本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法、設(shè)備集成系統(tǒng)及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

VR技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備模擬出各種三維立體、模擬真實(shí)的異次元場(chǎng)景空間，使人置身于虛擬的數(shù)字世界，卻感覺(jué)到很強(qiáng)的真實(shí)感。VR模擬世界單元為通過(guò)3D建模生成的各種數(shù)據(jù)模型，為使用戶產(chǎn)生較強(qiáng)的真實(shí)感，具有圖形高像素、3D顯像、場(chǎng)景多變、3D環(huán)繞音效、可用戶互動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，且在視野操作上支持旋轉(zhuǎn)、縮放和移動(dòng)觀測(cè)，采用構(gòu)建的不同VR模擬世界單元，可應(yīng)用于游戲、社交、科教、辦公、集會(huì)、醫(yī)療、觀光、駕駛、娛樂(lè)、休閑、運(yùn)動(dòng)、視頻播放等方面。

現(xiàn)有技術(shù)記載的線上線下實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)對(duì)戰(zhàn)軍事類VR游戲裝置及其游戲方法（申請(qǐng)?zhí)朇N201510358200.9），通過(guò)PC端的VR設(shè)備實(shí)現(xiàn)了多玩家于同一虛擬世界中的互動(dòng)操作，但由于該虛擬世界采用了1280×800的高分辨率，很難保證在多人聯(lián)機(jī)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的流暢性，容易造成系統(tǒng)延遲和畫面卡幀，而通過(guò)降低分辨率來(lái)提高游戲系統(tǒng)性能則會(huì)導(dǎo)致畫質(zhì)差、真實(shí)感低。

現(xiàn)有技術(shù)記載的基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的圖像合成方法和頭戴式顯示設(shè)備（申請(qǐng)?zhí)朇N201510358200.9），通過(guò)紅外熱成像儀生成灰度圖像，而后通過(guò)計(jì)算機(jī)合成彩色圖像，在一定程度上提高了VR系統(tǒng)的圖像處理速度和清晰度，但系統(tǒng)程序在運(yùn)算色彩合成的過(guò)程中耗時(shí)耗能，對(duì)軟、硬件能力的要求較大，容易造成圖像紊亂及系統(tǒng)卡機(jī)。

因此，尋求新型的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，以在保證高畫質(zhì)、高真實(shí)感的同時(shí)，提高VR圖像的流暢性和VR模擬世界的開(kāi)放度，降低系統(tǒng)的運(yùn)算處理負(fù)荷，同時(shí)采用簡(jiǎn)單的系統(tǒng)設(shè)備，是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法、設(shè)備集成系統(tǒng)及應(yīng)用，單元化、系統(tǒng)化VR模擬世界，以提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的性能、真實(shí)感和實(shí)用性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

第一方面，本發(fā)明提供了一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：構(gòu)建封閉式的異次元場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊；多線程多進(jìn)程的集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)；基于人體學(xué)對(duì)遠(yuǎn)、近景圖像數(shù)據(jù)模糊化加工；通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各封閉式場(chǎng)景單元。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的VR模擬世界單元為3D數(shù)據(jù)模塊構(gòu)建的封閉式異次元的場(chǎng)景單元，所述3D數(shù)據(jù)模塊為樓房、街道、墻面、地毯、天花板、燈飾、家具、廚具、日用品、雕塑、景觀、山水、地貌、沙石、交通工具、天空、天氣、海洋、NPC人物、服飾、道具、動(dòng)物、植物中的一種或幾種，所述場(chǎng)景單元為墻體封閉式室內(nèi)VR健身房、VR游泳池、VR教室、VR辦公室、VR居民房、VR圖書館、VR商店、VR銀行、VR酒吧、VR-KTV、VR棋牌室、VR娛樂(lè)場(chǎng)、VR球館、VR宗教場(chǎng)所、VR洞穴中的一種或幾種以及空間封閉式室外VR城鎮(zhèn)、VR動(dòng)物園、VR公園、VR學(xué)校、VR太空、VR戰(zhàn)場(chǎng)、VR沙漠、VR海洋、VR山河、VR樹林、VR荒野、VR沼澤中的一種或幾種。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的多線程多進(jìn)程的集成加工為計(jì)算機(jī)軟、硬件并發(fā)加工執(zhí)行技術(shù)，使多個(gè)VR用戶在多個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)完成數(shù)據(jù)交互，且在單位VR場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)為100～10000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為10～1000個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的人體學(xué)為人體視覺(jué)系統(tǒng)在觀測(cè)遠(yuǎn)、近景時(shí)采用不同聚焦成像以降低大腦圖像處理負(fù)荷的方法；所述的模糊化加工為計(jì)算機(jī)設(shè)備在執(zhí)行VR顯像時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景（觀測(cè)近景時(shí)）或近景（觀測(cè)遠(yuǎn)景時(shí)）圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行低像素簡(jiǎn)化處理，通過(guò)部分降低畫質(zhì)以減少數(shù)據(jù)流量、降低計(jì)算機(jī)圖像運(yùn)算負(fù)荷，且根據(jù)遠(yuǎn)、近景的3D景深優(yōu)選的畫質(zhì)降低倍數(shù)為1～200倍。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的VR服務(wù)器用于存儲(chǔ)、運(yùn)算和傳輸所述的封閉式場(chǎng)景單元的數(shù)據(jù)信息，各不同類別的場(chǎng)景單元、處于不同服務(wù)器的同類場(chǎng)景單元、及同服務(wù)器同場(chǎng)景單元的不同進(jìn)程采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)加工平臺(tái)，VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)VR模擬世界的開(kāi)放。

