一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法及系统与流程

1.本发明涉及虚拟现实领域，具体而言，涉及一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法及系统。


背景技术：

2.虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。在实现导航的过程中，通过虚拟场景技术建立一个周围的环境的三维环境，用户在该环境中可以“全身心的”投入到导航路径之中，从而拓展用户的认知手段和领域，为导航路径的选择节约时间，提高效率和质量。
3.在虚拟现实复杂的3d场景中，如果需要交互的对象离体验者有一定距离或离体验者中间有墙面或建筑物遮挡，为达到沉浸式体验，在交互前，应指导体验者到达目的地。目前市面虚拟现实内容在目的地的引导上没有显著的路径导航地标或者地标没有实时更新功能。在一些高自由度场景中体验者容易丢失目标。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其能够在虚拟现实场景内，实时更新与目的地的导航路径并直观显示反馈给体验者。
5.本发明的另一目的在于提供一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统，其能够运行一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法。
6.本发明的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其包括创建虚拟目的地获取三维坐标；划分地面信息得到若干块路径点；遍历相邻路径点得到若干路径；比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。
8.在本发明的一些实施例中，上述创建虚拟目的地获取三维坐标包括：获取三维虚拟场景的场景索引数据和场景顶点数据，并通过预设的顶点收缩算法对三维虚拟场景进行简化处理，得到三维坐标。
9.在本发明的一些实施例中，上述划分地面信息得到若干块路径点包括：对三维虚拟场景中的地面信息进行节点化处理，划分出多个路径的节点。
10.在本发明的一些实施例中，上述遍历相邻路径点得到若干路径包括：遍历计算起点和目的地分别至各自所在域内的每一块路径点的距离，得到起点和目的地各自的若干条路径。
11.在本发明的一些实施例中，上述比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点包
括：当确定出若干条路径时，还原虚拟对象当前所在位置的节点为划分至最小网格尺寸前的网格节点，比较起点和目的地距离最近的域内节点以及起点至目的地的最优域间路由内最短路径上的所有节点，完成提取途径路径点。
12.在本发明的一些实施例中，上述根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径包括：将路径点通过对应的显示模型进行渲染，转化为渲染图标，然后依次连接渲染图标形成可视化路径。
13.在本发明的一些实施例中，上述对于可视化路径，调整其材质贴图的uv偏移量，使其纹理产生流动的效果，每个节点对下一个节点的流动方向有明确指示作用。
14.第二方面，本技术实施例提供一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统，其包括获取模块，用于创建虚拟目的地获取三维坐标；
15.划分模块，用于划分地面信息得到若干块路径点；
16.遍历模块，用于遍历相邻路径点得到若干路径；
17.提取模块，用于比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；
18.可视化路径模块，用于根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；
19.视觉效果模块，用于循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；
20.更新模块，用于实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。
21.在本发明的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：获取模块、划分模块、遍历模块、提取模块、可视化路径模块、视觉效果模块及更新模块。
22.第三方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法中任一项的方法。
23.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
24.其能够在虚拟现实场景内，实时更新与目的地的导航路径并直观显示反馈给体验者，在虚拟显示场景中，通过脚下路径导航图标指引就可明确目标方位以及具体位置，即使体验者转动到错误方向以及去到错误地点，路径导航图标会实时更新当前坐标与目的地最短路径，提醒体验者根据路径指引到达目的地，在深交互中大大提升体验感，降低目标丢失的错乱感。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
26.图1为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法步骤示意图；
27.图2为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法详细步骤示意图；
28.图3为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统模块示意图；
29.图4为本发明实施例提供的一种电子设备。
30.图标：10-获取模块；20-划分模块；30-遍历模块；40-提取模块；50-可视化路径模块；60-视觉效果模块；70-更新模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
35.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
36.实施例1
37.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法步骤示意图，其如下所示：
38.步骤s100，创建虚拟目的地获取三维坐标；
39.在一些实施方式中，道路的开始和结束需要设置节点；道路的交叉口需要设置节点；道路的弯曲部分需要设置节点。
40.在一些实施方式中，获取路径起点坐标，获取路径终点坐标，用于确认最终路径。
41.步骤s110，划分地面信息得到若干块路径点；
