基于虚拟现实交互的动画设计设备

1.本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及基于虚拟现实交互的动画设计设备。


背景技术：

2.虚拟现实技术，又称虚拟实境或灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是以计算机技术为主，利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果，借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn111667560b的一种基于vr虚拟现实角色的交互结构，包括计算机、输入设备、输出设备、vr设计/浏览软件；所述输入设备感知用户输入信息并传输给计算机；所述输出设备为虚拟现实场景人物虚拟预览的输出视口；所述计算机用于接收、处理、控制显示各种信息及相互间的作用和状态；所述vr设计/浏览软件用于世界场景搭建及渲染、功能逻辑开发、数据交互等为虚拟仿真模拟提供支持。本发明还提供了一种基于vr虚拟现实角色的交互方法。本发明通过实时感知虚拟对象及用户输入等各种内外环境，以分层有限状态机为模型进行逻辑决策，以动画合成树为模型生成角色动作，使基于该交互框架实现虚拟角色交互行为的可视化编辑成为可能。
4.但现有技术中，传统的虚拟现实场景在设计前，需要被测试人员穿戴特制的测试服，在测试服的外部安装反光信标，通过信标接收和反射的信号，来捕捉人体姿态，该方法虽然能够达到角色动作设计的目的，但是当角色需要远距离行走奔跑时，需要安装较大的检测室，传统的小检测室，只能将后续的多余部分分段拍摄检测，容易检测遗漏，不连贯。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于虚拟现实交互的动画设计设备，包括承托装置，所述承托装置的顶部设置有支撑装置，所述支撑装置的内部设置有连接装置，所述承托装置包括底座，底座安装在地面，连接装置固定卡住人体，在支撑装置的控制下，人脚站在底部滚球顶部凸出裸露的部分，随着人体的移动，脚底板带动底部滚球滚动，所述底座的内表面固定连接有液压杆，所述液压杆的顶端固定连接有摩擦板，所述摩擦板的外部设置有底部滚球，所述底部滚球的壁中开设有凹槽；
6.所述支撑装置包括支架，所述支架的外表面转动连接有转环，所述转环的下表面固定连接有发射板，所述发射板的对面设置有接收板，凹槽增加摩擦阻力，同时通过凹陷的触感反馈至人体，让佩戴者通过盲操知道仍然处于设备上，当佩戴者跑动速度过大时，设备内部的液压系统控制液压杆伸长，摩擦板挤压底部滚球，降低底部滚球的转动速度，起到控速的目的，所述发射板的外表面固定连接有发射器，所述发射器的顶部设置有t型槽，所述t型槽的内表面滑动连接有t型块。
7.优选的，所述支架的下表面与底座的上表面固定连接，所述支架的外表面与t型块
的上表面固定连接，支架固定在底座的顶部，外部电机控制转环转动，t型块沿着t型槽的内表面滑动，t型块防止转环在转动时脱落，所述t型槽开设在转环的壁中，所述接收板的上表面与转环的下表面固定连接。
8.优选的，所述底部滚球的外表面与底座的内表面转动连接，所述底座埋藏在地面，人体在接收板和发射板之间的区域移动，在人体移动的过程中，发射器不断向人体发射探测激光和声波，声波反射至发射板被接收，所述摩擦板的外表面与底部滚球的外表面相接触。
