專利名稱：基于三維重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于三維重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)游戲業(yè)務(wù)的發(fā)展，游戲業(yè)務(wù)中的人物形象越來(lái)越豐富，人物 動(dòng)作也越來(lái)越逼真。有的游戲業(yè)務(wù)中，玩游戲的人可通過(guò)考A盤控制某個(gè)游戲 人物的動(dòng)作來(lái)參與游戲，最常見(jiàn)的是拳擊游戲中，游戲參與者可通過(guò)鍵盤控 制游戲人物前進(jìn)、后退以及出左拳、右拳等。通過(guò)^t盤進(jìn)行游戲，對(duì)游戲參與者來(lái)說(shuō)體驗(yàn)度不夠，例如對(duì)拳擊游戲來(lái)說(shuō)，游戲參與者更想身臨其境， 希望自己能夠有真正與對(duì)手比賽的感覺(jué)。目前，還未有該方面的解決方案。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供基于三維(3D)重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)及方法，以提高游戲參 與者的體驗(yàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于三維重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源、光柵、魚眼攝像 單元、三維人體重構(gòu)單元以及一個(gè)以上游戲單元，其中 光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上；魚眼攝像單元，采集各游戲參與者的光柵投影圖像，將各游戲參與者的光 柵投影圖像發(fā)送到三維人體重構(gòu)單元；三維人體重構(gòu)單元，對(duì)接收到的每個(gè)光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到各游戲參 與者的三維人體輪廓，從各三維人體輪廓中抽取出人體骨架模型，將各游戲參 與者的人體骨架模型發(fā)送到該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單元；游戲單元，利用接收的人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物進(jìn) 行游戲。所述光源和魚眼攝像單元集成在同 一裝置中；或者，所述光源、光柵和魚眼攝像單元集成在同一裝置中。所述光源、光柵和魚眼攝像單元位于所有游戲參與者的前方。一種基于三維重構(gòu)的多人游戲方法，該方法包括設(shè)置光源和光柵使得光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上，魚眼攝 像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像，三維人體重枸單元對(duì)采集到的各 游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到三維人體輪廓，從各三維人體輪廓 抽取人體骨架模型，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送給該游戲參與者對(duì) 應(yīng)的游戲單元，游戲單元利用人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物 進(jìn)行游戲，其中，所述游戲參與者的數(shù)目大于1。所述魚眼攝像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)一 步包括魚眼 攝像單元對(duì)發(fā)生了扭曲的光柵投影圖像進(jìn)行矯正。所述魚眼攝像單元對(duì)發(fā)生了扭曲的光柵投影圖像進(jìn)行矯正為 <formula>formula see original document page 5</formula> 其中，(xo, yo)為光柵投影圖像上待矯正區(qū)域的還原點(diǎn)坐標(biāo)，(x， y) 為光柵投影圖像上待矯正區(qū)域上任意點(diǎn)的坐標(biāo)，(dstx, dsty)為對(duì)(x, y) 矯正后的坐標(biāo)，R為所述待矯正區(qū)域所在扇形的半徑，"VV+V °預(yù)先將所述光源、光柵、魚眼攝像單元置于所有游戲參與者的前方。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置光源和光柵使得光源經(jīng)過(guò)光柵投射到 各游戲參與者人體上，魚眼攝像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像，3D 人體重構(gòu)單元對(duì)采集到的各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到3D人 體輪廓，從各3D人體輪廓抽取人體骨架模型，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送給該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單元，游戲單元利用人體骨架模型驅(qū)動(dòng) 游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物進(jìn)行游戲，使得游戲參與者可以真正參與到與人 體動(dòng)作有關(guān)的游戲中，提高了游戲參與者的體驗(yàn)。且，本發(fā)明可以同時(shí)對(duì)多
個(gè)游戲參與者進(jìn)行3D人體重構(gòu)，從而可以應(yīng)用于多人互動(dòng)的游戲業(yè)務(wù)中。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的組成示意
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的俯-見(jiàn)圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的側(cè)一見(jiàn)圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲方法的流程圖； 圖5-1為本發(fā)明實(shí)施例提供的矯正前的光柵投影圖像的矯正區(qū)域示意
