本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)與展示方法。

背景技術(shù)：

HTC Vive是由HTC與Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一款VR頭顯(虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器)產(chǎn)品。這款頭顯名為HTC Vive，屏幕刷新率為90Hz，搭配兩個(gè)無(wú)線控制器，并具備手勢(shì)追蹤功能。

HTC Vive的VR頭顯設(shè)備從最初給游戲帶來(lái)沉浸式體驗(yàn)，延伸到可以在更多領(lǐng)域施展想象力和應(yīng)用開(kāi)發(fā)潛力。在電影和視頻制作的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始。目前已經(jīng)有一些此類(lèi)應(yīng)用，這可以給用戶帶來(lái)真正沉浸式的體驗(yàn)。未來(lái)可能當(dāng)我們走進(jìn)影院不再是戴著3D眼鏡觀影，而是戴著VR頭顯更加身臨其境的置身于電影場(chǎng)景中，甚至可以360度視角觀看。

為了滿足醫(yī)學(xué)教育，醫(yī)學(xué)知識(shí)科普以及臨床診斷等需求，目前已經(jīng)有大量數(shù)字化的人體模型數(shù)據(jù)被制作出來(lái)并被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于現(xiàn)有的人體模型數(shù)據(jù)，目前普遍采用展示方案是基于平面顯示器的3D展示方案?；?D渲染引擎，將人體模型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行渲染后顯示在屏幕上，然后使用計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備(如鼠標(biāo)鍵盤(pán)等)對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體標(biāo)本數(shù)據(jù)的觀察等功能。為了增加模型的真實(shí)度目前也有各種方案。比如使用3D顯示設(shè)備結(jié)合3D眼睛進(jìn)行觀察從而增加觀察的立體效果，使用體感設(shè)備增加操作的真實(shí)度等方案。但大部分相關(guān)技術(shù)都存在一定的局限性，無(wú)法得到很好的推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)與展示方法，設(shè)計(jì)了一套全新的交互方式，使得對(duì)數(shù)字人體的模型的各種操作簡(jiǎn)單高效，使觀察更為方便高效。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，利用HTC Vive設(shè)備，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中設(shè)置手柄設(shè)備與手柄設(shè)備控制模塊，對(duì)人體模型進(jìn)行控制；對(duì)人體模型數(shù)據(jù)采用雙面著色器，對(duì)人體模型進(jìn)行雙面渲染著色。

優(yōu)選的，對(duì)人體模型的控制是指對(duì)人體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分操作。

優(yōu)選的，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)模塊，所述手柄設(shè)備以預(yù)設(shè)一點(diǎn)為中心在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)可實(shí)現(xiàn)人體模型在垂直于此平面的空間旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，所述手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)的角度與人體模型旋轉(zhuǎn)的角度比例通過(guò)手柄旋轉(zhuǎn)圓弧的半徑調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備平移模塊，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于原位置左右移動(dòng)可實(shí)現(xiàn)人體模型的左右移動(dòng)。

優(yōu)選的，手柄設(shè)備移動(dòng)距離與人體模型移動(dòng)距離比例關(guān)系是可調(diào)的。

優(yōu)選的，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備縮放模塊，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于向前時(shí)縮小人體模型的大小，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于向后時(shí)放大人體模型的大小。

優(yōu)選的，所述人體模型放大或縮小程度與手柄移動(dòng)距離的比例關(guān)系是可調(diào)的。

優(yōu)選的，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備拆分模塊，通過(guò)手柄設(shè)備對(duì)人體模型各個(gè)部位進(jìn)行拆分。

一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示方法，應(yīng)用于如上任一項(xiàng)所述的人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，所述展示方法步驟如下：

(1)將人體模型數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入所述展示系統(tǒng)，并儲(chǔ)存；

(2)將步驟(1)中導(dǎo)入的人體模型采用雙面著色器，進(jìn)行雙面渲染；

(3)將步驟(2)中人體模型通過(guò)手柄設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分；

(4)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體模型進(jìn)行細(xì)致觀察，觀察完畢后，人體模型自動(dòng)恢復(fù)至初始狀態(tài)。

