CN106582012B - 一种vr场景下的攀爬操作处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种VR场景下的攀爬操作处理方法和装置，用于解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题。本发明提供的方法中，当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，手部模型属于角色模型的一部分；根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数；使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示。

Description

一种VR场景下的攀爬操作处理方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种VR场景下的攀爬操作处理方法和装置。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。

VR技术的重要应用是VR游戏，VR游戏的一大特色就是通过使用交互控制器能够让玩家在游戏中像在现实世界中一样进行操作交互，为此通过操作交互控制器在游戏中进行攀爬操作是VR游戏的一个重要的玩法。

在目前的VR游戏中，有一种场景是VR游戏使用带定位功能的交互控制器与用户进行交互操作，这与传统游戏使用鼠标、键盘、手柄等设备进行操作的区别很大。现有技术中，利用传统的游戏手柄进行攀爬操作，现有的攀爬场景设计中，在手部模型的攀爬路线上设置攀爬区域，每个攀爬区域中都对应有一个标识指示玩家的身体朝向，并且多个攀爬区域需要使用攀爬路线串联起来。

现有的VR场景下的攀爬操作处理方法中，在VR场景中除了指定攀爬点之外，还会限制手部模型只能在攀爬区域内的指定的攀爬线路上完成攀爬操作，因为游戏相机镜头的位置控制需要将玩家手部的移动向量映射到攀爬路线所定义的移动路线上去，这就会极大限制手部模型在VR场景下对玩家操作的模拟，使得手部模型模拟出的攀爬操作与玩家在真实世界中的攀爬动作不一致。

发明内容

本发明实施例提供了一种VR场景下的攀爬操作处理方法和装置，用于解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题，实现对用户攀爬动作的准确模拟。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种VR场景下的攀爬操作处理方法，包括：

当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，所述交互控制器的攀爬运动控制所述手部模型在所述VR场景下进行攀爬操作，所述手部模型属于角色模型的一部分；

根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数；

使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，所述相机镜头的位置调整改变所述VR场景的显示。

第二方面，本发明实施例还提供一种VR场景下的攀爬操作处理装置，包括：

移动向量获取模块，用于当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，所述交互控制器的攀爬运动控制所述手部模型在所述VR场景下进行攀爬操作，所述手部模型属于角色模型的一部分；

缩放系数校正模块，用于根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数；

显示调整模块，用于使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，所述相机镜头的位置调整改变所述VR场景的显示。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

在本发明实施例中，当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，手部模型属于角色模型的一部分，然后根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，最后使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示。本发明实施例中手部模型的移动完全由用户操作的交互控制器来控制，用户操作交互控制器的移动由用户来决定，不需要受到攀爬区域和攀爬路线的约束，解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题，实现对用户攀爬动作的准确模拟。交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量表示了用户在真实世界中进行攀爬动作移动的方向和移动距离，对于VR场景下的攀爬点设置有初始移动缩放系数，该初始移动缩放系数需要根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向之间的方向差异进行矫正，使用矫正后的移动缩放系数和移动向量可以调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，因此本发明实施例中相机镜头的调整不依赖于攀爬区域和攀爬路线所定义的移动路线，任意VR场景下的攀爬操作都可以实现，让用户体验到接近真实物理的攀爬运动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种VR场景下的攀爬操作处理方法的流程方框示意图；

图2为本发明实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理的计算流程方框示意图；

图3-a为本发明实施例提供的一种VR场景下的攀爬操作处理装置的组成结构示意图；

图3-b为本发明实施例提供的一种显示调整模块的组成结构示意图；

图3-c为本发明实施例提供的另一种VR场景下的攀爬操作处理装置的组成结构示意图；

图3-d为本发明实施例提供的另一种VR场景下的攀爬操作处理装置的组成结构示意图；

图3-e为本发明实施例提供的另一种VR场景下的攀爬操作处理装置的组成结构示意图；

图4为本发明实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理方法应用于服务器的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种VR场景下的攀爬操作处理方法和装置，用于解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题，实现对用户攀爬动作的准确模拟。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