本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，首次將人體學(xué)的晶狀體光學(xué)聚焦方法應(yīng)用到VR立體圖像處理中，所述晶狀體光學(xué)聚焦方法是在人的大腦主動(dòng)選擇視野目標(biāo)情況下，通過(guò)改變眼睛晶狀體的聚焦成像，在光學(xué)上選擇性的將聚焦點(diǎn)處景物高清化，且將不同景深（焦距）處的次要景物模糊化，降低人的大腦對(duì)感官圖像信息的處理負(fù)荷；類似的，在VR立體圖像處理中，通過(guò)快捷的、選擇性的降低次要景深（焦距）處的圖片像素，即對(duì)遠(yuǎn)、近景或其他次要圖像數(shù)據(jù)模糊化加工，降低計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像處理的負(fù)荷，提高了VR模擬世界單元的圖像流暢性、必要像素及真實(shí)感。此外，本發(fā)明用VR服務(wù)器互聯(lián)各自構(gòu)建的封閉式3D場(chǎng)景單元，且聯(lián)用集成了多線程多進(jìn)程的用戶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將VR模擬世界系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，既保證了封閉式數(shù)據(jù)單元的高性能數(shù)據(jù)處理模式，又實(shí)現(xiàn)了VR模擬世界的高開(kāi)放度。

采用本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，構(gòu)建得到的VR模擬世界單元具有高速的圖像運(yùn)輸、運(yùn)算和處理能力，提高了VR模擬世界的VR畫質(zhì)、真實(shí)感、流暢性和開(kāi)放度，同時(shí)用于VR圖像模糊化處理的設(shè)備十分簡(jiǎn)單、快捷，實(shí)用性較高。

第二方面，本發(fā)明提供了與所述的一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法對(duì)應(yīng)的設(shè)備集成系統(tǒng)，主要包括VR服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備、VR用戶設(shè)備。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的VR服務(wù)器為一個(gè)或多個(gè)實(shí)體計(jì)算機(jī)、云服務(wù)器、客戶端集成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)備，多種基于網(wǎng)絡(luò)的VR應(yīng)用程序通過(guò)VR服務(wù)器在實(shí)現(xiàn)線上、線下數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)集成和VR系統(tǒng)控制及維護(hù)。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備為網(wǎng)線、數(shù)據(jù)線、WiFi、藍(lán)牙、紅外、手機(jī)網(wǎng)中的一種或幾種，通過(guò)在不同的地域或使用不同設(shè)備種類，采用各種網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)用戶和VR服務(wù)器的連接。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備包括VR數(shù)據(jù)輸入元件、VR視覺(jué)聚焦元件、3D景深計(jì)算元件、圖像模糊化加工元件、VR數(shù)據(jù)輸出元件。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，所述VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備為本發(fā)明的核心系統(tǒng)部件，通過(guò)將所述VR數(shù)據(jù)輸入元件輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行在所述的VR視覺(jué)聚焦元件、3D景深計(jì)算元件和圖像模糊化加工元件中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)、近景或其他次要圖像數(shù)據(jù)模糊化加工，由于圖像數(shù)據(jù)模糊化處理的核心要素為選擇性的降低圖像畫質(zhì)，運(yùn)算速度極快，大大的降低了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像處理的負(fù)荷，再通過(guò)所述的VR數(shù)據(jù)輸出元件將處理后的VR畫面?zhèn)鬏斀oVR用戶端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了VR模擬世界單元的流暢運(yùn)行和高真實(shí)感。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方式中，所述的VR用戶設(shè)備包括VR客戶端運(yùn)行主體（電腦、智能手機(jī)）、VR客戶端操作裝置、VR視覺(jué)調(diào)焦裝置、VR顯像屏、VR聲音播放裝置、VR觸感模擬裝置。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，所述VR視覺(jué)調(diào)焦裝置為本發(fā)明的核心系統(tǒng)部件，用戶根據(jù)不同視覺(jué)需求，人為的控制需要視野的3D聚焦景深，創(chuàng)造性的將人體學(xué)原理應(yīng)用到了對(duì)遠(yuǎn)、近景圖像的控制上；此外，根據(jù)VR應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，需匹配不同的用戶端設(shè)備及操作模擬器，基于本發(fā)明構(gòu)建方法設(shè)計(jì)VR模擬世界單元，聯(lián)用、集成其他的用戶端設(shè)備或操作模擬器到所述VR用戶設(shè)備系統(tǒng)中來(lái)，也是可行的。