9.优选的，所述连接装置包括连接球头，所述连接球头的内表面固定连接有伸缩杆，激光一部分被人体阻挡拦截，另一部分从外侧区域传递至接收板，通过接收板外表面的感光模块感应，发射板和接收板同时转动，所述伸缩杆的底端固定连接有卡球，所述卡球的外表面转动连接有弧形杆，所述弧形杆底部的内表面转动连接有侧杆，所述侧杆的底端活动连接有紧固器。
10.优选的，所述连接球头的外表面与支架的内表面转动连接，沿着人体的四周旋转，实时采集人体的移动数据，所述连接装置悬挂在发射板和接收板之间。
11.优选的，所述紧固器包括伸缩环，连接球头卡在支架的内部，伸缩杆控制紧固器的高度，紧固器卡在佩戴者的腰部，伸缩环收缩，限位器互相靠近，夹板与人体贴合，所述伸缩环的外表面固定连接有限位器，所述限位器的上表面与侧杆的底端转动连接。
12.优选的，所述限位器包括夹板，所述夹板的壁中开设有通孔，所述通孔的外部设置有橡胶条，侧杆悬吊在人体的前后，弧形杆随着人体的移动而转动，卡球防止弧形杆脱落，通孔增大透气效果，当人体移动时，腰部肌肉挤压橡胶条，橡胶条挤压形变，压杆缩回检测器的内部，检测器检测压力，当人体快速移动时，所述橡胶条的内表面固定连接有压杆，所述压杆底端的外表面滑动连接有检测器，所述检测器的外部设置有鼓膜。
13.优选的，所述夹板的上表面与侧杆的底端转动连接，所述夹板的外表面与橡胶条的外表面固定连接，人体的压力骤增，夹板挤压变形，鼓膜绷直，其内部的空气被压缩，通过检测压力，计算人体的移动幅度，在此过程中，佩戴者的头部穿戴vr头盔，身体安装有位置检测信标，所述鼓膜的外表面与夹板的内表面固定连接。
14.优选的，所述夹板的内表面与压杆的外表面滑动连接，通过扫描和检测人体的位置，实时记录人体运动姿态和运动轨迹，将采集到的数据传递至设备内部的计算机，通过虚拟数据交互进行动画设计，所述检测器的外表面与夹板的内表面固定连接。
15.本发明的有益效果如下：
16.1.本发明通过设置承托装置，当设备使用时，底座安装在地面，连接装置固定卡住人体，在支撑装置的控制下，人脚站在底部滚球顶部凸出裸露的部分，随着人体的移动，脚底板带动底部滚球滚动，凹槽增加摩擦阻力，同时通过凹陷的触感反馈至人体，让佩戴者通过盲操知道仍然处于设备上，当佩戴者跑动速度过大时，设备内部的液压系统控制液压杆伸长，摩擦板挤压底部滚球，降低底部滚球的转动速度，起到控速的目的，解决了传统的人体捕捉动画设计平台在使用时，人体不能自由移动，移动范围有限的问题。
17.2.本发明通过设置支撑装置，当设备使用时，支架固定在底座的顶部，外部电机控制转环转动，t型块沿着t型槽的内表面滑动，t型块防止转环在转动时脱落，人体在接收板和发射板之间的区域移动，在人体移动的过程中，发射器不断向人体发射探测激光和声波，
声波反射至发射板被接收，激光一部分被人体阻挡拦截，另一部分从外侧区域传递至接收板，通过接收板外表面的感光模块感应，发射板和接收板同时转动，沿着人体的四周旋转，实时采集人体的移动数据，解决了传统的人体捕捉动画设计平台捕捉范围有限，容易产生遗漏的问题。
18.3.本发明通过设置连接装置，当设备使用时，连接球头卡在支架的内部，伸缩杆控制紧固器的高度，紧固器卡在佩戴者的腰部，伸缩环收缩，限位器互相靠近，夹板与人体贴合，侧杆悬吊在人体的前后，弧形杆随着人体的移动而转动，卡球防止弧形杆脱落，通孔增大透气效果，当人体移动时，腰部肌肉挤压橡胶条，橡胶条挤压形变，压杆缩回检测器的内部，检测器检测压力，当人体快速移动时，人体的压力骤增，夹板挤压变形，鼓膜绷直，其内部的空气被压缩，通过检测压力，计算人体的移动幅度，在此过程中，佩戴者的头部穿戴vr头盔，身体安装有位置检测信标，通过扫描和检测人体的位置，实时记录人体运动姿态和运动轨迹，将采集到的数据传递至设备内部的计算机，通过虚拟数据交互进行动画设计，解决了传统的信标采集数据捕捉，采集有限的问题。