本发明VR场景下的攀爬操作处理方法的一个实施例，具体可以应用于VR场景下使用手部模型对用户使用交互控制器执行的攀爬运动进行模拟的场景中，本发明实施例中VR场景具体可以指的是VR游戏场景，也可以指的是应用程序的VR操作场景，例如办公软件的VR应用操作场景、角色的VR应用操作场景等。请参阅图1所示，本发明一个实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理方法，可以包括如下步骤：

101、当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，手部模型属于角色模型的一部分。

在本发明实施例中，交互控制器是VR设备厂商生产的控制设备，例如，用户可以使用左右手各手持一个交互控制器，交互控制器是VR设备配套的手部操控设备，可以追踪双手的位置、旋转和输入，获取到的相关数据在VR场景中使用。

本发明实施例中，交互控制器可以由用户手持操作，用户可以握起交互控制器进行攀爬运动，从而交互控制器从静止状态进入攀爬运动状态，本发明实施例中交互控制器在攀爬运动过程中从攀爬开始时刻开始，每一个时刻交互控制器都可以产生一个在测量空间中的位置，对于不同时刻都需要采集交互控制器产生的位置。其中，攀爬开始时刻是指交互控制器从静止状态进入攀爬运动状态时的第一个时刻，该时刻可以是VR场景的图像帧，可以每隔一个图像帧就获取到交互控制器产生的一个位置，本发明实施例中以当前攀爬时刻为第N个时刻为例，则需要获取从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻中每一个时刻分别产生的位置。其中，测量空间是由VR硬件设备厂商生产的定位系统所标定的真实物理空间，通常为几平米到几十平米，测量空间用于获取VR显示器(例如VR头盔)和交互控制器在该真实物理空间中的旋转和移动。

需要说明的是，本发明实施例中，交互控制器由用户的手持控制进行攀爬运动，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，交互控制器的攀爬运动完全由用户来控制，本发明实施例中不需要设置攀爬区域，也不需要提前规划好攀爬路线。另外本发明实施例中手部模型属于角色模型的一部分，手部模型在VR场景的移动用于模拟交互控制器进行的攀爬操作，手部模型在VR场景下可以先显示为一个手部的造型，也可以是代替手部进行攀爬操作的一个游戏道具，例如手套或者钩子等，在VR场景下角色模型是不出现在VR场景中的，角色模型上挂载的相机镜头是用户头戴VR显示器时观看VR场景的视角，随着手部模型的移动相机镜头也需要时刻移动，从而使用户体验到攀爬过程中的角色模型的移动。

在本发明的一些实施例中，除了执行前述的步骤101之外，本发明实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理方法，还包括如下步骤：

A1、通过交互控制器的移动控制手部模型在VR场景下的移动；

A2、检测手部模型移动后是否与攀爬点配置的包围盒进行碰撞，当手部模型碰撞到包围盒时，确定手部模型触碰到攀爬点；

A3、检测交互控制器上设置的攀爬按键是否被触发，当攀爬按键被触发时，确定手部模型抓取到攀爬点；

A4、对交互控制器开始进行攀爬运动进行计时，记录交互控制器在测量空间中不同时刻的位置。

其中，在步骤101执行之前可以先执行步骤A1，用户移动交互控制器，该交互控制器的移动可以控制手部模型在VR场景下的移动，手部模型在VR场景下移动时，攀爬点带有包围盒，包围盒被摆放在VR场景中的不同位置，当手部模型碰撞到包围盒时，就可以确定手部模型触碰到攀爬点，当手部模型没有碰撞到包围盒时，确定手部模型没有触碰到攀爬点，此时用户可以继续控制交互控制器移动。手部模型触碰到攀爬点时执行步骤A3，检测交互控制器上设置的攀爬按键是否被触发，当攀爬按键被触发时，确定手部模型抓取到攀爬点，是否进行攀爬运动由用户控制交互控制器来确定，例如用户将攀爬按键触发，则确定手部模型抓取到攀爬点，手部模型抓取到攀爬点时，就可以对交互控制器开始进行攀爬运动进行计时，记录交互控制器在测量空间中不同时刻的位置，接下来再执行步骤101。