第三方面，本發(fā)明提供的一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法、設(shè)備集成系統(tǒng)在游戲、社交、科教、辦公、集會(huì)、醫(yī)療、觀光、駕駛、娛樂(lè)、休閑、運(yùn)動(dòng)、視頻播放方面的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法或設(shè)備集成系統(tǒng)，為單線程式VR模擬世界單元（高性能）或多線程式VR模擬世界單元（低性能），無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高性能和多線程開(kāi)放式VR世界的目的，難以互聯(lián)網(wǎng)化，僅能夠運(yùn)用在范圍較為狹窄的用途上，如單線程或少線程式的VR應(yīng)用軟件上，而本發(fā)明構(gòu)建的VR模擬世界單元能實(shí)現(xiàn)多線程、高性能的VR模擬世界體驗(yàn)，突破了畫質(zhì)運(yùn)算對(duì)VR服務(wù)器系統(tǒng)的限制，能應(yīng)用在大數(shù)據(jù)化的各種娛樂(lè)、科教、仿真等多線程網(wǎng)絡(luò)程序和更廣泛的VR用途上。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例七中集成的與VR模擬世界單元的構(gòu)建方法對(duì)應(yīng)的設(shè)備集成系統(tǒng)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?；诒景l(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。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

S1：構(gòu)建封閉式的異次元場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊；

S2：多線程多進(jìn)程的集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)；

S3：基于人體學(xué)對(duì)遠(yuǎn)、近景圖像數(shù)據(jù)模糊化加工；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各封閉式場(chǎng)景單元。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供了一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建墻面封閉式的異次元社交類酒吧街場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊，所述3D數(shù)據(jù)模塊包括樓房、街道、墻面、地毯、天花板、燈飾、家具、酒具、浮雕、盆栽、室內(nèi)煙霧、夜空、車輛、NPC人物、服飾和寵物；

S2：配置用戶與VR服務(wù)器的接入線、進(jìn)程，集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)，所述單位VR酒吧場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)上限為1000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為10個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)（VR虛擬酒吧），且單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)設(shè)置為100個(gè)；

S3：在VR虛擬酒吧環(huán)境中，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備在執(zhí)行VR顯像時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景（觀測(cè)近景）或近景（觀測(cè)遠(yuǎn)景）圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行低像素簡(jiǎn)化處理，觀測(cè)3D景深設(shè)置為1～100米，從聚焦點(diǎn)至極限近、遠(yuǎn)距離處的VR圖像像素為逐步從1倍到降100倍，且重點(diǎn)優(yōu)化10米3D景深處（近景）的圖像畫質(zhì)；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)同一VR酒吧街的各墻面封閉式的單個(gè)VR虛擬酒吧，且互聯(lián)不同服務(wù)器的若干個(gè)VR酒吧街、酒吧，VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，S1中所述的3D數(shù)據(jù)模塊可根據(jù)程序要求自由設(shè)計(jì)，各種滿足場(chǎng)景需求的虛擬3D數(shù)據(jù)模塊均可用于VR模擬世界單元的構(gòu)建中；S2中所述VR酒吧街服務(wù)器中的線程數(shù)上限為1000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，但考慮到流暢的系統(tǒng)處理性能和真實(shí)度，單位VR虛擬酒吧中最大容納用戶數(shù)為100人，即100個(gè)線程數(shù)，多個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)為用于分流所述的1000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)采用性能更佳或較差的VR服務(wù)器，增加或降低單位VR模擬世界單元的線、進(jìn)程數(shù)也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)；S3中像素簡(jiǎn)化處理的倍數(shù)為根據(jù)用戶調(diào)節(jié)VR人體聚焦設(shè)定的，對(duì)不同3D景深觀測(cè)，采用的畫質(zhì)簡(jiǎn)化輸出控制根據(jù)1～100倍降低的設(shè)計(jì)來(lái)控制，并重點(diǎn)優(yōu)化觀測(cè)處的圖像畫質(zhì)，通過(guò)采用性能更佳或較差的數(shù)據(jù)處理器，增加或降低所述像素降低比例也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)；S4中描述的VR用戶通過(guò)VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了VR模擬世界單元的網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放化，有利于VR數(shù)據(jù)平臺(tái)在多種領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)展。

