集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法及设备

技术领域

本发明涉及一种集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法及设备。

背景技术

在传统集成电路教学展示中，老师通常在网上搜寻一些相关的设备照片和视频展示，用于教学课堂当中。可以理解的，但在照片和视频在展示集成电路相关设备(模型)以及微观原理，由于网上搜寻的相关集成电路照片和视频的清晰度，在教学中展示的效果很差，缺乏有效渲染以及 动画呈现方式，导致集成电路专业老师教学展示方法局限，无法生动展示给学生，教学效果较差。导致集成电路专业的学生就业率较低，毕业后无法满足企业的真正需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法及设备。

为解决上述问题，本发明提供一种集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法，包括：

基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

进一步的，在上述方法中，所述材质和纹理特征包括：金属纹理，粗糙纹理和阴影图，及集成电路车间场景中的天空背景。

进一步的，在上述方法中，对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示，包括：

使用三维动画K帧技术对集成电路设备运行三维虚拟效果图进行动画展示。

进一步的，在上述方法中，基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型之前，还包括：

实景拍摄集成电路设备的运行视频和集成电路车间场景的平面布局图，以得到实际场景的空间坐标系和比例尺；

基于实际场景的空间坐标系和比例尺，将规格相同的大理石瓷砖铺设在集成电路车间的虚拟场景的地面，基础单位选择单个大理石瓷砖的长宽，渲染整体车间场景，以得到实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺。

进一步的，在上述方法中，获取集成电路车间场景和集成电路设备的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图，包括：

基于所三维虚拟视图对集成电路车间场景和集成电路设备中的光照效果，进行三维渲染，以得到呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图。

进一步的，在上述方法中，基于所三维虚拟视图对集成电路车间场景和集成电路设备中的光照效果，进行三维渲染，以得到呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图，包括：

基于集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图，确定集成电路车间场景和集成电路设备的材质和贴图坐标计算方式，对HDR环境光、漫反射、金属度、粗糙度、法线、自发光和透明度参数进行设置，将材质贴图纹理添加到集成电路设备实体上；

建立点光源、聚光灯和自发光，从而建立光源；

使用第一人称安置目标相机，确定观察角度和高度，安放视点；

建立集成电路车间场景和集成电路设备的配景，以得到三维虚拟效果图。

进一步的，在上述方法中，对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示，包括：

在动画制作上建立集成电路设备运行的各种状态，通过UI界面弹窗提示交互方式实现，输入集成电路设备运行的参数，在集成电路车间场景浏览模拟时，采用OPENGL动画与渲染动画实现集成电路设备运行的三维虚拟动画的呈现。

进一步的，在上述方法中，对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模，包括：

获取用户基于集成电路设备运行三维虚拟效果图和UI界面交互逻辑进行的VR操作；

将集成电路设备的运行视频进行剪辑或者拼接，导入VR场景中进行UI展示；

基于所述VR操作，制作交互动画以及VR场景中的UI界面，设定交互逻辑输出可交互的VR教学内容；

对VR场景进行逻辑测试，通过不断的测试和修改消除BUG;

实现VR行走。

根据本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其中，该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器：

基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

根据本发明的另一方面，还提供一种计算器设备，其中，包括：

处理器；以及

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器：

基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

与现有技术相比，本发明通过基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态，通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令；通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示，可以呈现出超真实的集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟效果图，对车间和设备进行VR建模以及VR展示，可以对集成电路车间和集成电路设备模型内部和外部进行详细的阐释说明。