进一步的，在本发明的一些实施例中，当攀爬按键被触发时，本发明实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理方法，还包括如下步骤：

B1、将手部模型在VR场景下的位置保持不变。

其中，固定玩家攀爬手对应手部模型在VR场景下的位置，使得该手部模型不再随玩家手中交互控制器位置的改变而变化，如果玩家手中交互控制器的攀爬按键被松开，则恢复手部模型对玩家手中交互控制器位置改变的响应。

在本发明的一些实施例中，当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，本发明实施例提供的VR场景下的攀爬操作处理方法，还包括如下步骤：

C1、通过交互控制器发送攀爬点抓取成功的振动反馈消息。

其中，玩家通过手部模型触碰并抓取VR场景中摆放的攀爬点，通过交互控制器内置马达的力学振动给予玩家成功抓取的反馈，使得玩家能够通过交互控制器的振动确定当前已经抓紧攀爬点，可以进行后续的攀爬运动。

102、根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数。

在本发明实施例中，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，交互控制器的攀爬运动控制了手部模型的移动，该手部模型属于角色模型的一部分，则角色模型也需要随着手部模型的移动产生移动，手部模型移动到VR场景中的哪个攀爬点由用户控制的交互控制器来决定，手部模型抓取到攀爬点，该攀爬点的方向和角色模型的方向并不相同，为了使用配置在攀爬点的移动缩放系数，需要使用攀爬点的方向和角色模型的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数。其中，攀爬点配置的初始移动缩放系数为预先配置，根据攀爬点的方向和角色模型的方向进行旋转校正后得到矫正后的移动缩放系数。以VR场景具体为VR游戏场景为例，为了适应游戏场景地形复杂的情形，特意在攀爬点配置了初始移动缩放系数，用于实现玩家手部在真实空间中移动幅度很大但在游戏中可以移动幅度很小的问题。如果不做缩放，比如按照1：1的关系还原交互控制器的移动幅度，就会出现玩家手部大幅度前后移动，导致游戏镜头大幅度前后移动，镜头的大幅度移动在一些地形中会造成镜头穿墙的问题。

在本发明的一些实施例中，步骤102根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，包括：

D1、计算角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向之间的旋转方向差；

D2、使用旋转方向差对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正。

其中，对攀爬点配置的初始移动缩放系数需要进行旋转矫正。由于攀爬点的方向和角色模型的方向并不相同。为了使用配置在攀爬点的移动缩放系数，需要计算攀爬点的方向和角色模型的方向之间的旋转方向差，例如，使用角色模型在世界空间的方向旋转值减去攀爬点在世界空间的方向旋转值即可得到旋转方向差，将攀爬点配置的初始移动缩放系数按旋转方向差进行旋转，可以得到旋转矫正后的移动缩放系数。

103、使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示。

在本发明实施例中，交互控制器从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量是在测量空间得到的移动向量，该移动向量需要按照矫正后的移动缩放系数进行转换才能用于控制相机镜头的位置调整，避免出现用户手部大幅度前后移动，导致相机镜头大幅度前后移动，镜头的大幅度移动在一些地形中会造成镜头穿墙的问题，使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，矫正后的移动缩放系数和移动向量可以共同确定相机镜头在世界坐标系中的位置，该相机镜头的位置调整能够符合VR场景下的显示缩放要求，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示，例如显示VR场景下的手部模型和攀爬点，以及显示VR场景的其它道具等。

在本发明的一些实施例中，步骤103使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，包括：

E1、使用矫正后的移动缩放系数对交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量进行缩放处理，得到缩放后的移动向量；

