TW201223602A - System and method for simulating a balance ability game - Google Patents

Description

201223602 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種遊戲系統及方法，尤指一種虛擬實境平 衡能力遊戲系統及方法，其兼具虛擬實境的平衡遊戲、可選擇 難易度及安全性佳等功效。 【先前技術】 參閱第十一 A圖’傳統平衡裝置係於一踩踏板951下方 設置一接觸地面的半圓件952 ’如此可供一使用者953站立於 該踩踏板951上進行平衡遊戲。 、 傳統裝置產生以下問題： [1] 呆板沒變化。參閱第十一 B及第十一（：圖，傳統平衡 裝置僅以固定的踩踏板951供使用者953踩踏，再透過該半圓 件952進行平衡遊戲，而踩踏板951是平面不動的，使用者 953頂多只能踩在其上搖晃擺動，不會有進一步的變化(例如朝 $同方向滾動’或是更進-步以不同速度朝不同方向滾動）， 、間久平衡感訓練出來，必然乏味，而且也沒有任何的聲 光音效製造氣氛。故，呆板沒變化。 [2] 女全性較差。傳統平衡裝置完全沒有任何的安全措 ^是放在硬質地面(例如水泥地)上，—旦不慎從踩踏板951 上掉落，仍有摔傷的可能性。故，安全較差。 有鑑於此’必需研發出可解決上述習用缺點之技術。 【發明内容】 及方ί發目目ί ’在於提供—種虛擬實境平衡能力遊戲系統 佳之優點13擬ί境的平衡遊戲、可選擇難易度及安全性 置呆触祕舰平衡裝 供—種顧料平衡能力 -虛擬實境場地，係具有—圍牆部、—通道、—底部、一 201223602 活動空間及-設備空間，該_ :係位於該圍牆部與該底部之間於S: 一驅動部，係設於該設備空間内；

一，衡_，係可轉_設⑽斜上，錄霞活動空 間”該设触間n可被鞠動部驅動而軸，以供 用者於該活触間内，踩踏於滾動的該平衡球體上配合該 態影像及鞠歸像音效，而進行虛擬實境平衡能力遊戲； 控制部，係用以控制該影像產生部及該驅動部動作。 至於方法部份則包括下列步驟： 一 ·準備步驟； 二·啟動步驟； 三虛擬實境平衡遊戲步驟；及 四•完成步驟。 本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳 細說明與附圖中，獲得深入瞭解。 茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後： 【實施方式】 本發明係為一種虛擬實境平衡能力遊戲系統及方法，參閱 第一A、第二及第三圖，其系統部份包括： 一虛擬實境場地10 ’係具有一圍牆部11、一通道12、一 底部13、一活動空間14及一設備空間15，該圍牆部11具有 一圍牆内表面111，該活動空間14係位於該圍牆部11與該底 部13之間，該設備空間15係位於該底部13下方； 一影像產生部20，係設於該圍牆部11内，用以朝該圍牆 内表面111投射一概呈360度之動態影像21A，並發出一動態 影像音效22A ; 一驅動部30，係設於該設備空間15内； 201223602 一平衡球體40 ’係可轉動的設於該底部13上，且位於該 活動空間14與該设備空間15之間’而可被該驅動部3〇驅動 而滾動，以供一使用者301於該活動空間14内，踩踏於滾動 的該平衡球體40上，配合該動態影像21A及該動態影像音效 22A，而進行虛擬實境平衡能力遊戲(參閱第五a圖）； 一控制部50，係用以控制該影像產生部2〇及該驅動部3〇 動作。 實務上，該圍牆部11係近似球體結構。 該底部13係軟質地板結構，用以防止該使用者3〇1掉落

