CN106621324A - Vr游戏的交互操作方法 - Google Patents

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朴桐虎
卢成远
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Abstract

本发明提供一种VR游戏的交互操作方法，该方法通过手柄控制器在空间中的方位角来实现玩家在VR中的移动，包括：实时获取所述手柄控制器在空间中的方位角，并将结果传到VR程序当中；所述VR程序将获得的方位角进行平均计算得到平均方位角，并将所述平均方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一个二维矢量，将这个二维矢量的方向作为玩家在虚拟世界中实际前进的方向，将这个二维矢量的模作为玩家在虚拟世界中的移动速度的大小；根据速度改变每一帧玩家的位置，实现玩家的移动。本发明可以使玩家在虚拟世界连续移动，增强玩家的代入感和体验感，并且无需增加新设备简单、方便、成本低。

Description

VR游戏的交互操作方法
技术领域
本发明涉及虚拟现实(VR,Virtual Reality)技术，尤其涉及VR游戏的交互操作方法。
背景技术
虚拟现实和增强现实(AR,Augmented Reality)是近年来出现的高新技术，其原理是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，向使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。而交互控制领域是虚拟现实和增强现实技术的重要应用方向之一，也为虚拟现实和增强现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。
VR游戏是VR技术的一大分支。在VR游戏中，交互手柄作为交互控制不可或缺的硬件设备，为实现交互控制提供了强有力的支撑，但现有的利用手柄的游戏交互方法是首先获取玩家在游戏中的坐标值，然后利用手柄在游戏中指定另一个坐标位置，确认后瞬移到指定坐标。
上述移动方式太过突兀，与虚拟现实游戏的让玩家有身临其境感觉的初衷相悖，而且体验感不强，代入感也不强。
发明内容
本发明之目的是提供一种VR游戏的交互操作方法，其能够使玩家在虚拟世界中连续移动，以增强玩家的代入感和体验感。
本发明提供一种VR游戏的交互操作方法，该方法通过手柄控制器在空间中的方位角来实现玩家在VR中的移动，包括：实时获取手柄控制器在空间中的方位角，并将结果传到VR程序当中；VR程序将获得的方位角进行平均计算得到平均方位角，并将平均方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一个二维矢量，将这个二维矢量的方向作为玩家在虚拟世界中实际前进的方向，将这个二维矢量的模作为玩家在虚拟世界中的移动速度的大小；根据速度改变每一帧玩家的位置，实现玩家的移动。
作为优选方式，所述实时获取手柄控制器在空间中的方位角是通过激光定位系统实现的。
作为优选方式，手柄控制器上设有与激光定位系统感应的激光感应点。
作为优选方式，方位角是手柄控制器分别与空间坐标系xy平面、xz平面和yz平面的夹角。
作为优选方式，其中，所述将所述平均方位角矢量化包括利用三角函数将平均方位角矢量化。
作为优选方式，平均方位角是两个手柄控制器的方位角的平均值。
作为优选方式，手柄控制器向前倾斜时，程序读取手柄控制器的方位角，并在VR程序里使玩家持续的向前移动。
本发明的特点是根据手柄控制器在空间中的方位角来获得手柄的倾斜程度，以对应VR体验者想朝前、后、左、右运动的控制。当玩家将手柄控制器向前倾斜的时候，程序读取手柄控制器的方位角，并在VR程序里使玩家持续的向前移动。并且，VR程序实时获取玩家手中手柄控制器的方位角，实时计算玩家在虚拟世界的速度，从而达到连续移动的效果。
本发明的VR游戏的交互操作方法可以使玩家在虚拟世界中连续移动，以增强用户的代入感和体验感，并且无需增加新设备简单、方便、成本低。
附图说明
下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。
图1是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器的示意图。
图2是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向前倾的示意图。
图3是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向后倾的示意图。
图4是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向左倾的示意图。
图5是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向右倾的示意图。
图6是本发明的VR游戏的交互操作方法工作步骤流程图。
附图标记汇总：
1、左手柄控制器 2、右手柄控制器 3、激光感应点
4、手柄控制器把手 5、确定键 6、菜单键
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明游戏得交互操作方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部分的结构，各附图之间不一定按照相同的比例绘制。相同或相似的参考标记用于表示相同或相似的部分。
第一实施例
参见图1，在本实施例中，本发明提供一种VR游戏的交互操作方法，本实施例中用到了两个相同的手柄控制器，分别为左手柄控制器1和右手柄控制器2，两个手柄控制器上均有激光感应点3、手柄控制器把手4、确定键5和菜单键6。在玩游戏时，左、右手分别握持住左、右手柄控制器，然后按菜单键6选择一个模式，再按确定键5进入游戏。