附图说明
19.图1是本发明的主视图；
20.图2是本发明的剖视图；
21.图3是本发明承托装置的结构示意图；
22.图4是本发明支撑装置的结构示意图；
23.图5是本发明支撑装置的爆炸图；
24.图6是本发明连接装置的结构示意图；
25.图7是本发明紧固器的结构示意图；
26.图8是本发明限位器的结构示意图。
27.图中：1、承托装置；2、支撑装置；3、连接装置；4、底座；5、液压杆；6、摩擦板；7、底部滚球；8、凹槽；10、支架；11、转环；12、发射板；13、接收板；14、发射器；15、t型槽；16、t型块；20、连接球头；21、伸缩杆；22、卡球；23、弧形杆；24、侧杆；25、紧固器；26、伸缩环；27、限位器；30、夹板；31、通孔；32、橡胶条；33、压杆；34、检测器；35、鼓膜。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
29.实施例一：
30.请参阅图1－图8，本发明提供一种技术方案：基于虚拟现实交互的动画设计设备，包括承托装置1，承托装置1的顶部设置有支撑装置2，支撑装置2的内部设置有连接装置3，承托装置1包括底座4，底座4的内表面固定连接有液压杆5，液压杆5的顶端固定连接有摩擦板6，摩擦板6的外部设置有底部滚球7，底部滚球7的壁中开设有凹槽8；支撑装置2包括支架
10，支架10的外表面转动连接有转环11，转环11的下表面固定连接有发射板12，发射板12的对面设置有接收板13，发射板12的外表面固定连接有发射器14，发射器14的顶部设置有t型槽15，t型槽15的内表面滑动连接有t型块16。
31.支架10的下表面与底座4的上表面固定连接，支架10的外表面与t型块16的上表面固定连接，t型槽15开设在转环11的壁中，接收板13的上表面与转环11的下表面固定连接。底部滚球7的外表面与底座4的内表面转动连接，底座4埋藏在地面，摩擦板6的外表面与底部滚球7的外表面相接触。
32.连接装置3包括连接球头20，连接球头20的内表面固定连接有伸缩杆21，伸缩杆21的底端固定连接有卡球22，卡球22的外表面转动连接有弧形杆23，弧形杆23底部的内表面转动连接有侧杆24，侧杆24的底端活动连接有紧固器25。连接球头20的外表面与支架10的内表面转动连接，连接装置3悬挂在发射板12和接收板13之间。紧固器25包括伸缩环26，伸缩环26的外表面固定连接有限位器27，限位器27的上表面与侧杆24的底端转动连接。
33.限位器27包括夹板30，夹板30的壁中开设有通孔31，通孔31的外部设置有橡胶条32，橡胶条32的内表面固定连接有压杆33，压杆33底端的外表面滑动连接有检测器34，检测器34的外部设置有鼓膜35。夹板30的上表面与侧杆24的底端转动连接，夹板30的外表面与橡胶条32的外表面固定连接，鼓膜35的外表面与夹板30的内表面固定连接。夹板30的内表面与压杆33的外表面滑动连接，检测器34的外表面与夹板30的内表面固定连接。
34.使用时，底座4安装在地面，连接装置3固定卡住人体，在支撑装置2的控制下，人脚站在底部滚球7顶部凸出裸露的部分，随着人体的移动，脚底板带动底部滚球7滚动，凹槽8增加摩擦阻力，同时通过凹陷的触感反馈至人体，让佩戴者通过盲操知道仍然处于设备上，当佩戴者跑动速度过大时，设备内部的液压系统控制液压杆5伸长，摩擦板6挤压底部滚球7，降低底部滚球7的转动速度，起到控速的目的。
