CN104820493A - 一种运动驱动效果的实现方法及实现系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运动驱动效果的实现方法及实现系统，使得驱动效果有着丰富的变化空间。所述方法包括：步骤1，在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指目标区域内该时刻一个局部区域的运动；步骤2，根据每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有单元运动创建的粒子构成一个粒子系统；步骤3，根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。所述系统包括：检测模块、创建粒子模块及确定施加效果模块。本发明适用于人机交互和计算机图形学技术领域。

Description

一种运动驱动效果的实现方法及实现系统

技术领域

本发明涉及人机交互和计算机图形学技术领域，特别是指一种运动驱动效果的实现方法及实现系统。

背景技术

近年来，在各种新型人机交互界面中，常常通过识别用户的某种特定运动(例如，用户手指在触摸屏上的特定运动轨迹，或以微软Kinect技术为代表的体感界面中用户的手或身体的特定动作，其中，手的动作通常称为“手势”)去触发数字系统的某种特定操作结果(例如，在触屏上画勾表示接受，或者，在体感界面中举起右手打开菜单)，这种方式对用户可以用于触发操作的运动和操作结果有明确的限制，当用户期望有较大的自由度的应用场景(例如，电子游戏)时，这种方式显然不能满足用户的需求。

也就是说，现有的基于识别用户的特定运动触发特定操作结果的人机交互界面，用户可以用于触发操作的运动和操作结果由系统设计者预先定义，对用户有明确的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种运动驱动效果的实现方法及实现系统，以解决现有技术所存在的对用户能够用于触发操作的运动和操作结果有明确的限制的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种运动驱动效果的实现方法，包括：

步骤1，在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

步骤2，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

步骤3，根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

可选地，所述检测目标区域内所有的单元运动包括：

按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选，其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动。

可选地，所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

可选地，所述目标区域内所有的单元运动包括：

实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

可选地，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统包括：

根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

可选地，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元运动的特性决定，或设为预定义值。

可选地，所述粒子系统产生的驱动效果包括：

通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。

本发明实施例还提供一种运动驱动效果的实现系统，包括：

检测模块，用于在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

创建粒子模块，用于根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

确定施加效果模块，用于根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

可选地，所述检测模块，还用于按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选；

其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动；

所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

可选地，所述检测模块包括：

第一检测子模块，用于实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

第二检测子模块，用于当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

第三检测子模块，用于当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

可选地，所述创建粒子模块，还用于根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

可选地，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元运动的特性决定，或设为预定义值。

可选地，所述确定施加效果模块包括：

第一确定施加效果子模块，用于通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

第二确定施加效果子模块，用于通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

第三确定施加效果子模块，用于与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

第四确定施加效果子模块，用于通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过持续检测到各个时刻的目标区域内所有的单元运动，并根据检测到的每个单元运动对应创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统，并根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定所有粒子构成的粒子系统产生的驱动效果，并施加所述驱动效果，这样，在用户期望有更大自由度的应用场景中，不需要学习特定的动作，而是通过各种运动产生相应的驱动效果，且所述驱动效果不限于某一种或几种预设的驱动效果，而是与运动本身的变化空间对应，这样就有着丰富的变化空间，从而能够打破现有的对用户能够用于触发操作的运动和操作结果存在的限制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的运动驱动效果的实现方法的方法流程图；

图2(a)为本发明实施例提供的运动驱动效果一示意图；

图2(b)为本发明实施例提供的运动驱动效果二示意图；

图2(c)为本发明实施例提供的运动驱动效果三示意图；

图3(a)为本发明实施例提供的运动驱动效果四示意图；

图3(b)为本发明实施例提供的运动驱动效果五示意图；

图3(c)为本发明实施例提供的运动驱动效果六示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的对用户能够用于触发操作的运动和操作结果有明确的限制的问题，提供一种运动驱动效果的实现方法及实现系统。

本发明实施例中，为了更好的理解本发明，首先，对粒子系统进行简要说明，在计算机图形学中，常使用粒子系统(Particle System)来模拟火焰、爆炸、烟、水流、火花、落叶、云、雾、雪、尘、流星等具有动态变化和一定随机性的现象。粒子系统由一组虚拟的粒子组成，每个粒子具有各自的位置、大小和运动等状态并随时间动态更新，但遵循一组共同的行为参数(初始速度、加速度、寿命等，以及这些行为参数的允许随机变化范围)，所有粒子的集合构成了所模拟现象的效果。这组总体的行为参数为所有粒子所共享，并通常由系统设计者预先设定，因此，这组行为参数就(在一定动态随机范围内)预先决定了粒子系统的总体效果。本发明中，与通常的粒子系统中所有粒子共享一组共同的行为参数不同，每个或每组粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动分别决定，由此粒子系统产生的驱动效果能够实时充分体现驱动所述粒子系统的运动的动态变化。