該平衡球體40而摔傷，且該底部13下方又設有觸動感測器 131(參閱第六圖），用以當使用者碰觸該底部13時，朝該控制 部50發出一警告訊號13A，該控制部5〇即停止該驅動部30， 防止該使用者301被滾動中的該平衡球體4〇碰觸而受傷。 該影像產生部20係包括：複數個投影裝置21及一音效部 22，該複數個投影裝置21係以放射狀態朝該圍牆内表面lu 投射該動態影像21A ’該音效部22用以發出該動態影像音效 22A。 該驅動部30係包括複數組(參閱第四圖，本發明係設四組） 的滾動裝置30A，其係平均分佈於該平衡球體4〇週圍；該每 一滾動裝置30A(參閱第一 B圖）皆包括： 一動力滾輪31，係用以接觸並驅動該平衡球體4〇滾動； =動力部32，係包括一伺服馬達32丨及一減速裝置322(例 =為減速錄㈣，鋪服馬達321触之動力佩過該減速 裝置322傳動該動力滾輪31。 本發明又包括一安全裝置6〇，其為陀螺儀，該安全裝置 ^以裝設於該使用者3〇1身上，當該使用者3〇1 於該平衡 罟^ 〇 ^因平衡感不佳而晃動時(參閱第五A圖），該安全裝 古之二軸(Χ、γ&ζ軸)角度值(分別為α、冷及^)即產生 例如朝Χ轴方向愈傾斜，則其角度值變化愈大)，用 為該控制部50控繼驅動部3〇之依據，以改變滾動該平 201223602 衡球體40的速度。

參閱第七及第八圖’本發明之方法部份係包括下列步驟： 一 ·準備步驟71 :參閱第一 A、第一 B、第二、第三及第 四圖，預先準備一虛擬實境場地10、一影像產生部2〇、一驅 動部30、一平衡球體40及一控制部5〇，該影像產生部2〇、 該驅動部30、該平衡球體40及該控制部5〇皆設於該虛擬實 境場地10内，該虛擬實境場地1〇具有一圍牆部u、一通道 12、一底部13、一活動空間14及一設備空間15，該圍牆部 U具有一圍牆内表面111，該活動空間14係位於該圍牆部u 與該底部13之間，該設備空間15係位於該底部13下方；該 驅，部30係設於該設備空間15内；該平衡球體4〇係可轉動 的戎於該底部13上，且位於該活動空間14與該設備空間15 之間；該通道12用以供一使用者301進入該活動空間14，而 可踩踏於該平衡球體40上； 一 ·啟動步驟72 :透過該控制部5〇啟動該影像產生部2〇 ^該驅動部3G，該影像產生部2G用_該離内表面U1投 正二”呈360度之動態影像21A及一動態影像音效22A ;該 平衡^體40係於該活動空間14内被該驅動部3〇驅動而滚動； 兮平二境平衡遊戲步驟73:該使用者3G1在滾動的 二上踩踏並保持平衡，並觀看該動態影像21A， 且跨聽該巧影像音效22A，而進行虛擬實境平衡能力遊戲； 步驟74:該控制部5G停止1^影像產生部20及 〜15動j 3G ’完成虛擬實境平衡能力遊戲。 述步驟巾，該職部11係近似球體結構。 該底部13係軟質地板結構，用 =第體：摔傷，且該底部13下方二感^ 部朗者碰觸該底部13時，朝該控制 钟f動中的千衡球體40碰觸而受傷。 像產生指係包括：複數個投影裝置21及-音效部 201223602 複數個投影裝置21係以放射狀_以朝丘同朝該圍膽 内表面111投射該動態影像21Α，兮立分 八 ° 態影像音效22Α。 9效部22用以發出該動 的滚係if複數組(參㈣明，本發明係設四組） -滾動Ϊ置3GA :自平均分佈於該平衡球體4。週圍；該每 ，力滾輪31 U &接觸並驅動該平衡球體4G滾動； 如a ^32、’係包括一舰馬達321及—減速裝置项例

