[发明专利]实时三维图形系统和虚拟现实交互技术

说明书

本发明涉及实时三维图形系统和虚拟现实交互技术，属于虚拟现实交互技术领域；所述数据服务层与ArcGIS Server连接；所述ArcGIS Server通过SDE与SQL Server数据库连接；所述SQL Server数据库与平台及数据层中的预报模型数据库连接；所述预报模型数据库中还设有属性数据库、空间数据库、专题数据库、3D模型数据库；所述属性数据库、空间数据库、专题数据库、3D模型数据库与预报模型数据库之间相互连接；它设计合理，可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性；也可以通过视频界面进行动作捕捉，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础。

技术领域

本发明涉及实时三维图形系统和虚拟现实交互技术，属于虚拟现实交互技术领域。

背景技术

人机交互、人机互动(英文：Human-Computer Interaction或Human-MachineInteraction，简称HCI或HMI)，是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。人机交互界面的设计要包含用户对系统的理解(即心智模型)，那是为了系统的可用性或者用户友好性。

随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强。随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外，通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

计算机屏幕是平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。比如要绘制的3d文字，即在原始位置显示高亮度颜色，而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓，这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时，可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字，只要使两个文字的坐标合适，就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。

现有技术中很多虚拟现实交互技术的应用，这样的应用必须结合三维技术，但是目前，三维技术的展现力有限，在实际应用中没有系统化，零散的二维图形以拼凑的形式展现，与虚拟现实交互技术的融合一般，此技术是当前VR设备的核心，因此具有较好的发展前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、使用方便的实时三维图形系统和虚拟现实交互技术。