在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置以及方法

摘要

本发明涉及在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置以及方法。本发明可以解决现有技术中解析虚拟物品相对困难的问题，其技术方案要点是，一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置，包括产品展示终端，所述的产品展示终端上安装有3D虚拟世界应用，3D虚拟世界应用包括操作模块、3D环境变化模块、产品展示模块和启动环境模块，启动环境模块设定3D环境变化数据，所述操作模块接收使用者对处理对象的操作数据和启动环境模块的数据，所述操作模块输出数据结合3D环境变化进行数据处理，形成产品数据输入产品展示模块，所述的产品展示模块根据产品数据，在3D虚拟世界中展示虚拟产品、虚拟操作员和虚拟工具。本发明能进行灵活的、互动式进行产品展示。

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟展示现实产品能力的装置以及方法，特别涉及一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置以及方法。

背景技术

对于很多大型电子产品，例如服务器，客户往往希望看到其内部的机制，以便做出购买的决策。由于这些设备不易搬动，所以厂商往往只能把其静态图片和说明放到互联网上供客户浏览。更丰富一些的展示方式包括基于Flash或者视频的模式。即便这样，仍然存在很多不足。首先，每一个新的产品都需要很大的人力和财力投入重新制作视频展示素材。如果产品升级了，需要重新制作产品的模型而进一步制作视频，或重新制作Flash片段。其次，对于用户而言，缺乏足够的互动，只能按照展示系统里设计好的方式逐步查看产品的特点。特别是，很多客户希望有自己动手摸索新产品、甚至拆解新产品从而了解其内部细致结构的机会。在现实生活中，这是很困难甚至不可能的。因为这有可能损坏展示用的产品，而且安装、拆解产品本身需要使用特定的工具、特点的技巧。在3D虚拟世界技术出现之前，我们欠缺一种可以配置的普遍的模拟产品拆装的方法，以支持客户与产品的互动。并且在产品升级后，支持比较方便地为新产品（或硬件）配置新的展示和交互环境。

中国专利公开号CN201464983U，公开日2010年5月12日，公开了一种基于云技术的虚拟展示系统，包括作为客户端的平板电脑、电视幕墙显示装置、后台影像输出电脑，云服务器，其特征在于所述平板电脑通过无线网络与云服务器通讯，所述云服务器与后台影像输出电脑通过网络通讯，所述后台影像输出电脑输出图像给电视幕墙；所述电视幕墙显示装置与云服务器连接形成可进行商品交易的虚拟展示网络；所述平板电脑用于供用户选择交易商品，并将用户的请求传输给云服务器；所述云服务器用于接收用户的请求并将交易产品的图像分别传输给平板电脑和电视幕墙显示装置；所述电视幕墙显示装置用于展示用户选定的交易商品虚拟效果。此装置公开的技术能够用影响进行展示产品，但是，此虚拟展示过程中，存在只能观看产品外观，无法准确分析产品内部结构，如果产品需要更新，也无法完成拼接组装的指导，功能上存在较大的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在只能观看产品外观，无法准确分析产品内部结构，无法提供后续组装指导展示的问题，提供一种能分解虚拟产品，解析产品内部结构，在产品更新后提供后续支持的一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置以及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置，包括产品展示终端，所述的产品展示终端上安装有3D虚拟世界应用，所述的3D虚拟世界应用的处理对象为虚拟操作员、虚拟产品和虚拟工具，3D虚拟世界应用包括操作模块、3D环境变化模块、产品展示模块和启动环境模块，所述的启动环境模块设定3D环境变化数据，所述操作模块接收使用者对处理对象的操作数据和启动环境模块的数据，所述操作模块输出数据结合3D环境变化进行数据处理，形成产品数据输入产品展示模块，所述的产品展示模块根据产品数据，在3D虚拟世界中展示虚拟产品、虚拟操作员和虚拟工具。这样设置，通过操作模块对虚拟操作员、虚拟产品和虚拟工具三者的计算，保证了只有当虚拟操作员、虚拟产品和虚拟工具三者均与设定的条件符合时才能对虚拟产品进行具体的解析。

