[发明专利]一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法

权利要求书

1.一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法，其特征在于，包括以下控制步骤：

(1)不同的学员分别选择所需要的实训内容课程发出创建虚拟场景信号，系统根据接收到不同的学员发出的虚拟场景信号分别生成相应的虚拟场景；

(2)系统按照不同学员选定的人物类型分别在步骤(1)生成的虚拟场景中相应生成低面数虚拟人物模型，再分别对所生成的低面数虚拟人物模型贴图渲染后完成在虚拟场景中对各个学员所选定人物类型创建完整虚拟人物模型；

(3)学员对其所创建的完整虚拟人物模型发出的动作信号，系统接收到的动作信号后转换成相应学员所创建的完整虚拟人物模型的动作；

(4)系统将处于相同虚拟场景中的不同学员所创建的完整虚拟人物模型实现协同完成实训内容课程任务；

在所述的步骤(1)中，生成虚拟场景时包括如下步骤：

(1.1)先生成简易虚拟场景模型；

(1.2)确定虚拟场景中各个物体的空间位置；

(1.3)按确定出的虚拟场景中各个物体的空间位置生成物体模型，得到完整的虚拟场景；

在所述的步骤(1.3)中，按确定出的物体的空间位置生成物体模型时，先通过一个距离变化函数表示虚拟场景中各个模型的某一物体曲面的变化情况，在该物体模型的各个物体曲面都将该物体曲面内部的点到该物体曲面的距离设为负，将该物体曲面外部的点到该物体曲面的距离设为正，所述的距离变化函数如下所示：

其中，d(p,s)＝infd(p,q)，

p表示物体曲面内部的点，s表示变化前的物体曲面，θ表示物体曲面内部的点集合，d(p,s)表示物体曲面的点到曲面的距离，q表示变化后的物体曲面；

再通过一个局部变化函数公式表示该物体模型的全局变化，所述的局部变化函数公式如下：

其中，c_t为变化系数，d(p_i，q_j)为物体曲面新的变化距离，n表示物体曲面变化的内部点的总数，N表示物体曲面变化的曲面总数。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，对所生成的低面数虚拟人物模型贴图渲染时，根据所生成的低面数虚拟人物模型所处视角位置与设置好的阈值比较判断是否进行插值运算，若所生成的低面数虚拟人物模型所处视角位置大于阀值时，则不需要进行插值运算，若所生成的低面数虚拟人物模型所处视角位置等于或者小于阀值时，则需要进行插值运算。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法，其特征在于，所述的插值运算是根据所生成的低面数虚拟人物模型的网格四条边中点的高程值进行求导，求导公式如下：

其中，y表示高程值，x表示中点的横坐标，δ表示参数，取值为0.6；

设变量d为：

真实参数A计算公式如下：

A²＝logM(|y|)-logd-A，

真实补偿参数B计算公式如下：

求出建模的真实参数和真实补偿参数后，按所得真实参数和真实补偿参数对所生成的低面数虚拟人物模型重新建模后得到完整虚拟人物模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法，其特征在于，在所述的步骤(3)中，学员对其所创建的完整虚拟人物模型发出的动作信号包括走路移动控制信号和手臂移动控制信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟与现实的多人协同教学实训的方法，其特征在于，在所述的步骤(4)中，系统将处于相同虚拟场景中的不同学员所创建的完整虚拟人物模型在虚拟场景中移动时，根据每一个完整虚拟人物模型在该位置的移动方向、移动速度和移动时间，预测下一个时刻的坐标位置，并在未收到传输位置信息之前更新该完整虚拟人物模型的位置信息。