本實(shí)施例提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，適用于人口密度較大的墻面封閉式的室內(nèi)場(chǎng)景，如VR健身房、VR游泳池、VR教室、VR辦公室、VR居民房、VR圖書館、VR商店、VR銀行、VR-KTV、VR棋牌室、VR娛樂(lè)場(chǎng)、VR球館、VR宗教場(chǎng)所、VR洞穴等。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供了一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建空間封閉式的異次元探索類外星球場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊，所述3D數(shù)據(jù)模塊包括特殊建筑物、雕塑、景觀、山水、地貌、沙石、飛船、越野車、天空、天氣、海洋、NPC人物、服飾、道具、動(dòng)物、植物；

S2：配置用戶與VR服務(wù)器的接入線、進(jìn)程，集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)，所述單位VR外星球場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)上限為10000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為25個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)（5個(gè)VR虛擬星球×5個(gè)單位星球上的不同地域），且單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)設(shè)置為400個(gè)；

S3：在VR虛擬外星球環(huán)境中，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備在執(zhí)行VR顯像時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景（觀測(cè)近景）或近景（觀測(cè)遠(yuǎn)景）圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行低像素簡(jiǎn)化處理，觀測(cè)3D景深設(shè)置為1～10000米，從聚焦點(diǎn)至極限近、遠(yuǎn)距離處的VR圖像像素為逐步從1倍到降100倍，且重點(diǎn)優(yōu)化2500米3D景深處（遠(yuǎn)景）的圖像畫質(zhì)；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各VR外星球及同一VR外星球的各單位星球地域，且互聯(lián)不同服務(wù)器的若干個(gè)VR場(chǎng)景單元，VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，S1中所述的3D數(shù)據(jù)模塊可根據(jù)程序要求自由設(shè)計(jì)滿足場(chǎng)景需求的虛擬3D數(shù)據(jù)模塊；由于外星球的面積非常大，人口密度小，則程序?qū)?shù)據(jù)交互的處理比較少，故S2中所述VR外星球服務(wù)器中的線程數(shù)上限較多，為10000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，但考慮到流暢的系統(tǒng)處理性能，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為25個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)，而通過(guò)采用性能更佳或較差的VR服務(wù)器，增加或降低單位VR模擬世界單元的線、進(jìn)程數(shù)也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)；由于外星遠(yuǎn)景較多，S3中重點(diǎn)優(yōu)化遠(yuǎn)景處的圖像畫質(zhì)，同時(shí)采用的畫質(zhì)簡(jiǎn)化輸出控制根據(jù)1～100倍降低的設(shè)計(jì)來(lái)控制，通過(guò)采用性能更佳或較差的數(shù)據(jù)處理器，增加或降低所述像素降低比例也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)；S4中描述的VR用戶通過(guò)VR服務(wù)器在各VR地域場(chǎng)景、VR外星、不同VR服務(wù)器數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

本實(shí)施例提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，適用于人口密度較小的空間封閉式的室外場(chǎng)景，如VR城鎮(zhèn)、VR動(dòng)物園、VR公園、VR學(xué)校、VR太空、VR戰(zhàn)場(chǎng)、VR沙漠、VR海洋、VR山河、VR樹林、VR荒野、VR沼澤等。

實(shí)施例四

本實(shí)施例提供了一種近、遠(yuǎn)景豐富且人口密度適中的VR農(nóng)場(chǎng)場(chǎng)景單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建空間封閉式的異次元養(yǎng)殖類農(nóng)場(chǎng)場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊，所述3D數(shù)據(jù)模塊包括樓房、墻面、地毯、天花板、燈飾、家具、廚具、日用品、雕塑、景觀、山水、地貌、石頭、天空、天氣、NPC人物、服飾、道具、動(dòng)物、植物；