作为优选，所述的操作模块包括消息接口模块、计算模块、虚拟产品操作模块和产品参数数据库模块，所述的虚拟产品操作模块包括预定条件管理模块、路径管理模块和后置条件管理模块，所述的计算模块包括连接关系管理模块和结构管理模块，所述消息接口模块接收使用者对处理对象的操作数据和启动环境模块的数据，消息接口模块输出消息数据至虚拟产品操作模块和产品参数数据库模块，虚拟产品操作模块中路径管理模块调用连接关系管理模块和结构管理模块，虚拟产品操作模块数据处理完成后输出产品数据并反馈至消息接口模块，所述的产品参数数据库模块与外部数据源交换数据。这样设置有以下作用：虚拟产品操作模块用于操作虚拟产品或虚拟部件；消息接口模块用于管理虚拟产品的各个虚拟部件之间的消息；消息接口模块非常重要，因为整个产品可能包含若干不同类型的虚拟部件、以及若干不同类型的虚拟部件之间的虚拟接口；如果没有松耦合的、基于消息的方式，那么改变虚拟产品操作的方式将是非常复杂的和耗时的；虚拟产品操作模块为了分解一个虚拟产品，需要满足一些前提条件，然后，虚拟产品进行拆解，之后，需要满足一些后续条件；在操作的时候，调用连接关系管理模块和结构管理模块构造、移动、变化虚拟部件；结构管理模块是定义一个虚拟部件的性质、颜色、条纹、接口等特性的基础， 连接关系管理模块则涵盖那些描述虚拟部件之间关系的部分；第三、用于保存虚拟产品中虚拟部件、虚拟接口的信息，连接关系管理模块和结构管理模块定义虚拟部件、虚拟结构关系的方法可以采用XML schema表示，其数据实例可以存储在产品参数数据库模块中。

一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的方法，首先将3D虚拟世界应用安装在产品展示终端上，然后通过以下步骤完成在3D虚拟世界中展示现实产品：

步骤一：系统初始化；

步骤二：通过消息接口模块获取对3D虚拟世界应用的输入；

步骤三：3D虚拟世界应用通过消息接口模块操作处理对象；

步骤四：3D虚拟世界应用使用计算模块验证操作处理对象的正确性，正确则执行步骤五，否则跳转执行步骤三；

步骤五：同步外部数据源与产品参数数据库模块之间的信息，更新产品；

步骤六： 用产品展示模块根据产品数据输出虚拟操作员、虚拟产品和虚拟工具影像，达到在3D虚拟世界中展示现实产品的目的。

为了能够让一个虚拟操作员与虚拟产品互动，首先系统要进行一些初始化的工作，3D虚拟世界应用可以为虚拟操作员提供一些选择，不同的选择表示不同的场景，然后，就可以在3D虚拟世界里建造一些初始布局。为了做到这一点，首先要基于连接关系管理模块和结构管理模块表达虚拟产品在3D虚拟世界里的样子，这个动作是在3D虚拟世界应用的一次性的动作。连接关系管理模块和结构管理模块从产品参数数据库模块中调用取得数据，连接关系管理模块和结构管理模块中的数据还可用于表达产品中的虚拟部件和虚拟接口，一个虚拟操作员可通过使用虚拟工具与虚拟产品进行互动，因此，在初始化动作之后，展示3D虚拟产品的环境就应该就绪了。因此，在初始化动作之后，展示3D虚拟产品的环境就应该就绪了。这样设置，本发明能进行灵活的、互动式硬件产品展示，本发明提出的方法客服了传统基于Web的静态的产品展示方式的不足，一个试图与产品进行互动的客户可以在3D虚拟世界里拆解这些新产品，以便更好地了解其内部结构、功能，以及功能与现实部件的联系；这样，产品的客户可以很快掌握产品最重要的特性，当一个产品的规范变化，或者新产品推出的时候，可以更新产品数据库，继而导致该产品在3D虚拟世界里的结构、表现方式、以及与客户的互动的方式的变化；此后，当客户在3D虚拟世界里操作产品的时候，一系列新的产品特性就可以立刻被展现出来了；这样的一个新的发明可以产生一种新的在3D虚拟世界里展示进行新产品市场活动和广告活动的业务模式，另外，该发明可以用来进行产品支持工程师的技能培训，考察产品工程师是否可以熟悉地快速分解硬件产品。

