基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法和控制装置。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术、等多种技术的集合。是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。

在目前的消费级VR设备中，大部分的VR头显都不具备配套的体感交互，而正因为缺少了体感交互，使得这些设备未能构成完善的虚拟现实体验。在体感交互技术中又可以细分出各种类别及产品，比如：空间定位技术、动作捕捉技术等。目前的空间定位技术稳定性和耐用性较差，比如定位器抖动严重，可能会导致无法定位的问题，随着使用时间的加和，机械结构磨损，也会导致定位失灵等故障。动作捕捉技术由于需要庞大的程序计算量，对硬件设备有一定的配置要求，同时受外界环境影响大，比如环境光线昏暗、背景杂乱、有遮挡物等都无法很好的完成动作捕捉；此外捕捉的动作如果不是合理的摄像机视角以及程序处理影响等，对于比较精细的动作可能无法准确捕捉。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法和控制装置，能够将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

第一方面，本发明实施例提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法，包括以下步骤：

建立与现实人物对应的角色模型；

采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据；

采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作。

根据本发明实施例提供的基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法，至少具有如下有益效果：通过先建立与现实人物对应的角色模型，然后采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

在上述虚拟现实角色同步控制方法中，所述建立与现实人物对应的角色模型，包括以下步骤：

获取现实人物的身体结构的静态数据；

建立与现实人物对应的骨骼模型；

基于所述骨骼模型制作关节结构，并进行蒙皮处理，得到与现实人物对应的角色模型。

通过先获取现实人物的身体结构的静态数据，根据静态数据建立与现实人物对应的骨骼模型，然后基于所述骨骼模型制作关节结构，最后进行蒙皮处理，从而得到与现实人物对应的角色模型。

在上述虚拟现实角色同步控制方法中，所述动态数据包括现实人物头部、手部和腿部的转动数据、高度数据和移动数据。

在上述虚拟现实角色同步控制方法中，所述采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，包括：

采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步；

采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步。

通过采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步，以及采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步，从而实现将现实人物的动作的动态数据映射到所建立的角色模型中。

第二方面，本发明实施例提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制装置，包括：

模型建立单元，建立与现实人物对应的角色模型；

数据采集单元，采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据；

动作映射单元，采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作。

根据本发明实施例提供的基于体感定位的虚拟现实角色同步控制装置，至少具有如下有益效果：通过模型建立单元先建立与现实人物对应的角色模型，然后数据采集单元通过采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后动作映射单元采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

在上述虚拟现实角色同步控制装置中，所述模型建立单元采用以下步骤建立与现实人物对应的角色模型：

获取现实人物的身体结构的静态数据；

建立与现实人物对应的骨骼模型；

基于所述骨骼模型制作关节结构，并进行蒙皮处理，得到与现实人物对应的角色模型。

模型建立单元通过先获取现实人物的身体结构的静态数据，根据静态数据建立与现实人物对应的骨骼模型，然后基于所述骨骼模型制作关节结构，最后进行蒙皮处理，从而得到与现实人物对应的角色模型。

在上述虚拟现实角色同步控制装置中，所述数据采集单元采集的所述动态数据包括现实人物头部、手部和腿部的转动数据、高度数据和移动数据。

在上述虚拟现实角色同步控制装置中，所述动作映射单元中的所述采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，包括：

采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步；

采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步。

动作映射单元通过采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步，以及采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步，从而实现将现实人物的动作的动态数据映射到所建立的角色模型中。

第三方面，本发明实施例提供一种运行控制装置，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上第一方面实施例所述的虚拟现实角色同步控制方法。

根据本发明实施例提供的运行控制装置，至少具有如下有益效果：通过模型建立单元先建立与现实人物对应的角色模型，然后数据采集单元通过采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后动作映射单元采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面实施例所述的虚拟现实角色同步控制方法。

根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质，至少具有如下有益效果：通过模型建立单元先建立与现实人物对应的角色模型，然后数据采集单元通过采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后动作映射单元采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明实施例一提供的一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制装置的结构图；

图5是本发明实施例五提供的一种运行控制装置的示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法和控制装置，能够将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，本发明的第一方面实施例提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法，包括以下步骤：

