VR头盔、晶体交互系统及方法技术方案

一种VR头盔、交互系统及方法包括：头盔本体、控制器、位置传感器、视窗，控制器包括：主控单元、存储器、电源模块、通信模块，主控单元包括：正前视野显示模块：接收晶体显示指令，控制在正前视野显示晶体结构并显示交互准星；视野改变模块：根据位移传感器位移改变视野的方向及位置；侧视野显示模块：根据转动控制改变视野显示并显示操作按钮，控制交互准星显示，根据位移或转动控制调整不同操作按钮与交互准星的相对位置以选择不同的操作按钮进行操作；上述VR头盔、晶体交互系统及方法使用沉浸式、现实映射、所见即所得的交互方式，使用者非常直观的感知晶体结构变化，像搭积木一样的优化晶体结构，提升了晶体研究的交互体验和研发效率。

【技术实现步骤摘要】
VR头盔、晶体交互系统及方法
本专利技术涉及交互设备，特别涉及一种VR头盔、晶体交互系统及方法。
技术介绍
当前晶体的可视化和人机交互的技术主要是通过电脑、平板电脑或手机的显示器展示3维立体图，并支持用鼠标、键盘和触摸屏进行旋转、缩放、移动、改变颜色、关闭和显示某些属性等操作。在当前技术下，用户只能通过显示器这样的平面方式观看空间的立体晶体结构，前面的原子和分子键会遮挡住后面的原子和分子键，用户只能通过用鼠标旋转视角的方式将后面的原子转到前面来查看。这样用户就需要有比较好的空间想象能力才能搞明白结构的微观结构特点。在对晶体进行交互操作的时候，只能依靠鼠标点击按钮进行操作，这种交互方式不能让用户像操作真实世界物体的方式操作晶体结构，导致交互的直观性不够，学习难度比较大。对于一些复杂的操作，比如从两个方向同时对晶体结构施加作用力，看看晶体能量的变化情况时，当前技术的交互会很复杂且难用。因为用户需要通过输入作用力的角度值和力度值，然后用点击作用按钮进行操作，或是通过编写一大段代码来实现这样的交互，非常的不直观，而且效率很低。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VR头盔，其特征在于，包括：头盔本体、设置在所述头盔本体中的控制器、设置在所述头盔本体上并与所述控制器通信连接且受控检测位移或方向或转动角度的位置传感器、设置在所述头盔本体上并与所述控制器通信连接且受控显示的视窗，所述视窗包括：受控模拟显示左眼场景的左眼视窗与受控模拟显示右眼场景的右眼视窗，所述控制器包括：主控单元、与所述主控单元连接的存储器、提供供电的电源模块、及与所述主控单元连接并受控与外部通信的通信模块，/n所述主控单元包括：/n正前视野显示模块：接收晶体显示指令，则控制在正前视野显示晶体结构并控制在视野中显示交互准星；/n视野改变模块：若位移传感器检测到位移或转动，根据位移或转...

【技术特征摘要】
1.一种VR头盔，其特征在于，包括：头盔本体、设置在所述头盔本体中的控制器、设置在所述头盔本体上并与所述控制器通信连接且受控检测位移或方向或转动角度的位置传感器、设置在所述头盔本体上并与所述控制器通信连接且受控显示的视窗，所述视窗包括：受控模拟显示左眼场景的左眼视窗与受控模拟显示右眼场景的右眼视窗，所述控制器包括：主控单元、与所述主控单元连接的存储器、提供供电的电源模块、及与所述主控单元连接并受控与外部通信的通信模块，
所述主控单元包括：
正前视野显示模块：接收晶体显示指令，则控制在正前视野显示晶体结构并控制在视野中显示交互准星；
视野改变模块：若位移传感器检测到位移或转动，根据位移或转动控制改变视野的方向及位置；
侧视野显示模块：若检测到向侧部转动，根据转动控制改变视野显示侧视野并显示操作按钮，控制交互准星显示，检测位移或转动调整，根据位移或转动控制调整不同操作按钮与交互准星的相对位置以选择不同的操作按钮进行操作。