实施例一

参看图1所示，本发明实施例提供的运动驱动效果的实现方法，包括：

步骤1，在一个新的时刻，检测目标区域内的所有单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

步骤2，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

步骤3，根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

本发明实施例所述的运动驱动效果的实现方法，通过持续检测到各个时刻的目标区域内所有的单元运动，并根据检测到的每个单元运动对应创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统，并根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定所有粒子构成的粒子系统产生的驱动效果，并施加所述驱动效果，这样，在用户期望有更大自由度的应用场景中，不需要学习特定的动作，而是通过各种运动产生相应的驱动效果，且所述驱动效果不限于某一种或几种预设的驱动效果，而是与运动本身的变化空间对应，这样就有着丰富的变化空间，从而能够打破现有的对用户能够用于触发操作的运动和操作结果存在的限制。

本发明实施例中，所述单元运动是指所述目标区域内某一时刻的某个局部区域的运动，所述应用场景可以为人机交互场景，例如，人机交互的电子游戏，当用户期望有更大的自由度，不需要学习特定的动作，而是通过用户的各种运动产生相应的驱动效果，例如，在魔法游戏中，用任意手势发出火焰，其中，火焰的分布和动态随手势的变化而变化，参见图2(a)-(c)所示，其中，箭头表示运动，通过用户的手势产生的驱动效果不限于某一种或几种预设的效果，而是与用户运动本身的变化空间对应，这样就有着丰富的变化空间，

本发明实施例，不仅可以在人机交互场景中基于用户运动产生驱动效果外，还可用于基于虚拟场景中的虚拟物体(例如，电子游戏中的虚拟物体)或真实环境中的实际物体(例如，摄像头实时捕捉的或录制的视频中)的运动自动添加附加效果，例如，在沙漠场景中任意运动的物体周围显示与其运动特性一致的烟尘。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，所述检测目标区域内所有的单元运动包括：

按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选，其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动。

本发明实施例中，在检测目标区域内的运动时，可以根据具体的应用场景，按照一定的方式对单元运动进行过滤和筛选。例如，在人机交互场景的电子游戏中，在电子游戏中预先指定只有用户的手能够与电子游戏进行交互，则按照对应于用户的手对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选；还可以根据具体的应用场景，对应于目标区域内物体的指定区域(例如，物体的边缘)或目标区域内物体的指定运动(例如，物体的运动方向在某一角度范围内)对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

本发明实施例中，所述单元运动是二维的运动还是三维的运动取决于与所述单元运动相对应的虚拟场景中虚拟物体的运动、真实环境中实际物体的运动或人机交互场景中物体的运动(包括：用户的运动)。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，所述目标区域内所有的单元运动包括：

实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

本发明实施例中，在一个新的时刻，根据输入事件检测目标区域内的所有的单元运动，所述输入的事件可以是真实环境中用户的运动或其他实际物体的运动，也可以是虚拟场景中虚拟物体的运动，所述输入的事件包括但不局限于以下具体的应用场景：实时捕捉的帧图像，触摸屏的一次输入刷新、虚拟场景中虚拟物体的运动以及任何其它形式的输入事件；所述检测方式取决于输入事件的形式，当基于实时捕捉或录制的视频的帧图像时，可通过计算机视觉中的运动检测算法确定该帧图像每个局部区域的运动；当基于触摸屏输入时，需确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；当基于虚拟场景中虚拟物体的运动时，可以直接读取该虚拟物体的运动状态。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统包括：

根据筛选后的每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

本发明实施例中，根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，与通常的粒子系统中所有粒子共享一组共同的行为参数不同，每个或每组粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动分别决定，由此粒子系统产生的驱动效果能够实时充分体现驱动所述粒子系统的运动的动态变化。参见图3(a)-(c)所示，其中，箭头表示运动，每个星为一个粒子，通过粒子的不同渲染方式，可以显示为图2(a)-(c)中的火焰或其它各种视觉效果，以用户的手的运动为例，可以根据手势的不同产生不同的驱动效果。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元的运动特性决定，或设为预定义值。

本发明实施例中，所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度相等或遵循一定转换关系；除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数(例如，所述粒子的大小、数量、寿命等)可以由创建所述粒子的单元运动的特性决定、还可以设为预定义值，也可以由构成所述运动驱动系统的其他信息决定。