ΐίΐΐϊί )，該恤馬達321輸出之動力艇過該減速 裝置322傳動該動力滾輪31。 本發明又包括-安全裝置6〇，其為_儀 6〇用以裝設於該使用者301身上，當該使用者3〇1於該g 球體4〇上因平衡感不佳而晃動時(參閱第五A圖），該安全 ，60之三軸(X、Y&Z軸)角度值(分別為^、沒及了）即產生 尚低變化(例如朝X軸方向愈傾斜，則其角度值變化愈大），用 以作為該控制部50控制該驅動部3〇之依據，以改變滾動 衡球體40的速度。 卞

關於本發明之動作過程部份(參閱第九圖），從開始 包括下列步驟： W 步驟A11(811):系統初始化。 步驟A12(812):設定虛擬遊戲模式。 步驟A13(813):載入虛擬環境檔案。 步驟A14(814):接收陀螺儀感測訊號。 步驟A15(815):接收觸動感測器感測訊號。 步驟A16(816):訊號處理。 步驟A17(817):計算陀螺儀三轴角度值，並將角度值轉換 為人體平衡狀態之控制參數。 、 步驟A18(818):進行虛擬實境影像及音效產生器中的時序 ，制運算，此步驟並可擷取或存入虛擬實境資料内之相關資 201223602 步驟A19(819):進行虛擬實境影像及音效產生器中的交互 作用運鼻，此步驟並可擁取或存入虛擬實境資料内之相關資 料。 步驟A20(820):進行虛擬實境影像及音效產生器中的得分 運算，此步驟並可擷取或存入虛擬實境資料内之相關資料。 步驟A21(821):傳出伺服馬達(A)、（b)、（c)與(D)速度控 制指令(可擷取虛擬實境資料内之相關資料）。 步驟A22(822):驅動平衡球體產生滾動。

步驟A23(823):顯示虛擬影像及音效(此步驟與前步驟可 對調）。 “步驟A24(824):判別使用者是否落地？若判別結果為 否”，則回到步驟A14(814)重新動作，若判別結果為 “是”，則進行下一步驟。 步驟A25(825):顯示得分，然後結束。 關於前述步驟中的交互作用運算部份(參閱第十圖）， 始後可包括下列步驟： 1 步驟Bl(91):傳入陀螺儀角度值。 步驟B2(92):計算平衡角速度。 步驟B31(931):傳出控制平衡球體轉速及方向指令。 步驟B32(932):傳出影像及音效物件控制指令(此步 與前步驟對調），然後結束。 亦即，本發明在該使用者301站到該平衡球體4〇上後， 即可由該控制部50啟動該投影裝置21、該音效部22及該驅 動部30，該投影裝置21及該音效部22分別於該活動空間 内產生讓該制者3G1聽、看的該動m像21A與該動態影 像音效22八’一該動力滚輪η開始驅動該平衡球體4〇滾動如 第五Α圖所示，假設剛開始該動態影像21Α呈現一第一區 P1中環境優美之鄉間小徑，此時該平衡球體4〇係被配合沿該 鄉間小徑，路線轉動(配合小徑的f曲度跟著朝不同方 動’可提面該使用者301的臨場感）..·（中間區域的影像與 201223602 音效隨設定可長可短，料_)，最後呈H區域p2中 鄉間小徑的盡頭(當然也可岐再呈現不_影像與音效，全 依實際設計而變），然後結束遊戲，整個遊戲過程讓該使用者 301在心裡虛擬出好像真的在鄉間小徑進行平衡遊戲般，相當 有趣。 當然，為使平衡遊戲更有變化性，可以再設定出不同難易 路徑(如第五B與第五c圖所示，該動態影像2lA分 別呈現解的近乎総雜與__線路徑），並配合在該 平衡球體40^L停㈣時縣以k(不娜錢之路徑)的計算方 式二數值愈尚(代表平衡感極佳，幾乎沒有從該平衡球體4〇上 掉落)代表得分愈高，可提高平衡遊戲的趣味性。 本發明之優點及功效可歸納如下： 虛擬實境的平衡遊戲。本發明於虛擬實境場地播放動 ，。衫像與觸f彡像音效，讓使肖者在踩踏平衡球體的同時，因 為聽到與看到動態影像(例如優美的鄉間小徑)及動態影像音 效’而在讀感受到好像是真的紐美的㈣小徑t行進，且 動態影像與動態影像音效皆可依設定進行賴，極富變化性。 [2]可選擇難易度。假設使用者—開始只選 ，^行平衡it戲’並在一段時間後，平衡感提高，直線模式

