CN116251343A - 基于投掷动作的体感游戏方法 - Google Patents

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CN116251343A CN202310216500.8A CN202310216500A CN116251343A CN 116251343 A CN116251343 A CN 116251343A CN 202310216500 A CN202310216500 A CN 202310216500A CN 116251343 A CN116251343 A CN 116251343A
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Abstract

本发明公开了一种基于投掷动作的体感游戏方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该基于投掷动作的体感游戏方法包括：在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。本发明的基于投掷动作的体感游戏方法具有更低的硬件需求、功耗、更简单的操作、更真实的游戏体验和更适合移动终端等优点。

Description

基于投掷动作的体感游戏方法
技术领域
本发明涉及体感游戏技术领域，尤其涉及一种基于投掷动作的体感游戏方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
传统的体感游戏方法通常需要使用多个传感器来获取玩家的运动数据，包括加速度传感器、陀螺仪等。其中，加速度传感器主要用于测量玩家的线性加速度，而陀螺仪则用于测量玩家的角速度和角位移等数据。
在使用加速度和陀螺仪数据进行动作判断时，通常需要对数据进行复杂的处理和分析，以便能够准确地判断玩家的运动状态。例如，在某些动作游戏中，需要对玩家的手臂、腿部等部位进行精准的运动追踪，以便在游戏中准确地还原玩家的动作。
然而，由于加速度和陀螺仪数据的采集、处理和分析比较复杂，传统的体感游戏方法往往需要消耗大量的计算资源和时间，这就造成了传统的体感游戏方法对体感设备和终端的硬件要求较高，进而提高了玩家体验体感游戏的门槛。
发明内容
本申请实施例通过提供一种基于投掷动作的体感游戏方法，在降低体感游戏的硬件要求。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种基于投掷动作的体感游戏方法，包括：
在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
在一实施例中，根据所述加速度数据获取投掷方向，包括：
对所述加速度数据进行降噪和滤波处理；
将处理后的三轴加速度数据合并成一个三维加速度向量，并对所述三维加速度向量进行归一化处理；
根据归一化处理后的三维加速度向量获取所述投掷方向。
在一实施例中，根据所述加速度数据获取投掷初速度，包括：
根据降噪和平滑处理后的加速度数据确定投掷时间区间；
根据所述投掷时间区间的加速度数据计算所述投掷初速度。
在一实施例中，根据所述投掷时间区间内的加速度数据计算所述投掷初速度，包括：
计算投掷时间区间内的加速度变化率；
获取加速度变化率到达最大值的两个时刻作为目标时刻；
根据两个目标时刻的加速度数据计算所述投掷初速度。
在一实施例中，根据二阶差分计算加速度变化率，二阶差分的表达式如下：
Figure BDA0004115197410000021
其中，
Figure BDA0004115197410000022
表示第i个时刻的加速度变化率，ai表示第i个时刻加速度值，ai+1表示第i+1个时刻的加速度值，ai-1表示第i-1个时刻的加速度值，Δt表示采样时间间隔。
在一实施例中，根据前后方向上的加速度轴的加速度数据计算所述加速度变化率。
在一实施例中，所述方法还包括：
根据所述投掷轨迹生成游戏结果。
为实现上述目的，本申请实施例还提出一种基于投掷动作的体感游戏装置，包括：
获取模块，用于在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
计算模块，用于根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
筛选模块，用于从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
投掷模块，用于根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
为实现上述目的，本申请实施例还提出一种基于投掷动作的体感游戏设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于投掷动作的体感游戏程序，所述处理器执行所述基于投掷动作的体感游戏程序时实现如上述任一项所述的基于投掷动作的体感游戏方法。