E2、使用缩放后的移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置。

其中，用交互控制器的移动向量实时值乘以攀爬点配置的旋转矫正后的移动缩放系数可以得到缩放后的移动向量实时值，该缩放后的移动向量用于调整相机镜头在世界坐标系中的位置。

进一步的，在本发明的一些实施例中，步骤E2使用缩放后的移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，包括：

E21、对缩放后的移动向量进行取反计算，得到相机镜头需要移动的最终向量；

E22、按照最终向量调整角色模型的移动，通过角色模型的移动驱动相机镜头在世界坐标系中的位置调整。

其中，得到缩放后的移动向量后，需要移动角色模型及游戏相机镜头的位置，使得跟随玩家的手部移动发生改变。首先对缩放后的移动向量取反，得到相机镜头需要移动的最终向量。这是为了模拟攀爬体验，需要将玩家手部的移动转化成相机镜头的反向移动。比如玩家手部在测量空间中从上到下的移动，需要转化成相机镜头在游戏场景中反向的从下到上的移动，来模拟向上攀爬的体验。最后根据取反后移动向量得到的最终向量来移动角色模型及游戏相机镜头的位置，镜头渲染的VR场景随之改变，从而完成整个攀爬过程。

通过以上实施例对本发明实施例的描述可知，在本发明实施例中，当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，手部模型属于角色模型的一部分，然后根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，最后使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示。本发明实施例中手部模型的移动完全由用户操作的交互控制器来控制，用户操作交互控制器的移动由用户来决定，不需要受到攀爬区域和攀爬路线的约束，解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题，实现对用户攀爬动作的准确模拟。交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量表示了用户在真实世界中进行攀爬动作移动的方向和移动距离，对于VR场景下的攀爬点设置有初始移动缩放系数，该初始移动缩放系数需要根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向之间的方向差异进行矫正，使用矫正后的移动缩放系数和移动向量可以调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，因此本发明实施例中相机镜头的调整不依赖于攀爬区域和攀爬路线所定义的移动路线，任意VR场景下的攀爬操作都可以实现，让用户体验到接近真实物理的攀爬运动。

为便于更好的理解和实施本发明实施例的上述方案，下面举例相应的应用场景来进行具体说明。

下面以VR场景具体为VR游戏场景为例进行说明，在使用交互控制器的VR游戏中，针对山峰，梯子，房屋等任意场景的攀爬需求，通过模拟真实物理攀爬操作来增强玩家在游戏中的沉浸感。请参阅图2所示，本发明实施例中在3D游戏场景中摆放攀爬点，并在攀爬点配置玩家沿其XYZ轴三个方向移动距离的初始移动缩放系数，当手部模型触碰并抓取攀爬点时，保持手部模型在游戏场景中的位置不变，记录和变换玩家双手在测量空间中的移动向量，根据攀爬点和角色模型的旋转方向差和攀爬点上配置的移动缩放系数对移动向量进行变换，利用变换后的向量实时修改角色模型和游戏相机镜头在世界坐标系中位置，游戏相机镜头位置的改变导致玩家在VR头盔中看到的游戏场景发生变化，通过此方法来让玩家在VR游戏中体验到接近真实物理攀爬的操作体验。

基本体验流程为如下：玩家佩戴VR头盔，双手握取交互控制器处于VR定位系统的测量空间中，转动头部带动VR头盔旋转和移动来控制游戏中相机镜头的移动和旋转，通过双手持有的交互控制器控制游戏中对应手部模型的移动和旋转，攀爬操作通常需要双手，但是本方法对单双手都适用。玩家通过手部模型触碰并抓取场景中摆放的攀爬点，通过交互控制器内置马达的力学振动给予玩家成功抓取的反馈，力学振动是指手部模型抓取成功后通过定位控制器反馈给玩家的手上的振动。

本发明实施例中只需要摆放攀爬点并且在攀爬点中配置玩家在不同方向移动距离的移动缩放系数。不需要攀爬区域的设置，任何攀爬点只要双手可以触碰到都可以进行抓取攀爬，没有只能在连线的攀爬区域之间进行攀爬的限制。游戏相机镜头由玩家双手移动的距离和攀爬点设定的不同方向移动缩放系数来控制，没有预先设定的移动路线的限制。

