VR游戲的交互操作方法與流程

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)(VR,Virtual Reality)技術(shù)，尤其涉及VR游戲的交互操作方法。

背景技術(shù)：

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR,Augmented Reality)是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，其原理是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，向使用者提供關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。而交互控制領(lǐng)域是虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要應(yīng)用方向之一，也為虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展起了巨大的需求牽引作用。

VR游戲是VR技術(shù)的一大分支。在VR游戲中，交互手柄作為交互控制不可或缺的硬件設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)交互控制提供了強(qiáng)有力的支撐，但現(xiàn)有的利用手柄的游戲交互方法是首先獲取玩家在游戲中的坐標(biāo)值，然后利用手柄在游戲中指定另一個(gè)坐標(biāo)位置，確認(rèn)后瞬移到指定坐標(biāo)。

上述移動(dòng)方式太過(guò)突兀，與虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的讓玩家有身臨其境感覺的初衷相悖，而且體驗(yàn)感不強(qiáng)，代入感也不強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明之目的是提供一種VR游戲的交互操作方法，其能夠使玩家在虛擬世界中連續(xù)移動(dòng)，以增強(qiáng)玩家的代入感和體驗(yàn)感。

本發(fā)明提供一種VR游戲的交互操作方法，該方法通過(guò)手柄控制器在空間中的方位角來(lái)實(shí)現(xiàn)玩家在VR中的移動(dòng)，包括：實(shí)時(shí)獲取手柄控制器在空間中的方位角，并將結(jié)果傳到VR程序當(dāng)中；VR程序?qū)@得的方位角進(jìn)行平均計(jì)算得到平均方位角，并將平均方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一個(gè)二維矢量，將這個(gè)二維矢量的方向作為玩家在虛擬世界中實(shí)際前進(jìn)的方向，將這個(gè)二維矢量的模作為玩家在虛擬世界中的移動(dòng)速度的大??；根據(jù)速度改變每一幀玩家的位置，實(shí)現(xiàn)玩家的移動(dòng)。

作為優(yōu)選方式，所述實(shí)時(shí)獲取手柄控制器在空間中的方位角是通過(guò)激光定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

作為優(yōu)選方式，手柄控制器上設(shè)有與激光定位系統(tǒng)感應(yīng)的激光感應(yīng)點(diǎn)。

作為優(yōu)選方式，方位角是手柄控制器分別與空間坐標(biāo)系xy平面、xz平面和yz平面的夾角。

作為優(yōu)選方式，其中，所述將所述平均方位角矢量化包括利用三角函數(shù)將平均方位角矢量化。

作為優(yōu)選方式，平均方位角是兩個(gè)手柄控制器的方位角的平均值。

作為優(yōu)選方式，手柄控制器向前傾斜時(shí)，程序讀取手柄控制器的方位角，并在VR程序里使玩家持續(xù)的向前移動(dòng)。

本發(fā)明的特點(diǎn)是根據(jù)手柄控制器在空間中的方位角來(lái)獲得手柄的傾斜程度，以對(duì)應(yīng)VR體驗(yàn)者想朝前、后、左、右運(yùn)動(dòng)的控制。當(dāng)玩家將手柄控制器向前傾斜的時(shí)候，程序讀取手柄控制器的方位角，并在VR程序里使玩家持續(xù)的向前移動(dòng)。并且，VR程序?qū)崟r(shí)獲取玩家手中手柄控制器的方位角，實(shí)時(shí)計(jì)算玩家在虛擬世界的速度，從而達(dá)到連續(xù)移動(dòng)的效果。

本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法可以使玩家在虛擬世界中連續(xù)移動(dòng)，以增強(qiáng)用戶的代入感和體驗(yàn)感，并且無(wú)需增加新設(shè)備簡(jiǎn)單、方便、成本低。

附圖說(shuō)明

下面將簡(jiǎn)要說(shuō)明本申請(qǐng)所使用的附圖，顯而易見地，這些附圖僅用于解釋本發(fā)明的構(gòu)思。

圖1是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器的示意圖。

圖2是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向前傾的示意圖。

圖3是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向后傾的示意圖。

圖4是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向左傾的示意圖。

圖5是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向右傾的示意圖。

圖6是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法工作步驟流程圖。

附圖標(biāo)記匯總：

1、左手柄控制器 2、右手柄控制器 3、激光感應(yīng)點(diǎn)

4、手柄控制器把手 5、確定鍵 6、菜單鍵

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明游戲得交互操作方法的實(shí)施例。

在此記載的實(shí)施例為本發(fā)明的特定的具體實(shí)施方式，用于說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書和說(shuō)明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括對(duì)在此記載的實(shí)施例做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案。