为实现上述目的，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于投掷动作的体感游戏程序，所述基于投掷动作的体感游戏程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的基于投掷动作的体感游戏方法。
本申请的体感游戏方法仅依靠加速度数据便可以实现体感投掷游戏，相较于需要同时使用加速度数据和角速度数据进行动作判断的传统的体感游戏方法，本申请的体感游戏方法具有以下优点：
1、更简单的硬件需求：由于本方法仅依赖于加速度数据，因此相比传统方法更加简单，不需要使用陀螺仪等其他传感器，降低了硬件成本和复杂性。
2、降低功耗：传统体感游戏需要同时获取多种数据，会产生较高的功耗，而本申请的方法只需要获取加速度数据，功耗相对较低。
3、更真实的用户体验：本方法可以更加准确地模拟用户投掷的动作，并且可以根据投掷的力度和方向来控制游戏中的投掷对象，增加了游戏的可玩性和用户体验。
4、更加便于实现：相比使用多种传感器进行数据获取和处理的传统方法，本方法的实现更加简单明了，可以降低开发成本和开发难度。
5、更加适用于移动端设备：本方法不需要大量的传感器数据处理，可以更好地适应移动端设备的资源限制和性能要求。
综上所述，本申请的体感游戏方法相较于传统体感游戏方法具有更低的硬件需求、功耗、更简单的操作、更真实的游戏体验和更适合移动终端等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明基于投掷动作的体感游戏设备一实施例的模块结构图；
图2为本发明基于投掷动作的体感游戏方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于投掷动作的体感游戏装置一实施例的模块结构图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。文中出现的“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的数量词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。而“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用不表示任何顺序，可将这些词解释为名称。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的服务器1(又叫基于投掷动作的体感游戏设备)结构示意图。
本发明实施例服务器，如“物联网设备”、带联网功能的智能空调、智能电灯、智能电源，带联网功能的AR/VR设备，智能音箱、自动驾驶汽车、PC，智能手机、平板电脑、电子书阅读器、便携计算机等具有显示功能的设备。
如图1所示，所述服务器1包括：存储器11、处理器12及网络接口13。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是服务器1的内部存储单元，例如该服务器1的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是服务器1的外部存储设备，例如该服务器1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
进一步地，存储器11还可以包括服务器1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于服务器1的应用软件及各类数据，例如基于投掷动作的体感游戏程序10的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行基于投掷动作的体感游戏程序10等。
网络接口13可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该服务器1与其他电子设备之间建立通信连接。
网络可以为互联网、云网络、无线保真(Wi-Fi)网络、个人网(PAN)、局域网(LAN)和/或城域网(MAN)。网络环境中的各种设备可以被配置为根据各种有线和无线通信协议连接到通信网络。这样的有线和无线通信协议的例子可以包括但不限于以下中的至少一个：传输控制协议和互联网协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)、ZigBee、EDGE、IEEE 802.11、光保真(Li-Fi)、802.16、IEEE 802.11s、IEEE 802.11g、多跳通信、无线接入点(AP)、设备对设备通信、蜂窝通信协议和/或蓝牙(Blue Tooth)通信协议或其组合。
可选地，该服务器还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以称为显示屏或显示单元，用于显示在服务器1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图1仅示出了具有组件11-13以及基于投掷动作的体感游戏程序10的服务器1，本领域技术人员可以理解的是，图1示出的结构并不构成对服务器1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在本实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
