CN108043030B - 一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，属于图像处理领域，由玩家用现实中真实画笔在图画纸上自由创作角色的多个部件，通过从现实世界中采集多个部件图画的图像信息后，组合多个角色部件的图像，动态生成玩家自定义个性化的三维模型角色，通过这些个性化的三维模型角色，在多人联网的游戏中进行互动游戏，最终完成从现实世界图画构造虚拟游戏系统中的三维模型角色，并进行多人互动的过程。核心算法是在从现实世界采集图像信息后，进行图像的定位、矩形矫正、裁剪、生成贴图、贴图上传服务器的操作，在服务器端缓存多玩家的模型贴图，响应同一时刻多人联网的高并发需求，客户端进行贴图下载、部件组合、贴图uv定位、回贴模型的操作。

Description

一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别地，涉及一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法。
背景技术
AR技术：AR技术是增强现实(AugmentedReality)技术的简称，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息,通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。AR技术不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。
现有的多人联网互动游戏，玩家只能选择游戏中预制好的角色，不能自主创建个性化的角色，更不能通过现实世界中的画笔在纸上创作角色。这类游戏有着千篇一律的角色，都是由游戏设计者和制作者来决定，不能满足玩家的个性化需求，限制了玩家的想象力和创作力，容易审美疲劳，导致游戏的生命周期不长，玩家很快就放弃。
发明内容
本发明目的在于提供一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，以解决现有游戏玩家角色自主创建的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，包括如下步骤，
步骤1：通过摄像头或扫描仪设备对玩家创作的角色的各个部件图像取样，将部件图像数字化成为一个m维数组，m为正整数，与部件图像个数相同；
步骤2：对各个部件图像采样之后，确定现实世界中图画的边界范围；
步骤3：对确定边界范围的图形进行矩形矫正运算得出目标矩形图像；
步骤4：目标矩形图像部分裁切处理得到裁切后的图像；
步骤5：将裁切后的图像进行格式转换成为各部件的贴图；
步骤6：服务器自动对已经联网的玩家进行创建各自文件夹，把玩家创建角色的贴图上传相应文件夹；
步骤7：将贴图缓存自服务器内存之中，在内存中设置贴图缓冲池，并根据各个贴图使用权重决定哪些贴图家载入缓冲池，哪些贴图要从缓冲池从释放；
步骤8：客户端按照玩家下载各个部件的贴图，并缓存在客户端的显存之中；
步骤9：根据部件的类型，加载不同部件的三维模型三角面网进入显卡缓存，为上贴图做准备；
步骤10：缓存在内存之中的贴图根据客户端的三维角色模型自带贴图UV，展开贴至三维角色模型之上，形成玩家个性化定制三维角色模型；
步骤11：各个玩家根据自己创作的角色进行互动游戏。
所述步骤1中的m维数组用于存储各个像素点的坐标和RGB颜色值，同时通过部件图上的二维码确定部件的类型，将类型属性附加于图像之上。
所述步骤2中确定边界范围的具体过程为遍历部件图数组，从中抽取关键识别点，将抽取出的多个识别点在识别特征库中检索，如匹配成功，则返回匹配出的图像及图像的边界，该边界为四边形。
所述识别特征库为系统预先根据玩家创建角色的初始模型图像模型进行采集提取建立好的识别特征库。
所述步骤3中矩形矫正的具体过程为：边界确定后四边形的四个原始角点坐标已知，将要转换成的矩形也为固定大小，四个目标角点也是已知，根据原始四个角点坐标到目标四个角点可运算出映射变换矩阵M。遍历原始图画四边形边界内的原始像素，通过映射变换矩阵M运算出目标矩形中对应的像素点的坐标，遍历运算完成后，得出目标矩形图像。
所述步骤4中裁切的具体过程为：再次遍历矩形数组，根据x,y坐标排除大于四个矩形角点的像素点，剩下的像素点数组便为最终所要裁切后的图像。
所述步骤5中形成贴图的过程为经过矩形矫正和裁切之后图像，符合三维模型贴图的需求，将其进行格式转换成为与GPU显存匹配内存格式，形成各部件的贴图。