圖5-2為本發(fā)明實(shí)施例提供的對(duì)光柵投影圖像的邊緣區(qū)域矯正后得到 的矩形示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn) 一 步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明的核心思想是設(shè)置光源和光柵使得光源經(jīng)過(guò)光柵投射到多個(gè)游 戲參與者人體上，采用魚眼攝像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像，對(duì) 各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到3D人體輪廓，抽取各3D人體 輪廓的人體骨架模型，將各人體骨架模型發(fā)送給各游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單 元，游戲單元利用人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲人物進(jìn)行游戲。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的組成示意 圖，如圖1所示，其主要包括光源11、光柵12、魚眼攝像單元13、 3D 人體重構(gòu)單元14、游戲單元15,且，游戲單元15的數(shù)目大于1，其中
光源11經(jīng)過(guò)光柵12投射到各游戲參與者人體上。魚眼攝像單元13:采集各游戲參與者的光柵投影圖像，將各游戲參與 者的光柵投影圖像及該游戲參與者的位置信息發(fā)送到3D人體重構(gòu)單元14。
魚眼攝像單元13采集到的光柵投影圖像通常會(huì)發(fā)生扭曲，魚眼攝像單 元13具有矯正功能，會(huì)將扭曲的光柵投影圖像矯正為正常，然后再將矯正 后的光柵投影圖像發(fā)送到3D人體重構(gòu)單元14。
魚眼攝像單元13又稱廣角攝像單元，可采集360度范圍內(nèi)的光柵投影 圖像。
3D人體重構(gòu)單元14:接收魚眼攝像單元13發(fā)來(lái)的各游戲參與者的光 柵投影圖像及其位置信息，對(duì)各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到各 游戲參與者的3D人體輪廓，從3D人體輪廓中抽取出人體骨架模型，根據(jù) 游戲參與者的位置信息與游戲單元標(biāo)識(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將各游戲參與者的人體 骨架模型發(fā)送到該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單元15。
游戲單元15:接收3D人體重構(gòu)單元14發(fā)來(lái)的游戲參與者的人體骨架 模型，利用該人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物進(jìn)行游戲。
圖2給出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的俯視 圖，如圖2所示，魚眼攝像單元和光源通常集成在同一裝置中，光柵位于光 源的周圍，每個(gè)游戲參與者位于光柵的扇形投影區(qū)域，以保證能夠?qū)λ杏?戲參與者的正面進(jìn)行投影；每個(gè)游戲參與者對(duì)應(yīng)一個(gè)游戲單元，游戲屏幕位 于游戲參與者的正對(duì)面，如圖2中，游戲屏幕1位于游戲參與者1的正對(duì)面， 游戲屏幕2位于游戲參與者2的正對(duì)面，依此類推。
圖3給出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)的側(cè)視 圖，如圖3所示，由光源、光柵、魚眼攝像單元集成的采集裝置位于游戲參 與者和游戲屏幕之間。為了能采集到游戲參與者的四肢動(dòng)作，通常，采集裝 置位于游戲參與者的前方。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于3D重構(gòu)的多人游戲方法的流程圖，如 圖4所示，其具體步驟如下
步驟401:將光源、光柵、魚眼攝像單元集成的采集裝置置于所有游戲參與者的前方，光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上。 游戲參與者的數(shù)目大于1。
步驟402:魚眼攝像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像。 步驟403:魚眼攝像單元對(duì)各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行矯正，將
矯正后的各游戲參與者的光柵投影圖像與該游戲參與者的位置信息發(fā)送給
3D人體重構(gòu)單元。
魚眼攝像單元采集的圖像的邊緣處會(huì)被壓縮，需要對(duì)圖像的邊緣處進(jìn)行
矯正。矯正方法可采用現(xiàn)有技術(shù)。例如要對(duì)圖5- 1中的LKJI區(qū)域進(jìn)行矯
正，矯正后的區(qū)域?yàn)橐蝗鐖D5-2所示的矩形，矯正公式可為
dstx = W^-, *_(x。承xi承力_,
VV+VV( -P2) + (^-P*x)2 ，
其中，(xo, yo)為還原點(diǎn)坐標(biāo)，位于LKJI區(qū)域中；(x, y)為L(zhǎng)KJI 區(qū)域上的任意點(diǎn)的坐標(biāo)；(dstx, dsty)位于圖5-2所示的矩形中，為對(duì)(x, y) ^斧正后的坐標(biāo)，R為L(zhǎng)KJI區(qū)域所在扇形的半徑，p = +o2+V 。
步驟404: 3D人體重構(gòu)單元接收各游戲參與者的位置信息與其光柵投 影圖像，對(duì)各游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到各游戲參與者的3D 人體輪廓。
這里，對(duì)光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到3D人體輪廓可采用現(xiàn)有的3D重 構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
步驟405: 3D人體重構(gòu)單元從各游戲參與者的3D人體4侖廓抽取各游戲 參與者的人體骨架模型，根據(jù)游戲參與者的位置信息與游戲單元標(biāo)識(shí)的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送給該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單 元。
