圖4(a)為本發(fā)明應(yīng)用于迷宮游戲的實例示意圖；
[0049]圖4(b)為本發(fā)明游戲者看見的虛擬畫面示意圖。
【具體實施方式】
:
[0050]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0051]如圖1所示，在空的場地上繪制場景輪廓線，通過智能手機的相機進行拍照，快速完成三維場景的建立；用戶通過佩戴魔鏡，將三維場景真實地呈現(xiàn)于眼前，利用智能手機與服務(wù)器建立通訊，獲得Kinect捕捉到的用戶位置信息和動作，通過身體姿態(tài)與場景進行實時交互。
[0052]如圖2所示，本發(fā)明的具體流程圖:
[0053](1)玩家通過繪畫工具在真實空間中設(shè)計迷宮平面圖；
[0054](2)利用手機相機對繪制的平面圖拍照，并對變形圖片進行校正；
[0055](3)將圖片導(dǎo)入手機建模部分，進行二維迷宮布局的繪制，并將得到的迷宮墻體信息作為手機建模部分的輸入，發(fā)送到服務(wù)器端；
[0056](4)服務(wù)器將接收到的迷宮墻體信息，發(fā)送到各個玩家的手機端；
[0057](5)判斷多個玩家的情況下是否異地參與，如果是，跳轉(zhuǎn)步驟(6);否則，跳轉(zhuǎn)步驟(7)；
[0058](6)每個玩家根據(jù)平面圖在真實場地繪制同一結(jié)構(gòu)的迷宮；
[0059](7)根據(jù)各個玩家接收到的迷宮信息，建立三維場景；
[0060](8)初始化每個玩家的位置和姿態(tài)，并將信息發(fā)送到服務(wù)器端；
[0061](9)服務(wù)器端將信息發(fā)送到每個玩家的手機端；
[0062](10) 3D立體顯示，利用虛擬現(xiàn)實眼鏡作為輸出設(shè)備，呈現(xiàn)給玩家一個感官效果真實的新環(huán)境；
[0063](11)判斷游戲是否結(jié)束。如果是，則結(jié)束；否則，跳轉(zhuǎn)步驟(12);
[0064](12)通過Kinect對每個玩家的位置實時跟蹤與姿態(tài)識別，并捕獲到的玩家位置信息與動作信息映射到虛擬場景中，為虛擬場景中玩家的位置和動作提供數(shù)據(jù)，并發(fā)送到服務(wù)器端，跳轉(zhuǎn)步驟(9)。
[0065]虛擬迷宮建模具體包括如下步驟:
[0066](1)利用手機相機對繪制的平面圖拍照，如圖3(a)；
[0067](2)從低角度拍攝地面圖片時，會因為透視原因?qū)е庐嬅婢拔锍霈F(xiàn)變形，原本為矩形外框的迷宮圖在拍攝圖片中呈梯形，有所變形，因此對所得圖片進行校正，將圖片矩形的四個角進行拖拽，完成圖片的變形校正，回復(fù)原有形狀，如圖3(b);
[0068](3)將校正后的圖片導(dǎo)入手機建模部分，并在4*4的網(wǎng)格內(nèi)進行迷宮布局的繪制(如圖3(c))。虛擬空間中墻體AB表示為{(xn，zn)，(x12, z12)}，墻體的集合為W = {{(xn,
Z11)，(X12，Z12) }，{ (X21，Z21)，(X22) Z22) }，…，{ (XN1) ZNl)，(XN2) ZN2) } }，N 表不ijll體的數(shù)目 ο
[0069]將集合W作為手機建模部分的輸入，發(fā)送到各個玩家的手機客戶端，完成虛擬場景的建立。
[0070]如圖4(a)、圖4(b)所示，是本發(fā)明應(yīng)用于迷宮游戲的一個實例。在這個兩人迷宮游戲中，玩家A、B在移動過程中距離較近時，可以互相看見對方的實例。
[0071]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于普適計算的混合現(xiàn)實游戲系統(tǒng)，其特征是:包括場景設(shè)計模塊、校正模塊、建模模塊、跟蹤與動作識別模塊、跟蹤注冊模塊和交互模塊，其中，所述場景設(shè)計模塊，通過繪圖工具利用輪廓線繪畫迷宮平面圖，建立迷宮場景； 所述校正模塊，用于采集拍攝的迷宮平面圖，對其進行校正，導(dǎo)入建模模塊； 所述建模模塊，接收校正后的圖片，進行迷宮布局的繪制，將迷宮真實物體的信息作為建模輸入，發(fā)送到各個玩家的客戶端，完成虛擬場景的建立； 所述跟蹤與動作識別模塊，利用體感設(shè)備將捕獲的使用者位置信息與動作信息映射到虛擬場景中，為虛擬場景中相應(yīng)使用者的位置和動作提供數(shù)據(jù)，并發(fā)送到服務(wù)器端； 所述跟蹤注冊模塊，用于對使用者視場與視點的跟蹤，確定當(dāng)前視場中的目標物、用戶視點的位置和朝向； 所述交互模塊，用于實現(xiàn)用戶與真實場景中的虛擬對象的交互，確定用戶對虛擬對象發(fā)出的指令，對其解釋，給出相應(yīng)的反饋結(jié)果，通過虛擬現(xiàn)實眼鏡給玩家反映虛擬世界的景象。2.