根据所述加速度数据获取投掷方向，包括：
对所述加速度数据进行降噪和滤波处理；
将处理后的三轴加速度数据合并成一个三维加速度向量，并对所述三维加速度向量进行归一化处理；
根据归一化处理后的三维加速度向量获取所述投掷方向。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
根据所述加速度数据获取投掷初速度，包括：
根据降噪和平滑处理后的加速度数据确定投掷时间区间；
根据所述投掷时间区间的加速度数据计算所述投掷初速度。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
根据所述投掷时间区间内的加速度数据计算所述投掷初速度，包括：
计算投掷时间区间内的加速度变化率；
获取加速度变化率到达最大值的两个时刻作为目标时刻；
根据两个目标时刻的加速度数据计算所述投掷初速度。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
根据二阶差分计算加速度变化率，二阶差分的表达式如下：
Figure BDA0004115197410000081
其中，
Figure BDA0004115197410000082
表示第i个时刻的加速度变化率，ai表示第i个时刻加速度值，ai+1表示第i+1个时刻的加速度值，ai-1表示第i-1个时刻的加速度值，Δt表示采样时间间隔。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
根据前后方向上的加速度轴的加速度数据计算所述加速度变化率。
在一实施例中，处理器12可以用于调用存储器11中存储的基于投掷动作的体感游戏程序，并执行以下操作：
所述方法还包括：
根据所述投掷轨迹生成游戏结果。
基于上述基于投掷动作的体感游戏设备的硬件构架，提出本发明基于投掷动作的体感游戏方法的实施例。本发明的基于投掷动作的体感游戏方法，旨降低体感游戏的硬件要求。
参照图2，图2为本发明基于投掷动作的体感游戏方法的一实施例，所述基于投掷动作的体感游戏方法包括以下步骤：
S10、在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据。
这其中，该体感游戏为与投掷动作关联的体感游戏，其需要玩家利用体感设备进行投掷动作以展开游戏。通过该体感游戏，玩家能够让游戏角色挥动武器、球拍等对象进行相应的攻击、击球等动作。这样，玩家能够更真实地感受到挥击游戏的乐趣。
示例性的，扔飞镖游戏便是一种经典的与投掷动作关联的体感游戏。
值得说明的是，该体感游戏可以为本地应用程序，也可以是基于HTML5的小程序或网页应用等。具体地，体感游戏在终端上运行，该终端可以为台式电脑、笔记本电脑、游戏主机、便携式游戏主机、智能手机、平板电脑、智能手表、智能电视等。
体感设备是指能够检测玩家体感数据的设备，通常，体感设备被设置为包括六轴IMU传感器，该六轴IMU传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，该六轴IMU传感器通过检测玩家的三轴加速度的变化和三轴角速度的变化以检测玩家的体感数据。
在本申请的技术方案中，终端从体感设备获取的加速度数据为加速度计(也称为重力传感器)所直接采集得到的三轴加速度数据。该三轴加速度数据分别为x轴加速度数据、y轴加速度数据及z轴加速度数据。其中，x轴为前后方向的加速度轴，z轴为竖直方向的加速度轴，y轴则为左右方向的加速度轴。如此，即使该体感设备仅具有重力传感器也能够通过体感动作完成投掷指令的输入。
可选择地，该体感设备被设置为可穿戴式，其形态包括但不限于以下几种：手环、手表、游戏手柄、智能手机等。
进一步地，在游戏前，该体感设备需要与终端建立通信连接(即与终端绑定)，这其中，体感设备与终端之间可以建立有线连接，也可建立无线连接。示例性的，当体感设备与终端建立有线连接时，可基于USB2.0协议、USB3.0协议、雷电3协议、雷电4协议中的至少一者；而当体感设备与终端建立无线连接时，可基于蓝牙协议、WiFi协议、红外协议、2.4G通信协议、NFC协议中的至少一者。
S20、根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度。
具体来说，先根据加速度数据判断玩家是否完成有效的投掷动作，例如，根据加速度值、加速度变化曲线、加速度变化率等特征判断玩家是否完成有效的投掷动作。
在判定玩家完成有效的投掷动作后，可根据加速度数据计算出当前投掷动作所指代的投掷方向和投掷初速度。其中，投掷初速度是指投掷物体在投掷动作开始时的速度大小和方向。在体感游戏中，可以通过获取玩家投掷动作产生的加速度数据，从中计算出投掷物体的初速度。初速度的大小和方向对于投掷物体的轨迹和落点有着重要的影响，因此在体感游戏中，准确地计算和控制投掷初速度，可以提高游戏的真实感和挑战性。
在一些实施例中，根据所述加速度数据获取投掷方向，包括：
S21、对所述加速度数据进行降噪和滤波处理。
