事故产生，增加了伤残人数；②与巨大的伤残人数不匹配的，是专为伤残人士准备的有效特殊设备和专业照顾极其有限，导致许多伤残人士在社会中无法自立生活，进一步增加了整个社会的负担。导致这两个问题的最根本原因，就是因为正常人无法体会伤残人士在工作、生活中的各种困难：①各类从业人员不了解工作中不安全行为导致身体伤残后对生活造成的严重影响；②各类设备制造人员和社会管理人员不了解身体伤残人士在生活中对特殊设备和专业照顾真正的需要。为了解决这两个问题，最有效的方法是让正常人能够通过没有伤害的方法，来真切体验到身体伤残后在生活、工作中的困难。只有这样，各类从业人员才能在工作中重视如何避免不安全行为，防止其导致身体伤残；同时各类设备制造人员和社会管理人员才会根据各类身体伤残人士的真实需要，通过制造特殊设备和调动社会资源来使伤残人士过上更独立的生活。因此，专利技术一种在保证的安全前提下，体验外部伤害导致身体伤残的方法，就显得非常有必要了。
技术实现思路
如上所述，为了能够在保证安全的前提下，让正常人体验遭受外部伤害身体致残所产生的影响，本专利技术公开了一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，利用虚拟现实设备等硬件，让使用者在虚拟现实场景中通过控制与体验虚拟角色，来获得与虚拟角色相同的虚拟体验，甚至是外部伤害导致伤残的体验。本专利技术是一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征在于：通过让使用者控制的虚拟角色在虚拟场景受到外部伤害产生身体伤残，导致使用者无法对虚拟角色伤残部位进行有效控制，配合虚拟现实高沉浸感输出设备，令使用者获得外部伤害导致伤残的体验。如上所述，该方法结合虚拟现实视觉、听觉、触觉输出设备、动作捕捉输入设备、电脑等硬件，并配合虚拟现实场景软件实现。虚拟现实视觉输出设备为虚拟现实头戴式显示器，能够阻挡使用者看到外部世界，且能够保证使用者看到的画面随头部、身体的移动、转动等动作实时更新视角。虚拟现实听觉输出设备为立体声耳机，可以依据虚拟角色在虚拟场景中的位置、朝向等输出相应的立体声，并随着使用者的移动等操作对声音进行实时更新。虚拟现实触觉输出设备分为主动式与被动式两种，其中主动式主要负责让使用者感受到身体伤残导致的疼痛等感受，被动式主要负责使用者在虚拟场景中触摸、操作虚拟物品时需要获得的触感，两种类型可同时或单独存在。身体捕捉输入设备能够对使用者身体主要关节的转动等动作进行捕捉，并将这些动作转化为数据供后续使用。电脑能够提供足够的运算、储存、扩展等能力，将该方法所需的硬件、软件连接在一起。虚拟现实场景软件功能主要包括：①储存、载入虚拟现实场景与虚拟角色；②结合动作捕捉输入设备捕捉的使用者输入数据，更新虚拟场景与虚拟角色；③将更新后的虚拟现实场景与虚拟角色输出至虚拟现实视觉、听觉、触觉输出设备。该方法的流程为：①虚拟现实场景软件生成虚拟场景与虚拟角色，处理并准备好输入、输出设备等硬件的信号和数据处理；②使用者通过输入设备控制虚拟角色与对虚拟场景进行交互操作，并通过输出设备感知与体验虚拟现实场景与角色的反馈；③虚拟场景中的外部伤害造成导致了虚拟角色身体受到伤残，使用者也通过虚拟现实视听触觉设备感受到伤害；④使用者想通过动作对失去对虚拟角色伤残部位的进行控制但无法实现，主观上的控制意愿与客观上的无法实现控制之间的反差，令使用者体验到虚拟角色外部伤害导致的身体伤残。本专利技术的优点为：①本专利技术提供了一种安全地体验外部伤害导致身体伤残的方法，对身体无任何伤害；②本专利技术解决了以往正常人无法体会伤残人士在工作、生活中的各种困难的问题；③本专利技术结合了虚拟现实技术和动作捕捉设备，能够提供极高的沉浸感，获得的身体伤残体验非常真实。附图说明图1为本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的设备示意图；图2为本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的伤残前使用示意图；图3为本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的外部伤害示意图；图4为本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的伤残体验示意图；图5为本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的使用流程图。