通過(guò)上述描述可知，本發(fā)明提供的一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，利用了HTC Vive設(shè)備，設(shè)置有手柄設(shè)備與手柄設(shè)備控制模塊；通過(guò)手柄設(shè)備的旋轉(zhuǎn)、平移以及前后移動(dòng)通過(guò)手柄設(shè)備控制模塊的處理，對(duì)人體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移以及縮放的操作，還可以對(duì)人體模型各個(gè)器官進(jìn)行拆分，對(duì)人體模型的交互操作更為自由；此外，人體模型數(shù)據(jù)采用了雙面著色器對(duì)人體模型進(jìn)行雙面渲染著色，使人體模型更為形象直觀，有利于觀察者直觀清楚的理解人體模型的構(gòu)造。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)的操作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

正如背景技術(shù)中所述，各種增加人體模型的真實(shí)度，以及增加操作的真實(shí)度大部分相關(guān)技術(shù)都存在一定的局限性，無(wú)法得到很好的推廣。因此，如何提供一種真實(shí)度強(qiáng)，可操作性強(qiáng)的立體模型展示系統(tǒng)，是醫(yī)學(xué)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

為了解決該問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有階段觀察模型時(shí)操作復(fù)雜，不夠直觀，自由度低，角度不夠全面的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，可以利用HTC Vive設(shè)備，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中可以設(shè)置手柄設(shè)備與手柄設(shè)備控制模塊，對(duì)人體模型進(jìn)行控制；對(duì)人體模型數(shù)據(jù)可以采用雙面著色器，對(duì)人體模型進(jìn)行雙面渲染著色。

具體來(lái)說(shuō)，如附圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)，是基于HTC Vive設(shè)備之上所開(kāi)發(fā)的一種新型醫(yī)學(xué)教育展示系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中設(shè)置了手柄設(shè)備與手柄設(shè)備控制模塊，通過(guò)對(duì)手柄進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作操作，經(jīng)過(guò)手柄設(shè)備控制模塊的處理，可對(duì)人體模型進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)人與人體模型之間的交互；對(duì)人體模型數(shù)據(jù)采用雙面著色器，對(duì)人體模型進(jìn)行雙面渲染著色，相交于單面著色而言，雙面著色能使人體模型立體感更強(qiáng)。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)中，對(duì)人體模型的控制是指可對(duì)人體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分操作，具體可通過(guò)手柄設(shè)備的操作對(duì)人體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分操作，對(duì)人體模型可進(jìn)行360度的任意旋轉(zhuǎn)，即可觀察到人體模型的所有部位對(duì)人體模型的平移操作可將不同的模型放在同一界面進(jìn)行對(duì)比，對(duì)人體模型的縮放能跟清楚細(xì)致觀察人體模型的細(xì)小部位，對(duì)人體模型的拆分，可以便于單獨(dú)觀察每個(gè)器官。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)中，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)模塊，手柄設(shè)備以可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定的預(yù)設(shè)一點(diǎn)為中心在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)模塊接收到手柄設(shè)備的運(yùn)動(dòng)信號(hào)并進(jìn)行處理，進(jìn)一步控制人體模型，使其在垂直于手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)平面的空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而完成操作者對(duì)人體模型旋轉(zhuǎn)交互，可以使操作者對(duì)人體模型表面進(jìn)行360度觀察。