作为优选，所述的步骤五中，通过3D环境变化模块改变3D虚拟世界应用中3D虚拟环境的状态。通过3D环境变化模块，辅助设定了虚拟临时容器、亮点设定和提醒方式，辅助使用者更好地对虚拟产品进行分解。

作为优选，所述的步骤四中，整个虚拟产品进一步分为虚拟接口和虚拟部件，所述的虚拟部件与虚拟部件或虚拟部件与虚拟接口之间均存在基本关系，即用于拆解目的的关系。整个虚拟产品可以进一步分为虚拟接口和虚拟部件，在有些环境下，虚拟接口的细节可以跳过，在那样的场合，对虚拟接口的操作则变成可选的步骤。

作为优选，对接口操作的三个子步骤是：子步骤一：准备前提条件是否符合要求，符合要求则执行子步骤二，否则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；子步骤二：计算对虚拟接口操作的有效性，是否符合参数设定，如果符合参数设定，继续执行子步骤三，如果不符合参数设定，则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；子步骤三：进行后续操作。

作为优选，对每个虚拟部件操作的三个子步骤是：

子步骤四：计算前提条件，即读取虚拟操作员、虚拟工具、和启动环境状态，判断虚拟操作员数量是否符合要求，虚拟部件的接口状态是否符合状态要求，符合要求则执行子步骤二，否则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动，然后跳转执行步骤三；

子步骤五：计算分解路径的有效性，即与当前路径向量进行比较 是否符合参数设定，如果符合参数设定，继续执行子步骤六，如果不符合参数设定，则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；

子步骤六：执行后续动作，即将拆解的虚拟部件放在由3D环境变化模块设定的虚拟临时容器里或执行其它后续动作。

为了虚拟展示拆解各个产品部件之间的接口，需要选择使用正确的虚拟工具、在一个正确的结合点上进行操作，当分解了虚拟接口以后，虚拟部件就可以打开了，此外，为了正确分解产品，需要遵循一条正确的分解路径，以保证一个虚拟部件不妨碍其他虚拟部件的拆解。

作为优选，所述的虚拟部件与虚拟部件之间或虚拟部件与虚拟接口之间还存在群组关系、顺序关系或相关关系。除了基本关系，还存在群组关系、顺序关系或相关关系，设定群组关系、顺序关系或相关关系，能更为准确的描述表达各虚拟部件与虚拟接口之间的关系，提供，不同的操作关系和提醒关系，更好地帮助使用者对虚拟产品进行拆解、组装和提醒。

作为优选，当若干个虚拟部件属于一个共同的群组时，群组关系用群组颜色、围绕群组虚拟部件的加亮线等方式表达；当若干个虚拟部件或虚拟接口之间存在相关关系时，当操作一个当前虚拟部件或虚拟接口的时候，以闪烁的方式显示其他相关的虚拟部件或虚拟接口。几个虚拟部件属于一个群组，在这种情况下，群组关系可以用群组颜色、围绕群组虚拟部件的加亮线等方式表达，辅助使用者理解；当若干个虚拟部件或虚拟接口之间存在相关关系时，以闪烁的方式显示其他相关的虚拟部件，辅助使用者理解。 

