[发明专利]一种用于室内攀岩机的沉浸式虚拟现实系统

说明书

本发明专利公开了一种用于室内攀岩机的沉浸式虚拟现实系统，该系统架构分为功能界面层、逻辑计算层、数据存储层和平台支持层四个层级；其中功能界面层是用户、系统和管理员之间进行信息交流互通的窗口；逻辑计算层是根据用户与平台交互过程中的操作行为，在系统的后台进行物理引擎计算、场景渲染计算和界面算法支撑等内容的功能性层级；数据存储层是攀岩机沉浸式虚拟现实系统的数据信息库，存储了虚拟攀岩系统中的所有数据信息；平台支持层主要为系统提供必须的硬件与环境支持。本系统能使用户在攀岩过程中身临其境地沉浸在虚拟环境的攀岩体验中，能让用户更真实地体会到攀岩的乐趣，使攀岩健身运动更具新颖性和趣味性。

技术领域

本发明涉及运动健身沉浸式设备的设计技术，尤其涉及一种用于室内攀岩机的沉浸式虚拟现实系统。

背景技术

当前国内的室内攀岩运动普遍存在代入感不强和攀岩形式单调的问题，现有的室内攀岩墙和室内攀岩机因其路径固定和体验性差的原因，难以给予攀岩爱好者真实的攀岩体验与攀岩乐趣，同时大多数室内体育运动也存在沉浸感不强的问题。而在2016年火爆兴起的虚拟现实技术给予了解决这种问题的一种新的手段。

虚拟现实技术（VR）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、传感技术和网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的学科交叉前沿技术和研究领域。虚拟现实技术能通过人为建模十分真实地展示出各种不同的场景，用户足不出户就可以达到在不同场景游玩的沉浸式体验。

由于地形限制无法参与到室外攀岩运动中，又因为室内攀岩运动的局限性，运用虚拟现实技术的沉浸式体育在室内攀岩行业中得到了越来越大的重视。虽然当今世界上几大著名体育公司都在致力于移动沉浸式体育健身产品的开发，但世界沉浸式体育健身运动行业仍处于起步阶段，仅仅是在固定式体育健身器材上得到了一定程度的应用，移动式的体育健身比如攀岩、游泳和球类运动等暂时没有任何实质上的VR产品。虚实同步问题依然是移动VR体育的重大难题，虽已有数家公司尝试通过感应手套和物体感应器基本完成虚实同步的状况，不过效果并不是特别优秀。当今存在一些VR攀岩游戏，其只能通过手套捕捉到手部动作，而无法提供真实的攀岩抓手的感觉，仅仅在虚拟场景中表现了逼真的攀岩场景，实际体验感较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种用于室内攀岩机的沉浸式虚拟现实系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于室内攀岩机的沉浸式虚拟现实系统，包括：

数据存储层，用于存储三维模型数据，所述三维模型数据分为Solidworks建模数据、Unity3D引擎数据和3ds Max建模数据，虚拟山峰建模通过调用三者中的数据即完成模型的建立；其中Solidworks建模数据为攀岩工具模型数据，包括攀岩绳索和攀岩工具的模型数据；Unity3D引擎数据包括三维地形地貌数据和天空环境数据；3ds Max建模数据包括人物建模数据，其中人物建模为3ds Max中建立人物整体模型；

逻辑计算层，逻辑计算层是根据用户在戴上虚拟现实眼镜后，在与平台进行交互过程中的操作行为时，在系统的后台进行物理引擎计算、场景渲染计算和界面算法计算等内容的功能性层级。如用户于功能界面进行选择时，逻辑计算层进行功能界面的调出；用户于攀岩场景内进行攀爬时，逻辑计算层导入数据层中的山峰模型特殊位置对应事件的输入等。逻辑计算层分为界面层控制、功能性控制和攀岩场景控制三个控制层级。

所述界面层控制模块，用于用户登录控制和界面音效控制；其中用户登录控制又分为用户信息控制单元和用户权限管控单元，用户信息控制单元用于读取用户输入信息并调用数据库中信息进行账号密码匹配，识别登录用户是否为系统内注册用户；用户权限管控单元用于将读取后的用户信息与权限库内信息相匹配，识别用户所属的用户等级；界面音效控制通过在Unity3D中设置相应的背景音乐，当用户进入界面层后自动开始循环播放；