[发明专利]一种基于混合现实的建筑设计系统

说明书

本发明提供一种基于混合现实的建筑设计系统包括：操控界面模块，用于提供加载三维模型的主界面，加载二维纹理的材质界面以及提供设计行为的功能界面；由Unity 3D中的界面制作工具UGUI制作雏形，然后附上各自的纹理图片完成创建；设计功能模块，用于设计对象的调整、设计对象的放置、设计对象的删除、设计对象的材质选择以及空间距离的测量；设计数据模块，用于将设计数据储存于云端服务器中，由数据列表记录、管理详细信息；交互模块，用于通过引用开发工具包HoloToolkit SDK中的输入套件，建立基于手势和凝视基本输入方式，能够成功克服当前可视化和交互限制，有效支持现场设计。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种基于混合现实的建筑设计系统。

背景技术

混合现实(Mixed Reality)是一种可以将虚拟世界和现实世界混合的新技术(MilgramKishino，1994)，因此具有突破虚拟对象可视化及交互限制并支持现场设计的巨大潜力。然而，将混合现实用于现场设计支持的研究过程艰辛而漫长，由早期的非现场设计支持工具开发逐步迈向最近的现场设计支持工具开发。

最近基于混合现实技术的现场设计支持工具主要依赖于智能手机或平板电脑等移动设备，不仅能够透过二维屏幕实现虚拟设计对象与真实环境的叠加，还可以通过触屏操控完成移动等一些基本设计交互(Skov et al.，2013)。但是，二维显示无法提供真实的空间感知，有形交互也难以支持精准的设计控制(Chi，Kang，Wang，2013)。因此，受限于硬件条件，当下基于混合现实技术的设计工具很难有效支持现场设计(Wang，Chen，Chen，2018)。

自现代主义建筑运动以来，现场设计逐步成为了一种常用方式帮助设计师们处理设计对象和既有环境之间的复杂关系。然而，受限于工具水平，现场设计并不是一项简单工作。就目前的情况而言，现场设计伴随着两大技术难题：虚拟设计对象的现场可视化以及虚拟设计对象实时互动。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于混合现实的建筑设计系统，能够成功克服当前可视化和交互限制，有效支持现场设计。

第一方面，本发明提供了一种基于混合现实的建筑设计系统，包括：

操控界面模块，用于提供加载三维模型的主界面，加载二维纹理的材质界面以及提供设计行为的功能界面；由Unity3D中的界面制作工具UGUI制作雏形，然后附上各自的纹理图片完成创建；

设计功能模块，用于设计对象的调整、设计对象的放置、设计对象的删除、设计对象的材质选择以及空间距离的测量；

设计数据模块，用于将设计数据储存于云端服务器中，由数据列表记录、管理详细信息；

交互模块，用于通过引用开发工具包HoloToolkit SDK中的输入套件，建立基于手势和凝视基本输入方式。

进一步地，所述编辑完成的三维模型的主界面、加载二维纹理的材质界面以及提供设计行为的功能界面作为本地资源储存，并与相应的管理脚本相关联，等待进一步的调用。

进一步地，所述设计对象的调整调用了开发工具包HoloToolkit SDK中预设的边界框和应用栏，完成设计对象尺寸的缩放和角度的选择。

进一步地，所述设计对象的放置引用了开发工具包HoloToolkit SDK中的空间映射套件扫描物理环境，并为其建立数字化网格，以作为设计对象的放置基础。

进一步地，所述设计对象的删除则是直接指向Unity3D引擎核心模块中编辑好的对象销毁方法。

进一步地，所述设计对象的材质选择是通过创建选择状态参数更新设计对象的实时状态。

进一步地，所述空间距离的测量，则是通过计算环境中任意两点间的三维向量而完成的；