作为优选，当若干个虚拟部件或虚拟接口之间存在顺序关系时，操作一个当前虚拟部件或虚拟接口的时候，以提示方式显示下一个应该处理的部件。这样设置，保证了几个虚拟部件要按预先设定的顺序先后分解，保证了拆解过程的准确，起到准确指导的作用。

本发明的实质性效果是： 本发明准确分析产品内部结构，能够提供后续组装指导展示，进行灵活的、互动式硬件产品展示。

附图说明

图1是本发明中3D虚拟世界应用的结构示意图；

图2是本发明的一种流程示意图；

图3是本发明中步骤四的一种流程示意图；

图4是本发明中以向量的方式表达了正确拆解路径的一种举例示意图。

图中：1、处理对象，11、虚拟操作员，12、虚拟产品，13、虚拟工具，2、操作模块，21、消息接口模块，22、预订条件管理模块，23、路径管理模块，24、后置条件管理模块，25、计算模块，251、连接关系管理模块，252、结构管理模块，26、产品参数数据库模块，3、外部数据源，4、3D环境变化模块，41、系统提醒模块，42、临时容器模块，43、亮点设定模块，5、产品展示模块，51、3D位置变换模块，52、3D形状变换模块，53、虚拟工具状态模块，6、启动环境模块。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的装置，包括产品展示终端，产品展示终端上安装有3D虚拟世界应用（参见附图1），3D虚拟世界应用的处理对象1为虚拟操作员11、虚拟产品12和虚拟工具13，3D虚拟世界应用包括操作模块2、3D环境变化模块4、产品展示模块5和启动环境模块6，使用者通过启动环境模块6设定3D环境变化数据，操作模块2接收使用者对处理对象1的操作数据和启动环境模块6的数据，操作模块2输出数据结合3D环境变化进行数据处理，形成产品数据输入产品展示模块5，产品展示模块5根据产品数据，在3D虚拟世界中展示虚拟产品12、虚拟操作员11和虚拟工具13。本实施例中的操作模块2包括消息接口模块21、计算模块25、虚拟产品操作模块和产品参数数据库模块26，虚拟产品操作模块包括预定条件管理模块22、路径管理模块23和后置条件管理模块24，计算模块25包括连接关系管理模块251和结构管理模块252，本实施例中，消息接口模块21接收使用者对处理对象1的操作数据和启动环境模块6的数据，消息接口模块21输出消息数据至虚拟产品操作模块和产品参数数据库模块26，虚拟产品操作模块中预定条件管理模块22判断前提条件是否满足参数要求 ，路径管理模块23调用连接关系管理模块251和结构管理模块252判断计算分解路径的有效性，即与当前路径向量进行比较 是否符合参数设定，虚拟产品操作模块数据处理完成后输出产品数据并反馈产品数据至消息接口模块21，产品参数数据库模块26通过复制手段与外部数据源3交换数据进行参数导入导出操作。3D环境变化模块4起到改变3D虚拟环境的状态的作用，主要为通过系统提醒模块41和亮点设定模块43对使用者进行声、光和文字的提示，辅助使用者对虚拟产品12进行深度解析，临时容器模块42则辅助使用者将拆解下的虚拟部件和虚拟接口收容、放入，作为备用。产品展示模块5则通过3D位置变换模块51改变虚拟产品的位置，使用3D形状变换模块52改变虚拟产品的外观，使用虚拟工具状态模块53改变虚拟工具的状态，在3D虚拟世界里产生输出，达到在3D虚拟世界中展示现实产品的目的。