42.在一些实施方式中，之后将整个三维虚拟场景按区域进行划分，区域划分的目的是减少路径选择的遍历计算。比如，区域中的节点数控制在一定的范围内，不宜过大，如控制在8个节点内；节点所属区域必须唯一性，不能出现一个节点属于两个区域。
43.在一些实施方式中，划分路径可经过区域或活动范围，如a点到c点不可跳过中间的b点。
44.步骤s120，遍历相邻路径点得到若干路径；
45.在一些实施方式中，根据分配出的若干路径点，依次对相邻的路径点进行连线操
作，如a点可以连接到b点，也可以连接c点，c点可以连接d点和e点，依次连接得到若干路径。
46.步骤s130，比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；
47.在一些实施方式中，通过得到的若干路径计算距离，通过比较得到最近距离，提取这条最短路径所经过的所有路径点。
48.步骤s140，根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；
49.在一些实施方式中，对最短径所经过的路径点依次进行渲染图片的连接，完成显示功能。
50.步骤s150，循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；
51.在一些实施方式中，调整渲染图片其材质贴图的uv偏移量，使其纹理产生流动的效果，每个节点对下一个节点的流动方向有明确指示作用。
52.步骤s160，实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。
53.在一些实施方式中，每次移动变更路径起点或路径终点时，更新并重新计算显示新的最短路径。
54.实施例2
55.请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法详细步骤示意图，其如下所示：
56.步骤s200，获取三维虚拟场景的场景索引数据和场景顶点数据，并通过预设的顶点收缩算法对三维虚拟场景进行简化处理，得到三维坐标。
57.步骤s210，对三维虚拟场景中的地面信息进行节点化处理，划分出多个路径的节点。
58.步骤s220，遍历计算起点和目的地分别至各自所在域内的每一块路径点的距离，得到起点和目的地各自的若干条路径。
59.步骤s230，当确定出若干条路径时，还原虚拟对象当前所在位置的节点为划分至最小网格尺寸前的网格节点，比较起点和目的地距离最近的域内节点以及起点至目的地的最优域间路由内最短路径上的所有节点，完成提取途径路径点。
60.步骤s240，将路径点通过对应的显示模型进行渲染，转化为渲染图标，然后依次连接渲染图标形成可视化路径。
61.在一些实施方式中，虚拟场景以及虚拟对象；其中，虚拟对象也可以称为虚拟角色；虚拟场景可以是空旷虚拟场景，如区域广阔、障碍物位置随机且密度稀疏的海洋场景，也可以是树木密度稀疏的草原场景，以及存在其它战机障碍的空中场景等。
62.虚拟中当前正展示的场景，包括空旷虚拟场景、虚拟对象和各种障碍物等，其中，各种障碍物可以为静态障碍物，即在虚拟场景创建时建立的密度稀疏的岛屿障碍物，也可以为动态障碍物，即虚拟对象虚拟场景中移动时，遇到的需要避免碰撞的其余虚拟对象。在实际应用中，电子设备可以通过电子设备中的处理器控制虚拟对象在虚拟场景中移动，也可以通过图形用户界面中的移动控件，控制虚拟对象在虚拟场景中移动。
63.虚拟场景可以以四叉树网格划分方式进行网格划分，其中，四叉树是一种常用于二维空间划分的树状数据结构，其表现上是网格的形式，无论尺寸大小，每个网格都是一个节点，四叉树的每个节点可以都是正方形，尺寸最大的节点即外面最大的网格称为根节点，比如存在根节点a，将节点继续划分，可以得到多个子节点，当某个节点细分至没有子节点
时，该节点称为叶子节点，即叶子节点对应的正方形里没有其他正方形。显然，如果一个大正方形划分出了四个小正方形，那么小正方形的边长一定是大正方形的一半，即，每深一层，边长除以2。
64.为了便于阐述，将上述虚拟场景分为障碍物区域和可行走区域，其中，可行走区域为电子设备控制虚拟对象可以移动的区域，例如，对于海洋场景，障碍物区域包括海洋场景中所有随机位置的岛屿障碍物，可行走区域则为虚拟船只(虚拟对象)避开岛屿障碍物可以移动的区域。通过四叉树网格划分方式分别对障碍物区域和可行走区域进行网格划分，直至得到障碍物区域的叶子节点和可行走区域的叶子节点，且，可行走区域的叶子节点除虚拟对象起点和终点所在的叶子节点之外，其余的叶子节点的网格尺寸大于或等于障碍物区域的叶子节点的网格尺寸，从而通过可行走区域的叶子节点的网格尺寸大的方式，可以有效缓解广阔的可行走区域对应的网格存储空间消耗较大的问题，同时，障碍物区域的叶子节点的网格尺寸小的方式，还可以保证障碍物区域的精确定位，为搜路操作提供可靠的数据基础。此外，四叉树由于划分灵活，因此，可以很好地支持随机生成的障碍物即动态障碍物。
65.实施例3
66.请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统模块示意图，其如下所示：
67.获取模块10，用于创建虚拟目的地获取三维坐标；
68.划分模块20，用于划分地面信息得到若干块路径点；
69.遍历模块30，用于遍历相邻路径点得到若干路径；
70.提取模块40，用于比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；
71.可视化路径模块50，用于根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；
72.视觉效果模块60，用于循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；
73.更新模块70，用于实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。
74.如图4所示，本技术实施例提供一种电子设备，其包括存储器101，用于存储一个或多个程序；处理器102。当一个或多个程序被处理器102执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。
75.还包括通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
76.其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器101(random access memory，ram)，只读存储器101(read only memory，rom)，可编程只读存储器101(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器101(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器101(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。