本发明实施例中攀爬握取精度通过控制攀爬点碰撞包围盒的位置和形状来保证。攀爬点碰撞包围盒和场景越贴合，则游戏引擎物理系统对攀爬时玩家双手是否碰撞到攀爬点的检测越符合玩家心理预期，体验效果越好。玩家手部紧握并向任意目标方向移动，可以向任意方向移动，所谓目标方向是游戏中策划引导玩家的方向。完成一次攀爬需要一只手触碰并抓取攀爬点，向目标方向移动后完成第二次攀爬，双手交替操作完成整个攀爬过程。手部模型的移动方向由玩家手持交互控制器的移动方向和移动距离来确定。

请参阅图2所示，主要包括如下的攀爬操作计算流程：

步骤1：手部与攀爬点碰撞检测。

攀爬点带有碰撞包围盒被摆放在场景中不同位置，玩家通过移动手部握取的交互控制器来控制游戏中手部模型的移动，当手部模型移动进入到攀爬点碰撞包围盒时，游戏引擎的物理系统会检测到碰撞并触发进入事件通知。当手部模型移动退出包围盒时，同样会触发退出通知。

其中，定位系统利用传感器来获取VR头盔和交互控制器在物理空间位置和旋转信息的硬件设备。VR头盔也叫VR眼镜，玩家戴在头部，在眼前屏幕上显示虚拟场景，定位系统能够实时捕获VR头盔的位置和方向并反馈到虚拟世界中。手部模型在VR游戏中用来代表玩家双手的模型，由交互控制器的定位结果来改变模型自身在虚拟场景中的位置和方向。攀爬操作和手部相关，使用手部模型或者通过手部持有其他模型进行攀爬操作都可看作同一类型。攀爬点在游戏场景中摆放的透明的碰撞盒，用于标明手部模型可以进行攀爬抓取的区域。测量空间由VR硬件设备厂商生产的定位系统所标定的真实物理空间，角色空间是VR游戏中代表玩家模型自身的局部空间。定义了描述角色模型的角色空间坐标系，坐标原点通常在玩家模型脚底或者腰部。世界空间是整个虚拟场景所在的空间，定义了VR游戏场景中对所有物体进行统一标定的世界坐标系。

步骤2：攀爬按键按下监测。

收到手部模型进入攀爬点的碰撞盒事件后，开始监测位于玩家手中交互控制器上的攀爬按键是否被玩家手动按下。此时若玩家按下该按键，则认为攀爬开始。

步骤3：攀爬开始。

首先，触发玩家攀爬手中握取的交互控制器的马达进行振动，告知玩家已经握牢攀爬点；其次，固定玩家攀爬手对应手部模型的位置，使得该手部模型不再随玩家手中交互控制器位置的改变而变化；最后通过硬件设备提供的接口获取此时玩家攀爬手中握取的交互控制器在测量空间中的坐标值并进行保存。

步骤4：攀爬按键按下状态持续监测。

如果玩家手中交互控制器的攀爬按键被松开，则恢复手部模型对玩家手中交互控制器位置改变的响应。如果攀爬按钮持续在按下状态，则进入攀爬过程。

步骤5：攀爬过程。

首先，通过硬件设备提供的接口实时不间断地获取玩家攀爬手中握取的交互控制器在测量空间中的坐标值，并与步骤3攀爬开始时保存的起始坐标值进行减法计算，获得自攀爬开始时刻在测量空间中玩家手中握取的交互控制器移动向量的实时值。

其次，对攀爬点配置的沿XYZ轴方向的移动缩放系数进行旋转矫正。由于攀爬点的方向和角色模型的方向并不相同。为了使用配置在攀爬点的缩放系数，需要计算攀爬点方向和角色模型方向的旋转方向差，例如，减数是攀爬点模型在世界坐标系中的方向，被减数是角色模型在世界坐标系中的方向，则旋转方向差＝减数-被减数，将攀爬点配置的移动缩放系数按旋转差值进行旋转，得到旋转矫正后的移动缩放系数。