具体地，由于体感设备采集的加速度数据可能存在一些噪声或干扰信号，需要对数据进行滤波和降噪处理，以提高数据的准确性和稳定性。通常可以采用数字滤波器、平滑滤波器等方法对数据进行处理。例如，可以使用低通滤波器去除高频噪声、中值滤波器去除突发干扰等，或是使用卡尔曼滤波器对加速度数据进行滤波处理。
S22、将处理后的三轴加速度数据合并成一个三维加速度向量，并对所述三维加速度向量进行归一化处理。
具体来说，加速度向量是根据加速度数据计算得到的三维向量，其中包括水平方向和竖直方向的加速度分量以及重力加速度的分量。根据加速度向量的大小和方向可以确定体感设备的移动方向和速度，进而确定游戏对象的运动路径。
举例来说，可以通过以下方式处理三轴加速度数据：
1、计算加速度向量的X轴分量：将加速度数据沿X轴方向投影到三维坐标系中，即X＝Ax/g，其中Ax表示加速度数据在X轴方向的分量，g为重力加速度。
2、计算加速度向量的Y轴分量：将加速度数据沿Y轴方向投影到三维坐标系中，即Y＝Ay/g，其中Ay表示加速度数据在Y轴方向的分量。
3、计算加速度向量的Z轴分量：将加速度数据沿Z轴方向投影到三维坐标系中，即Z＝Az/g-1，其中Az表示加速度数据在Z轴方向的分量，减去1是为了去除重力加速度的影响。
4、得到的三个分量组成了加速度向量，即A＝(X,Y,Z)。
5、对加速度向量进行归一化处理：
5.1、计算加速度向量的大小：即A的模长，即|A|＝sqrt(X^2+Y^2+Z^2)。
5.2、计算归一化后的加速度向量：即将每个分量除以向量的模长，得到A'＝(X/|A|,Y/|A|,Z/|A|)。
S23、根据归一化处理后的三维加速度向量获取所述投掷方向。
具体而言，根据归一化处理后的三维加速度向量便可得到所需的投掷方向。
可以理解的是，归一化后的加速度向量可以更好地反映体感设备的移动方向和速度，便于确定投掷对象的运动路径。
在一些实施例中，根据所述加速度数据获取投掷初速度包括：
S24、根据降噪和平滑处理后的加速度数据确定投掷时间区间。
其中，投掷时间区间是指投掷时间区间是指从加速度数据中确定出的一个时间段，用于计算投掷初速度。在投掷时间区间内，加速度数据的变化与投掷动作有关，可以通过对该时间段内的加速度数据进行处理，来确定投掷的初速度和方向。一般来说，投掷时间区间应该包括投掷动作的起点和终点，以确保计算出的初速度能够准确反映投掷的实际情况。
具体来说，可以通过以下步骤来确定投掷时间区间：
1、检测加速度值的变化率，找到加速度值开始大幅度变化的时间点，作为投掷时间区间的起点，或是，加速度值大于设定阈值的时刻作为投掷时间区间的起点。
2、基于该时间起点向后搜索预设时长作为投掷时间区间的终点，或是，将加速度值重新趋于静止的时间点，作为投掷时间区间的终点。
S25、根据所述投掷时间区间的加速度数据计算所述投掷初速度。
具体来说，可以采用积分的方法来计算初速度，即将加速度数据进行时间积分，得到速度曲线，并从中提取初始速度值。也可以采用其他方法，如线性拟合等。
在一些实施例中，根据所述投掷时间区间内的加速度数据计算所述投掷初速度，包括：
S251、计算投掷时间区间内的加速度变化率。
在一些实施例中，根据二阶差分计算加速度变化率，二阶差分的表达式如下：
Figure BDA0004115197410000121
其中，
Figure BDA0004115197410000122
表示第i个时刻的加速度变化率，ai表示第i个时刻加速度值，ai+1表示第i+1个时刻的加速度值，ai-1表示第i-1个时刻的加速度值，Δt表示采样时间间隔。
值得说明的是，在加速度变化率的计算中，引入时间间隔Δt，是因为加速度是一个表示速度变化率的物理量，它的单位是米/秒平方，表示速度每秒变化的量。因此，加速度的值除了表示速度变化率外，还需要考虑时间的因素。
引入时间间隔Δt可以使得加速度的单位变成米/秒平方除以秒平方，即米/秒的平方。这个单位表示的是速度每秒平方变化的量，可以更直观地反映加速度的变化率。通过除以时间间隔的平方，可以将加速度变化率的单位转换为与时间无关的物理量，方便后续处理和比较。
另外，由于采集的加速度数据通常是在固定的时间间隔内进行采样的，因此时间间隔Δt也用来表示采样的时间间隔，即相邻两个加速度数据的时间间隔。在计算加速度变化率时，需要将时间间隔Δt带入计算，以保证计算结果与采样的时间间隔相匹配。
当然，本身的设计不限于此，在其他实施例中，也可通过一阶差分、多阶差分等方式计算加速度变化率。
S252、获取加速度变化率到达最大值的两个时刻作为目标时刻。
具体来说，通过遍历并比较计算得到的加速度变化率，便可得最大的加速度变化率，根据时间索引便可获取加速度变化率最大值时的两个时刻作为目标时刻。
值得说明的是，由于加速度变化率会是两个时刻的加速度数据的差值，因此，在加速度变化率达到最大值时，应有两个时刻被记录为目标时刻。
S253、根据两个目标时刻的加速度数据计算所述投掷初速度。
具体地，对两个时刻所对应的加速度数据积分，便可得到在该两个时刻下体感设备的移动速度，进而可将其作为投掷对象的投掷初速度。