附图说明

图1是本发明一实施例的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法，包括：

步骤S1，基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

具体的，实际的集成电路车间场景，可以包括：硅片制造车间、晶圆制造车间、晶圆测试车间、芯片封装车间和芯片测试车间；

步骤S2，采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

优选的，所述虚拟现实技术，例如，可以是OPENGL虚拟现实技术；

较优的，材质和纹理特征包括：金属纹理，粗糙纹理和AO（阴影）图（AmbientOcclusion）的应用，及集成电路车间场景中的天空背景。

步骤S3，获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

步骤S4，对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

优选的，可以使用三维动画K帧技术对集成电路设备运行三维虚拟效果图进行动画展示；

步骤S5，对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

步骤S6，对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

步骤S7，通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

本发明可以呈现出超真实的集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟效果图，对车间和设备进行VR建模以及VR展示，可以对集成电路车间和集成电路设备模型内部和外部进行详细的阐释说明。

本发明的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法一实施例中，步骤S1，基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型之前，还包括：

S11，实景拍摄集成电路设备的运行视频和集成电路车间场景的平面布局图，以得到实际场景的空间坐标系和比例尺；

S12，基于实际场景的空间坐标系和比例尺，将规格相同的大理石瓷砖铺设在集成电路车间的虚拟场景的地面，基础单位选择单个大理石瓷砖的长宽，渲染整体车间场景，以得到实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺。

本发明的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法一实施例中，步骤S3，获取集成电路车间场景和集成电路设备的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟效果图，包括：

S31,基于所三维虚拟视图对集成电路车间场景和集成电路设备中的光照效果，进行三维渲染，以得到呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图。

本发明的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法一实施例中，S31, 基于所三维虚拟视图对集成电路车间场景和集成电路设备中的光照效果，进行三维渲染，以得到呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图，包括：

S311,基于集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图，确定集成电路车间场景和集成电路设备的材质和贴图坐标计算方式，对HDR环境光、漫反射、金属度、粗糙度、法线、自发光和透明度参数进行设置，将材质贴图纹理添加到集成电路设备实体上；

S312,建立Point Light（点光源）、Spot Light（聚光灯）和自发光，从而建立光源；

S313,使用第一人称安置目标相机，确定观察角度和高度，安放视点；

S314,建立集成电路车间场景和集成电路设备的配景，例如走廊装饰墙、车间场景区域规划标语、标牌等，以得到三维虚拟效果图。

本发明的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法一实施例中，步骤S4，对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示，包括：

在动画制作上建立集成电路设备运行的各种状态，通过UI界面弹窗提示交互方式实现，输入集成电路设备运行的参数，在集成电路车间场景浏览模拟时，采用OPENGL动画与渲染动画实现集成电路设备运行的三维虚拟动画的呈现。

本发明的集成电路生产环境的实景虚拟仿真方法一实施例中，步骤S5，对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模，包括：

获取用户基于集成电路设备运行三维虚拟效果图和UI界面交互逻辑进行的VR操作；

将集成电路设备的运行视频进行剪辑或者拼接，导入VR场景中进行UI展示；

基于所述VR操作，制作交互动画以及VR场景中的UI界面，设定交互逻辑输出可交互的VR教学内容；

对VR场景进行逻辑测试，通过不断的测试和修改消除BUG;

实现VR行走。

根据本发明的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，其中，该计算机可执行指令被处理器执行时使得该处理器：

基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

根据本发明的另一方面，还提供一种计算器设备，其中，包括：

处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器：

基于实际的集成电路车间场景和集成电路设备的空间坐标系和比例尺，得到空间数学模型终端；

采用虚拟现实技术，对空间数学模型终端的集成电路车间场景和集成电路设备进行扩展加工，给予集成电路车间场景和集成电路设备赋予材质和纹理特征，得到三维虚拟视图；

获取集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟视图 ，将集成电路车间场景和集成电路设备三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出真实的集成电路车间场景和集成电路设备运行的三维虚拟效果图；

对集成电路设备运行的三维虚拟效果图进行动画展示；

对集成电路车间场景和集成电路设备进行VR建模；

对三维虚拟效果图中的每个集成电路车间场景和集成电路设备进行标注，动画展示集成电路设备的运行状态；

通过鼠标拾取标注进入车间画面和设备运行指令，并基于所述VR建模进行VR展示。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。