所述步骤8中进行贴图下载前需要进行响应多人联网的高并发，服务端采用适应高并发客户端链接的服务器架构，Linux的操作系统，Nginx HTTP应用服务器软件，可适应多人同时在线并发访问。
本发明具有以下有益效果：
本发明对现有的多人联网游戏的玩法进行了改进，增加了玩家通过现实中使用真实的画笔创作角色的各个部件，游戏会将这些部件组合成个性化的角色，大大发挥了玩家的主观能动性和创造性，当玩家玩的是由自己创造的角色的时候，代入感更强，玩家愿意分享自己的作品，有利于通过社交媒体传播，使得游戏的生命力更强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，如图1所示，包括如下步骤，
步骤1：通过摄像头或扫描仪设备对玩家创作的角色的各个部件图像取样，将部件图像数字化成为一个m维数组，m为正整数，与部件图像个数相同。m维数组用于存储各个像素点的坐标和RGB颜色值，同时通过部件图上的二维码确定部件的类型，将类型属性附加于图像之上。在玩家创作的角色是根据原先特定的框架图像进行添加颜色及其其他的添加进行创作，框架图像是由多个部件图像进行组成的。部件图像是图像的一部分，比如是一辆车的车轮或者其它的一部分等。
步骤2：对各个部件图像采样之后，现实世界中图画的边界范围。确定边界范围的具体过程为遍历部件图数组，从中抽取关键识别点，将抽取出的多个识别点在识别特征库中检索，如匹配成功，则返回匹配出的图像及图像的边界，该边界为四边形。识别特征库为系统预先根据玩家创建角色的初始模型图像模型进行采集提取建立好的识别特征库。采用的是AR技术进行识别采集识别特征，创建的是AR识别特征库。
步骤3：对确定边界范围的图形进行矩形矫正运算得出目标矩形图像。边界确定后四边形的四个原始角点坐标已知，将要转换成的矩形也为固定大小，四个目标角点也是已知，根据原始四个角点坐标到目标四个角点可运算出映射变换矩阵M。遍历原始图画四边形边界内的原始像素，通过映射变换矩阵M运算出目标矩形中对应的像素点的坐标，遍历运算完成后，得出目标矩形图像。已确定图像边界为四边形，但往往不是矩形，模型贴图需要保证贴图为矩形，因此需要对进行矩形矫正运算。矩形矫正主要是把图形整合为与识别库相适应的特征部件图像。
步骤4：目标矩形图像部分裁切处理得到裁切后的图像。裁切的具体过程为：再次遍历矩形数组，根据x,y坐标排除大于四个矩形角点的像素点，剩下的像素点数组便为最终所要裁切后的图像。
步骤5：将裁切后的图像进行格式转换成为各部件的贴图。形成贴图的过程为经过矩形矫正和裁切之后图像，符合三维模型贴图的需求，将其进行格式转换成为与GPU显存匹配内存格式，形成各部件的贴图。转换的格式根据GPU显存匹配内存格式的变化而变化，并不是固定不变的。
步骤6：服务器自动对已经联网的玩家进行创建各自文件夹，把玩家创建角色的贴图上传相应文件夹。每个玩家有自己的服务器文件夹，运算完成的各部件贴图分别上传至服务器玩家对应的文件夹之中。每个文件夹用于存储玩家在玩游戏过程中的所出现的所有的数据或者其它的内容等。
步骤7：将贴图缓存自服务器内存之中，在内存中设置贴图缓冲池，并根据各个贴图使用权重决定哪些贴图家载入缓冲池，哪些贴图要从缓冲池从释放。贴图在服务器中的文件夹存储在服务器的硬盘之中，还属于计算机外设，存取速度非常慢，需要将这些贴图缓存自服务器内存之中。为了使得在玩游戏的过程中更加顺畅，因此需要把需要玩游戏过程中的角色进行存储在内存中，使得更加快。
步骤8：客户端按照玩家下载各个部件的贴图，并缓存在客户端的显存之中。进行贴图下载前需要进行响应多人联网的高并发，服务端采用适应高并发客户端链接的服务器架构，Linux的操作系统，Nginx HTTP应用服务器软件，可适应多人同时在线并发访问。
步骤9：根据部件的类型，加载不同部件的三维模型三角面网进入显卡缓存，为上贴图做准备。各个部件贴图都带有部件类型的属性，根据部件的类型，加载不同部件的三维模型三角面网进入显卡缓存。
步骤10：缓存在内存之中的贴图根据客户端的三维角色模型自带贴图UV，展开贴至三维角色模型之上，形成玩家个性化定制三维角色模型。UV这里是指u，v纹理贴图坐标的简称(它和空间模型的X，Y，Z轴是类似的)。它定义了图片上每个点的位置的信息。这些点与3D模型是相互联系的，以决定表面纹理贴图的位置.就好像虚拟的"创可贴"，UV就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面。在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理。这就是所谓的UV贴图。
