[发明专利]基于AR的三维魔方

说明书

本发明提出了一种基于AR的三维魔方，借助于增强现实技术展示三维魔方的转动过程，无需借助于实物，更加安全、环保；形象直观，便于共享和复制，借助于互联网进行传播，成本更低，便于大规模推广。

技术领域

本发明涉及智慧教育技术领域，尤其涉及一种基于AR的三维魔方。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。

现有的魔方对于开发儿童三维想象力，提高儿童对于物体的探索有很大的促进作用。但是，现有的魔方一般采用树脂制作，表面涂覆油漆，含有较多化学成分，对儿童身体有毒副作用，制作成本较高，不便于大规模推广应用，不便于回收利用，对环境破坏较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种安全、环保的基于AR的三维魔方。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于AR的三维魔方，其包括，

魔方信息配置单元，用于在服务器中配置魔方的三维模型、配色信息，所述魔方的三维模型包括6个中心块，12个棱块和8个角块；设置三维魔方动作指令信息和魔方各块的转动规则；建立三维魔方动作指令信息与手指动作之间的关联关系表；

摄像头，采集用户的手指动作视频；

三维魔方操作单元，根据用户的手指动作视频，解析其手指动作，并查找相关联的三维魔方动作指令信息，并根据三维魔方动作指令信息转动魔方三维模型的其中一个块到指定位置，根据魔方各块的转动规则，其余的魔方各块与转动的块联动转动到指定位置；

组合动态信息投射单元，将三维魔方操作单元生成的三维魔方实时投射到可穿戴式头盔中的显示器上。

在以上技术方案的基础上，优选的，手指动作解析方法为，以三维魔方相交的三条棱分别设定为X轴、Y轴和Z轴，建立空间直角坐标系，提取手指动作的转动方向，并匹配与之最接近的绕X轴、Y轴或Z轴的方向为最终三维魔方选定的块转动的方向。进一步优选的，魔方各块的转动规则为，确定选定的块的转动方向为绕X轴、Y轴或Z轴后，与该选定的块在同一个转动平面内的其余各块也与该选定的块联动转动。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述三维模型动作指令信息包括对三维魔方模型各块进行选定和旋转的指令。

本发明的基于AR的三维魔方相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)借助于增强现实技术展示三维魔方的转动过程，无需借助于实物，更加安全、环保；

(2)形象直观，便于共享和复制，借助于互联网进行传播，成本更低，便于大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于AR的三维魔方的框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。