S2：配置用戶與VR服務(wù)器的接入線、進(jìn)程，集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)，所述單位VR農(nóng)場(chǎng)場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)上限為5000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為50個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)（10個(gè)VR虛擬農(nóng)場(chǎng)×5個(gè)單位農(nóng)場(chǎng)內(nèi)的不同地域），且單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)設(shè)置為100個(gè)；

S3：在VR虛擬農(nóng)場(chǎng)環(huán)境中，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備在執(zhí)行VR顯像時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景（觀測(cè)近景）或近景（觀測(cè)遠(yuǎn)景）圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行低像素簡(jiǎn)化處理，觀測(cè)3D景深設(shè)置為1～10000米，從聚焦點(diǎn)至極限近、遠(yuǎn)距離處的VR圖像像素為逐步從1倍到降100倍，且重點(diǎn)優(yōu)化20米3D景深處（中近景）的圖像畫質(zhì)；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各VR農(nóng)場(chǎng)及同一VR農(nóng)場(chǎng)的各地域，且互聯(lián)不同VR服務(wù)器單元，VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

實(shí)施例五

本實(shí)施例提供了一種近、中景豐富且人口密度較大的VR霧霾城市場(chǎng)景單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建墻面及空間封閉式的異次元生活類城市場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊，所述3D數(shù)據(jù)模塊包括樓房、墻面、地毯、天花板、燈飾、家具、廚具、日用品、雕塑、交通工具、景觀、天空、天氣、NPC人物、服飾、道具、動(dòng)物、植物；

S2：配置用戶與VR服務(wù)器的接入線、進(jìn)程，集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)，所述單位VR城市場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)上限為4000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為20個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)（城市中的區(qū)域），且單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)設(shè)置為200個(gè)；

S3：在VR虛擬霧霾城市環(huán)境中，觀測(cè)3D景深設(shè)置為1～10000米，從聚焦點(diǎn)至極限近、遠(yuǎn)距離處的VR圖像像素為逐步從1倍到降150倍，且重點(diǎn)優(yōu)化20米3D景深處（中近景）的圖像畫質(zhì)；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各VR城市地域，且互聯(lián)不同VR服務(wù)器單元（不同VR霧霾城市），VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，由于在模糊遠(yuǎn)景的處理中采用了霧霾天氣的處理，遠(yuǎn)景的畫質(zhì)大幅度降低，降低了系統(tǒng)的處理負(fù)荷，則將最高畫質(zhì)設(shè)置到了1500萬(wàn)像。此外，采用雪景、雨景、煙霧等天氣處理方式代替霧霾模糊化畫質(zhì)簡(jiǎn)化處理也是可行的，且采用更大強(qiáng)度的模糊處理，能更進(jìn)一步的增加畫質(zhì)和單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)。

實(shí)施例六

本實(shí)施例提供了一種大型空間封閉式的、高畫質(zhì)的VR跑車賽道場(chǎng)景單元的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建道路墻體及空間封閉式的異次元競(jìng)速類跑車賽道場(chǎng)景單元的3D數(shù)據(jù)模塊，所述3D數(shù)據(jù)模塊包括樓房、街道、墻體、雕塑、交通工具、景觀、天空、天氣、NPC人物、服飾、道具、植物；

S2：配置用戶與VR服務(wù)器的接入線、進(jìn)程，集成加工VR用戶的交互數(shù)據(jù)，所述單位VR跑車賽道場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)上限為100個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為10個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)（賽道中的分段區(qū)域），且單位數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)的最大線程數(shù)設(shè)置為10個(gè)；

S3：在VR虛擬跑車賽道環(huán)境中，觀測(cè)3D景深設(shè)置為1～10000米，從聚焦點(diǎn)至極限近、遠(yuǎn)距離處的VR圖像像素為逐步緩慢從1倍到降150倍，且重點(diǎn)優(yōu)化100～200米3D景深處（中景）的圖像畫質(zhì)；

S4：通過(guò)VR服務(wù)器互聯(lián)各VR跑車賽道中的分段區(qū)域，且互聯(lián)不同VR服務(wù)器單元（不同VR虛擬跑車賽道），VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)。

根據(jù)上述實(shí)施例二、實(shí)施例三、實(shí)施例四、實(shí)施例五或?qū)嵤├鶚?gòu)建得到的VR模擬世界單元的系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)定：