這里，從3D人體輪廓抽取人體骨架模型可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 通常， 一個(gè)游戲參與者對(duì)應(yīng)一個(gè)游戲單元。步驟406:游戲單元接收游戲參與者的人體骨架模型，利用該人體骨架 模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物進(jìn)行游戲。
從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明可以對(duì)游戲參與者進(jìn)行3D人體重構(gòu)， 得到游戲參與者的人體骨架模型，這樣，游戲單元就可利用游戲參與者的人 體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲人物進(jìn)行游戲，從而，游戲參與者可以真正參與到與人
體動(dòng)作有關(guān)的游戲中，提高了游戲參與者的體驗(yàn)。且，本發(fā)明可以同時(shí)對(duì)多 個(gè)游戲參與者進(jìn)行3D人體重構(gòu)，從而可以應(yīng)用于多人互動(dòng)的游戲業(yè)務(wù)中。
以上所述僅為本發(fā)明的過(guò)程及方法實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于三維重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光源、光柵、魚眼攝像單元、三維人體重構(gòu)單元以及一個(gè)以上游戲單元，其中光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上；魚眼攝像單元，采集各游戲參與者的光柵投影圖像，將各游戲參與者的光柵投影圖像發(fā)送到三維人體重構(gòu)單元；三維人體重構(gòu)單元，對(duì)接收到的每個(gè)光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到各游戲參與者的三維人體輪廓，從各三維人體輪廓中抽取出人體骨架模型，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送到該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單元；游戲單元，利用接收的人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物進(jìn)行游戲。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光源和魚眼攝像單元 集成在同一裝置中；或者，所述光源、光柵和魚眼攝像單元集成在同一裝置中。
3、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光源、光柵和魚眼攝 像單元位于所有游戲參與者的前方。
4、 一種基于三維重構(gòu)的多人游戲方法，其特征在于，該方法包括設(shè)置光源和光柵使得光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上，魚眼攝 像單元采集各游戲參與者的光柵投影圖像，三維人體重構(gòu)單元對(duì)采集到的各 游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到三維人體輪廓，從各三維人體輪廓 抽取人體骨架模型，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送給該游戲參與者對(duì) 應(yīng)的游戲單元，游戲單元利用人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲人物 進(jìn)行游戲，其中，所述游戲參與者的數(shù)目大于1。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述魚眼攝像單元釆集各 游戲參與者的光柵投影圖像進(jìn)一步包括魚眼攝像單元對(duì)發(fā)生了扭曲的光柵 投影圖像進(jìn)行矯正。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述魚眼攝像單元對(duì)發(fā)生 了扭曲的光柵投影圖像進(jìn)行矯正為dstx ,V( "2)，2_P2) + (W2-盧)2 ，d。ty_"^2—P2* (x。" + j;。*x)V"2+/)*(f-P2) + (W—,勾2其中，(xo, yj為光柵投影圖像上待矯正區(qū)域的還原點(diǎn)坐標(biāo)，(x， y) 為光柵投影圖像上待矯正區(qū)域上任意點(diǎn)的坐標(biāo)，(dstx, dsty)為對(duì)(x， y) 矯正后的坐標(biāo)，R為所述待矯正區(qū)域所在扇形的半徑，p = VV+V 。
7、 如權(quán)利要求4至6任一所述的方法，其特征在于，預(yù)先將所述光源、 光柵、魚眼攝像單元置于所有游戲參與者的前方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于三維重構(gòu)的多人游戲系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)包括光源、光柵、魚眼鏡頭、三維人體重構(gòu)單元以及一個(gè)以上游戲單元，其中光源經(jīng)過(guò)光柵投射到各游戲參與者人體上；魚眼攝像單元，采集各游戲參與者的光柵投影圖像，將各游戲參與者的光柵投影圖像發(fā)送到三維人體重構(gòu)單元；三維人體重構(gòu)單元，對(duì)接收到的每個(gè)光柵投影圖像進(jìn)行重構(gòu)得到各游戲參與者的三維人體輪廓，從各三維人體輪廓中抽取出人體骨架模型，將各游戲參與者的人體骨架模型發(fā)送到該游戲參與者對(duì)應(yīng)的游戲單元；游戲單元利用人體骨架模型驅(qū)動(dòng)游戲人物來(lái)進(jìn)行游戲。本發(fā)明使得游戲參與者可以真正參與到與人體動(dòng)作有關(guān)的游戲中，提高了游戲參與者的體驗(yàn)。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101299227SQ200810115809
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
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