一种虚拟天文馆的制作方法

本发明涉及虚拟技术领域，尤其涉及一种虚拟星空和虚拟望远镜的虚拟天文馆的技术。

背景技术：

随着汽车尾气和工业废气的排放和污染，现在城市的夜空已经很难再看到洒满夜空的星空，这无形中破坏了小孩子对科学探索的爱好和兴趣。即使有一部分人仍然喜欢观看星空，但是由于没有相应的天文学知识，除了能识别少数的北斗七星、猎户座等外，对其它天体一无所知。

幸运的是，目前的技术已经能够通过无人机把望远镜送到天空，摆脱大气污染的干扰，并借助定位系统的技术来定位天体，从而能无障碍的观看星空。但遗憾的是，这种设备和技术，同一时间只能供一个人使用，且一般是专业人士才会配备。这样，如何摆脱大气污染的限制、如何摆脱望远镜设备的限制、如何进行广泛有效的天文学知识的科普，成为了培养学生对天文学、乃至科学的兴趣爱好的三项重大难题。

技术实现要素：

为了解决上述三个难题，本发明提供了一种叫“虚拟天文馆”的技术。该技术是通过虚拟技术、相关的设备、及现有天文学的观测数据，结合天文力学的方程，虚拟出逼真的星空和望远镜的效果。

为实现上述目的，本发明具体是这样实现的：

每套设备由显示设备、操控设备和软件系统组成。其中：

显示设备用于显示虚拟影像，包括虚拟星空和虚拟天体。显示设备的基本要求是，能够模拟观察星空和观看天体的效果。如中间凹的圆形显示器，用于模拟星空；当然，足够大的清晰度高的长方形显示器也是可以的；或者，把显示器安装在一个望远镜筒上，模拟用户使用望远镜的观察效果；也可以使用vr眼镜，让用户身临其境的观看虚拟影像。

操控设备用于用户操控虚拟影像，使得用户可以定位、调整倍数、保存等操作。操控设备的基本要求是，能够模拟望远镜的操作，用于定位功能的输入键盘、语音助手。如调整倍数的装置、虚拟键盘、摇杆、语音助手等。

软件系统用于生成虚拟影像和提供其它相关功能。生成的虚拟影像包括虚拟星空和虚拟望远镜二种。其中，虚拟星空是以当地虚拟天文馆的地理位置为中心初始化的星空，让用户具有身临其境的体验；天体的位置、大小、亮度、闪烁等均模仿真实效果，等等。而虚拟望远镜则包括虚拟天文望远镜和虚拟射电望远镜。

软件系统的其它功能包括：常用菜单——具有常见或热门天体的菜单；定位功能——如输入天体的名称或编号，即可定位，输入星座的名称，即可勾勒星座的范围；特写功能——对于有足够观察数据的天体，如八大行星、部分卫星、星系等，提供3d的虚拟特写功能，用户可调整不同角度进行观察；语音助手——代替手动操作，也可群聊，便于教学或朋友交流；预报功能——如日食、月食、彗星、流星雨等的预报；科普功能——介绍天文学的基础知识，便于教学或自学；录像功能——可收藏或发送到个人设备；直播功能——可观看真实望远镜的观察实况等。

附图说明

附图1是本发明的组织图，从图中可以看出，虚拟天文馆是由显示设备、操作设备和软件系统三部分组成。需要注意的是，虚拟天文馆并非只配置一套设备，而是可以像网吧一样，配置数十套甚至上百套的设备，以供多人同时使用。因为虚拟设备的本身体积并不大，故可依当地的人口规模来配置数量。

附图2是软件系统的功能的结构图，从图中可以看出，软件系统主要实现虚拟星空和虚拟望远镜的效果，以及提供一些其它的相关的辅助功能。

具体实施方式

建立虚拟天文馆，馆内依据当地人口规模配置一定数量的设备。

每套设备由显示设备、操作设备和软件系统组成。

显示设备最好采用vr眼镜，因为体积小、成本小、效果逼真；其次是把显示器配置在望远镜筒上；最次是直接使用普通的长方形显示器。

操作设备，要实现模拟操作望远镜的基础效果，以及配置键盘和语音设备。

软件系统则是根据当前天文学的观测数据，通过算法和天文力学公式，虚拟出逼真的效果。最基础的两个功能是虚拟星空和虚拟望远镜。虚拟的星空，是以虚拟天文馆的当地地理位置为中心来初始化的，使得用户就好像看见当地的真实星空一样。虚拟望远镜则是虚拟天文望远镜所有倍数的观测效果，特别地，对于遥远的星系，当倍数达到最大时，则提供射电望远镜观测的计算结果的生成图。