最后，用手部移动向量实时值乘以攀爬点配置的旋转矫正后的XYZ三个方向的移动幅度缩放值，得到缩放矫正后的移动向量实时值。

步骤6：移动角色模型及游戏相机镜头的位置。

得到缩放矫正后的移动向量实时值后，需要移动角色模型及游戏相机镜头的位置，使得跟随玩家的手部移动发生改变。

首先，对缩放矫正后的移动向量实时值取反，得到角色模型和游戏相机镜头需要移动的最终值。这是为了模拟攀爬体验，需要将玩家手部的移动转化成游戏相机镜头的反向移动。比如，玩家手部在测量空间中从上到下的移动，需要转化成游戏相机镜头在游戏场景中反向的从下到上的移动，来模拟向上攀爬的体验。

然后，根据取反后的移动向量实时值，移动角色模型及游戏相机镜头的位置，镜头渲染的游戏场景随之改变完成整个攀爬过程。

通过前述6个步骤的举例说明可知，测量获得的数据是玩家在真实物理空间中双手的位移向量，真实空间中玩家所戴的头盔并没有移动。但是攀爬体验需要的是镜头移动，将交互控制器的移动向量取反后应用给相机镜头，比如玩家手部从上到下的一次运动，在游戏里表现为镜头从下到上的运动。镜头位置改变，玩家看到的游戏场景才会发生变化，镜头向上运动，玩家才有往上爬的体验。本发明实施例解决了任意VR游戏场景下的攀爬操作实现，通过摆放攀爬点并在攀爬点中配置玩家在不同方向移动距离的缩放系数，可以有效抑制攀爬过程中镜头穿墙和玩家推拉整个游戏场景的不良体验，让玩家体验到接近真实物理的攀爬操作。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

为便于更好的实施本发明实施例的上述方案，下面还提供用于实施上述方案的相关装置。

请参阅图3-a所示，本发明实施例提供的一种VR场景下的攀爬操作处理装置300，可以包括：移动向量获取模块301、缩放系数校正模块302和显示调整模块303，其中，

移动向量获取模块301，用于当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，所述交互控制器的攀爬运动控制所述手部模型在所述VR场景下进行攀爬操作，所述手部模型属于角色模型的一部分；

缩放系数校正模块302，用于根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数；

显示调整模块303，用于使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，所述相机镜头的位置调整改变所述VR场景的显示。

在本发明的一些实施例中，所述缩放系数校正模块302，具体用于计算所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向之间的旋转方向差；使用所述旋转方向差对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正。

在本发明的一些实施例中，请参阅图3-b所示，所述显示调整模块303，包括：

移动向量缩放模块3031，用于使用所述矫正后的移动缩放系数对所述交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量进行缩放处理，得到缩放后的移动向量；

镜头位置调整模块3032，用于使用所述缩放后的移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置。

进一步的，在本发明的一些实施例中，所述镜头位置调整模块3032，具体用于对所述缩放后的移动向量进行取反计算，得到相机镜头需要移动的最终向量；按照所述最终向量调整所述角色模型的移动，通过所述角色模型的移动驱动所述相机镜头在所述世界坐标系中的位置调整。

