6d體感互動系統和方法
2023-04-22 18:50:56 2
專利名稱：6d體感互動系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種遊戲控制技術，特別是涉及一種6D體感互動系統和方法。
背景技術：
3D遊戲是使用空間立體計算技術實現操作的遊戲。從編程實現的角度來說，遊戲基礎模型(如遊戲的人物、場景、以及基礎地形等)是使用三維立體模型實現的。3D遊戲中的人物角色控制是使用空間立體編程算法實現的。相對於傳統的2D遊戲而言的，3D遊戲因其採用了立體空間的概念，所以更顯真實，而且，3D遊戲對空間操作的隨意性也較強，也更容易吸引人。發明人在實現本發明過程中發現現有的3D遊戲雖然是基於3D建模而實現的，但是，現有的3D遊戲也僅限於用戶可以從多個視覺角度來感受遊戲，並不能夠帶給用戶實際的視覺立體感。有鑑於上述現有的3D遊戲存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的6D體感互動系統和新的6D體感互動方法，能夠克服現有的3D遊戲實現存在的問題，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的3D遊戲存在的缺陷，而提供一種新型結構的6D體感互動系統和6D體感互動方法，所要解決的技術問題是，使基於3D建模的遊戲帶給用戶實際的視覺立體感，提高人們的遊戲體驗，非常適於實用。本發明的目的以及解決其技術問題可以採用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種6D體感互動系統，所述系統包括3D遊戲運行裝置，用於運行基於3D建模的遊戲，接收外部輸入的遊戲控制信息，將所述遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令，將該遊戲控制命令提供給所述正在運行的遊戲，對所述遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並輸出所述處理後的遊戲畫面信息；3D顯示裝置，用於以3D的形式顯示所述3D遊戲運行裝置輸出的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。本發明的目的以及解決其技術問題還可以採用以下的技術措施來進一步實現。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述系統還包括遊戲手柄，用於根據用戶的操作產生遊戲控制信息，並將所述遊戲控制信息傳輸給所述3D遊戲運行裝置。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述遊戲手柄包括重力加速度傳感器；遊戲控制鍵；收發模塊，用於將所述重力加速度傳感器和遊戲控制鍵產生的遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述遊戲手柄還包括聲音擷取模塊，用於拾取聲音，並產生所述聲音的音頻信號，所述收發模塊將所述聲音的音頻信號作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送；和/或聲音播放模塊，用於播放所述收發模塊接收到的所述3D遊戲運行裝置發送來的播放音頻信號；和/或陀螺儀，用於產生採集數據，所述收發模塊將所述採集數據作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述系統還包括用於光源定位的發光源；光源跟蹤模塊，用於通過監測所述發光源獲得光源位置信息，並將所述光源位置信息作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。較佳的，如述的6D體感互動系統，其中所述系統還包括RGB彩色攝像頭和/或3D深度感應器，用於攝取圖像，並將所述攝取的圖像作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送；所述3D遊戲運行裝置識別接收到的圖像中的用戶的動作，並將所述動作轉換為所述遊戲可識別的遊戲控制命令。