一种在3D虚拟世界中展示现实产品能力的方法，（参见附图2）首先将3D虚拟世界应用安装在产品展示终端上，然后通过以下步骤完成在3D虚拟世界中展示现实产品：

步骤一：系统初始化S1；为了能够让一个虚拟操作员与虚拟产品互动，首先系统要进行一些初始化的工作，3D虚拟世界应用可以为虚拟操作员提供一些选择，不同的选择表示不同的场景，然后，就可以在3D虚拟世界里建造一些初始布局。为了做到这一点，首先要基于连接关系管理模块251和结构管理模块252表达虚拟产品在3D虚拟世界里的样子，这个动作是在3D虚拟世界应用的一次性的动作。连接关系管理模块251和结构管理模块252从产品参数数据库模块26中调用取得数据，连接关系管理模块251和结构管理模块252中的数据还可用于表达产品中的虚拟部件和虚拟接口，一个虚拟操作员可通过使用虚拟工具与虚拟产品进行互动，因此，在初始化动作之后，展示3D虚拟产品的环境就应该就绪了。

步骤二：通过消息接口模块获取对3D虚拟世界应用的输入S2；消息接口模块非常重要，采用松耦合的、基于消息的方式对虚拟产品进行操作，因为整个产品可能包含若干不同类型的虚拟部件、以及若干不同类型的虚拟部件之间的虚拟接口；如果没有消息接口模块，那么改变虚拟产品操作的方式将是非常复杂的和耗时的。

步骤三：3D虚拟世界应用通过消息接口模块操作处理对象S3；

步骤四：3D虚拟世界应用使用计算模块验证操作处理对象的正确性S4，正确则执行步骤五，否则跳转执行步骤三；

步骤五：通过3D环境变化模块改变3D虚拟世界应用中3D虚拟环境的状态，同步外部数据源与产品参数数据库模块之间的信息S5，更新产品； 

步骤六： 用产品展示模块根据产品数据输出虚拟操作员、虚拟产品和虚拟工具影像S6，达到在3D虚拟世界中展示现实产品的目的。

步骤四中，整个虚拟产品进一步分为虚拟接口和虚拟部件，所述的虚拟部件与虚拟部件或虚拟部件与虚拟接口之间均存在基本关系，即用于拆解目的的关系。同时，虚拟部件与虚拟部件之间或虚拟部件与虚拟接口之间还存在群组关系、顺序关系或相关关系。当若干个虚拟部件属于一个共同的群组时，群组关系可以用群组颜色、围绕群组虚拟部件的加亮线等方式表达；当若干个虚拟部件或虚拟接口之间存在相关关系时，当操作一个当前虚拟部件或虚拟接口的时候，以闪烁的方式显示其他相关的虚拟部件或虚拟接口。当若干个虚拟部件或虚拟接口之间存在顺序关系时，操作一个当前虚拟部件或虚拟接口的时候，以提示方式显示下一个应该处理的部件。

在步骤四中（参见附图3），对接口操作的三个子步骤是：子步骤一：准备虚拟接口操作的前提条件S41，判断准备前提条件是否符合要求S42，符合要求，则执行子步骤二，否则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；

子步骤二：判断计算对虚拟接口操作的有效性S43，是否符合参数设定，如果符合参数设定，继续执行子步骤三，如果不符合参数设定，则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；

子步骤三：进行后续操作S44，后续操作可以是将虚拟接口放入虚拟临时容器中或其他可以执行的后续操作。

对每个虚拟部件操作的三个子步骤是：

子步骤四：准备虚拟部件操作的前提条件S45，计算前提条件，即读取虚拟操作员、虚拟工具、和启动环境状态S46，判断虚拟操作员数量是否符合要求，虚拟部件的接口状态是否符合状态要求，符合要求则执行子步骤二，否则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动，然后跳转执行步骤三；

子步骤五：计算分解路径的有效性S47，即与当前路径向量进行比较 是否符合参数设定，如果符合参数设定，继续执行子步骤六，如果不符合参数设定，则给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动然后跳转执行步骤三；

子步骤六：执行后续动作S48，即将拆解的虚拟部件放在由3D环境变化模块设定的虚拟临时容器里或执行其它后续动作。

具体到服务器产品在3D虚拟世界中的展示，其中的虚拟产品中的虚拟部件为主板，具体实施时，首先，先进行初始化，由结构管理模块251管理、调用此主板对应的虚拟部件，描述此主板对应的虚拟部件形状的XML例子如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<Components>