此外，为了进一步的科普和学习，软件系统还提供了一系列的辅助功能。包括：

常用菜单，包含所有常见和热门天体的菜单。如钻石恒星，用户只要点击，即可自动定位到钻石恒星的位置，并放大至相应的倍数，以让用户知道这个天体在星空中的位置和外貌。

定位功能，输入名字或编号即可定位。如，用户把自己知道的名字或编号输入，即可知道该天体在星空的位置，以及外貌。甚至提供勾勒星座在星空的范围的功能。

特写功能，用于3d全方位展示一个天体的外貌。对于有足够观察数据的天体就可提供此功能，如八大行星、部分卫星、星系等。

语音助手，用于代替手动操作和语音共享。必须提供此功能的原因在于，语音共享可以方便的为教学培训，或为朋友或亲子之间提供交流的手段。此时，语音共享的人员，共享一个虚拟视野，以便教学或交流。

预报功能，提供日食、月食、彗星等的预报功能。

科普功能，介绍天文学的基础知识，便于教学和自学。使得人们不再对天文学一无所知。

录像功能，可收藏或发送录像到个人设备。

直播功能，可观看真实望远镜的观察实况。

最后，虚拟天文馆非常依赖天文学的观测数据，故需要不停的更新系统的数据库，尤其是天文望远镜不同倍数下的观测数据。

技术特征：

1.一种虚拟天文馆，用于虚拟星空及虚拟望远镜，其特征是由三部分组成：显示设备、操作设备、软件系统。

2.根据权利要求1所述的虚拟天文馆，其显示设备具有模仿天空、望远镜等效果的特定显示器，如vr眼镜，如中间凹的圆形的显示器、安装在望远镜筒上的显示器等。

3.根据权利要求1所述的虚拟天文馆，其操作设备包括摇杆、触屏、键盘，以及语音设备等辅助操作的设备。

4.根据权利要求1所述的虚拟天文馆，其软件系统具有虚拟星空的效果，包括：以当前地理位置为中心初始化星空；真实模拟天体的位置、大小、亮度、闪烁等效果；真实模拟不同望远镜倍数下的观察效果。

5.根据权利要求1所述的虚拟天文馆，其软件系统具有虚拟望远镜的效果，包括模拟天文望远镜和模拟射电望远镜的观察效果。

6.根据权利要求1所述的虚拟天文馆，其软件系统还具有其它功能，包括：

常用菜单，提供常见或热门天体的菜单，如月亮、金星、钻石恒星、宇宙透镜等；

定位功能，如输入天体的名称或编号，即可定位到该天体在星空中的位置，输入星座则勾勒星座的星空中的范围；

特写功能，对于有足够观察数据的天体，如八大行星、部分卫星、部分恒星提供特写功能，用户可自行调整角度观察天体的外貌；

语音助手，代替手动操作，能防噪音防回音，也可群聊，便于教学、培训、或朋友之间的交流；

预报功能，如提供日食、月食、彗星、流星雨等的预报；

科普功能，介绍天文学的基础知识；

录像功能，可收藏在系统，以便下次使用时观看，也可发送录像到个人设备；

直播功能，可观看真实望远镜的观察实况。

7.根据权利要求1，2或3所述的虚拟天文馆，其显示设备和操作设备，支持多人共享使用一个镜头的效果，从而实现师生、亲子或朋友之间的共享。

技术总结
本发明公开了一种虚拟天文馆。所述的虚拟天文馆的特点为：通过软件技术、力学公式、及现有的天文学观测数据，并借助相应的设备，虚拟出逼真的星空效果和望远镜效果。如此，通过VR眼镜或特定的显示器，如具有望远镜筒的显示器，以及特定的操作设备，即可提供真实度非常高的用望远镜观察星空的虚拟效果。上述虚拟天文馆，因为脱离了真实望远镜的限制，故可以像网吧一样配置大量的显示设备和操作设备，以供多人同时使用。其目的是为了科普天文学知识、天文学教学和培训、培养小孩探索宇宙的兴趣、丰富人们的业余生活、以及增加天文学研究的收入，等等。

技术研发人员：谢海鸿
受保护的技术使用者：谢海鸿
技术研发日：2020.06.21
技术公布日：2020.09.15