[发明专利]基于虚幻4引擎技术的虚拟现实交互系统

说明书

本发明公开了基于虚幻4引擎技术的虚拟现实交互系统，包括教学资源平台、教员端智能交互设备、学员端智能交互设备、三维模型构建单元和虚幻引擎控制单元；教学资源平台包括数据库服务器、控制模块和面向用户交互端；教员端智能交互设备包括头戴式显示模块、语音录入模块、智能指套和头部运动测量模块；学员端智能交互设备包括头戴式显示模块、听筒模块和穿戴式人体加速度传感器；虚幻引擎控制单元包括三维动画人物设置模块、声音模拟模块和灯光渲染模块。本发明补充和完善了现有教育体系，有利于减轻不同地区的教育资源差异问题，同时在这种沉浸式虚拟现实教学模式下，使教员和学员都有身临其境的感受，可间接的对学员发挥督导作用。

技术领域

本发明涉及虚拟技术领域，具体涉及基于虚幻4引擎技术的虚拟现实交互系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)，又译为临境，灵境等。从应用上它是一种综合了计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、3D显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、运动学等各种学科的综合应用。虚拟现实的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并于虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。在我国，虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离，随着计算机图形学、计算机工程学等技术的高速发展，虚拟现实技术已经得到了相当的重视，研究与应用VR，建立虚拟环境、虚拟场景模型以及分布式VR系统的开发正朝深度和广度发展。

为了提高教育资源分配均衡性，保障不同地区均能获得良好的教育资源，开发多功能互动教学系统具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有教育资源分配不均匀，以及现有在线学习方式下，大多数学员的主观能动性较差学习效率较低，目的在于提供基于虚幻4引擎技术的虚拟现实交互系统，补充和完善了现有教育体系，有利于减轻不同地区的教育资源差异问题，同时在这种沉浸式虚拟现实教学模式下，使教员和学员都有身临其境的感受，可间接的对学员发挥督导作用，提高在线学习效率。

本发明通过下述技术方案实现：

基于虚幻4引擎技术的虚拟现实交互系统，包括教学资源平台、教员端智能交互设备、学员端智能交互设备、三维模型构建单元和虚幻引擎控制单元；

所述教学资源平台包括数据库服务器、控制模块和面向用户交互端；

所述数据库服务器，用于存储教学资源、教员信息、学员信息和虚拟三维教学场景，所述教学资源包括已授课程和预约课程；所述教员信息包括姓名、教授科目、课程安排、年龄、身份认证、联系方式和对应教员端智能交互设备编号；所述学员信息包括姓名、学习科目、课程安排、年龄、身份认证、联系方式和对应学员端智能交互设备编号；

所述控制模块，用于接收并审核教员端智能交互设备和学员端智能交互设备的接入请求，向通信连通的教员端智能交互设备和学员端智能交互设备实时发送所述虚拟三维教学场景；

所述面向用户交互端包括常规课程教学资源管理、用户管理和共享资源管理；常规课程教学资源管理用于用户查询、预约和在线学习教学资源；所述用户管理包括教员账户管理、学员账户管理以及下载或存储教学资源；所述共享资源管理用于用户上传和在线学习共享类教学资源；

所述教员端智能交互设备包括头戴式显示模块、语音录入模块、智能指套和头部运动测量模块；所述头戴式显示模块用于显示虚拟三维教学场景；所述语音录入模块用于输入教学讲课语音、并实时传递至虚幻引擎控制单元添加入虚拟三维教学场景中；所述智能指套用于检测手指运动姿态信息并传递至虚幻引擎控制单元添加入虚拟三维教学场景中；所述头部运动测量模块用于检测人体头部运动姿态并传递至虚幻引擎控制单元添加入虚拟三维教学场景中；