具体实施方式本专利技术公开了一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，通过让使用者控制的虚拟角色在虚拟场景受到外部伤害产生身体伤残，导致使用者无法对虚拟角色伤残部位进行有效控制，配合虚拟现实高沉浸感输出设备，令使用者获得外部伤害导致伤残的体验。虚拟现实技术的使用是为了提高该方法的沉浸感，以获得更加真实的伤残体验。在本方法中，用到的硬件设备包括但不限于虚拟现实设备、动作捕捉设备、电脑；同时需要配合专用的虚拟现实场景软件才能实现。其中：虚拟现实设备包括视觉、听觉、触觉设备，都属于输出设备，其中视觉、听觉设备分别为头戴式显示器、立体声耳机，可以随着使用者头部转动、移动等动作来相应改变显示器中画面和耳机中的声音；触觉设备包括主动式和被动式两种，其中主动式会在虚拟角色受到外部伤害导致身体伤残后，给使用者疼痛等刺激，被动式会在使用者操作虚拟角色与虚拟场景中的物品进行互动时，通过震动等方式令使用者获得触感，通过这些输出设备，最终保证使用者获得虚拟场景的高沉浸感体验。动作捕捉设备属于输入设备，包括但不限于陀螺仪、加速计等各类传感器、红外线摄像头、光学摄像头等，主要负责将使用者的身体主要关节的运动情况捕捉下来，并转化为数据，进一步在虚拟现实场景软件中成为虚拟角色的操作指令，以实现将使用者在现实生活中的动作完全映射到虚拟角色身上。电脑是整个系统的硬件基础，需要提供足够的运算、储存、扩展能力，并将输入、输出设备与虚拟现实场景软件进行对接。虚拟现实场景软件主要负责：①依据要体验的意外事故导致伤残类型，来载入、生成虚拟场景与虚拟角色，例如在矿山场景、建筑工地场景等等；②需要分析使用者通过动作捕捉设备输入的操作信号，将使用者的动作映射到虚拟角色身上，并随着使用者操作的虚拟角色与虚拟现实场景之间的交互，来实时更新虚拟场景与虚拟角色，其中重要的一条是需要分析外部伤害对虚拟角色造成的伤害部位，将这些部位设置为使用者无法通过动作进行控制；③将这些虚拟角色和虚拟现实场景的更新转化为相应的输出信号，传递至虚拟现实视觉、听觉、触觉设备，令使用者感知到个人动作与虚拟场景之间的虚拟互动。为了更加清晰地描述该专利技术的具体实施方式，结合示意图对其进行描述。图1展示了本专利技术一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法的设备示意图。图中包括使用者11、使用者所控制的虚拟角色12、虚拟现实视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：通过让使用者控制的虚拟角色在虚拟场景受到外部伤害产生身体伤残，导致使用者无法对虚拟角色伤残部位进行有效控制，配合虚拟现实高沉浸感输出设备，令使用者获得外部伤害导致伤残的体验。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：通过让使用者控制的虚拟角色在虚拟场景受到外部伤害产生身体伤残，导致使用者无法对虚拟角色伤残部位进行有效控制，配合虚拟现实高沉浸感输出设备，令使用者获得外部伤害导致伤残的体验。2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：结合虚拟现实视觉、听觉、触觉输出设备、动作捕捉输入设备、电脑等硬件，并配合虚拟现实场景软件实现。3.如权利要求1、2所述的一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：所需的虚拟现实视觉输出设备为虚拟现实头戴式显示器，能够阻挡使用者看到外部世界，且能够保证使用者看到的画面随头部、身体的移动、转动等动作实时更新视角。4.如权利要求1、2所述的一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：所需的虚拟现实听觉输出设备为立体声耳机，可以依据虚拟角色在虚拟场景中的位置、朝向等输出相应的立体声，并随着使用者的移动等操作对声音进行实时更新。5.如权利要求1、2所述的一种基于虚拟现实设备体验外部伤害导致伤残的方法，其特征是：所需的虚拟现实触觉输出设备分为主动式与被动式两种，其中主动式主要负责让使用者感受到身体伤残导致的疼痛等感受，被动式主要负责使用者在虚拟场景中触摸、操作虚拟物品时需要获得的触感，两种类型可同时或单独存在。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，聂百胜，何学秋，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11