[发明专利]一种基于图像素材的虚拟实验教学场景的构建方法

摘要

本发明涉及一种基于图像素材的虚拟实验教学场景的构建方法，主要包括：利用基于测地线的交互式图像对象提取方法，得到教学实验仪器的图像对象；利用教学实验仪器的图像对象、简单几何图形元素，快速建模逼真、可复用的虚拟实验构件，并将其加入到多学科的虚拟实验构件库；在虚拟实验教学场景初始化的基础之上，根据用户需求从虚拟实验构件库中检索满足需求的虚拟实验构件，组合到初始虚拟实验教学场景中，并以可视化的方式编辑所选虚拟实验构件的逻辑属性和外观属性；在虚拟实验教学场景中，用户通过交互的方式指定虚拟实验构件之间的连接关系，利用基于等价连接的连接线生成算法，自动构造并可视化连接关系，完成虚拟实验教学场景的构建。

主权项

一种基于图像素材的虚拟实验教学场景的构建方法，其特征在于包含以下步骤：(1)在教学实验仪器图像素材中，利用基于测地线的交互式图像对象提取算法，快速、准确的从教学实验仪器图像素材中提取出教学实验仪器图像对象；(2)基于虚拟教学实验构件逻辑表示模型，以教学实验仪器图像对象为主体，结合简单几何图形元素，快速建立逼真、可复用的虚拟教学实验构件，即建模该虚拟教学实验构件的可视化信息，并使用可缩放矢量图形表示，然后，与虚拟教学实验构件的逻辑表示模型相组合，并使用规范的可扩展标记语言描述，加入到多学科的虚拟教学实验构件库；(3)本地发送实验学科或实验器件名称关键词检索虚拟教学实验构件库，检索的结果信息包括虚拟教学实验构件标识、虚拟教学实验构件中文名称、英文名称、所属学科及课程的简要描述；(4)本地发送虚拟教学实验构件标识，请求该虚拟教学实验构件标识标识的虚拟教学实验构件的详细信息，然后可视化的展示返回的相应的虚拟教学实验构件的详细描述信息，包括该虚拟教学实验构件的基本描述、可视化信息及功能属性，以辅助用户对候选虚拟教学实验构件的选择；(5)本地初始化虚拟实验教学场景，用户将候选虚拟教学实验构件组合到已初始化的虚拟实验教学场景中，用户以可视化的方式编辑所选虚拟教学实验构件的逻辑属性和外观属性；(6)基于虚拟实验教学场景坐标系与虚拟教学实验构件局部坐标系之间的对应与变换关系，虚拟教学实验构件可做平移、旋转及缩放的操作，虚拟实验教学场景可在不同尺度下观察；(7)通过用户交互的方式指定虚拟教学实验构件之间的连接关系，利用基于等价连接线的连接线生成算法，自动构造并可视化连接关系，使得虚拟实验教学场景易读、美观；(8)本地根据虚拟实验教学场景中的逻辑模型与可视化模型的映射关系，将虚拟实验教学场景描述为可扩展标记语言格式，以实现通用的虚拟实验教学场景构建。