[发明专利]虚拟农业园区交互式设计与体验方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种基于手势识别的虚拟农业园区交互式设计与体验方法及系统。

背景技术

虚拟农业园区的设计与互动体验在农业园区的辅助规划设计、建设效果预展示、方案对比等应用中具有重要的应用价值。特别是近年来随着虚拟现实技术的迅猛发展，研究人员开发了各种三维建模软件工具和虚拟场景交互设备，使得基于三维可视化的交互设计与虚拟体验在各个领域得到了广泛的应用。

目前，关于虚拟场景的设计大多数采用商业三维建模软件和视景仿真系统实现；也有人结合程序设计语言以及图形处理算法，开发三维场景交互设计软件，以支持三维场景的交互设计。在以上软件工具中，用户与软件的交互方式主要是键盘和鼠标，通过键盘和鼠标控制三维场景中三维模型的位置、大小以及其他属性的设置和修改。这种基于键盘和鼠标的三维场景交互设计方法存在操作繁杂、不够自然等缺点，特别是在面向公众的展示宣传以及科普教育等领域时，缺乏趣味性和吸引力。

而在虚拟场景的互动体验方面，早期的技术主要是通过键盘、鼠标来控制虚拟场景中的虚拟摄像机的运动方向和速度，进行虚拟场景的交互漫游。近年来，各种新型的人机交互设备被逐步开发和利用。例如，现有技术中有一种方案是通过方向盘和操纵杆来控制计算机中的虚拟农业装备，驾驶虚拟拖拉机在三维场景中进行行走和简单的作业操作。此外，数字画笔、多自由度跟踪器、数字手套等交互设备也得到了较多的研究和应用。这些交互设备的应用极大地提高了虚拟场景交互体验的灵活性和乐趣。但是，应用这些交互设备进行虚拟场景交互体验时，用户仍然需要用手进行控制，同时由于不同设备只有几个特定的功能，当系统需要实现多种功能时，往往需要配备多种交互设备，这样用户在使用时就必需在不同设备之间进行切换，以执行不同的虚拟体验功能。因此，这种交互方式也存在不够自然、不够灵活的缺点。

综上所述，一种能够充分利用人类手势动作便利性的虚拟农业园区交互式设计与体验方法及系统是非常具备现实意义的。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种能够充分利用人类手势动作便利性的虚拟农业园区交互式设计与体验方法及系统，用以使农业园区交互式设计与体验更加自然，更加具有趣味性。

（二）技术方案

本发明技术方案如下：

一种虚拟农业园区交互式设计与体验方法，包括步骤：

S1.构建农业园区基础三维场景模板库以及景观要素三维模型，并对每个基础三维场景进行功能区域划分；

S2.跟踪识别用户场景选择手势；

S3.根据所述场景选择手势，展示其对应的基础三维场景；

S4.跟踪识别用户景观要素选择、拖放以及旋转手势；

S5.根据所述景观要素选择、拖放及旋转手势，分别在所述三维场景中展示、移动及旋转所述步骤S4中手势对应的景观要素三维模型。

优选的，所述基础三维场景模板库包含若干基础三维场景，每个基础三维场景均包括地形、池塘、河流以及草地。

优选的，所述功能区域包括畜牧养殖区域、水产养殖区域、观光采摘区域、景观展示区域、科技示范区域以及品种展示区域。

优选的，所述景观要素包括农业生产设施、动植物以及公共设施。

优选的，所述步骤S5之后还包括：

S6.跟踪识别用户场景漫游手势；

S7.根据所述场景漫游手势，为用户提供场景漫游体验。

优选的，所述步骤S7包括：根据用户场景漫游手势的方向参数以及速度参数移动所述基础三维场景中的虚拟摄像机，为用户提供场景漫游体验。

本发明还提供了一种实现上述方法的虚拟农业园区交互式设计与体验系统：

一种虚拟农业园区交互式设计与体验系统，包括手势捕获设备、手势识别模块、逻辑控制模块、数据库模块以及显示终端；

手势捕获设备，实时捕获用户手势信息并发送至手势识别模块；

手势识别模块，将手势信息转换为数字信息并反馈至逻辑控制模块；

数据库模块，存储农业园区基础三维场景模板库、基础三维场景功能区域划分信息、景观要素三维模型以及文字图像辅助信息；

逻辑控制模块，根据所述手势识别模块反馈的信息从所述数据库模块选择并操作相应的内容展示在显示终端。

优选的，所述手势识别模块、数据库模块以及逻辑控制模块均集成于计算机中。

优选的，所述显示终端包括液晶显示器。

（三）有益效果