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例五中構(gòu)建得到的VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖和用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖。

通過(guò)分析所述VR模擬世界單元的景距對(duì)像素的調(diào)節(jié)圖，實(shí)施例二（VR酒吧）由于為墻面封閉式場(chǎng)景，像素在10米近景景深處設(shè)定常規(guī)最大值，即1000萬(wàn)像素，隨著焦點(diǎn)的改變，優(yōu)化的像素位置隨景深改變，最佳像素景深處兩邊的近、遠(yuǎn)景均逐步降低1～100倍的像素，即1000～10萬(wàn)像素；實(shí)施例三（VR外星球）由于為空間封閉式場(chǎng)景，像素在2500米遠(yuǎn)景景深處設(shè)定為1000萬(wàn)像素，隨著焦點(diǎn)的改變，優(yōu)化的像素位置隨景深改變，最佳像素景深處兩邊的近、遠(yuǎn)景均逐步降低1～100倍的像素；實(shí)施例四（VR農(nóng)場(chǎng)）由于為空間封閉式場(chǎng)景，像素在20米中近景景深處設(shè)定為1000萬(wàn)像素，隨著焦點(diǎn)的改變，優(yōu)化的像素位置隨景深改變，最佳像素景深處兩邊的近、遠(yuǎn)景均逐步降低1～100倍的像素；實(shí)施例五（VR霧霾城市）由于為墻面、空間封閉式場(chǎng)景，由于利用了天氣元素對(duì)背景進(jìn)行了大面積的模糊化處理，極大的降低了畫面處理負(fù)荷，像素在20米中近景景深處設(shè)定為比常規(guī)1000萬(wàn)像素更高的1500萬(wàn)像素，隨著焦點(diǎn)的改變，優(yōu)化的像素位置隨景深改變，最佳像素景深處兩邊的近、遠(yuǎn)景均逐步降低1～150倍的像素，即1500～10萬(wàn)像素；實(shí)施例六（VR跑車賽道）由于為墻體、空間封閉式場(chǎng)景，由于畫面為高保真，畫面處理負(fù)荷極大，像素在100～200米近景景深處設(shè)定為1500萬(wàn)像素，隨著焦點(diǎn)的改變，優(yōu)化的像素位置隨景深改變，最佳像素景深處兩邊的近、遠(yuǎn)景均逐步降低1～150倍的像素，即1500～10萬(wàn)像素。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，VR計(jì)算機(jī)設(shè)備采用的模糊化加工為在執(zhí)行VR顯像時(shí)對(duì)遠(yuǎn)景（觀測(cè)近景）或近景（觀測(cè)遠(yuǎn)景）圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行低像素簡(jiǎn)化處理時(shí)，通過(guò)部分降低畫質(zhì)以減少數(shù)據(jù)流量、降低計(jì)算機(jī)圖像運(yùn)算負(fù)荷，且根據(jù)遠(yuǎn)、近景的3D景深優(yōu)選的畫質(zhì)降低倍數(shù)優(yōu)選為1～200倍，而通過(guò)采用性能更佳或較差的數(shù)據(jù)處理器，增加或降低所述像素降低比例也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)。同時(shí)，本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，首次將人體學(xué)的晶狀體光學(xué)聚焦方法應(yīng)用到VR立體圖像處理中，所述晶狀體光學(xué)聚焦方法是在人的大腦主動(dòng)選擇視野目標(biāo)情況下，通過(guò)改變眼睛晶狀體的聚焦成像，在光學(xué)上選擇性的將聚焦點(diǎn)處景物高清化，且將不同景深（焦距）處的次要景物模糊化，降低人的大腦對(duì)感官圖像信息的處理負(fù)荷；類似的，在VR立體圖像處理中，通過(guò)快捷的、選擇性的降低次要景深（焦距）處的圖片像素，即對(duì)遠(yuǎn)、近景或其他次要圖像數(shù)據(jù)模糊化加工，降低計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像處理的負(fù)荷，提高了VR模擬世界單元的圖像流暢性、必要像素及真實(shí)感。此外，本發(fā)明用VR服務(wù)器互聯(lián)各自構(gòu)建的封閉式3D場(chǎng)景單元，且聯(lián)用集成了多線程多進(jìn)程的用戶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將VR模擬世界系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，既保證了封閉式數(shù)據(jù)單元的高性能數(shù)據(jù)處理模式，又實(shí)現(xiàn)了VR模擬世界的高開(kāi)放度。