      <Component id="c0001" name="mainboard" movable="true">

           <Shape type="tube">

                 <ParameterList>

                 </ParameterList>

           </Shape>

           <Texture>

                 <Configurations>

                 </Configurations>

           </Texture>

           <Script>

           </Script>

      </Component>

</Components>

具体实施时，由连接关系管理模块252管理、调用与此主板对应的虚拟部件相关虚拟接口，即螺栓的连接关系，描述与此主板对应的虚拟部件相关虚拟接口连接关系的XML例子如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<Relationship>

      <ParentComponent>

           <Origin> <0,0,0> </Origin>

      </ParentComponent>

      <ChildComponent>

           <Origin> <0.2,0.3,0> </Origin>   

      </ChildComponent>   

      <InterfacesList>

           <Interface type="Bolt" positionInParent="<0.01,0.01,0>" positionInChild="<0.02,0.01,0>">

                 <ToolOnInterface>...</ToolOnInterface>

                 <ActionOnInterface>...</ActionOnInterface>

           </Interface>

      </InterfacesList>

</Relationship>

然后，通过消息接口模块获取对3D虚拟世界应用的输入，3D虚拟世界应用通过消息接口模块操作处理对象，3D虚拟世界应用根据消息接口模块的命令，准备虚拟接口也就是对应主板的螺栓操作的前提条件，由预订条件管理模块22判断准备前提条件即虚拟操作员数量是否符合要求，虚拟部件的接口状态是否符合状态要求，使用的虚拟工具是否也符合要求，准备前提条件符合条件后，路径管理模块23判断路径管理，将操作虚拟接口的运动路径中的连续向量提取出，对比以向量的方式表达了正确拆解路径（参见附图4），只有当虚拟接口的运动路径与以向量的方式表达了正确拆解路径相同时，虚拟接口才被正确拆解，等待后续操作即将螺栓放入临时容器，当运动路径中任一处与以向量的方式表达了正确拆解路径不符的话，则立即给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟接口的移动，直到重新进行正确的拆解。由于螺栓和主板之间存在相关关系，所以当操作螺栓的时候，以闪烁的方式显示主板。由于主板和螺栓存在顺序关系，所以操作螺栓的时候，以提示方式显示下一个应该处理的部件也就是主板。

3D虚拟世界应用根据消息接口模块的命令，准备虚拟部件也就是主板操作的前提条件，由预订条件管理模块22判断准备前提条件即虚拟操作员数量是否符合要求，虚拟部件的接口状态是否符合状态要求，使用的虚拟工具是否也符合要求，准备前提条件符合条件后，路径管理模块23判断路径管理，将操作虚拟部件的运动路径中的连续向量提取出，对比以向量的方式表达了正确拆解路径，只有当虚拟部件的运动路径与以向量的方式表达了正确拆解路径相同时，虚拟部件也就是主板才被正确拆解，等待后续操作，当运动路径中任一处与以向量的方式表达了正确拆解路径不符的话，则立即给以声音和颜色加亮的警示，并停止虚拟部件的移动，直到重新进行正确的拆解。当其他虚拟部件与主板属于一个共同的群组时，群组关系中的其他虚拟部件可以用群组颜色、围绕群组虚拟部件的加亮线等方式表达；当其他虚拟部件或虚拟接口与当前主板之间存在相关关系时，当操作一个主板的时候，以闪烁的方式显示其他相关的虚拟部件或虚拟接口。当主板与其他虚拟接口或其他虚拟板件之间存在顺序关系时，操作主板的时候，以提示方式显示下一个应该处理的部件。

然后，使用产品参数数据库模块26同步外部数据源3，并且实时数据均通过3D环境变化模块4和产品展示模块5输出产品数据，使用3D位置变换模块改变虚拟部件的位置，如果是需要改变形状的虚拟部件还可以使用3D形状变换模块改变虚拟部件的外观。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。