77.处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通
用处理器102，包括中央处理器102(central processing unit，cpu)、网络处理器102(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器102(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
78.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法及系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的方法及系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
79.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
80.另一方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器102执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器101(rom，read-only memory)、随机存取存储器101(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
81.综上所述，本技术实施例提供的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法及系统，其能够在虚拟现实场景内，实时更新与目的地的导航路径并直观显示反馈给体验者，在虚拟显示场景中，通过脚下路径导航图标指引就可明确目标方位以及具体位置，即使体验者转动到错误方向以及去到错误地点，路径导航图标会实时更新当前坐标与目的地最短路径，提醒体验者根据路径指引到达目的地，在深交互中大大提升体验感，降低目标丢失的错乱感。
82.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
83.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，包括：创建虚拟目的地获取三维坐标；划分地面信息得到若干块路径点；遍历相邻路径点得到若干路径；比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。2.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述创建虚拟目的地获取三维坐标包括：获取三维虚拟场景的场景索引数据和场景顶点数据，并通过预设的顶点收缩算法对三维虚拟场景进行简化处理，得到三维坐标。3.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述划分地面信息得到若干块路径点包括：对三维虚拟场景中的地面信息进行节点化处理，划分出多个路径的节点。4.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述遍历相邻路径点得到若干路径包括：遍历计算起点和目的地分别至各自所在域内的每一块路径点的距离，得到起点和目的地各自的若干条路径。5.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点包括：当确定出若干条路径时，还原虚拟对象当前所在位置的节点为划分至最小网格尺寸前的网格节点，比较起点和目的地距离最近的域内节点以及起点至目的地的最优域间路由内最短路径上的所有节点，完成提取途径路径点。6.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径包括：将路径点通过对应的显示模型进行渲染，转化为渲染图标，然后依次连接渲染图标形成可视化路径。7.如权利要求1所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法，其特征在于，所述循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果包括：对于可视化路径，调整其材质贴图的uv偏移量，使其纹理产生流动的效果，每个节点对下一个节点的流动方向有明确指示作用。8.一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统，其特征在于，包括：获取模块，用于创建虚拟目的地获取三维坐标；划分模块，用于划分地面信息得到若干块路径点；遍历模块，用于遍历相邻路径点得到若干路径；提取模块，用于比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；可视化路径模块，用于根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；视觉效果模块，用于循环uv偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；
更新模块，用于实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。9.如权利要求8所述的一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统，其特征在于，包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：获取模块、划分模块、遍历模块、提取模块、可视化路径模块、视觉效果模块及更新模块。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提出了一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法及系统，涉及虚拟现实领域。一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航方法包括：创建虚拟目的地获取三维坐标；划分地面信息得到若干块路径点；遍历相邻路径点得到若干路径；比较得到与目的地最短路径并提取途径路径点；根据路径点数量创建渲染图标依次连接形成可视化路径；循环UV偏移量实现路径指定方向移动视觉效果；实时更新地标坐标与目的地坐标，并刷新显示。其能够在虚拟现实场景内，实时更新与目的地的导航路径并直观显示反馈给体验者。此外本发明还提出了一种运用于虚拟现实中的虚拟路径导航系统。的虚拟路径导航系统。的虚拟路径导航系统。


技术研发人员：杨银
受保护的技术使用者：杨银
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/8