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述3D深度感應器包括紅外線發射器和紅外線CMOS攝像機，或者包括雷射發射器和雷射攝像機，或者包括LED發光設備和針對 LED光進行捕捉的光學攝像機。較佳的，前述的6D體感互動系統，其中所述系統還包括3D眼鏡。本發明的目的以及解決其技術問題可以採用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種6D體感互動方法，包括運行基於3D建模的遊戲；接收遊戲控制信息；將所述遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令；將所述遊戲空制命令提供給所述正在運行的遊戲；對所述遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理操作，並以3D的形式顯示所述處理後的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。較佳的，前述的6D體感互動方法，其中所述遊戲控制信息由遊戲手柄、光源跟蹤模塊、RGB彩色攝像頭、以及3D深度感應器中的至少一個產生。藉由上述技術方案，本發明的6D體感互動系統和方法至少具有下列優點及有益效果本發明通過將基於3D建模的遊戲運行產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並以3D的形式顯示處理後的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面，從而充分利用了 3D建模的遊戲所具有的3D特點，並帶給用戶實際的視覺立體感，提高人們的遊戲體驗，非常適於實用。綜上所述，本發明在實現技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖I為本發明的6D體感互動系統示意圖；圖2為本發明的6D體感互動方法示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的6D體感互動系統和方法其具體實施方式
、結構、特徵、步驟及功效，詳細說明如後。圖I示出了本發明具體實施例的一種6D體感互動系統，包括3D遊戲運行裝置I和3D顯示裝置2。另外，該系統還可以包括遊戲手柄3、發光源4、光源跟蹤模塊5、RGB彩色攝像頭6、3D深度感應器7、以及3D眼鏡中的至少一個。3D遊戲運行裝置I主要用於運行基於3D建模的遊戲，3D遊戲運行裝置I在接收到外部輸入的遊戲控制信息時，將該遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲能夠有效識別的遊戲控制命令，並將該轉換後的遊戲控制命令提供給正在運行的遊戲。上述基於3D建模的遊戲可以是體感遊戲，也可以是非體感遊戲，且該基於3D建模的遊戲可以是採用現有的3D建模技術而設計的遊戲。本發明不限制基於3D建模的遊戲所表現出來的具體遊戲名稱、以及如何採用現有的3D建模技術來構建遊戲的具體實現過程
坐寸ο3D遊戲運行裝置I接收到的遊戲控制信息即用戶表達出的其對正在運行的遊戲所需要進行的控制的信息。該遊戲控制信息可以為按鍵對應的遊戲控制信息，如遊戲手柄3的按鍵、計算機鍵盤、計算機滑鼠、或者遊戲機按鍵等的按鍵對應的遊戲控制信息；該遊戲控制信息也可以為拾取的聲音信息、攝取的圖像信息、獲得的光源位置信息、重力加速度傳感器以及陀螺儀產生的採集數據等。本發明不限制遊戲控制信息的具體表現形式。3D遊戲運行裝置I將其接收到的遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲能夠有效識別的遊戲控制命令的一個具體的例子為在正在運行的基於3D建模的遊戲不是體感遊戲且用戶希望實現體感遊戲的情況下，3D遊戲運行裝置I接收到的外部輸入的遊戲控制信息其實是體感遊戲控制信息，3D遊戲運行裝置I應先識別出該體感遊戲控制信息所需要表達的體感遊戲控制命令，之後，3D遊戲運行裝置I再將體感遊戲控制命令轉換為鍵盤或者滑鼠所對應的遊戲控制命令，該轉換後的遊戲控制命令才可以提供給正在運行的遊戲。