在本发明的一些实施例中，请参阅图3-c所示，所述VR场景下的攀爬操作处理装置300，还包括：

手部模型控制模块304，用于通过交互控制器的移动控制所述手部模型在所述VR场景下的移动；

碰撞检测模块305，用于检测所述手部模型移动后是否与攀爬点配置的包围盒进行碰撞，当所述手部模型碰撞到所述包围盒时，确定所述手部模型触碰到所述攀爬点；

抓取检测模块306，用于检测所述交互控制器上设置的攀爬按键是否被触发，当所述攀爬按键被触发时，确定所述手部模型抓取到所述攀爬点；

位置记录模块307，用于对所述交互控制器开始进行攀爬运动进行计时，记录所述交互控制器在所述测量空间中不同时刻的位置。

进一步的，在本发明的一些实施例中，请参阅图3-d所示，当所述攀爬按键被触发时，所述VR场景下的攀爬操作处理装置300，还包括：

锁定模块308，用于当所述手部模型抓取到所述攀爬点时，将所述手部模型在所述VR场景下的位置保持不变。

在本发明的一些实施例中，请参阅图3-e所示，相对于图3-a所示，所述VR场景下的攀爬操作处理装置300，还包括：振动反馈模块309，用于当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，通过所述交互控制器发送攀爬点抓取成功的振动反馈消息。

通过以上对本发明实施例的描述可知，在本发明实施例中，当VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，交互控制器的攀爬运动控制手部模型在VR场景下进行攀爬操作，手部模型属于角色模型的一部分，然后根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向对攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，最后使用矫正后的移动缩放系数和移动向量调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，相机镜头的位置调整改变VR场景的显示。本发明实施例中手部模型的移动完全由用户操作的交互控制器来控制，用户操作交互控制器的移动由用户来决定，不需要受到攀爬区域和攀爬路线的约束，解决手部模型模拟的攀爬操作与用户实际攀爬动作不匹配的问题，实现对用户攀爬动作的准确模拟。交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量表示了用户在真实世界中进行攀爬动作移动的方向和移动距离，对于VR场景下的攀爬点设置有初始移动缩放系数，该初始移动缩放系数需要根据角色模型在世界坐标系中的方向和攀爬点在世界坐标系中的方向之间的方向差异进行矫正，使用矫正后的移动缩放系数和移动向量可以调整角色模型挂载的相机镜头在世界坐标系中的位置，因此本发明实施例中相机镜头的调整不依赖于攀爬区域和攀爬路线所定义的移动路线，任意VR场景下的攀爬操作都可以实现，让用户体验到接近真实物理的攀爬运动。

图4是本发明实施例提供的一种服务器结构示意图，该服务器1100可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(central processingunits，CPU)1122(例如，一个或一个以上处理器)和存储器1132，一个或一个以上存储应用程序1142或数据1144的存储介质1130(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器1132和存储介质1130可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1130的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1122可以设置为与存储介质1130通信，在服务器1100上执行存储介质1130中的一系列指令操作。

服务器1100还可以包括一个或一个以上电源1126，一个或一个以上有线或无线网络接口1150，一个或一个以上输入输出接口1158，和/或，一个或一个以上操作系统1141，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。

上述实施例中由服务器所执行的VR场景下的攀爬操作处理方法步骤可以基于该图4所示的服务器结构。

另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种虚拟现实VR场景下的攀爬操作处理方法，其特征在于，包括：

当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，所述交互控制器的攀爬运动控制所述手部模型在所述VR场景下进行攀爬操作，所述手部模型属于角色模型的一部分；

根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，所述移动缩放系数包括所述移动向量在x轴方向上的移动距离的缩放系数、在y轴方向上的移动距离的缩放系数，在z轴方向上的移动距离的缩放系数；

使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，所述相机镜头的位置调整改变所述VR场景的显示；

其中，所述根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，包括：计算所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向之间的旋转方向差；使用所述旋转方向差对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数；

所述使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，包括：使用所述矫正后的移动缩放系数对所述交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量进行缩放处理，得到缩放后的移动向量；使用所述缩放后的移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置；

所述计算所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向之间的旋转方向差，包括：使用所述角色模型在世界空间的方向旋转值减去所述攀爬点在世界空间的方向旋转值得到旋转方向差；

所述使用所述旋转方向差对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，包括：将所述攀爬点配置的初始移动缩放系数按所述旋转方向差进行旋转，得到旋转校正后的移动缩放系数；