/ 射轉織小彎曲路雜式或是複雜的迴轉小 容^树奴更新），就算辆轉倾模式都成 再融入不同的轉速變化，讓使用者不知何時 二變么f是變快，可以講是讓使用者—直都能玩到新的模 式，不會有乏味的時候。 , [3]安全性佳。本發明之底部為軟質地板，且軟質地 方再設有觸械·，另外在使用者身上還SJ定有安全裝置，

Hi測器感測到有外力接觸(可能是使用者掉落而接 制社即停止驅動部而使平衡球體停止滾動， 似賴上搖晃幅度太大(可能代表平衡感差，隨時會 掉落），則文全裝置發出的訊號亦會使控制部停止(或是放慢) 201223602 以免掉落。故安全性 f衡球體軸，讓使用者可㈣穩腳步， 佳0 所做Ζίΐΐϊΐ實施例詳細說明本發明，對於該實施例 ί圖變化’皆不脫離本發明之精神與範圍。 第_ Α圖係本發明之示意圖 圖係第一 A圖之部份結構之示意圖 明之動態影像及動態影像音效之示意圖 ^二圖係本發明之投影裝置投射轉影像之 圖 =係本發明之滾動裝置與平衡球體之示意圖 =五A _、本發明之進行平衡遊戲之示意圖 五Β A圖之動態影像之部份影像的第-種變化例 第五c itir圖鄉败部靖的第二種變化例 第六圖係本發明之觸動感測器之示意圖 第七圖係本發明之方法之流程圖 第八圖係本發明之主要結構之系統架構示 第九圖係本發明之動作之流程圖 〜 鲁 =圖係第九圖之計算陀螺儀三㈣度值之流 —1十穌=卜^鳴物統平衡裝置 201223602

【主要元件符號說明】 10虛擬實境場地 11圍牆部 111圍牆内表面 12通道 13底部 131觸動感測器 13A警告訊號 14活動空間 15設備空間 20影像產生部 21投影裝置 21A動態影像 22音效部 22A動態影像音效 30驅動部 301、953使用者 30A滾動裝置 31動力滚輪 32動力部 321伺服馬達 322減速裝置 40平衡球體 50控制部 60安全裝置 71準備步驟 72啟動步驟 73虛擬實境平衡遊戲步驟 74完成步驟 811步驟All 812步驟A12 813步驟A13 814步驟A14 815步驟A15 816步驟A16 817步驟A17 818步驟A18 819步驟A19 820步驟A20 821步驟A21 822步驟A22 823步驟A23 824步驟A24 825步驟A25 91步驟B1 92步驟B2 931步驟B31 932步驟B32 951踩踏板 952半圓件 P1第一區域 P2第二區域

Claims (1)