图6是本发明的VR游戏的交互操作方法工作步骤流程图。工作流程如图6所示，在玩游戏的房间内安装有激光定位系统，该系统可以通过手柄控制器上的激光感应点3获取手柄控制器在空间中的方位角信息，并将获取的方位角信息传送到VR程序当中，在VR程序中将获取的方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一个二维矢量，将这个二维矢量的方向作为玩家在虚拟世界中实际前进的方向，将这个二维矢量的模作为玩家在虚拟世界中的移动速度的大小；根据速度改变每一帧玩家的位置，实现玩家的移动。
应当说明的是手柄控制器的方位角是参照图1中所示的坐系标计算获得的。由图1可知手柄控制器倾斜任何一个角度都可以有一个x-y-z三维方位角坐标来表示，比如，方位角为经过pitch，yaw，roll转动后转化成的三维矢量即为[sin(yaw)*cos(pitch)，-sin(pitch)，cos(yaw)*cos(pitch)]。如图所示，对于手柄控制器而言，pitch指绕x轴转动，yaw指绕y轴转动，而roll指绕z轴转动。
下面以玩家向前移动为例，对本发明VR游戏的交互操作方法进行说明。
首先玩家戴上虚拟现实头盔，手握手柄控制器把手4进入VR初始界面，通过按手柄控制器上的菜单键6，使初始界面中出现菜单，然后选择一个模式并按下确定键5，进入到游戏模式。在游戏界面中玩家会看到两个和手中所握住的手柄控制器相同的两个虚拟手柄控制器，就好像玩家自己握着的是这两个虚拟手柄控制器，而且摆动手中的手柄控制器，游戏界面中的手柄控制器也会有相同的摆动，这样就使玩家产生一种身临其境的感觉。
参见图2，图2是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向前倾的示意图，图中手柄控制器前倾并且两个手柄控制器倾斜角度不同，此时激光定位系统通过激光感应点3获得此时两个手柄控制器的方位角，然后将这两个手柄控制器的方位角的信息传送到VR程序当中，在VR程序中完成对这两个手柄控制器的方位角的平均计算，得到一个平均方位角。利用三角函数将得到的平均方位角转化成单位向量坐标(方位角为pitch，yaw，roll转化成的三维矢量即为[sin(yaw)*cos(pitch)，-sin(pitch)，cos(yaw)*cos(pitch)])，并向地面投影得到一个向量a，该向量a就是玩家在虚拟世界中的移动速度，其中向量a的方向向前即为玩家移动的方向，向量a的模即为玩家移动速度的大小，VR程序根据算出的速度改变每一帧玩家的位置，实现玩家在虚拟世界中以一定的速度向前移动。
因为激光定位系统会实时获取手柄控制器在空间中的方位角，并传送到VR程序中，所以VR程序会实时运算玩家在虚拟世界的移动速度，VR程序根据算出的速度改变每一帧玩家的位置，这样玩家就会感觉自己在游戏中行走一样，相比于现有技术中的瞬移，本发明的连续移动代入感更强。
玩家可以通过控制手柄控制器的倾斜程度来控制其在游戏中的速度。比如，玩家想以不同的速度向前移动，那么玩家就可以将手柄控制器从竖直状态慢慢向前倾，通过改变倾角来改变方位角投影到地面向量的大小，从而改变速度的大小。
应当理解的是如果玩家在改变速度大小的同时还想改变移动的方向，那么可以通过改变倾斜的角度，让玩家在虚拟世界中向四面八方移动。因为移动速度是实时监测的，所以玩家可以通过摆动手柄控制器来调试自己在游戏当中的移动速度，从而增加了玩家的体验感。
第二实施例
参见图3，图3是本发明的VR游戏的交互操作方法所用手柄控制器向后倾的示意图，图中手柄控制器向后倾斜，与图2中向前倾原理相同，激光定位系统通过激光感应点3获得此时两个手柄控制器的方位角，然后将这两个手柄控制器的方位角的信息传送到VR程序当中，在VR程序中完成对这两个手柄控制器的方位角的平均计算，得到一个平均方位角。该平均方位角经过处理后得到向量b，此时玩家在游戏中以向量b的方向为速度方向，以向量b的模的大小为速度的大小，向后移动。
同理，参见图4、图5，它们分别是手柄控制器向左向右倾斜时的示意图，当玩家手中的手柄控制器向左倾时使玩家在虚拟世界中向左移动，当玩家手中的手柄控制器向右倾时使玩家在虚拟世界中向右移动。
应当理解的是本发明的VR游戏的交互操作方法，该技术通过手柄控制器在空间中的方位角来实现人在VR中的移动，该技术在应用时可以像上述实施例中用两个手柄控制器来控制，也可以只用一个手柄控制器来控制。并且，当用两个手柄控制器时其中一个手柄控制器出现故障也不会影响游戏的正常进行，因为激光定位系统会获取正常手柄控制器的方位角并通过计算得出玩家的移动速度完成玩家指令。当然游戏的手柄控制器不限于图中所示形状的手柄控制器，只要是VR游戏手柄控制器即可。
通过手柄控制器在空间中的方位角来实现人在VR中的移动的操作方式能够更加好的匹配VR玩家的身体动作，而且根据玩家的直觉动作就能完成在VR中的移动。
众所周知玩家在VR游戏中最重要的就是体验身临其境的感觉，然而看着眼前真实的游戏场景却不能随心所欲控制自己的移动，只能按照操作在游戏里跳来跳去，这会让VR游戏玩家体验感骤减。然而本发明的VR游戏的交互操作方法可以通过获取玩家手中的手柄控制器的方位角并获取当前玩家想要的移动方向，来实现玩家在游戏中的移动，达到指哪儿去哪儿的效果，就像是驾驶着玩家在游戏中的人物一样，体验感大大增加，而且无需增加新设备简单、方便、成本低。
另外，本发明的VR游戏的交互操作方法的定位系统不一定是激光定位系统，也可以为其它定位系统，而且将方位角矢量化的方法也不一定是利用三角函数，本说明书只列举了一部分实施例，应当理解的是只要是通过获取手柄控制器的方位角来控制玩家移动的方案均属于本发明的保护范围。
以上对本发明的实施方式进行了说明。对于本发明的机械结构的具体特征如形状、尺寸和位置可以根据上述披露的特征的作用进行具体设计，这些设计均是本领域技术人员能够实现的。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据本发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (7)