此外，所述手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)的角度與人體模型旋轉(zhuǎn)的角度比例可通過(guò)手柄旋轉(zhuǎn)圓弧的半徑調(diào)節(jié)，需要說(shuō)明的是旋轉(zhuǎn)角度是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的圓心角，手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)的角度與人體模型旋轉(zhuǎn)的角度比例隨著手柄旋轉(zhuǎn)圓弧的半徑增大而增大；例如手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)的角度為15度時(shí)，人體模型旋轉(zhuǎn)的角度為5度，通過(guò)大角度來(lái)調(diào)節(jié)小角度，這樣可以提高人造模型的旋轉(zhuǎn)精度，使人體模型極小的旋轉(zhuǎn)可具有可操作性；手柄設(shè)備旋轉(zhuǎn)的角度與人體模型旋轉(zhuǎn)的角度比例隨著手柄旋轉(zhuǎn)圓弧的半徑其減小而減小，減小旋轉(zhuǎn)角度比例，可以使人體模型迅速做大角度旋轉(zhuǎn)，從而快速旋轉(zhuǎn)至我們需要觀察的面。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)中，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備平移模塊，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于原位置左右移動(dòng)，手柄設(shè)備平移模塊接收到，手柄設(shè)備平移模塊接收到手柄設(shè)備運(yùn)動(dòng)信息，對(duì)人體模型進(jìn)行左右移動(dòng)的控制；人體模型移動(dòng)距離與人體模型移動(dòng)距離比例關(guān)系是可調(diào)的，具體可通過(guò)手柄設(shè)備的參數(shù)調(diào)節(jié)，當(dāng)移動(dòng)距離比例大時(shí)，可使人體模型平移距離更為精確，當(dāng)移動(dòng)距離比例小時(shí)，可對(duì)人體模型做快速的移動(dòng)。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)中，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備縮放模塊，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于向前移動(dòng)時(shí)，手柄設(shè)備縮放模塊接收到手柄設(shè)備運(yùn)動(dòng)信息，控制人體模型的縮小，手柄設(shè)備在水平面內(nèi)相對(duì)于向后時(shí)，手柄設(shè)備縮放模塊接收到手柄設(shè)備運(yùn)動(dòng)信息，控制人體模型的放大，需要說(shuō)明的是此處所說(shuō)的向前向后是相對(duì)于操作者的視線而言的；此外，所述人體模型放大或縮小程度與手柄移動(dòng)距離的比例關(guān)系是可調(diào)的，且通過(guò)手柄設(shè)備參數(shù)來(lái)設(shè)定，移動(dòng)距離比例同樣可控制人體模型的縮放精確度。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示系統(tǒng)中，所述手柄設(shè)備控制模塊包括手柄設(shè)備拆分模塊，操作者對(duì)手柄設(shè)備做出拆分指令，手柄設(shè)備拆分模塊接收到信息后，對(duì)人體模型各個(gè)部位進(jìn)行拆分，便于操作者對(duì)人體模型各個(gè)器官進(jìn)行全面直觀的觀察。

該人體模型數(shù)據(jù)在虛擬現(xiàn)實(shí)下的展示方法，可以包括以下步驟：

(1)將人體模型數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入所述展示系統(tǒng)，并儲(chǔ)存；

(2)將步驟(1)中導(dǎo)入的人體模型采用雙面著色器，進(jìn)行雙面渲染；

(3)將步驟(2)中人體模型通過(guò)手柄設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分；

(4)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體模型進(jìn)行細(xì)致觀察，觀察完畢后，人體模型自動(dòng)恢復(fù)至初始狀態(tài)。

具體來(lái)說(shuō)，先將人體模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入上述任一項(xiàng)所述的展示系統(tǒng)，系統(tǒng)界面自動(dòng)顯示三維立體的人體模型，將人體模型存入系統(tǒng)內(nèi)，再次打開(kāi)展示系統(tǒng)則無(wú)需重新導(dǎo)入該人體模型；將導(dǎo)入模型采用雙面著色器，進(jìn)行雙面渲染，區(qū)別于以往的單面著色，使得人體模型3D效果更為形象逼真；進(jìn)一步，通過(guò)手柄設(shè)備對(duì)人體模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分，手柄設(shè)備控制模塊接受到信號(hào)后，使人體模型實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、平移、縮放或拆分，進(jìn)而使操作者可以盡可能全面觀察人體模型的各個(gè)部位；觀察完畢后，人體模型自動(dòng)恢復(fù)至初始狀態(tài)，方便下次打開(kāi)該人體模型時(shí)，重新對(duì)其操作。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。