1. 201223602 七、申請專利範圍 1 · 一種虛擬實境平衡能力遊戲系統，其包括： 一虛擬實境場地，係具有—_部、 二活動空間及一設備空間，該圍牆部具有；牆内、 -影像產生部，係設於該圍牆部内，用 面投射-概呈360度之動態影像，Jt發出1 表 一驅動部，係設於該設備空間内； ^ &像《效， -平衡球體’係可轉動的設於該底部上 j間=空間之間，而可被該驅動部驅動而滾= ，一使用者於該活動空_，_於滾動_ 上’配合該動祕像及軸祕像音效， = 平衡能力賴； ㈣體擬實境 二控制部，係用以控制該影像產生部及該驅動部動作。 ί申^利範圍第1項所述之虛擬實境平衡能力遊戲系 該圍牆部係近似球體結構； 鲁 3 該底部係軟質地板結構，用雜止該使㈣掉落該平衡 球體而摔傷； ' 該底部下方設-觸動感測器，用以當使用者碰觸該 時，朝該控制部發出-警告訊號，該控制部即停止該驅動 部，防止使用者被滾動中的平衡球體碰觸而受傷。 •如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境平衡能力遊 統，其中，該影像產生部係包括： ' ，一投影裝置，係以放射狀態朝該圍牆内表面投射該動態 影像； 〜 一音效部，係用以發出該動態影像音效。 •如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境平衡能力遊戲系 統，其中，該驅動部係包括複數組的滾動裝置，其係平土句 12 4 201223602 分佈於該平衡球體週圍；該每一滾動裝置皆包括： 動力滾輪，係用以接觸並驅動該平衡球體滾動； 、二Ϊ力ί，係包括一词服馬達及一減速裝置，該伺服馬 達輸出之動力係透過該減速裝置傳動該動力滾輪。 5 ㈣1賴述之虛擬實境平衡能力遊戲系 括一安全裝置，其為陀螺儀，該安全裝置用以 裝设於該使用者身上，用以即時檢測使用者於該平衡球體 上之平衡狀態，以作為該控制部控制該驅動 改變滾動該平__速度。 M

   種虛擬實境平衡能力遊戲方法，其包括下列步驟： 一·準備步驟：預先準備一虛擬實境場地、一影像產生部、 :驅動部一平衡球體及—控制部，該影像產生部、 該驅動部、該平衡球體及該控制部皆設於該虛擬實境 場地内，該虛擬實境場地具有一圍牆部、一通道、一 底部、一活動空間及一設備空間，該圍牆部具有一圍 牆内表面，該活動空間係位於該圍牆部與該底部之 間，該設備空間係位於該底部下方；該驅動部係設於 該设備空間内；該平衡球體係可轉動的設於該底部 上，且位於S玄活動空間與該設備空間之間；該通道用 以供一使用者進入該活動空間，而可踩踏於該平衡球 體上； 二.啟動步驟：該控制部啟動該影像產生部及該驅動部， 該影像產生部用以朝該圍牆内表面投射一概呈360度 之動態影像，並發出一動態影像音效；該平衡球體係 於該活動空間内被該驅動部驅動而滾動； 一虛擬實i兄平衡遊戲步驟：該使用者在滚動的該平衡球 體上踩踏並保持平衡，配合該動態影像及該動態影像 音效，而進行虛擬實境平衡能力遊戲； 四·完成步驟··該控制部停止該影像產生部及該驅動部； 完成虛擬實境平衡能力遊戲。 13 201223602 7·如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境平衡能力遊戲方 法，其中： 該圍牆部係近似球體結構； 該底部係軟質地板結構，用以防止該使用者掉落該平衡 球體而摔傷； ~ 該底部下方設一觸動感測器，用以當使用者碰觸該底部 時，朝該控制部發出一警告訊號，該控制部即停止該驅動 部’防止使用者被滚動中的平衡球體碰觸而受傷； 一投影装置，係以放射狀態朝該圍牆内表面投射該動態 影像； 〜 •一音效部’係用以發出該動態影像音效。 8.如申請專利範圍第6項所述之虛擬實境平衡能力遊戲方 法，其中，該驅動部係包括複數組的滾動裝置，其係平均 分佈於該平衡球體週圍；該每一滾動裝置皆包括：' '' - 動力滾輪，係用以接觸並驅動該平衡球體滚動； 一動力部，係包括一伺服馬達及一減速裝置，該伺服 達輸出之動力係透過該減速裝置傳動該動力滾輪。 9 ·如㈣專利顧第6項所述之虛擬實境平衡能力遊戲方 法，其又包括一安全裝置，其為陀螺儀，該安全裴 • 裝設於該使用者身上，用以即時檢測使用者於該平衡球體 上之平衡狀態，以作為該控制部控制該驅動部 • 改變滾動該平衡球體的速度。 錄人 14