用于划船机的虚拟现实游戏实现方法技术

本发明专利技术公开了一种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括获取需要模拟的环境数据信息和基础贴图图片数据；对图片数据进行贴图绘制获取贴图数据；采用虚拟现实技术对环境数据信息和贴图数据处理得到划船机的虚拟现实场景实现基本数据；虚拟现实系统实时获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据；虚拟现实系统实时更新划船机的虚拟现实数据和运动状态数据，对划船过程进行力觉反馈和视觉反馈，满足用户操作划船机的虚拟现实体验。本发明专利技术通过虚拟现实的方式将划船机健身项目进行了虚拟现实的实现，提高了划船机在具体应用时的趣味性和娱乐性，从而提高了人们主动采用划船机进行健身的积极性。

A virtual reality game realization method used in rowing machine

The invention discloses a virtual reality game implementation method for a rowing machine, including obtaining the simulated data of the environment data and the basic map data, drawing the map data by mapping the picture data, and using the virtual reality technology to process the virtual reality of the rowing machine by processing the data and mapping data of the environment. The real scene realizes the basic data; the virtual reality system obtains the field of view data of the user's head movement and the user's motion data on the rowing machine in real time. The virtual reality system updates the virtual reality data and the motion state data of the rowing machine in real time, and carries out the force feedback and visual feedback to the rowing process to satisfy the user's operation. The virtual reality experience of the ship's aircraft. The invention of the boating machine is realized by virtual reality in the way of virtual reality, which improves the fun and entertaining of the boating machine in the application of the boating machine, thus improving the enthusiasm of the people to use the rowing machine to exercise the boating machine actively.

