基于游戲引擎的4d體感交互系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，包括計算機(jī)、體感裝置、力反饋發(fā)生裝置、特效發(fā)生裝置，計算機(jī)中安裝有游戲引擎，游戲引擎加載有將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范數(shù)據(jù)的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元和用于存儲事件的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元；體感裝置與計算機(jī)通過總線接口連接；力反饋發(fā)生裝置和特效發(fā)生裝置與計算機(jī)通過信號線連接。利用Kinect體感器替代傳統(tǒng)游戲的輸入外設(shè)，克服了對鼠標(biāo)、鍵盤或游戲手柄等操作裝置的依賴，同時增加了震動和特效反饋裝置，將游戲的聲音、碰撞、風(fēng)、燈光等特效更加真實(shí)地展示，增添體感交互的真實(shí)性、帶入性；同時削弱了游戲?qū)θ梭w的生理、心理傷害。
【專利說明】基于游戲引擎的40體感交互系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于40技術(shù)，且特別是關(guān)于一種基于游戲引擎的40體感交互系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]游戲產(chǎn)業(yè)作為一門新興的娛樂產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到迅猛的發(fā)展。玩家進(jìn)行游戲時，對游戲的操控性與游戲的代入感的要求也逐漸提高。目前，在國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)的游戲種類很多，但是還沒有使用游戲引擎開發(fā)過基于？的體感游戲及自然用戶交互的支持，各別公司也僅僅是提供了一些游戲的展示效果，體感交互系統(tǒng)的開發(fā)還十分不成熟。同時，由于體感交互系統(tǒng)不需要外置的游戲控制器，即克服了對鼠標(biāo)、鍵盤或游戲手柄等操作裝置的依賴。傳統(tǒng)的游戲方式不僅僅有操控上的依賴，有時候甚至?xí)a(chǎn)生一些生理上的游戲傷害。鼠標(biāo)手、鍵盤手、長期不運(yùn)動造成的肥胖、高血壓等病癥在現(xiàn)今快節(jié)奏的社會生活當(dāng)中屢見不鮮。如何既能做到放松的娛樂，又能兼顧玩家的生理健康變成為當(dāng)前發(fā)展的新的方向。目前，在國內(nèi)外使用口11103(1進(jìn)行游戲開發(fā)的產(chǎn)品很多。因?yàn)榭?1103(1是一款通用的游戲引擎，在游戲的多個平臺上都有很多的應(yīng)用。但是目前還仍未有基游戲引擎的40體感交互系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種基于游戲引擎的40體感交互系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于游戲引擎的40體感交互系統(tǒng)，包括計算機(jī)、體感裝置、力反饋發(fā)生裝置、特效發(fā)生裝置，所述的計算機(jī)中安裝有游戲引擎，所述的游戲引擎加載有將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范數(shù)據(jù)的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元和用于存儲事件的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元；所述的體感裝置與所述的計算機(jī)通過總線接口連接；所述的力反饋發(fā)生裝置和所述的特效發(fā)生裝置與所述的計算機(jī)通過信號線連接。
[0005]進(jìn)一步，所述的游戲引擎為01103(1游戲引擎。
[0006]進(jìn)一步，所述的體感裝置為1(1116(31: ^01- 1111(10*8版本的1(1116(31:體感器。
[0007]進(jìn)一步，所述的體感器具有即時動態(tài)捕捉單元、影像識別單元、麥克風(fēng)輸入單元、語音識別單元。
[0008]進(jìn)一步，所述的即時動態(tài)捕捉單元包括左側(cè)的紅外投影機(jī)、中間的彩色攝像頭、右側(cè)的紅外攝像機(jī)；所述的影像識別單元包括將采集的事件轉(zhuǎn)換成事先定義的事件的1(111601:數(shù)據(jù)處理模塊和用于輸出1(111601:數(shù)據(jù)的1(111601:數(shù)據(jù)接口模塊，所述的1(111601:數(shù)據(jù)接口模塊將數(shù)據(jù)傳輸至所述的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元；所述的麥克風(fēng)輸入單元為由四個相互獨(dú)立的麥克風(fēng)組成四元線性麥克風(fēng)陣列；所述的體感器還包括馬達(dá)和三軸加速計。
[0009]進(jìn)一步，所述的力反饋發(fā)生裝置為震動發(fā)生裝置。
[0010]進(jìn)一步，所述的特效發(fā)生裝置為聲音發(fā)生裝置、光發(fā)生裝置、風(fēng)發(fā)生裝置中的一種或一種以上的組合。
[0011]進(jìn)一步，所述的震動發(fā)生裝置為便攜式可佩帶于手腕的震動馬達(dá)。
[0012]進(jìn)一步，所述的聲音發(fā)生裝置為音響，所述的光發(fā)生裝置為LED燈，所述的風(fēng)發(fā)生裝置為風(fēng)機(jī)。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:利用Kinect體感器感應(yīng)識別人體三維信息，并將感應(yīng)轉(zhuǎn)化為定義事件輸送至計算機(jī)中，通過與數(shù)據(jù)庫中的事件庫分析、決策，由游戲引擎輸出控制信號，實(shí)現(xiàn)對游戲被控對象的控制，替代了傳統(tǒng)游戲的輸入外設(shè)，克服了對鼠標(biāo)、鍵盤或游戲手柄等操作裝置的依賴，同時增加了震動和特效反饋裝置，將游戲的聲音、碰撞、風(fēng)、燈光等特效更加真實(shí)地展示，增添了體感交互的真實(shí)性、帶入性，幫助游戲玩家獲得更多的真實(shí)游戲樂趣；同時，削弱了游戲?qū)θ梭w的生理、心理傷害，使玩家從長期一個姿勢改為與游戲人物互動，減少因長期不動而至肥胖、高血壓等疾病的得病率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的特效工作流程圖；