所述使用所述缩放后的移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，包括：对所述缩放后的移动向量进行取反计算，得到相机镜头需要移动的最终向量；按照所述最终向量调整所述角色模型的移动，通过所述角色模型的移动驱动所述相机镜头在所述世界坐标系中的位置调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过交互控制器的移动控制所述手部模型在所述VR场景下的移动；

检测所述手部模型移动后是否与攀爬点配置的包围盒进行碰撞，当所述手部模型碰撞到所述包围盒时，确定所述手部模型触碰到所述攀爬点；

检测所述交互控制器上设置的攀爬按键是否被触发，当所述攀爬按键被触发时，确定所述手部模型抓取到所述攀爬点；

对所述交互控制器开始进行攀爬运动进行计时，记录所述交互控制器在所述测量空间中不同时刻的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述攀爬按键被触发时，所述方法还包括：

将所述手部模型在所述VR场景下的位置保持不变。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，所述方法还包括：

通过所述交互控制器发送攀爬点抓取成功的振动反馈消息。

5.一种虚拟现实VR场景下的攀爬操作处理装置，其特征在于，包括：

移动向量获取模块，用于当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，获取交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量，所述交互控制器的攀爬运动控制所述手部模型在所述VR场景下进行攀爬操作，所述手部模型属于角色模型的一部分；

缩放系数校正模块，用于根据所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正，得到矫正后的移动缩放系数，所述移动缩放系数包括所述移动向量在x轴方向上的移动距离的缩放系数、在y轴方向上的移动距离的缩放系数，在z轴方向上的移动距离的缩放系数；

显示调整模块，用于使用所述矫正后的移动缩放系数和所述移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置，所述相机镜头的位置调整改变所述VR场景的显示；

其中，所述缩放系数校正模块，具体用于计算所述角色模型在世界坐标系中的方向和所述攀爬点在所述世界坐标系中的方向之间的旋转方向差；使用所述旋转方向差对所述攀爬点配置的初始移动缩放系数进行旋转矫正；

所述显示调整模块，包括：移动向量缩放模块，用于使用所述矫正后的移动缩放系数对所述交互控制器在测量空间中从攀爬开始时刻到当前攀爬时刻产生的移动向量进行缩放处理，得到缩放后的移动向量；镜头位置调整模块，用于使用所述缩放后的移动向量调整所述角色模型挂载的相机镜头在所述世界坐标系中的位置；

所述缩放系数校正模块，具体用于使用所述角色模型在世界空间的方向旋转值减去所述攀爬点在世界空间的方向旋转值得到旋转方向差；将所述攀爬点配置的初始移动缩放系数按所述旋转方向差进行旋转，得到旋转校正后的移动缩放系数；

所述镜头位置调整模块，具体用于对所述缩放后的移动向量进行取反计算，得到相机镜头需要移动的最终向量；按照所述最终向量调整所述角色模型的移动，通过所述角色模型的移动驱动所述相机镜头在所述世界坐标系中的位置调整。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述VR场景下的攀爬操作处理装置，还包括：

手部模型控制模块，用于通过交互控制器的移动控制所述手部模型在所述VR场景下的移动；

碰撞检测模块，用于检测所述手部模型移动后是否与攀爬点配置的包围盒进行碰撞，当所述手部模型碰撞到所述包围盒时，确定所述手部模型触碰到所述攀爬点；

抓取检测模块，用于检测所述交互控制器上设置的攀爬按键是否被触发，当所述攀爬按键被触发时，确定所述手部模型抓取到所述攀爬点；

位置记录模块，用于对所述交互控制器开始进行攀爬运动进行计时，记录所述交互控制器在所述测量空间中不同时刻的位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述攀爬按键被触发时，所述VR场景下的攀爬操作处理装置，还包括：

锁定模块，用于当所述手部模型抓取到所述攀爬点时，将所述手部模型在所述VR场景下的位置保持不变。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述VR场景下的攀爬操作处理装置，还包括：振动反馈模块，用于当所述VR场景下的手部模型抓取到攀爬点时，通过所述交互控制器发送攀爬点抓取成功的振动反馈消息。