【技术实现步骤摘要】
用于划船机的虚拟现实游戏实现方法
本专利技术具体设计一种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法。
技术介绍
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，人们逐渐从体力劳动中解放出来，越来越多的工作需要人们坐着解决。然而由于长期伏案工作，人们常常感到腰肩疼痛、疲惫无力等症状，很多疾病也呈现出年轻化态势，加之生活节奏加快、职场的高压力等因素,很多人出现了各类亚健康状况。因此，健康的身体和生活已经成为了人们的最热门的追求之一，健身也逐步得到了人们的关注，成为了当下最热门的项目之一。目前，在当下的各类型的健身项目之中，划船机无疑是最热门的项目之一。划船机通过模拟划船的运动，可以锻炼平日动不着的肌肉，使背部、胸部等部位完成完整的收缩与伸展，因为“划船”时身体每一个屈伸动作、每次划桨的屈伸臂动作，使大约90％的伸肌参与了运动，因此对于平时几乎不参与任何活动的伸肌来说，划船机的作用是极大的。但是，目前的划船机健身项目往往设置在健身房，其虽然能够锻炼人们的身体肌肉，但是在健身的过程中，划船机使用起来极为枯燥单调，往往不能持续性的吸引人们长时间的锻炼。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用过程中趣味性强，具有较好的吸引力的用于划船机的虚拟现实游戏实现方法。本专利技术提供的这种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括如下步骤：S1.获取需要模拟的环境数据信息和基础贴图的图片数据；S2.对步骤S1获取的图片数据进行贴图绘制，从而获取贴图数据；S3.采用虚拟现实技术对步骤S1获取的需要模拟的环境数据信息和步骤S2获取的贴图数据进行处理，从而实现划船机的虚拟现实场景实现基本数据；S4.用户进入虚拟现实游戏后，虚拟现实系统实时获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据并输入虚拟现实系统；S5.虚拟现实系统根据步骤S4得到的用户操作数据和步骤S3的虚拟现实场景实现基本数据的模拟仿真，实时更新划船机的虚拟现实数据和运动状态数据，并对划船过程进行力觉反馈和视觉反馈，从而满足用户操作划船机的虚拟现实体验。步骤S1所述的需要模拟的环境数据信息，具体包括GIS数据和图片数据。步骤S2所述的对图片数据进行贴图绘制，具体为采用图像处理软件对图片数据进行贴图绘制。步骤S3所述的采用虚拟现实技术对需要模拟的环境数据信息和贴图数据进行处理，具体为采用如下规则进行处理：A.通过Unity3d的Terrain地形编辑器完成山峰、礁石、沙滩和陆地的建模；B.通过photoshop进行贴图的绘制；C.利用3dsmax多边形建模工具进行船舶、船桨、人物以及道具模型的建模；D.利用Unity3d的LineRenderer组件、MeshRenderer组件、触发器和粒子系统来对船桨拍打水花效果进行建模；E.采用弗洛伊德算法和快速傅里叶变换实现湖面的波动建模；F.采用高斯公式和菲利普斯谱算法实现湖面的湖浪的建模；G.采用柏林噪声对湖水随风浪大小发生的变化进行建模；H.采用Shader技术实现湖水的高光、仿射和折射渲染效果；I.湖水网络采用多组湖水网格模块无缝拼接成广阔的湖面。步骤S3所述的采用虚拟现实技术对需要模拟地区的环境数据信息和贴图数据进行处理，具体为采用如下步骤进行处理：(1)对所需数据进行统一并设置单位；(2)采用EditablePoly面片进行建模；(3)构建塌陷模型；(4)采用LightMap烘焙方式进行贴图；(5)对步骤(4)中的烘焙物体进行黑缝处理，从而完成模型的建立；(6)对步骤(5)中建立完成的模型进行检验；(7)对步骤(6)中检验通过的模型进行UI设计；(8)对步骤(7)中完成了UI设计的模型编写和添加脚本代码，从而完成数据的处理。步骤(7)中所述的进行UI设计，具体为采用如下步骤进行UI设计：1)对模型导出FBX格式；2)在Unity3D中进行资源分类；3)将分类后的资源导入相应的文件夹中；4)在Unity3D中进行场景布局以及特效制作；5)进行UI设计。步骤S4所述的获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据并输入虚拟现实系统，具体为采用如下硬件系统实现：硬件系统包括头戴式的虚拟现实显示器、划船机、角度传感器、控制电路、电源电路和手机端软件系统；划船机为健身项目的健身实体器械；电源电路与控制电路、角度传感器连接并供电；角度传感器安装在划船机的划桨处，用于获取船桨的角度信息并上传控制电路，从而使得控制电路能够获取用户对划船机的运动操作数据；手机端软件系统控制手机通过无线通信的方式与控制电路进行通信，从而使得控制电路能够获取用户头部运动的视场数据。所述的划船机为摇杆式划船机。所述的控制电路采用型号为ArduinoMega2560的开发板构成的控制电路。步骤S5所述的实时更新划船机的虚拟现实数据和运动状态数据并对划船过程进行视觉反馈，具体为采用如下规则实现：a.手机端软件系统使用Unity3D中的C#作为编译环境；单独开线程来处理串口通信，从而避免串口通信接受数据导致的程序中断；b.收集数据后，判定数据内容的有效性，按照Arduino定义的通信格式，找到数据的起始符以及终止符，随后对数据进行分割分析；c.进行数据解析，将数据分块后进行存储；d.实施更新程序变量，从而实现虚拟现实系统中船只的控制。本专利技术提供的这种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，通过虚拟现实的方式将划船机健身项目进行了虚拟现实的实现，提高了划船机在具体应用时的趣味性和娱乐性，从而提高了人们主动采用划船机进行健身的积极性。附图说明图1为本专利技术方法的方法流程图。图2为本专利技术方法中采用虚拟现实技术对需要模拟地区的环境数据信息和贴图数据进行处理的流程图。图3为本专利技术方法中获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据的硬件结构示意图。图4为本专利技术方法中的现实场景与虚拟现实场景的交互示意图。具体实施方式如图1所示为本专利技术方法的方法流程图：本专利技术提供的这种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括如下步骤：本专利技术提供的这种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括如下步骤：S1.获取需要模拟的环境数据信息和基础贴图的图片数据；需要模拟的环境数据信息包括GIS数据和图片数据等；需要模拟的环境数据信息则包括GIS数据和图片数据等；S2.采用图像处理软件(如PhotoShop等软件)对步骤S1获取的图片数据进行贴图绘制，从而获取贴图数据；S3.采用虚拟现实技术对步骤S1获取的需要模拟的环境数据信息和步骤S2获取的贴图数据进行处理，从而实现划船机的虚拟现实场景实现基本数据；具体为采用如下规则进行处理：A.通过Unity3d的Terrain地形编辑器完成山峰、礁石、沙滩和陆地的建模；B.通过photoshop进行贴图的绘制；C.利用3dsmax多边形建模工具进行船舶、船桨、人物以及道具模型的建模；D.利用Unity3d的LineRenderer组件、MeshRenderer组件、触发器和粒子系统来对船桨拍打水花效果进行建模；E.采用弗洛伊德算法和快速傅里叶变换实现湖面的波动建模；F.采用高斯公式和菲利普斯谱算法实现湖面的湖浪的建模；G.采用柏林噪声对湖水随风浪大小发生的变化进行建模；H.采用Shader技术实现湖水的高光、仿射和折射渲染效果；I.湖水网络采用多组湖水网格模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括如下步骤：S1. 获取需要模拟的环境数据信息和基础贴图的图片数据；S2. 对步骤S1获取的图片数据进行贴图绘制，从而获取贴图数据；S3. 采用虚拟现实技术对步骤S1获取的需要模拟的环境数据信息和步骤S2获取的贴图数据进行处理，从而实现划船机的虚拟现实场景实现基本数据；S4. 用户进入虚拟现实游戏后，虚拟现实系统实时获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据并输入虚拟现实系统；S5. 虚拟现实系统根据步骤S4得到的用户操作数据和步骤S3的虚拟现实场景实现基本数据的模拟仿真，实时更新划船机的虚拟现实数据和运动状态数据，并对划船过程进行力觉反馈和视觉反馈，从而满足用户操作划船机的虚拟现实体验。