2.根据权利要求1所述的VR头盔，其特征在于，所述操作按钮包括：选择按钮、晶体调整按钮、信息显示/关闭按钮、氢键显示/关闭按钮、保存按钮；
所述主控单元还包括：
选择模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整选择按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制选择按钮处于激活状态，根据位移传感器的位移或方向或转动检测头盔本体的移动或转动的相对位置，通过头盔本体的相对位移或转动控制移动或旋转晶体到相应位置并显示，若检测到交互准星相对位移到晶体的原子或晶胞顶点位置，则控制相应的原子或晶胞顶点处于选择状态，若接收到锁定指令，控制选择的元素进行映射锁定，若选择的元素进行映射锁定后，若检测到交互准星再次移动到选择按钮相应位置，接收到开关指令，则控制选择按钮处于非激活状态；
晶体调整模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体调整按钮与交互准星的相对位置，若调整到设定相应位置，接收到开关指令，晶体调整按钮处于激活状态，若检测到旋转或缩放或移动指令则控制旋转或缩放或移动晶体结构，若检测到保持指令，则控制对晶体进行映射锁定；
信息显示/关闭模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整信息显示/关闭按钮与交互准星的相对位置，若调整到设定相应位置，接收到开关指令，若信息显示/关闭按钮为显示状态则控制在晶体中的原子相应位置显示原子名称、编号和元素符号中的一种或多种信息，若信息显示/关闭按钮为关闭状态则控制显示信息消失；
氢键显示/关闭模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整氢键显示/关闭按钮与交互准星的相对位置，若调整到设定相应位置，若接收到开关指令，若氢键显示/关闭按钮为显示状态则控制在晶体中两个可以形成氢键的原子之间进行连接显示，若氢键显示/关闭按钮为关闭状态则控制显示信息消失；
保存模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整保存按钮与交互准星的相对位置，若调整到设定相应位置，若接收到开关指令，则控制将当前晶体结构进行保存。


3.根据权利要求1或2所述的VR头盔，其特征在于，所述操作按钮包括：晶体密度按钮、晶体能量按钮、晶体异常按钮、晶体加压按钮、晶体微扰按钮；
所述主控单元还包括：
晶体密度模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体密度按钮与交互准星相对位移，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制晶体密度按钮在显示状态和关闭状态之间进行切换，若检测到晶体密度按钮为显示状态则受控将计算的当前晶体结构的密度显示，若检测到当前晶体结构改变则受控将重新计算当前晶体的密度更新显示；
晶体能量模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体能量按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制晶体能量按钮在显示状态和关闭状态之间进行切换，若晶体能量按钮处于显示状态则受控将计算出的当前晶体结构的能量显示，若检测当前晶体结构改变则受控将重新计算的当前晶体的能量更新显示；
晶体异常模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体能量按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制晶体异常按钮在显示状态和关闭状态之间进行切换，若晶体异常按钮处于显示状态则受控将晶体异常判断结果显示或标识；
晶体加压模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体加压按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制晶体加压按钮在加压模式和关常规模式之间进行切换，若晶体加压按钮处于加压模式，若接收到调节指令，根据调节指令对晶体进行压力调节，若晶体压力改变，受控将计算的当前压力下的晶体结构进行更新显示；
晶体微扰模块：根据位移传感器检测到的位移或转动调整晶体微扰按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到开关指令，控制晶体微扰按钮晶体微扰模式和常规模式之间切换，若晶体微扰按钮处于晶体微扰模式，则受控将在设定范围内随机变动的晶体可变自由度的变化结果进行显示，若接收到暂停随机微扰指令则显示此时的晶体结构。


4.一种晶体交互系统，其特征在于，包括：
构建晶体模型模块：读取晶体参数，获取晶体内各分子中的原子坐标的位置和空间群信息，构建虚拟的晶体3D模型；
交互模块：控制VR头盔的视窗显示当前面对方向的视野区域，根据VR头盔的位移传感器检测方向改变数据控制实时改变当前视野区域的渲染，控制初始条件下显示正前视野为晶体的3D空间结构，根据VR头盔转动或移动的位置，控制改变VR头盔视野的方向和沉浸式空间所处位置，控制侧视野显示操作按钮，控制在VR头盔视野中显示交互准星；
系统选择模块：根据VR头盔的位移传感器检测到的位移或转动调整选择按钮与交互准星相对位置，若调整到设定的相应位置，若接收到交互球的开关指令，控制VR头盔的侧视野的选择按钮处于激活状态，根据VR头盔的位移传感器的位移或方向或转动检测头盔本体的移动或转动的相对位移，通过头盔本体的相对位移或转动控制移动或旋转晶体到相应位置并显示，若检测到VR头盔的视野上的交互准星相对位移到其所显示的晶体的原子或晶胞顶点位置，则控制VR头盔的视野中显示的晶体的相应的原子或晶胞顶点处于选择状态，若接收到交互球的锁定指令，控制选择的元素与交互球进行映射锁定，选择的元素与交互球进行映射锁定后，若检测到所述交互准星再次移动到选择按钮相应位置，接收到交互球的开关指令，则控制VR头盔的侧视野中的选择按钮处于非激活状态。


5.根据权利要求4所述的晶体交互系统，其特征在于，还包括：
系统晶体调整模块：根据VR头盔上的位移传感器检测到的位移或转动调整晶体调整按钮与交互准星的相对位置，若调整到设定相应位置，接收到交互球的开关指令，VR头盔的侧视野中显示的晶体调整按钮处于激活状态，若检测到交互球的旋转或缩放或移动指令则控制旋转或缩放或移动VR头盔的视野中显示的晶体，若检测到交互球的保持指令，则控制VR头盔的视野中显...

【专利技术属性】
技术研发人员：师雪坤，马健，温书豪，赖力鹏，
申请(专利权)人：深圳晶泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44