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的控制流程圖；
[0017]圖4是Kinect體感器的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，包括計算機(jī)、體感裝置、力反饋發(fā)生裝置、特效發(fā)生裝置，所述的計算機(jī)中安裝有游戲引擎，所述的游戲引擎加載有將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范數(shù)據(jù)的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元和用于存儲事件的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元；所述的體感裝置與所述的計算機(jī)通過總線接口連接；所述的力反饋發(fā)生裝置和所述的特效發(fā)生裝置與所述的計算機(jī)通過信號線連接。
[0019]進(jìn)一步，所述的游戲引擎為Unity3d游戲引擎。
[0020]進(jìn)一步,所述的體感裝置為Kinect for Windows版本的Kinect體感器。
[0021]進(jìn)一步，所述的Kinect體感器具有即時動態(tài)捕捉單元、影像識別單元、麥克風(fēng)輸入單元、語音識別單元。
[0022]進(jìn)一步，所述的即時動態(tài)捕捉單元包括左側(cè)的紅外投影機(jī)、中間的彩色攝像頭、右側(cè)的紅外攝像機(jī)；所述的影像識別單元包括將Kinect采集的事件轉(zhuǎn)換成事先定義的事件的Kinect數(shù)據(jù)處理模塊和用于輸出Kinect數(shù)據(jù)的Kinect數(shù)據(jù)接口模塊,所述的Kinect數(shù)據(jù)接口模塊將數(shù)據(jù)傳輸至所述的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元；所述的麥克風(fēng)輸入單元為由四個相互獨(dú)立的麥克風(fēng)組成四元線性麥克風(fēng)陣列；所述的Kinect體感器還包括馬達(dá)和三軸加速計。
[0023]進(jìn)一步，所述的力反饋發(fā)生裝置為震動發(fā)生裝置。
[0024]進(jìn)一步，所述的特效發(fā)生裝置為聲音發(fā)生裝置、光發(fā)生裝置、風(fēng)發(fā)生裝置中的一種或一種以上的組合。
[0025]進(jìn)一步，所述的震動發(fā)生裝置為便攜式可佩帶于手腕的震動馬達(dá)。
[0026]進(jìn)一步，所述的聲音發(fā)生裝置為音響，所述的光發(fā)生裝置為LED燈，所述的風(fēng)發(fā)生裝置為風(fēng)機(jī)。
[0027]如圖2所示為本發(fā)明的特效工作流程圖，本系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)智能體感輸入的功能外，還包括智能輸出，組成完整的4D體感系統(tǒng)。游戲引擎中將部分特效定義為事件，如游戲環(huán)境中的聲音、碰撞、風(fēng)、燈光等。當(dāng)某特效環(huán)境發(fā)生時，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元判斷出特效事件，游戲引擎將特效事件發(fā)送至計算機(jī)控制器，計算機(jī)控制器收到觸發(fā)信號后發(fā)出控制信號至相應(yīng)的發(fā)生裝置，如果特效環(huán)境是碰撞事件，則控制力反饋發(fā)生裝置觸發(fā)，佩帶在人身的馬達(dá)發(fā)出震動，使玩家有身臨其境之感；如果特效環(huán)境是聲音，則控制音響發(fā)出特效聲音；如果特效環(huán)境是風(fēng)，則控制風(fēng)機(jī)動作，玩家會現(xiàn)實(shí)感覺到風(fēng)速；如果特效環(huán)境是燈光，則控制LED燈動作。
[0028]如圖3所示為本發(fā)明最佳實(shí)施例的控制流程圖，即時動態(tài)捕捉單元采集進(jìn)入Kinect區(qū)域的影響，Kinect數(shù)據(jù)處理模塊將采集事件轉(zhuǎn)換成定義事件，Kinect數(shù)據(jù)接口模塊將此定義事件輸出至游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元，游戲引擎中的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元進(jìn)行決策、分析并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號事件，即控制游戲人物動作；同時，Kinect還支持語音識別，控制流程為麥克風(fēng)輸入單元進(jìn)行語音提取，語音識別單元對提取信息進(jìn)行識別，將提取信息轉(zhuǎn)換為定義事件，再經(jīng)由Kinect數(shù)據(jù)接口模塊輸出至游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元，游戲引擎數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元對提取的語音進(jìn)行決策、分析，產(chǎn)生控制信號事件，即控制游戲人物動作。