【技术特征摘要】
1.一种用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，包括如下步骤：S1.获取需要模拟的环境数据信息和基础贴图的图片数据；S2.对步骤S1获取的图片数据进行贴图绘制，从而获取贴图数据；S3.采用虚拟现实技术对步骤S1获取的需要模拟的环境数据信息和步骤S2获取的贴图数据进行处理，从而实现划船机的虚拟现实场景实现基本数据；S4.用户进入虚拟现实游戏后，虚拟现实系统实时获取用户头部运动的视场数据以及用户对划船机的运动操作数据并输入虚拟现实系统；S5.虚拟现实系统根据步骤S4得到的用户操作数据和步骤S3的虚拟现实场景实现基本数据的模拟仿真，实时更新划船机的虚拟现实数据和运动状态数据，并对划船过程进行力觉反馈和视觉反馈，从而满足用户操作划船机的虚拟现实体验。2.根据权利要求1所述的用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，其特征在于步骤S1所述的需要模拟的环境数据信息，具体包括GIS数据和图片数据。3.根据权利要求2所述的用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，其特征在于步骤S2所述的对图片数据进行贴图绘制，具体为采用图像处理软件对图片数据进行贴图绘制。4.根据权利要求3所述的用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，其特征在于步骤S3所述的采用虚拟现实技术对需要模拟的环境数据信息和贴图数据进行处理，具体为采用如下规则进行处理：A.通过Unity3d的Terrain地形编辑器完成山峰、礁石、沙滩和陆地的建模；B.通过photoshop进行贴图的绘制；C.利用3dsmax多边形建模工具进行船舶、船桨、人物以及道具模型的建模；D.利用Unity3d的LineRenderer组件、MeshRenderer组件、触发器和粒子系统来对船桨拍打水花效果进行建模；E.采用弗洛伊德算法和快速傅里叶变换实现湖面的波动建模；F.采用高斯公式和菲利普斯谱算法实现湖面的湖浪的建模；G.采用柏林噪声对湖水随风浪大小发生的变化进行建模；H.采用Shader技术实现湖水的高光、仿射和折射渲染效果；I.通过以上步骤形成了基础湖水网格，然后采用多组湖水网格模块无缝拼接成广阔的湖面。5.根据权利要求4所述的用于划船机的虚拟现实游戏实现方法，其特征在于步骤S3所述的采用虚拟现实技术对需要模拟地区的环境数据信息和贴图数据进行处理，具体为采用如下步骤进行处理：（1）对...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭智婷，李克忠，赵华荣，吴天准，项勤峰，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43