此外，各實(shí)施例中采用的封閉式場(chǎng)景方法為有形墻面或虛無(wú)墻體的空間限制封閉，以特殊背景為題材的VR場(chǎng)景設(shè)計(jì)中，代替空間封閉而采用時(shí)間限制封閉場(chǎng)景也是可行的。

通過(guò)分析所述VR模擬世界單元的用戶線程數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響圖，實(shí)施例二的VR酒吧由于場(chǎng)景面積較小，人口密集，空間利用率較大，測(cè)得的當(dāng)VR用戶線程數(shù)在100以內(nèi)時(shí)，服務(wù)器能保持較好的數(shù)據(jù)處理效率（系統(tǒng)性能80%以上），跟據(jù)VR酒吧街的設(shè)計(jì)，進(jìn)程數(shù)設(shè)定為10個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)能保證VR服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸處理流暢，且實(shí)現(xiàn)1000人每單位服務(wù)器區(qū)的設(shè)置；實(shí)施例三的VR外星球由于場(chǎng)景面積較大，人口稀疏，單位空間上的3D模塊較少，測(cè)得的當(dāng)VR用戶線程數(shù)在400以內(nèi)時(shí)，服務(wù)器能保持較好的數(shù)據(jù)處理效率，進(jìn)程數(shù)設(shè)定為25個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)能保證VR服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸處理流暢，且實(shí)現(xiàn)10000人每單位服務(wù)器區(qū)的設(shè)置；實(shí)施例四的VR農(nóng)場(chǎng)由于場(chǎng)景面積較小，人口適中，但遠(yuǎn)景豐富，測(cè)得的當(dāng)VR用戶線程數(shù)在100以內(nèi)時(shí)，服務(wù)器能保持較好的數(shù)據(jù)處理效率，進(jìn)程數(shù)設(shè)定為50個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)能保證VR服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸處理流暢，且實(shí)現(xiàn)5000人每單位服務(wù)器區(qū)的設(shè)置；實(shí)施例五的VR霧霾城市由于場(chǎng)景面積較大，人口較多，但遠(yuǎn)景通過(guò)天氣效果極大的降低了畫質(zhì)，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理能力，測(cè)得的當(dāng)VR用戶線程數(shù)在200以內(nèi)時(shí)，服務(wù)器能保持較好的數(shù)據(jù)處理效率，進(jìn)程數(shù)設(shè)定為20個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)能保證VR服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸處理流暢，且實(shí)現(xiàn)4000人每單位服務(wù)器區(qū)的設(shè)置；實(shí)施例六的VR跑車賽道由于場(chǎng)景面積較大，畫面高保真，對(duì)顯卡、處理器、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布O(shè)備要求較高，測(cè)得的當(dāng)VR用戶線程數(shù)在10以內(nèi)時(shí)，服務(wù)器能保持較好的數(shù)據(jù)處理效率，進(jìn)程數(shù)設(shè)定為10個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)能保證VR服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸處理流暢，且實(shí)現(xiàn)100人每單位服務(wù)器區(qū)的設(shè)置。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，實(shí)施例二至實(shí)施例六中采用的多線程多進(jìn)程的集成加工基于計(jì)算機(jī)軟、硬件并發(fā)加工執(zhí)行技術(shù)，使多個(gè)VR用戶在多個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)完成數(shù)據(jù)交互，在單位VR場(chǎng)景單元中優(yōu)選的線程數(shù)為100～10000個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)連接，優(yōu)選的進(jìn)程數(shù)為10～1000個(gè)數(shù)據(jù)交互共享平臺(tái)，且通過(guò)采用性能更佳或較差的VR服務(wù)器設(shè)備系統(tǒng)，增加或降低所述線、進(jìn)程數(shù)也在此實(shí)施例描述范圍內(nèi)。

所述的VR服務(wù)器用于存儲(chǔ)、運(yùn)算和傳輸所述的封閉式場(chǎng)景單元的數(shù)據(jù)信息，各不同類別的場(chǎng)景單元、處于不同服務(wù)器的同類場(chǎng)景單元、及同服務(wù)器同場(chǎng)景單元的不同進(jìn)程采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)加工平臺(tái)，VR用戶通過(guò)所述的VR服務(wù)器在各數(shù)據(jù)平臺(tái)間移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)VR模擬世界的開(kāi)放。

