一种产品外观与功能展示系统、展示方法、介质及设备与流程

1.本发明涉及变流器技术领域，具体涉及一种产品外观与功能展示系统、展示方法、介质及设备。


背景技术：

2.vr技术的全称是虚拟现实技术(virtual reality)，是由多种新技术相结合而成。在虚拟现实技术基础上，实时地计算观看者视点的位置及角度，叠加加上相应图像、视频、3d模型的技术称为增强现实技术(augmented reality，ar)，其在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
3.无论是vr虚拟现实技术还是ar增强现实技术，都可应用到轨道交通行业中，虚拟现实技术可以创建由计算机生成的虚拟数字样车与生产、运营环境，通过多种交互方式实现与操作人员与虚拟世界的实时互动，并在这种环境下叠加比现实世界更丰富的产品信息。
4.在国外，虚拟数字样车的应用在国际中非常广泛。如阿尔斯通公司，其轨道车辆设计、装配、性能评价及分析过程中都采用了虚拟现实技术。这不但使研发周期大大缩短，研发成本大大降低，而且确保了最终产品一次装配成功。同样，西门子公司、庞巴迪公司、日本川崎公司都在轨道车辆的设计中，使用了虚拟现实的方法进行设计和验证。
5.在国内，虚拟现实技术目前主要应用在前期的概念设计(方案设计)阶段，而工程方面的虚拟现实技术的应用尚处于起步阶段，主要是引用国外的先进技术。中车四方车辆有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司及中车唐山机车车辆有限公司的产品研发部门都建有包含沉浸式交互显示系统、全身动捕系统、造型评审软件、数字样机评审模块、后处理软件的虚拟现实仿真实验室，主要用于车辆产品的造型评审、工程评审、仿真分析结果可视化、人机工程评价及对外接待。
6.目前有部分展示系统可以进行变流器模型的设计和简单的三维展示，但是不能获得照片级的外观展示，不能进行虚拟现实展示，不能进行谱系化展示。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种在虚拟环境中对变流器等产品进行虚拟的外观、结构及功能原理展示，有效的降低对物理展品、展位的要求，且能够对电、气、波等肉眼不可见的能量传递进行形象展现的产品外观与功能展示系统、展示方法、介质及设备。
8.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
9.一种产品外观与功能展示系统，包括基础框架模块、产品三维虚拟展示模块、产品模型编辑器模块；
10.所述基础框架模块，用于负责数据、资源及功能的调用；
11.所述产品三维虚拟展示模块，用于通过对产品的外观进行360
°
无死角展示、对产
品的结构进行展示，以及对产品的活动机构及关键参数信息进行展示；
12.所述产品模型编辑器模块，用于导入产品工业或工程设计模型数据，进行轻量化处理及材质的编辑配置，并对其进行产品三维虚拟展示模块各展示功能的配置。
13.作为上述技术方案的进一步改进：
14.所述基础框架模块包括软件总体界面、数据与资源调用模块和功能调用模块；其中所述数据与资源调用模块用于通过对后台数据库的比对，获取产品资源数据，并加载到指定场景中；所述功能调用模块用于调用产品三维虚拟展示模块和产品模型编辑器模块。
15.所述产品三维虚拟展示模块包括谱系化产品选择模块及产品虚拟交互展示模块；所述谱系化产品选择模块，用于通过产品模型编辑器模块的配置，对产品进行分类，在软件总体界面中展示出产品，并且将选择关注的产品进行重点展示。
16.所述产品虚拟交互展示模块包括：
17.视角控制子模块，用于通过交互操作，实现对产品的360
°
无死角观看；
18.立体产品结构展示子模块，用于通过爆炸、透明、剖切形式，展现产品主要部件的组成；
19.运行状态展示子模块，用于通过交互式操作，实现各动作，并根据展示逻辑驱动指示灯明灭、仪表数据显示动作，表现产品运行状态；
20.关键性能指标展示子模块，用于加入虚拟的关键指标标注及动态的交互表现，阐明产品优势与特点，同时可通过结合图文、视频形式，多维展现产品；
21.多方案切换展示模块：用于通过交互操作，切换预置的模型数据、材质、色彩形式，进行方案切换。
22.所述产品模型编辑器模块包含模型导入与轻量化子模块、模型材质编辑子模块、展示功能编辑子模块三个子模块；