本說(shuō)明書的附圖為示意圖，輔助說(shuō)明本發(fā)明的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本發(fā)明實(shí)施例的各部分的結(jié)構(gòu)，各附圖之間不一定按照相同的比例繪制。相同或相似的參考標(biāo)記用于表示相同或相似的部分。

第一實(shí)施例

參見圖1，在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種VR游戲的交互操作方法，本實(shí)施例中用到了兩個(gè)相同的手柄控制器，分別為左手柄控制器1和右手柄控制器2，兩個(gè)手柄控制器上均有激光感應(yīng)點(diǎn)3、手柄控制器把手4、確定鍵5和菜單鍵6。在玩游戲時(shí)，左、右手分別握持住左、右手柄控制器，然后按菜單鍵6選擇一個(gè)模式，再按確定鍵5進(jìn)入游戲。

圖6是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法工作步驟流程圖。工作流程如圖6所示，在玩游戲的房間內(nèi)安裝有激光定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過(guò)手柄控制器上的激光感應(yīng)點(diǎn)3獲取手柄控制器在空間中的方位角信息，并將獲取的方位角信息傳送到VR程序當(dāng)中，在VR程序中將獲取的方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一個(gè)二維矢量，將這個(gè)二維矢量的方向作為玩家在虛擬世界中實(shí)際前進(jìn)的方向，將這個(gè)二維矢量的模作為玩家在虛擬世界中的移動(dòng)速度的大?。桓鶕?jù)速度改變每一幀玩家的位置，實(shí)現(xiàn)玩家的移動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是手柄控制器的方位角是參照?qǐng)D1中所示的坐系標(biāo)計(jì)算獲得的。由圖1可知手柄控制器傾斜任何一個(gè)角度都可以有一個(gè)x-y-z三維方位角坐標(biāo)來(lái)表示，比如，方位角為經(jīng)過(guò)pitch，yaw，roll轉(zhuǎn)動(dòng)后轉(zhuǎn)化成的三維矢量即為[sin(yaw)*cos(pitch)，-sin(pitch)，cos(yaw)*cos(pitch)]。如圖所示，對(duì)于手柄控制器而言，pitch指繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)，yaw指繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而roll指繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

下面以玩家向前移動(dòng)為例，對(duì)本發(fā)明VR游戲的交互操作方法進(jìn)行說(shuō)明。

首先玩家戴上虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，手握手柄控制器把手4進(jìn)入VR初始界面，通過(guò)按手柄控制器上的菜單鍵6，使初始界面中出現(xiàn)菜單，然后選擇一個(gè)模式并按下確定鍵5，進(jìn)入到游戲模式。在游戲界面中玩家會(huì)看到兩個(gè)和手中所握住的手柄控制器相同的兩個(gè)虛擬手柄控制器，就好像玩家自己握著的是這兩個(gè)虛擬手柄控制器，而且擺動(dòng)手中的手柄控制器，游戲界面中的手柄控制器也會(huì)有相同的擺動(dòng)，這樣就使玩家產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。

參見圖2，圖2是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向前傾的示意圖，圖中手柄控制器前傾并且兩個(gè)手柄控制器傾斜角度不同，此時(shí)激光定位系統(tǒng)通過(guò)激光感應(yīng)點(diǎn)3獲得此時(shí)兩個(gè)手柄控制器的方位角，然后將這兩個(gè)手柄控制器的方位角的信息傳送到VR程序當(dāng)中，在VR程序中完成對(duì)這兩個(gè)手柄控制器的方位角的平均計(jì)算，得到一個(gè)平均方位角。利用三角函數(shù)將得到的平均方位角轉(zhuǎn)化成單位向量坐標(biāo)(方位角為pitch，yaw，roll轉(zhuǎn)化成的三維矢量即為[sin(yaw)*cos(pitch)，-sin(pitch)，cos(yaw)*cos(pitch)])，并向地面投影得到一個(gè)向量a，該向量a就是玩家在虛擬世界中的移動(dòng)速度，其中向量a的方向向前即為玩家移動(dòng)的方向，向量a的模即為玩家移動(dòng)速度的大小，VR程序根據(jù)算出的速度改變每一幀玩家的位置，實(shí)現(xiàn)玩家在虛擬世界中以一定的速度向前移動(dòng)。

因?yàn)榧す舛ㄎ幌到y(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)獲取手柄控制器在空間中的方位角，并傳送到VR程序中，所以VR程序會(huì)實(shí)時(shí)運(yùn)算玩家在虛擬世界的移動(dòng)速度，VR程序根據(jù)算出的速度改變每一幀玩家的位置，這樣玩家就會(huì)感覺自己在游戲中行走一樣，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的瞬移，本發(fā)明的連續(xù)移動(dòng)代入感更強(qiáng)。