[0029]如圖4所示為Kinect體感器的工作流程圖，分析比較接近Kinect的區(qū)域,也是最可能是人體的目標(biāo)，任何“大”字型物體會被Kinect認(rèn)為是玩家；然后逐點(diǎn)掃描這些區(qū)域深度圖像的像素；判斷屬于人體的各個部分，其中包含計算機(jī)圖形視覺技術(shù)，如邊緣檢測、噪聲閾值處理和對人體目標(biāo)特征點(diǎn)的分類等技術(shù)，把人體從環(huán)境中區(qū)分出來(人體部位是通過特征值來快速分類的，主要運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法獲取32個人體不同部位)，并用相鄰不同顏色表示；考慮到人體部位的重疊，分別從正面、側(cè)面、俯視角度去分析、機(jī)器學(xué)習(xí)，根據(jù)每一個可能的像素來確定關(guān)節(jié)點(diǎn)；最后根據(jù)骨骼跟蹤的20個關(guān)節(jié)點(diǎn)來生成一副骨架系統(tǒng)；Kinect數(shù)據(jù)處理模塊將Kinect采集的事件轉(zhuǎn)換成定義好的事件；Kinect數(shù)據(jù)接口模塊輸出定義事件至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、決策和存儲。另外，Kinect麥克風(fēng)輸入單元采集語音信息，語音識別單元進(jìn)行語音識別，由Kinect數(shù)據(jù)處理模塊將采集到的語音事件轉(zhuǎn)換成定義好的事件，再由Kinect數(shù)據(jù)接口模塊輸出至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模塊。
[0030]本發(fā)明的最佳實(shí)施例是通過Kinect獲取定義好的手勢指令和語音指令得到相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)以手勢、身體姿勢以及語音作為輸入元素，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可理解的命令，實(shí)現(xiàn)智能體感交互。利用Kinect體感器感應(yīng)識別人體三維信息，并將感應(yīng)轉(zhuǎn)化為定義事件輸送至計算機(jī)中，通過與數(shù)據(jù)庫中的事件庫分析、決策，由游戲引擎輸出控制信號，實(shí)現(xiàn)對游戲被控對象的控制，替代了傳統(tǒng)游戲的輸入外設(shè)，克服了對鼠標(biāo)、鍵盤或游戲手柄等操作裝置的依賴，同時增加了震動和特效反饋裝置，將游戲的聲音、碰撞、風(fēng)、燈光等特效更加真實(shí)地展示，增添了體感交互的真實(shí)性、帶入性，幫助游戲玩家獲得更多的真實(shí)游戲樂趣；同時，削弱了游戲?qū)θ梭w的生理、心理傷害，使玩家從長期一個姿勢改為與游戲人物互動，減少因長期不動而至肥胖、高血壓等疾病的得病率。
[0031]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這些實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:包括計算機(jī)、體感裝置、力反饋發(fā)生裝置、特效發(fā)生裝置，所述的計算機(jī)中安裝有游戲引擎，所述的游戲引擎加載有將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合規(guī)范數(shù)據(jù)的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元和用于存儲事件的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器單元；所述的體感裝置與所述的計算機(jī)通過總線接口連接；所述的力反饋發(fā)生裝置和所述的特效發(fā)生裝置與所述的計算機(jī)通過信號線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的游戲引擎為Unity3d游戲引擎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的體感裝置為Kinect for Windows版本的Kinect體感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的Kinect體感器具有即時動態(tài)捕捉單元、影像識別單元、麥克風(fēng)輸入單元、語音識別單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的即時動態(tài)捕捉單元包括左側(cè)的紅外投影機(jī)、中間的彩色攝像頭、右側(cè)的紅外攝像機(jī)；所述的影像識別單元包括將Kinect采集的事件轉(zhuǎn)換成事先定義的事件的Kinect數(shù)據(jù)處理模塊和用于輸出Kinect數(shù)據(jù)的Kinect數(shù)據(jù)接口模塊,所述的Kinect數(shù)據(jù)接口模塊將數(shù)據(jù)傳輸至所述的游戲引擎數(shù)據(jù)接口單元；所述的麥克風(fēng)輸入單元為由四個相互獨(dú)立的麥克風(fēng)組成四元線性麥克風(fēng)陣列；所述的Kinect體感器還包括馬達(dá)和三軸加速計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的力反饋發(fā)生裝置為震動發(fā)生裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的特效發(fā)生裝置為聲音發(fā)生裝置、光發(fā)生裝置、風(fēng)發(fā)生裝置中的一種或一種以上的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的震動發(fā)生裝置為便攜式可佩帶于手腕的震動馬達(dá)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于游戲引擎的4D體感交互系統(tǒng)，其特征在于:所述的聲音發(fā)生裝置為音響，所述的光發(fā)生裝置為LED燈，所述的風(fēng)發(fā)生裝置為風(fēng)機(jī)。
【文檔編號】G06F3/01GK104460962SQ201310433227
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王銳 申請人:天津聯(lián)合動力信息技術(shù)有限公司