步骤S110：建立与现实人物对应的角色模型；

步骤S120：采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据；

步骤S130：采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作。

根据本发明实施例提供的基于体感定位的虚拟现实角色同步控制方法，通过先建立与现实人物对应的角色模型，然后采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

参照图2，基于上述图1的虚拟现实角色同步控制方法，步骤S110中的所述建立与现实人物对应的角色模型，包括以下步骤：

步骤S210：获取现实人物的身体结构的静态数据；

步骤S220：建立与现实人物对应的骨骼模型；

步骤S230：基于所述骨骼模型制作关节结构，并进行蒙皮处理，得到与现实人物对应的角色模型。

通过先获取现实人物的身体结构的静态数据，根据静态数据建立与现实人物对应的骨骼模型，然后基于所述骨骼模型制作关节结构，最后进行蒙皮处理，从而得到与现实人物对应的角色模型。

基于上述图1或者图2的虚拟现实角色同步控制方法，所述动态数据包括现实人物头部、手部和腿部的转动数据、高度数据和移动数据。

参照图3，基于上述图1的虚拟现实角色同步控制方法，步骤S130中的所述采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，包括：

步骤S310：采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步；

步骤S320：采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步。

通过采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步，以及采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步，从而实现将现实人物的动作的动态数据映射到所建立的角色模型中。

参照图4，本发明的第二方面实施例提供一种基于体感定位的虚拟现实角色同步控制装置，包括：

模型建立单元410，建立与现实人物对应的角色模型；

数据采集单元420，采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据；

动作映射单元430，采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作。

根据本发明实施例提供的基于体感定位的虚拟现实角色同步控制装置，通过模型建立单元410先建立与现实人物对应的角色模型，然后数据采集单元420通过采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后动作映射单元430采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

基于上述图4的虚拟现实角色同步控制装置，所述模型建立单元410采用以下步骤建立与现实人物对应的角色模型：

获取现实人物的身体结构的静态数据；

建立与现实人物对应的骨骼模型；

基于所述骨骼模型制作关节结构，并进行蒙皮处理，得到与现实人物对应的角色模型。

模型建立单元410通过先获取现实人物的身体结构的静态数据，根据静态数据建立与现实人物对应的骨骼模型，然后基于所述骨骼模型制作关节结构，最后进行蒙皮处理，从而得到与现实人物对应的角色模型。

在上述虚拟现实角色同步控制装置中，所述数据采集单元420采集的所述动态数据包括现实人物头部、手部和腿部的转动数据、高度数据和移动数据。

基于上述图4的虚拟现实角色同步控制装置，所述动作映射单元430中的所述采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，包括：

采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步；

采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步。

动作映射单元430通过采用动画融合技术将头部和腿部的动态数据融合，实现头部和腿部动作的同步，以及采用反向运动学技术将手部和腿部的动态数据融合，实现手部和腿部动作的同步，从而实现将现实人物的动作的动态数据映射到所建立的角色模型中。

参照图5，本发明的第三方面实施例提供一种运行控制装置500，包括至少一个控制处理器510和用于与所述至少一个控制处理器510通信连接的存储器520；所述存储器520存储有可被所述至少一个控制处理器510执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器510执行，以使所述至少一个控制处理器510能够执行如上第一方面实施例所述的虚拟现实角色同步控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S110至S130、图2中的方法步骤S210至S230和图3中的方法步骤S310至S320。

根据本发明实施例提供的运行控制装置500，通过先建立与现实人物对应的角色模型，然后采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

本发明的第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面实施例所述的虚拟现实角色同步控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S110至S130、图2中的方法步骤S210至S230和图3中的方法步骤S310至S320。

根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质，通过先建立与现实人物对应的角色模型，然后采用体感采集器获取现实人物的动作的动态数据，最后采用动画融合技术和反向运动学技术将所述动态数据映射到所述角色模型中，以使所述角色模型完成现实人物的动作，可以将使用者的动作同步展示到虚拟人物的身上，从而可以展示前进、后退、转身、起立、下蹲、握持、握拳等动作，将使用者的肢体动作真实的反应到虚拟人物身上，就可以有效的降低晕动症的发生，大大提高沉浸感。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质或非暂时性介质和通信介质或暂时性介质。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘DVD或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。