CN108721892B - 用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，属于虚拟现实设备技术领域，包括设置在可穿戴设备上的多个力反馈装置；其通过2n个反馈装置共同作用对模拟游戏中的物理碰撞，并通过相应算法计算出各个反馈装置的反馈强度；本发明通过多个反馈装置的不同反馈强度模拟反馈处的反馈力，可模拟使用者身体上受到压力的连续变化，大幅提高了反馈的精度和灵活性，进一步提升了VR游戏的真实感和沉浸感。

Description

用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域，特别是涉及一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法。
背景技术
沉浸式虚拟现实的可穿戴设备，可将玩家在VR游戏中的受到的物力碰撞(被子弹击中或收到冲击波等)反馈到玩家的可穿戴设备上，从而提升VR游戏的真实感和沉浸感，目前力反馈的主要方式是在可穿戴设备中设置反馈装置，根据VR游戏中受力位置反馈到可穿戴设备上相应的位置从而激发与之最近的反馈装置，此种力反馈方法反馈位置误差较大，VR游戏的真实感和沉浸感体验较差。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，包括多个力反馈装置；
确定力反馈强度和方式包括如下步骤：
S1：确定力反馈点坐标A(x，y)；
S2：选取力反馈点坐标A周围2n个反馈装置，其中n为正整数且n>1；
S3：将反馈装置分为2n-2组，各个反馈装置的反馈强度按照如下算法获得；
对A点坐标向下取整得到A'(x'，y')，
Figure BDA0001668370590000021
X＝|x-x'|，Y＝|y-y'|，其中X，Y为强度因子；
I00＝P×(1-X)×(1-Y)；
I01＝P×(1-X)×Y；
I10＝P×X×(1-Y)；
I11＝P×X×Y；
其中I00、I01、I10、I11分别为各个反馈装置的反馈强度，P为基础反馈强度。
通过上述多个反馈装置的不同反馈强度，可模拟出使用者身体上受到压力的连续变化。
较佳的，步骤S1和S2之间还包括以下步骤：
将反馈点坐标A与各个反馈装置的坐标进行比对，若反馈点坐标A与其中一个反馈装置的坐标重合，则只选取此反馈装置，反馈强度为P，终止执行后续步骤；若反馈点坐标A与所有的反馈装置的坐标均不重合，则继续向下执行。当力反馈点与反馈装置重合时，只有此反馈装置运作反应，进一步提高了力反馈的精度。
较佳的，步骤S3中，计算力反馈点坐标A与各个反馈装置坐标的直线距离，并按照从小到大的距离分别将力反馈装置排序为装置1、装置2、装置3、装置4，将I00、I01、I10、I11的值从大到小依次赋予装置1、装置2、装置3、装置4。通过给各个反馈装置赋予相应的反馈强度，更精确的模拟出使用者身体上受到压力。
较佳的，步骤S2中，n＝2。通过实验得出，4个反馈装置的反馈即可获得较好的反馈真实感和沉浸感。
较佳的，步骤2中，计算力反馈点坐标与各个反馈装置坐标的直线距离，选取直线距离最小的2n个反馈装置。
本发明的有益效果是：
本发明通过多个反馈装置的不同反馈强度模拟反馈处的反馈力，可模拟使用者身体上受到压力的连续变化，大幅提高了反馈的精度和灵活性，进一步提升了VR游戏的真实感和沉浸感；
本发明可在不增加反馈点的数量的前提下大大提高反馈的精度。
附图说明
图1是本发明的结构图；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
可穿戴式全身动作捕捉系统包括头盔、左臂穿戴、右臂穿戴、背心、左腿穿戴、右腿穿戴这五个部分，每个部分上均设置有多个力反馈点，每个力反馈点处设置有反馈装置；以下以反馈背心作为实施例进行说明。
如图1所示，本发明的一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，包括设置在反馈背心上的6个反馈装置，反馈装置可以为震动马达、气囊或者电刺激装置等装置，本实施例采用震动马达，确定力反馈强度和方式包括如下步骤：
S1：确定可穿戴设备上的力反馈点坐标A(0.7，1.3)，
S2：选取可穿戴设备上力反馈点坐标A周围2n个震动马达，其中n为正整数且n>1，本实施例中取n＝2，即有4个震动马达，计算反馈点坐标A与图1中1、2、3、4、5、6号震动马达坐标点的直线距离，最终选取直线距离较短的3、4、5、6号震动马达做出相应的震动反馈；
S3：4个反馈装置自成1组，4个反馈装置分别为3、4、5、6号震动马达。
各个反馈装置的反馈强度按照如下算法获得；
对力反馈点坐标进行负向取整得到A'(0，1)
X＝|0.7-0|＝0.7，Y＝|1.3-1|＝0.3；
假设基础震动强度为P＝4；
各个反馈装置的反馈强度为：
I00＝4×(1-0.7)×(1-0.3)＝0.84
I01＝4×(1-0.7)×0.3＝0.36；
I10＝4×0.7×(1-0.3)＝1.96；
I11＝4×0.7×0.3＝0.84；
各个震动马达的坐标与A点坐标直线距离从小到大排序为装置1、装置2、装置3、装置4，其中装置1为4号震动马达，装置2为3号震动马达(或6号震动马达)，装置3为6号震动马达(或3号震动马达)，装置4为5号震动马达，
其中I00、I01、I10、I11的值从大到小依次赋予装置1、装置2、装置3、装置4；
3号震动马达震动强度＝0.84
4号震动马达震动强度＝1.96
5号震动马达震动强度＝0.36
6号震动马达震动强度＝0.84
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，其特征在于：
确定力反馈强度和方式包括如下步骤：
S1：确定力反馈点坐标A(x，y)；
S2：选取力反馈点坐标A周围2n个反馈装置，其中n＝2；
S3：各个反馈装置的反馈强度按照如下算法获得；
对A点坐标向下取整得到A'(x'，y')，
Figure FDA0003257264370000011
X＝|x-x'|，Y＝|y-y'|，其中X，Y为强度因子；
I00＝P×(1-X)×(1-Y)；
I01＝P×(1-X)×Y；
I10＝P×X×(1-Y)；
I11＝P×X×Y；
其中I00、I01、I10、I11分别为各个反馈装置的反馈强度，P为基础反馈强度。
2.基于权利要求1所述的一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，其特征在于：
步骤S1和S2之间还包括以下步骤：
将反馈点坐标A与各个反馈装置的坐标进行比对，若反馈点坐标A与其中一个反馈装置的坐标重合，则只选取此反馈装置，反馈强度为P，终止执行后续步骤；若反馈点坐标A与所有的反馈装置的坐标均不重合，则继续向下执行。
3.基于权利要求1所述的一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，其特征在于：步骤S3中，计算力反馈点坐标A与各个反馈装置坐标的直线距离，并按照从小到大的距离分别将力反馈装置排序为装置1、装置2、装置3、装置4，将I00、I01、I10、I11的值从大到小依次赋予装置1、装置2、装置3、装置4。
4.基于权利要求1所述的一种用于沉浸式虚拟现实设备的可穿戴式全身力反馈方法，其特征在于：步骤2中，计算力反馈点坐标A与各个反馈装置坐标的直线距离，选取直线距离最小的2n个反馈装置。
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