23.所述模型导入与轻量化子模块，用于将三维设计软件的模型数据，并通过数值配置，并进行批量轻量化处理，以使模型可以满足外观与功能展示的规格需求；
24.所述模型材质编辑子模块，用于通过拖拽与选取模式，对导入的轻量化三维模型数据进行材质与色彩的配置；
25.所述展示功能编辑子模块，用于针对产品三维虚拟展示模块的各个功能进行编辑配置，同时，通过局部模型数据切换、材质切换、颜色变换形式制作多种产品方案，在产品三维虚拟展示模块中进行交互展示。
26.所述模型材质编辑子模块包括材质编辑器及公共材质库；所述公共材质库中的材质可被其它子模块所调用，可通过材质编辑器设置贴图、颜色及参数自定义材质，创建新的材质赋予产品以及添加入公共材质库中。
27.所述展示功能编辑子模块进行编辑配置包括对初始视角的配置、对产品结构展示动作的配置、对产品运行状态的配置、添加动态标准、添加图文、视频介绍。
28.本发明还公开了一种基于如上所述的产品外观与功能展示系统的展示方法，包括步骤：
29.打开产品模型编辑器模块，导入产品模型数据，并进行轻量化处理，再对其进行材质配置，最后进行谱系化展示功能配置，配置完成后生成谱系化产品配置文件、产品展示模型数据及配置文件以供调用；
30.配置好产品模型数据后，调用谱系化产品配置文件，选择需要进行展示的产品；
31.选择交互显示环境，启动产品三维虚拟展示模块，加载产品展示模型数据及配置文件，进行产品外观与功能展示。
32.作为上述技术方案的进一步改进：
33.所述交互显示环境包括大屏vr交互体验系统、头戴式vr交互体验系统、ar增强现实系统或pc桌面。
34.在进行产品外观与功能展示时，通过360
°
无死角对产品外观进行展示，通过爆炸、透明、剖切形式对产品的结构进行展示。
35.本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述展示方法的步骤。
36.本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述展示方法的步骤。
37.与现有技术相比，本发明的优点在于：
38.本发明在虚拟环境中对变流器等产品进行虚拟的外观、结构及功能原理展示，有效的降低对物理展品、展位的要求，且能够对电、气、波等肉眼不可见的能量传递进行形象展现。
39.本发明支持大屏vr交互体验系统、头戴vr交互体验系统、ar增强现实交互体验系统及pc桌面显示等多种交互显示形式，为牵引变流器以及操纵台等产品提供1:1的沉浸式展示环境；通过导入产品模型数据并轻量化处理，形成展示用的产品模型数据，支持pro/e、creo、catia等主流三维设计软件，支持ansys、abaqus等主流cae软件；操作简单，可快速掌握、应用，无需配置独立的管理与操作人员。
40.本发明能够在车辆的研发过程中减少甚至替代样车的制造，降低研发成本、减少研发周期、提升产品质量，并能在产品的方案设计、详细设计、生产制造、运营维护及营销展示的全生命周期中，发挥重要支撑作用。
41.本发明不仅可以进行变流器模型的三维展示，而且可以获得照片级的外观展示，进行虚拟现实展示，以及进行谱系化展示。
附图说明
42.图1为本发明的展示系统在实施例的方框图。
43.图2为本发明的展示方法在实施例的流程图。
具体实施方式
44.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
45.如图1所示，本实施例的外观与功能展示系统，适用于对变流器、操作台等产品的外观与功能展示，主要包含基础框架模块、产品三维虚拟展示模块、产品模型编辑器模块，其中基础框架模块，主要用于负责数据、资源及功能的调用；产品三维虚拟展示模块，主要用于通过对产品的360
°
无死角观看，实现对产品的外观展示，以及通过爆炸、透明部件等形式进行产品的结构展示，另外还可展现产品的活动机构及关键参数等信息；产品模型编辑器模块，主要用于导入产品工业或工程设计模型数据，进行轻量化处理及材质的编辑配置，
并对其进行产品三维虚拟展示模块各展示功能的配置。
46.本发明的变流器外观与功能展示系统，在虚拟环境中对变流器等产品进行虚拟的外观、结构及功能原理展示，有效的降低对物理展品、展位的要求，且能够对电、气、波等肉眼不可见的能量传递进行形象展现。