1.一种VR游戏的交互操作方法，该方法通过手柄控制器在空间中的方位角来实现玩家在VR中的移动，包括：
实时获取所述手柄控制器在空间中的方位角，并将结果传到VR程序当中；
所述VR程序将获得的方位角进行平均计算得到平均方位角，并将所述平均方位角矢量化，并向玩家所在地面投影得到一个二维矢量，将这个二维矢量的方向作为玩家在虚拟世界中实际前进的方向，将这个二维矢量的模作为玩家在虚拟世界中的移动速度的大小；
根据速度改变每一帧玩家的位置，实现玩家的移动。
2.如权利要求1所述的交互操作方法，其中，所述实时获取所述手柄控制器在空间中的方位角是通过激光定位系统实现的。
3.如权利要求2所述的交互操作方法，其中，所述手柄控制器上设有与所述激光定位系统感应的激光感应点。
4.如权利要求1所述的交互操作方法，其中，所述方位角是所述手柄控制器分别与空间坐标系xy平面、xz平面和yz平面的夹角。
5.如权利要求1所述的交互操作方法，其中，所述将所述平均方位角矢量化包括利用三角函数将平均方位角矢量化。
6.如权利要求1-5中任一项所述的交互操作方法，其中，所述平均方位角是两个所述手柄控制器的方位角的平均值。
7.如权利要求1-5中任一项所述的交互操作方法，其中，所述手柄控制器向前倾斜时，程序读取所述手柄控制器的方位角，并在VR程序里使玩家持续的向前移动。
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