在前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式中，可选地，所述粒子系统产生的驱动效果包括：

通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。

本发明实施例中，根据粒子系统中每个粒子的行为参数确定所述粒子系统的驱动效果并进行施加。基于具体的应用场景，所述粒子系统产生的驱动效果不同，可以是通过粒子系统渲染后的视觉效果，还可以是通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上，也可以是通过粒子系统作用后产生的不可见的效果，还可以是与虚拟场景进行交互的交互效果，例如，电子游戏中根据击中敌人的粒子数量减少其生命值。

实施例二

本发明还提供一种运动驱动效果的实现系统的具体实施方式，由于本发明提供的运动驱动效果的实现系统与前述运动驱动效果的实现方法的具体实施方式相对应，该运动驱动效果的实现系统可以通过执行上述方法具体实施方式中的流程步骤来实现本发明的目的，因此上述运动驱动效果的实现方法具体实施方式中的解释说明，也适用于本发明提供的运动驱动效果的实现系统的具体实施方式，在本发明以下的具体实施方式中将不再赘述。

本发明实施例还提供一种运动驱动效果的实现系统，包括：

检测模块，用于在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

创建粒子模块，用于根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

确定施加效果模块，用于根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

本发明实施例所述的运动驱动效果的实现系统，通过持续检测到各个时刻目标区域内所有的单元运动，并根据检测到的每个单元运动对应创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统，并根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定所有粒子构成的粒子系统产生的驱动效果，并施加所述驱动效果，这样，在用户期望有更大自由度的应用场景中，不需要学习特定的动作，而是通过各种运动产生相应的驱动效果，且所述驱动效果不限于某一种或几种预设的驱动效果，而是与运动本身的变化空间对应，这样就有着丰富的变化空间，从而能够打破现有的对用户能够用于触发操作的运动和操作结果存在的限制。

在前述运动驱动效果的实现系统的具体实施方式中，可选地，所述检测模块，还用于按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选；

其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动；

所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

在前述运动驱动效果的实现系统的具体实施方式中，可选地，所述检测模块包括：

第一检测子模块，用于实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

第二检测子模块，用于当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

第三检测子模块，用于当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

在前述运动驱动效果的实现系统的具体实施方式中，可选地，所述创建粒子模块，还用于根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

在前述运动驱动效果的实现系统的具体实施方式中，可选地，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元运动的特性决定，或设为预定义值。

在前述运动驱动效果的实现系统的具体实施方式中，可选地，所述确定施加效果模块包括：

第一确定施加效果子模块，用于通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

第二确定施加效果子模块，用于通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

第三确定施加效果子模块，用于与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

第四确定施加效果子模块，用于通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种运动驱动效果的实现方法，其特征在于，包括：

步骤1，在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

步骤2，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

步骤3，根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测目标区域内所有的单元运动包括：

按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选，其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标区域内所有的单元运动包括：

实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统包括：

根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元运动的特性决定，或设为预定义值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述粒子系统产生的驱动效果包括：

通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。

8.一种运动驱动效果的实现系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于在一个新的时刻，检测目标区域内所有的单元运动，所述单元运动是指所述目标区域内该时刻一个局部区域的运动；

创建粒子模块，用于根据所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所有创建的粒子构成一个粒子系统；

确定施加效果模块，用于根据每个粒子的行为参数更新其状态，确定并施加所述粒子系统产生的驱动效果，返回步骤1继续执行，直至目标区域内的运动结束。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述检测模块，还用于按照一定的方式对目标区域内所有的单元运动进行过滤和筛选；

其中，所述一定的方式包括：对应于目标区域内的物体、目标区域内物体的指定区域或目标区域内物体的指定运动；

所述单元运动包括：二维的运动或三维的运动。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述检测模块包括：

第一检测子模块，用于实时捕捉或录制目标区域的帧图像，并确定该帧图像中每个局部区域的运动状态；或者，

第二检测子模块，用于当目标区域的运动为触摸屏输入时，确定触摸屏输入时每个触摸点的位移；或者，

第三检测子模块，用于当目标区域的运动为虚拟场景中虚拟物体的运动时，直接读取所述虚拟物体的运动状态。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述创建粒子模块，还用于根据筛选后的所述每个单元运动，创建一个或一组粒子，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述粒子的行为参数由创建所述粒子的单元运动决定包括：

所述粒子的位置、运动方向、速度与创建所述粒子的单元运动的位置、运动方向、速度决定；

除所述粒子的位置、运动方向及速度以外的行为参数由创建所述粒子的单元运动的特性决定，或设为预定义值。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述确定施加效果模块包括：

第一确定施加效果子模块，用于通过粒子系统渲染后的视觉效果；或者，

第二确定施加效果子模块，用于通过增强现实方式叠加显示在驱动效果的运动上；或者，

第三确定施加效果子模块，用于与虚拟场景进行交互的交互效果；或者，

第四确定施加效果子模块，用于通过粒子系统作用后产生的不可见的效果。