可以理解，加速度变化率最大时对应着投掷动作的最大加速度，因此以此时刻的加速度数据计算投掷初速度，可以更准确地反映出投掷时的运动状态和初速度，避免了其他时刻可能存在的误差和干扰。此外，采用加速度变化率最大时的加速度数据计算投掷初速度只需要对加速度数据进行简单的处理和计算，不需要进行复杂的积分和模拟，因此更加简单和高效。
综上所述，采用加速度变化率最大时的加速度数据计算投掷初速度是一种简单、准确、稳定和实用的方法，可以满足大部分体感游戏的需求，并且具有一定的通用性和可扩展性。
在一些实施例中，根据前后方向上的加速度轴的加速度数据计算所述加速度变化率。
具体来说，前后方向上的加速度周即x轴的加速度数据。
可以理解，由于前后方向上的加速度轴与投掷方向强相关，因此选择该加速度轴的加速度数据可以更可靠地反映出投掷的力度和方向，从而更准确地计算出投掷初速度。同时，前后方向上的加速度轴通常是比较稳定的，因为人的身体在投掷时会相对于这个方向进行调整和控制，因此选择该加速度轴的加速度数据可以减少其他因素对加速度数据的干扰和波动。此外，由于前后方向上的加速度轴通常是比较简单和直观的，因此选择该加速度轴的加速度数据可以使计算加速度变化率的算法更加简单和易于实现。
综上所述，选择前后方向上的加速度轴的加速度数据计算加速度变化率是一种简单、可靠、稳定的方法，可以满足大部分体感游戏的需求，并且具有一定的通用性和可扩展性。
S30、从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹。
从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹，可以按照以下步骤实现：
1、预设数据库中的每个运动轨迹都应该有相应的运动参数，例如初速度、方向、时间等信息。首先需要将投掷初速度和投掷方向转化为相应的运动参数。
2、遍历预设数据库中的每个运动轨迹，计算每个运动轨迹与投掷初速度及投掷方向的匹配度。匹配度可以通过计算两者之间的夹角、距离或相似度等方式进行衡量。一般情况下，匹配度越高的运动轨迹越有可能与投掷初速度及投掷方向匹配。
3、根据匹配度对所有运动轨迹进行排序，将匹配度最高的运动轨迹作为首选轨迹。值得补充的是，如果首选轨迹与实际投掷情况存在较大偏差，可以选择匹配度次高的运动轨迹进行投掷模拟，直到找到与实际投掷情况最相似的运动轨迹。
4、将选定的运动轨迹应用到体感游戏中，控制投掷对象沿着该运动轨迹移动。
可以理解，通过匹配投掷初速度及投掷方向与预设数据库中的运动轨迹，可以降低终端计算压力，以并能够更快的得到投掷对象的投掷轨迹。
S40、根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
具体来说，根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿着该投掷轨迹移动，可以按照以下步骤实现：
1、游戏启动时在游戏中创建投掷对象，并设置该对象的初始位置、初始速度、质量等参数。投掷对象应该能够根据给定的速度和位置信息进行运动模拟。
2、将选定的运动轨迹分为若干个小时间段，并计算每个小时间段内投掷对象应该沿着轨迹运动的速度和方向。一般可以通过数值积分等方式对运动轨迹进行离散化处理。
3、将每个小时间段内投掷对象应该沿着轨迹运动的速度和方向应用到游戏中，控制投掷对象按照预设轨迹进行运动。
4、在投掷对象到达轨迹终点时，根据游戏设定进行相应的处理，例如计分、触发下一轮游戏等操作。
在一些实施例中，本申请的游戏方法还包括：根据所述投掷轨迹生成游戏结果。
具体来说，游戏结果是指在体感游戏中，玩家完成游戏后所获得的成绩或奖励。游戏结果通常是根据游戏规则和玩家表现来评估的，这些规则和表现可以是游戏时间、分数、等级、奖励、解锁新游戏关卡等。
具体而言，在每次投掷结束后，根据投掷对象的运动轨迹判断是否满足游戏规则中定义的条件。如果满足条件，则计算得分，并在游戏界面中显示得分信息。如果未满足条件，则根据游戏规则执行相应的处理，例如重新投掷、扣除生命值等等。
此外，根据游戏设定，可以在投掷过程中实时计算得分并进行实时显示。这可以通过在游戏界面中添加得分统计功能实现。
可以理解，本申请的体感游戏方法仅依靠加速度数据便可以实现体感投掷游戏，相较于需要同时使用加速度数据和角速度数据进行动作判断的传统的体感游戏方法，本申请的体感游戏方法具有以下优点：
1、更简单的硬件需求：由于本方法仅依赖于加速度数据，因此相比传统方法更加简单，不需要使用陀螺仪等其他传感器，降低了硬件成本和复杂性。
2、降低功耗：传统体感游戏需要同时获取多种数据，会产生较高的功耗，而本申请的方法只需要获取加速度数据，功耗相对较低。
3、更真实的用户体验：本方法可以更加准确地模拟用户投掷的动作，并且可以根据投掷的力度和方向来控制游戏中的投掷对象，增加了游戏的可玩性和用户体验。
4、更加便于实现：相比使用多种传感器进行数据获取和处理的传统方法，本方法的实现更加简单明了，可以降低开发成本和开发难度。
5、更加适用于移动端设备：本方法不需要大量的传感器数据处理，可以更好地适应移动端设备的资源限制和性能要求。
综上所述，本申请的体感游戏方法相较于传统体感游戏方法具有更低的硬件需求、功耗、更简单的操作、更真实的游戏体验和更适合移动终端等优点。