步骤11：各个玩家根据自己创作的角色进行互动游戏。多人联网互动游戏：当构造出玩家自定义的三维角色模型后，便按照传统的游戏模式进行多人联网互动游戏，只是玩家的角色不再是预制的，而是由玩家创作的。通过以上的步骤，完成了整个通过AR技术用真实图画构造自定义角色的多人联网互动游戏的过程。
发明一种先由玩家用现实中真实画笔在图画纸上自由创作角色的多个部件，通过AR技术从现实世界中采集多个部件图画的图像信息后，组合多个角色部件的图像，动态生成玩家自定义个性化的三维模型角色，通过这些个性化的三维模型角色，在多人联网的游戏中进行互动游戏，最终完成从现实世界图画构造虚拟游戏系统中的三维模型角色，并进行多人互动的过程。核心算法是在从现实世界采集图像信息后，进行图像的定位、矩形矫正、裁剪、生成贴图、贴图上传服务器的操作，在服务器端缓存多玩家的模型贴图，响应同一时刻多人联网的高并发需求，客户端进行贴图下载、部件组合、贴图uv定位、回贴模型的操作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1：通过摄像头或扫描仪设备对玩家创作的角色的各个部件图像取样，将部件图像数字化成为一个m维数组，m为正整数，与部件图像个数相同；
步骤2：对各个部件图像采样之后，确定现实世界中图画的边界范围；
步骤3：对确定边界范围的图形进行矩形矫正运算得出目标矩形图像；
步骤4：目标矩形图像部分裁切处理得到裁切后的图像；
步骤5：将裁切后的图像进行格式转换成为各部件的贴图；
步骤6：服务器自动对已经联网的玩家进行创建各自文件夹，把玩家创建角色的贴图上传相应文件夹；
步骤7：将贴图缓存自服务器内存之中，在内存中设置贴图缓冲池，并根据各个贴图使用权重决定哪些贴图加载入缓冲池，哪些贴图要从缓冲池从释放；
步骤8：客户端按照玩家下载各个部件的贴图，并缓存在客户端的显存之中；
步骤9：根据部件的类型，加载不同部件的三维模型三角面网进入显卡缓存，为上贴图做准备；
步骤10：缓存在内存之中的贴图根据客户端的三维角色模型自带贴图UV，展开贴至三维角色模型之上，形成玩家个性化定制三维角色模型；
步骤11：各个玩家根据自己创作的角色进行互动游戏。
2.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤1中的m维数组用于存储各个像素点的坐标和RGB颜色值，同时通过部件图上的二维码确定部件的类型，将类型属性附加于图像之上。
3.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤2中确定边界范围的具体过程为遍历部件图数组，从中抽取关键识别点，将抽取出的多个识别点在识别特征库中检索，如匹配成功，则返回匹配出的图像及图像的边界，该边界为四边形。
4.根据权利要求3所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述识别特征库为系统预先根据玩家创建角色的初始模型图像模型进行采集提取建立好的识别特征库。
5.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤3中矩形矫正的具体过程为：边界确定后四边形的四个原始角点坐标已知，将要转换成的矩形也为固定大小，四个目标角点也是已知，根据原始四个角点坐标到目标四个角点可运算出映射变换矩阵M；遍历原始图画四边形边界内的原始像素，通过映射变换矩阵M运算出目标矩形中对应的像素点的坐标，遍历运算完成后，得出目标矩形图像。
6.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤4中裁切的具体过程为：再次遍历矩形数组，根据x,y坐标排除大于四个矩形角点的像素点，剩下的像素点数组便为最终所要裁切后的图像。
7.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤5中形成贴图的过程为经过矩形矫正和裁切之后图像，符合三维模型贴图的需求，将其进行格式转换成为与GPU显存匹配内存格式，形成各部件的贴图。
8.根据权利要求1所述的一种用真实图画构造互动游戏玩家角色的方法，其特征在于，所述步骤8中进行贴图下载前需要进行响应多人联网的高并发，服务端采用适应高并发客户端链接的服务器架构，Linux的操作系统，Nginx HTTP应用服务器软件，可适应多人同时在线并发访问。
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