35.支架10固定在底座4的顶部，外部电机控制转环11转动，t型块16沿着t型槽15的内表面滑动，t型块16防止转环11在转动时脱落，人体在接收板13和发射板12之间的区域移动，在人体移动的过程中，发射器14不断向人体发射探测激光和声波，声波反射至发射板12被接收，激光一部分被人体阻挡拦截，另一部分从外侧区域传递至接收板13，通过接收板13外表面的感光模块感应，发射板12和接收板13同时转动，沿着人体的四周旋转，实时采集人体的移动数据。
36.连接球头20卡在支架10的内部，伸缩杆21控制紧固器25的高度，紧固器25卡在佩戴者的腰部，伸缩环26收缩，限位器27互相靠近，夹板30与人体贴合，侧杆24悬吊在人体的前后，弧形杆23随着人体的移动而转动，卡球22防止弧形杆23脱落，通孔31增大透气效果，当人体移动时，腰部肌肉挤压橡胶条32，橡胶条32挤压形变，压杆33缩回检测器34的内部，检测器34检测压力，当人体快速移动时，人体的压力骤增，夹板30挤压变形，鼓膜35绷直，其内部的空气被压缩，通过检测压力，计算人体的移动幅度，在此过程中，佩戴者的头部穿戴vr头盔，身体安装有位置检测信标，通过扫描和检测人体的位置，实时记录人体运动姿态和运动轨迹，将采集到的数据传递至设备内部的计算机，通过虚拟数据交互进行动画设计。
37.工作原理：
38.当设备使用时，底座4安装在地面，连接装置3固定卡住人体，在支撑装置2的控制下，人脚站在底部滚球7顶部凸出裸露的部分，随着人体的移动，脚底板带动底部滚球7滚
动，凹槽8增加摩擦阻力，同时通过凹陷的触感反馈至人体，让佩戴者通过盲操知道仍然处于设备上，当佩戴者跑动速度过大时，设备内部的液压系统控制液压杆5伸长，摩擦板6挤压底部滚球7，降低底部滚球7的转动速度，起到控速的目的，解决了传统的人体捕捉动画设计平台在使用时，人体不能自由移动，移动范围有限的问题。
39.支架10固定在底座4的顶部，外部电机控制转环11转动，t型块16沿着t型槽15的内表面滑动，t型块16防止转环11在转动时脱落，人体在接收板13和发射板12之间的区域移动，在人体移动的过程中，发射器14不断向人体发射探测激光和声波，声波反射至发射板12被接收，激光一部分被人体阻挡拦截，另一部分从外侧区域传递至接收板13，通过接收板13外表面的感光模块感应，发射板12和接收板13同时转动，沿着人体的四周旋转，实时采集人体的移动数据，解决了传统的人体捕捉动画设计平台捕捉范围有限，容易产生遗漏的问题。
40.连接球头20卡在支架10的内部，伸缩杆21控制紧固器25的高度，紧固器25卡在佩戴者的腰部，伸缩环26收缩，限位器27互相靠近，夹板30与人体贴合，侧杆24悬吊在人体的前后，弧形杆23随着人体的移动而转动，卡球22防止弧形杆23脱落，通孔31增大透气效果，当人体移动时，腰部肌肉挤压橡胶条32，橡胶条32挤压形变，压杆33缩回检测器34的内部，检测器34检测压力，当人体快速移动时，人体的压力骤增，夹板30挤压变形，鼓膜35绷直，其内部的空气被压缩，通过检测压力，计算人体的移动幅度，在此过程中，佩戴者的头部穿戴vr头盔，身体安装有位置检测信标，通过扫描和检测人体的位置，实时记录人体运动姿态和运动轨迹，将采集到的数据传递至设备内部的计算机，通过虚拟数据交互进行动画设计，解决了传统的信标采集数据捕捉，采集有限的问题。
41.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段实施。