玩家可以通過(guò)控制手柄控制器的傾斜程度來(lái)控制其在游戲中的速度。比如，玩家想以不同的速度向前移動(dòng)，那么玩家就可以將手柄控制器從豎直狀態(tài)慢慢向前傾，通過(guò)改變傾角來(lái)改變方位角投影到地面向量的大小，從而改變速度的大小。

應(yīng)當(dāng)理解的是如果玩家在改變速度大小的同時(shí)還想改變移動(dòng)的方向，那么可以通過(guò)改變傾斜的角度，讓玩家在虛擬世界中向四面八方移動(dòng)。因?yàn)橐苿?dòng)速度是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的，所以玩家可以通過(guò)擺動(dòng)手柄控制器來(lái)調(diào)試自己在游戲當(dāng)中的移動(dòng)速度，從而增加了玩家的體驗(yàn)感。

第二實(shí)施例

參見圖3，圖3是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法所用手柄控制器向后傾的示意圖，圖中手柄控制器向后傾斜，與圖2中向前傾原理相同，激光定位系統(tǒng)通過(guò)激光感應(yīng)點(diǎn)3獲得此時(shí)兩個(gè)手柄控制器的方位角，然后將這兩個(gè)手柄控制器的方位角的信息傳送到VR程序當(dāng)中，在VR程序中完成對(duì)這兩個(gè)手柄控制器的方位角的平均計(jì)算，得到一個(gè)平均方位角。該平均方位角經(jīng)過(guò)處理后得到向量b，此時(shí)玩家在游戲中以向量b的方向?yàn)樗俣确较?，以向量b的模的大小為速度的大小，向后移動(dòng)。

同理，參見圖4、圖5，它們分別是手柄控制器向左向右傾斜時(shí)的示意圖，當(dāng)玩家手中的手柄控制器向左傾時(shí)使玩家在虛擬世界中向左移動(dòng)，當(dāng)玩家手中的手柄控制器向右傾時(shí)使玩家在虛擬世界中向右移動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法，該技術(shù)通過(guò)手柄控制器在空間中的方位角來(lái)實(shí)現(xiàn)人在VR中的移動(dòng)，該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)可以像上述實(shí)施例中用兩個(gè)手柄控制器來(lái)控制，也可以只用一個(gè)手柄控制器來(lái)控制。并且，當(dāng)用兩個(gè)手柄控制器時(shí)其中一個(gè)手柄控制器出現(xiàn)故障也不會(huì)影響游戲的正常進(jìn)行，因?yàn)榧す舛ㄎ幌到y(tǒng)會(huì)獲取正常手柄控制器的方位角并通過(guò)計(jì)算得出玩家的移動(dòng)速度完成玩家指令。當(dāng)然游戲的手柄控制器不限于圖中所示形狀的手柄控制器，只要是VR游戲手柄控制器即可。

通過(guò)手柄控制器在空間中的方位角來(lái)實(shí)現(xiàn)人在VR中的移動(dòng)的操作方式能夠更加好的匹配VR玩家的身體動(dòng)作，而且根據(jù)玩家的直覺動(dòng)作就能完成在VR中的移動(dòng)。

眾所周知玩家在VR游戲中最重要的就是體驗(yàn)身臨其境的感覺，然而看著眼前真實(shí)的游戲場(chǎng)景卻不能隨心所欲控制自己的移動(dòng)，只能按照操作在游戲里跳來(lái)跳去，這會(huì)讓VR游戲玩家體驗(yàn)感驟減。然而本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法可以通過(guò)獲取玩家手中的手柄控制器的方位角并獲取當(dāng)前玩家想要的移動(dòng)方向，來(lái)實(shí)現(xiàn)玩家在游戲中的移動(dòng)，達(dá)到指哪兒去哪兒的效果，就像是駕駛著玩家在游戲中的人物一樣，體驗(yàn)感大大增加，而且無(wú)需增加新設(shè)備簡(jiǎn)單、方便、成本低。

另外，本發(fā)明的VR游戲的交互操作方法的定位系統(tǒng)不一定是激光定位系統(tǒng)，也可以為其它定位系統(tǒng)，而且將方位角矢量化的方法也不一定是利用三角函數(shù)，本說(shuō)明書只列舉了一部分實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解的是只要是通過(guò)獲取手柄控制器的方位角來(lái)控制玩家移動(dòng)的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)的具體特征如形狀、尺寸和位置可以根據(jù)上述披露的特征的作用進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的。而且，上述披露的各技術(shù)特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)本發(fā)明之目的進(jìn)行各技術(shù)特征之間的其它組合，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的為準(zhǔn)。