本發(fā)明涉及動(dòng)畫(huà)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種使用虛擬三維動(dòng)畫(huà)控制游戲機(jī)械手臂的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)控制機(jī)械手臂時(shí)，會(huì)通過(guò)大量復(fù)雜的單片機(jī)嵌入式程序算法，使機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)平滑，手臂的運(yùn)動(dòng)軌道也是基于機(jī)械手臂的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，具體運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特別抽象，使最終運(yùn)動(dòng)效果特別機(jī)械和死板。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種使用虛擬三維動(dòng)畫(huà)控制游戲機(jī)械手臂的方法，包括的步驟有：
第一步，使用動(dòng)畫(huà)編輯軟件編輯手臂動(dòng)畫(huà)：
遵循骨骼規(guī)律，設(shè)計(jì)游戲角色手臂關(guān)節(jié)，共設(shè)計(jì)五個(gè)關(guān)節(jié)，分別是腕關(guān)節(jié)、一號(hào)指關(guān)節(jié)、二號(hào)指關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)；關(guān)節(jié)滿足與機(jī)械手臂的同比尺寸，關(guān)節(jié)處可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)編輯軟件修改歐拉角來(lái)，形成整個(gè)手臂的不同姿態(tài)；導(dǎo)出fbx格式文件；
第二步，解析動(dòng)畫(huà)：
使用動(dòng)畫(huà)編輯軟件解析fbx格式文件中動(dòng)畫(huà)的幀率和每幀的關(guān)節(jié)的四元數(shù)；
第三步，動(dòng)畫(huà)采樣和數(shù)據(jù)傳輸：
設(shè)置60Hz幀率為動(dòng)畫(huà)采樣頻率，
采樣方式，根據(jù)公式：
k＝(t-t1)/(t2-t1)
Q＝Q(t1)*(1-k)+k*Q(t2)
t：當(dāng)前播放時(shí)間；
t1：當(dāng)前播放位置左邊最鄰近關(guān)鍵幀時(shí)間；
t2：當(dāng)前播放位置右邊最鄰近關(guān)鍵幀；
Q：關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
Q(t1)：t1時(shí)刻關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
Q(t2)：t2時(shí)刻關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
將采樣數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前幀的所有關(guān)節(jié)標(biāo)識(shí)和所有關(guān)節(jié)的采樣四元數(shù)，傳輸給機(jī)械手臂控制單元；
第四步，機(jī)械手臂控制單元計(jì)算歐拉角：
機(jī)械手臂控制單元接收到數(shù)據(jù)后，將根據(jù)數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)標(biāo)識(shí)，將每個(gè)關(guān)節(jié)的四元數(shù)解算為歐拉角的翻滾角φ、俯仰角θ、航向角ψ；公式分別為：
θ＝arcsin[2(wy-zx)]；
w、x、y、z為四元數(shù)的四個(gè)分量；
第五步，機(jī)械手臂控制單元控制電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手臂：
機(jī)械手臂控制單元根據(jù)解得的歐拉角控制機(jī)械手臂的電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手臂完成指定動(dòng)作。
進(jìn)一步，所述的動(dòng)畫(huà)編輯軟件為3dmax或Maya。
進(jìn)一步，所述的第三步的數(shù)據(jù)傳輸方式為串口、網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙中的一種。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述的一種使用虛擬三維動(dòng)畫(huà)控制游戲機(jī)械手臂的方法，操作簡(jiǎn)單，可以使機(jī)械手臂得動(dòng)作更加逼真。
附圖說(shuō)明
附圖1為所述的游戲角色手臂關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)敘述。
一種使用虛擬三維動(dòng)畫(huà)控制游戲機(jī)械手臂的方法，包括的步驟有：
第一步，使用動(dòng)畫(huà)編輯軟件編輯手臂動(dòng)畫(huà)：
遵循骨骼規(guī)律，設(shè)計(jì)游戲角色手臂共設(shè)計(jì)五個(gè)關(guān)節(jié)，分別是腕關(guān)節(jié)1、一號(hào)指關(guān)節(jié)2、二號(hào)指關(guān)節(jié)3、肘關(guān)節(jié)4、肩關(guān)節(jié)5；關(guān)節(jié)滿足與機(jī)械手臂的同比尺寸，關(guān)節(jié)處可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)編輯軟件修改歐拉角來(lái)，形成整個(gè)手臂的不同姿態(tài)；導(dǎo)出fbx格式文件；
第二步，解析動(dòng)畫(huà)：
使用動(dòng)畫(huà)編輯軟件解析fbx格式文件中動(dòng)畫(huà)的幀率和每幀的關(guān)節(jié)的四元數(shù)；
第三步，動(dòng)畫(huà)采樣和數(shù)據(jù)傳輸：
設(shè)置60Hz幀率為動(dòng)畫(huà)采樣頻率，
采樣方式，根據(jù)公式：
k＝(t-t1)/(t2-t1)
Q＝Q(t1)*(1-k)+k*Q(t2)
t：當(dāng)前播放時(shí)間；
t1：當(dāng)前播放位置左邊最鄰近關(guān)鍵幀時(shí)間；
t2：當(dāng)前播放位置右邊最鄰近關(guān)鍵幀；
Q：關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
Q(t1)：t1時(shí)刻關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
Q(t2)：t2時(shí)刻關(guān)鍵幀的四元數(shù)；
將采樣數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前幀的所有關(guān)節(jié)標(biāo)識(shí)和所有關(guān)節(jié)的采樣四元數(shù)，傳輸給機(jī)械手臂控制單元；
第四步，機(jī)械手臂控制單元計(jì)算歐拉角：
機(jī)械手臂控制單元接收到數(shù)據(jù)后，將根據(jù)數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)標(biāo)識(shí)，將每個(gè)關(guān)節(jié)的四元數(shù)解算為歐拉角的翻滾角φ、俯仰角θ、航向角ψ；公式分別為：
θ＝arcsin[2(wy-zx)]；
w、x、y、z為四元數(shù)的四個(gè)分量；
第五步，機(jī)械手臂控制單元控制電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手臂：
機(jī)械手臂控制單元根據(jù)解得的歐拉角控制機(jī)械手臂的電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手臂完成指定動(dòng)作。
進(jìn)一步，所述的動(dòng)畫(huà)編輯軟件為3dmax或Maya。
進(jìn)一步，所述的第三步的數(shù)據(jù)傳輸方式為串口、網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙中的一種。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。