此外，参照图3，本发明实施例还提出基于投掷动作的体感游戏装置，所述基于投掷动作的体感游戏装置包括：
获取模块110，用于在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
计算模块120，用于根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
筛选模块130，用于从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
投掷模块140，用于根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
其中，基于投掷动作的体感游戏装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明基于投掷动作的体感游戏方法的各个实施例，此处不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是硬盘、多媒体卡、SD卡、闪存卡、SMC、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器等中的任意一种或者几种的任意组合。计算机可读存储介质中包括基于投掷动作的体感游戏程序10，本发明之计算机可读存储介质的具体实施方式与上述基于投掷动作的体感游戏方法以及服务器1的具体实施方式大致相同，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，包括：
在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
2.如权利要求1所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，根据所述加速度数据获取投掷方向，包括：
对所述加速度数据进行降噪和滤波处理；
将处理后的三轴加速度数据合并成一个三维加速度向量，并对所述三维加速度向量进行归一化处理；
根据归一化处理后的三维加速度向量获取所述投掷方向。
3.如权利要求2所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，根据所述加速度数据获取投掷初速度，包括：
根据降噪和平滑处理后的加速度数据确定投掷时间区间；
根据所述投掷时间区间的加速度数据计算所述投掷初速度。
4.如权利要求3所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，根据所述投掷时间区间内的加速度数据计算所述投掷初速度，包括：
计算投掷时间区间内的加速度变化率；
获取加速度变化率到达最大值的两个时刻作为目标时刻；
根据两个目标时刻的加速度数据计算所述投掷初速度。
5.如权利要求4所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，根据二阶差分计算加速度变化率，二阶差分的表达式如下：
Figure FDA0004115197400000021
其中，
Figure FDA0004115197400000022
表示第i个时刻的加速度变化率，ai表示第i个时刻加速度值，ai+1表示第i+1个时刻的加速度值，ai-1表示第i-1个时刻的加速度值，Δt表示采样时间间隔。
6.如权利要求5所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，根据前后方向上的加速度轴的加速度数据计算所述加速度变化率。
7.如权利要求1所述的基于投掷动作的体感游戏方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述投掷轨迹生成游戏结果。
8.一种基于投掷动作的体感游戏装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在体感游戏启动，从绑定的体感设备获取加速度数据；
计算模块，用于根据所述加速度数据获取投掷方向和投掷初速度；
筛选模块，用于从预设数据库中筛选出与投掷初速度及投掷方向匹配的运动轨迹作为投掷轨迹；
投掷模块，用于根据所述投掷轨迹控制所述体感游戏中的投掷对象沿所述投掷轨迹移动。
9.一种基于投掷动作的体感游戏设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的基于投掷动作的体感游戏程序，所述处理器执行所述基于投掷动作的体感游戏程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于投掷动作的体感游戏方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于投掷动作的体感游戏程序，所述基于投掷动作的体感游戏程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于投掷动作的体感游戏方法。
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