采用本發(fā)明提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法，創(chuàng)造性的將人體學(xué)原理應(yīng)用到了對(duì)遠(yuǎn)、近景圖像數(shù)據(jù)模糊化加工上,構(gòu)建得到的VR模擬世界單元具有高速的圖像運(yùn)輸、運(yùn)算和處理能力，提高了VR模擬世界的VR畫質(zhì)、真實(shí)感、流暢性和開(kāi)放度，同時(shí)用于VR圖像模糊化處理的設(shè)備十分簡(jiǎn)單、快捷，實(shí)用性較高。

實(shí)施例七

本實(shí)施例提供了一種基于VR模擬世界單元的構(gòu)建方法的設(shè)備集成系統(tǒng)。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中集成的與VR模擬世界單元的構(gòu)建方法對(duì)應(yīng)的設(shè)備集成系統(tǒng)圖，所述的設(shè)備集成系統(tǒng)主要包括VR服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備、VR用戶設(shè)備。

進(jìn)一步，所述的VR服務(wù)器為一個(gè)或多個(gè)實(shí)體計(jì)算機(jī)、云服務(wù)器、客戶端集成的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)備；所述的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備為網(wǎng)線、數(shù)據(jù)線、WiFi、藍(lán)牙、紅外、手機(jī)網(wǎng)中的一種或幾種；所述的VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備包括VR數(shù)據(jù)輸入元件、VR視覺(jué)聚焦元件、3D景深計(jì)算元件、圖像模糊化加工元件、VR數(shù)據(jù)輸出元件；所述的VR用戶設(shè)備包括VR客戶端運(yùn)行主體（電腦、智能手機(jī)）、VR客戶端操作裝置、VR視覺(jué)調(diào)焦裝置、VR顯像屏、VR聲音播放裝置、VR觸感模擬裝置。

需要說(shuō)明的是，所述VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備和VR視覺(jué)調(diào)焦裝置為本發(fā)明的核心系統(tǒng)部件，所述VR畫質(zhì)調(diào)控設(shè)備通過(guò)將所述VR數(shù)據(jù)輸入元件輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行在所述的VR視覺(jué)聚焦元件、3D景深計(jì)算元件和圖像模糊化加工元件中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)、近景或其他次要圖像數(shù)據(jù)模糊化加工，由于圖像數(shù)據(jù)模糊化處理的核心要素為選擇性的降低圖像畫質(zhì)，運(yùn)算速度極快，大大的降低了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像處理的負(fù)荷，再通過(guò)所述的VR數(shù)據(jù)輸出元件將處理后的VR畫面?zhèn)鬏斀oVR用戶端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了VR模擬世界單元的流暢運(yùn)行和高真實(shí)感；所述VR視覺(jué)調(diào)焦裝置根據(jù)用戶不同視覺(jué)需求，人為的控制需要視野的3D聚焦景深，創(chuàng)造性的將人體學(xué)原理應(yīng)用到了對(duì)遠(yuǎn)、近景圖像的控制上。

在本發(fā)明中，用戶根據(jù)不同的VR應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，需匹配不同的用戶端設(shè)備及操作模擬器，基于本發(fā)明構(gòu)建方法設(shè)計(jì)VR模擬世界單元，聯(lián)用、集成其他的用戶端設(shè)備或操作模擬器到所述VR用戶設(shè)備系統(tǒng)中來(lái)，也在本實(shí)施例的描述范圍中。

實(shí)施例八

本實(shí)施例提供的一種VR模擬世界單元的構(gòu)建方法及其設(shè)備集成系統(tǒng)在游戲、社交、科教、辦公、集會(huì)、醫(yī)療、觀光、駕駛、娛樂(lè)、休閑、運(yùn)動(dòng)、視頻播放方面的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)提供的VR模擬世界單元的構(gòu)建方法或設(shè)備集成系統(tǒng)，為單線程式VR模擬世界單元（高性能）或多線程式VR模擬世界單元（低性能），無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高性能和多線程開(kāi)放式VR世界的目的，難以互聯(lián)網(wǎng)化，僅能夠運(yùn)用在范圍較為狹窄的用途上，如單線程或少線程式的VR應(yīng)用軟件上，而本發(fā)明構(gòu)建的VR模擬世界單元能實(shí)現(xiàn)多線程、高性能的VR模擬世界體驗(yàn)，突破了畫質(zhì)運(yùn)算對(duì)VR服務(wù)器系統(tǒng)的限制，能應(yīng)用在大數(shù)據(jù)化的各種娛樂(lè)、科教、仿真等多線程網(wǎng)絡(luò)程序和更廣泛的VR用途上。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，而并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書的范圍當(dāng)中。