基于如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的工作方法，其特征是:包括以下步驟: (1)通過繪圖工具在真實空間中設(shè)計迷宮平面圖，拍攝迷宮平面圖，并對拍攝時因透視原因?qū)е碌膱D片變形進行校正，建立虛擬迷宮； (2)判斷多個玩家的情況下是否異地參與，如果是，跳轉(zhuǎn)步驟(3)，否則，跳轉(zhuǎn)步驟(4); (3)玩家根據(jù)服務(wù)器端發(fā)送的平面圖在真實場地繪制同一結(jié)構(gòu)的迷宮； (4)根據(jù)所有玩家接收到的迷宮信息，服務(wù)器端接收虛擬迷宮建模模塊發(fā)送來的迷宮墻體信息，并發(fā)送到各個玩家的客戶端，完成虛擬場景的建立，建立三維場景； (5)利用跟蹤與動作識別模塊，將捕獲到的玩家位置信息與動作信息映射到虛擬場景中，為虛擬場景中玩家的位置和動作提供數(shù)據(jù)，并發(fā)送到服務(wù)器端，完成虛擬場景中玩家的漫游與交互； (6)根據(jù)基于傳感器的注冊方法，獲取用戶頭部的轉(zhuǎn)動角度，從而確定用戶視點的位置和朝向，利用虛擬現(xiàn)實眼鏡作為輸出設(shè)備，向使用者呈現(xiàn)虛擬世界的景象； (7)對每個玩家的位置實時跟蹤與姿態(tài)識別，并捕獲到的玩家位置信息與動作信息映射到虛擬場景中，為虛擬場景中所有玩家的位置和動作提供數(shù)據(jù)，并發(fā)送到服務(wù)器端，跳轉(zhuǎn)步驟(5)。3.如權(quán)利要求2所述的工作方法，其特征是:所述步驟(1)中，校正方法為將圖片矩形的四個角進行拖拽，使圖片中迷宮墻體形狀與實際繪畫情況一致。4.如權(quán)利要求2所述的工作方法，其特征是:所述步驟(1)中，建立虛擬迷宮的具體方法包括: (1-1)利用攝像機對繪制的平面圖拍照，并完成圖片的校正； (1-2)將校正后的圖片導(dǎo)入手機建模部分，在4*4的網(wǎng)格內(nèi)進行迷宮布局的繪制； (1-3)將得到的迷宮墻體信息作為建模部分的輸入，發(fā)送到服務(wù)器端。5.如權(quán)利要求2所述的工作方法，其特征是:所述步驟(5)中，利用Kinect進行跟蹤與動作識別，具體步驟包括: (5-1)坐標校正，在真實空間內(nèi)選取多組不同位置的樣本點，使樣本點均勻分布，并測量出每個樣本點在虛擬場景中的位置，在Kinect坐標系中的位置； (5-2)利用最小二乘法計算得到Kinect對于虛擬場景坐標系的變換矩陣T ; (5-3)通過捕獲用戶手部關(guān)節(jié)點和頭部的位置信息，計算用戶位置和動作識別。6.如權(quán)利要求5所述的工作方法，其特征是:所述步驟(5-3)中，用戶位置計算的具體方法為:令第k幀Kinect獲取的用戶位置信息為Pi (k) = {χΛ y^，z^}，其中，i表示Kinect可跟蹤的人數(shù)，0;則用戶在虛擬現(xiàn)實中的位置V—Pjk) = ΡΑΙΟ*!1，用來控制虛擬主角的移動。7.如權(quán)利要求5所述的工作方法，其特征是:所述步驟(5-3)中，動作識別的具體方法為:通過Kinect捕獲用戶手部關(guān)節(jié)點和頭部的位置信息判斷用戶動作:令(X_ YLH, ZLH)、(XRH, Yrh, Zrh)、(XH, YH, ZH)分別為用戶的左手、右手、頭部的空間位置； 定義動作標志Yi= Υ ?Η-ΥΗ，Δ Υ2= Υ rh-Yh, 如果Λ Υ!>0或者Λ Υ2>0，表示用戶做出舉手動作，通過動作標志控制用戶與虛擬場景中物體的交互。8.如權(quán)利要求2所述的工作方法，其特征是:所述步驟￠)中，將手機放置在虛擬現(xiàn)實眼鏡中，佩戴并調(diào)整好眼鏡位置，使用戶看到的場景與現(xiàn)實中保持一致；利用手機自帶的陀螺儀或重力感應(yīng)，通過轉(zhuǎn)動頭部調(diào)整用戶在虛擬系統(tǒng)中的視角，完成對用戶視場與視點的跟蹤。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于普適計算的混合現(xiàn)實游戲系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)允許玩家在任意空閑空間、隨時隨地設(shè)計迷宮布局，通過繪圖工具繪制迷宮平面圖；利用手機拍照快速建立相應(yīng)的三維虛擬場景；利用虛擬現(xiàn)實眼鏡，通過玩家頭部的真實轉(zhuǎn)動即可感受沉浸式體驗；利用體感設(shè)備對玩家真實姿態(tài)的跟蹤和識別，實現(xiàn)玩家對虛擬場景的移動輸入控制和自然交互。本系統(tǒng)不需要專門的物理空間、昂貴的虛擬現(xiàn)實設(shè)備，用戶也不需要訓(xùn)練，而且可以在任何時間任何地方游戲。
【IPC分類】G06F3/01
【公開號】CN105373224
【申請?zhí)枴緾N201510690423
【發(fā)明人】楊承磊, 蓋偉, 董明達, 林鋮, 李慧宇, 秦溥, 孫曉雯, 張珂瑋, 尹曉雅, 劉韜, 孟祥旭, 陳瀟瑞
【申請人】山東大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月22日
【公告號】CN105373224B