47.本实施例中，基础框架模块主要包含软件总体界面、数据与资源调用模块和功能调用模块；其中数据与资源调用模块用于通过对后台数据库的比对，获取三维模型、图片、视频等资源数据，并加载到指定场景中；功能调用模块则具有调用产品三维虚拟展示和产品模型编辑器两大功能。
48.本实施例中，产品三维虚拟展示模块主要包含谱系化产品选择模块及产品虚拟交互展示模块；
49.其中谱系化产品选择模块，通过产品模型编辑器的配置，对产品进行分类，在一个统一的界面中展示出厂家的主要产品，从而使观看人员对厂家所的产品体系有一个整体认知，并且选择关注的产品进行重点展示；
50.其中产品虚拟交互展示模块包含如下子模块：
51.视角控制子模块：使观看人员可以通过交互操作，实现对产品的360
°
无死角观看；
52.立体产品结构展示子模块：通过爆炸、透明、剖切等形式，展现产品主要部件的组成；
53.运行状态展示子模块：通过交互式操作，用户可以实现如开关柜门、操作按钮及旋钮等动作，并根据展示逻辑驱动指示灯明灭、仪表数据显示等动作，表现产品运行状态；
54.关键性能指标展示子模块：加入虚拟的关键指标标注及动态的交互表现，形象、清晰的阐明产品优势与特点，同时可通过结合图文、视频等形式，多维展现产品；
55.多方案切换展示子模块：支持通过交互操作，切换预置的具备模型数据、材质、色彩等形式，进行方案切换。
56.本实施例中，产品模型编辑器模块包含模型导入与轻量化子模块、模型材质编辑子模块、展示功能编辑子模块三个子模块；
57.其中模型导入与轻量化子模块，将pro/e、creo、catia等主流三维设计软件的模型数据，并通过数值配置，导入的模型数据进行批量轻量化处理，使这些模型可以满足外观与功能展示的规格需求；
58.模型材质编辑子模块，其包含一套材质编辑器及公共材质库(预置10种材质)，通过拖拽与选取等模式，对导入的轻量化三维模型数据进行材质与色彩的配置；公共材质库中的材质可被其它子系统所调用，可通过材质编辑器设置贴图、颜色及参数自定义材质，创建新的材质赋予产品以及添加入公共材质库中；
59.展示功能编辑子模块，针对产品三维虚拟展示模块的各个功能进行编辑配置，包括对初始视角的配置、对产品结构展示动作的配置、对产品运行状态的配置、添加动态标准、添加图文、视频介绍等；同时，还支持通过局部模型数据切换、材质切换、颜色变换等形式制作多种产品方案，在产品三维虚拟展示模块中进行交互展示。
60.如图2所示，本发明还公开了一种基于如上所述的变流器产品外观与功能展示系统的展示方法，包括步骤：
61.打开主界面；
62.如需添加新产品则打开产品模型编辑器模块，导入工业/工程设计软件(pro/e、creo、catia等)产品模型数据，并进行轻量化处理，再对依托预置的材质库及材质编辑器对其进行材质配置，最后进行谱系化等展示功能配置(可扩展更多展示功能)，配置完成后生成谱系化产品配置文件、产品展示模型数据及配置文件以供调用；
63.配置好产品模型数据后，选择变流器与操纵台产品外观展示与功能展示子系统功能，调用谱系化产品配置文件，在谱系化产品体系中选择需要进行展示的产品；
64.选择大屏vr交互体验系统、头戴式vr交互体验系统、ar增强现实系统或pc桌面作为交互显示环境；
65.启动产品三维虚拟展示模块，加载产品展示模型数据及配置文件，进行产品外观与功能展示。
66.本发明支持大屏vr交互体验系统、头戴vr交互体验系统、ar增强现实交互体验系统及pc桌面显示等多种交互显示形式，为牵引变流器以及操纵台提供1:1的沉浸式展示环境；通过导入产品模型数据并轻量化处理，形成展示用的产品模型数据，主要支持pro/e、creo、catia等主流三维设计软件，支持ansys、abaqus等主流cae软件；操作简单，可快速掌握、应用，无需配置独立的管理与操作人员。
67.本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述展示方法的步骤。
68.本发明还进一步公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述展示方法的步骤。
69.本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
70.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。