另一個具體的例子為在正在運行的基於3D建模的遊戲即為體感遊戲的情況下，3D遊戲運行裝置I接收到的外部輸入的遊戲控制信息其本身就是體感遊戲控制信息，3D遊戲運行裝置I應識別出該體感遊戲控制信息所需要表達的體感遊戲控制命令，該識別出的體感遊戲控制命令可以直接提供給正在運行的遊戲。3D遊戲運行裝置I可以採用多種方法基於遊戲控制信息確定出遊戲控制命令，例如，3D遊戲運行裝置I可以基於Kinet技術根據其接收到的圖像序列來確定出體感遊戲控制命令；再例如，3D遊戲運行裝置I可以基於語音識別技術根據其接收到的音頻信號來確定出體感遊戲控制命令。本發明不限制3D遊戲運行裝置I根據其接收到的遊戲控制信息確定出正在運行的遊戲可以識別出的遊戲控制命令的具體實現過程。正在運行的遊戲在運行過程中會產生一系列的遊戲畫面信息，3D遊戲運行裝置I需要對該遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並將處理後的遊戲畫面信息向3D顯示裝置2發送，以使3D顯示裝置2顯示的畫面可以產生3D形式的立體視覺效果。3D顯示裝置2主要用於在接收到3D遊戲運行裝置I輸出的遊戲畫面信息後，以3D的形式顯示該遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。本發明中的3D顯示裝置2可以為現有的3D顯示器，如帶有視差柵欄的顯示器等。本發明的系統可以利用現有的多種3D技術來實現視覺的立體效果，例如自動立體顯示(AutoSterocopic)技術、快門式3D技術、或者不閃式3D技術等。上述自動立體顯示技術即所謂的「真3D技術」，在本發明的系統採用「真3D技術」的情況下，用戶可以不需要戴3D眼鏡來觀看立體影像。自動立體顯示技術通過利用所謂的「視差柵欄」，使兩隻眼睛分別接受不同的圖像，以形成立體效果。在本發明的系統採用快門式3D技術、或者不閃式3D技術的情況下，用戶需要帶3D眼鏡來觀看立體影像。由於本發明的6D體感互動系統可以採用現有的3D技術來產生視覺3D效果，因此，3D遊戲運行裝置I所執行的遊戲畫面信息的轉換操作、以及3D顯示裝置2如何以3D的方式來顯示其接收到的遊戲畫面信息等內容，應根據其採用的3D技術的原理來實現，本發明不限制上述遊戲畫面的3D顯示方式處理操作以及以3D形式顯示遊戲畫面的具體實現過程。由於本發明中的遊戲為基於3D建模的遊戲，且本發明可以將遊戲畫面信息以3D的形式顯示出來，附加的，本發明可以實現體感遊戲，因此，本發明的系統可以稱為6D (3D+3D)體感互動系統。本發明的遊戲手柄3可以包括重力加速度傳感器、遊戲控制鍵、以及收發模塊。另外，該遊戲手柄3還可以包括聲音擷取模塊、聲音播放模塊、陀螺儀、發光源、以及光源跟蹤模塊中的至少一個。上述例舉並沒有列出遊戲手柄3所包含的所有元件，例如，遊戲手柄3還可以包含有電源模塊、以及控制模塊等。重力加速度傳感器與收發模塊連接(如間接連接)，該重力加速度傳感器主要用於產生重力加速度傳感信號。該重力加速度傳感信號可以通過遊戲手柄3中的收發模塊向3D遊戲運行裝置I發送。例如，該加速度傳感信號可以先由遊戲手柄3中的控制模塊獲取，並由控制模塊將該信號通過收發模塊向3D遊戲運行裝置I發送。遊戲控制鍵主要用於根據用戶的按壓等操作產生遊戲控制信息，該遊戲控制信息可以通過遊戲手柄3中的收發模塊向3D遊戲運行裝置I發送。收發模塊主要用於進行遊戲手柄3與3D遊戲運行裝置I之間的信息傳輸，例如，收發模塊將遊戲手柄3產生的遊戲控制信息(如重力加速度傳感器、遊戲控制鍵、聲音擷取模塊、或者陀螺儀)向3D遊戲運行裝置I發送，再例如，收發模塊接收3D遊戲運行裝置I發送來的播放音頻信息等。收發模塊可以包括無線接口模塊以及有線接口模塊中的至少一個，即遊戲手柄3可以通過有線連接方式或者無線連接方式與3D遊戲運行裝置I連接。一個具體的例子該收發模塊可以包括藍牙、2. 4GHz模塊、WIFI模塊、紅外模塊或者USB接口等等。本發明不限制收發模塊的具體實現方式。聲音擷取模塊與收發模塊連接(如間接連接)。該聲音擷取模塊主要用於拾取聲音，其拾取的聲音的音頻信號可以作為遊戲控制信息通過收發模塊向3D遊戲運行裝置I發送。該聲音擷取模塊可以為麥克風等元件。本發明不限制聲音擷取模塊的具體表現形式。聲音播放模塊與收發模塊連接(如間接連接)。該聲音播放模塊主要用於在接收模塊接收到3D遊戲運行裝置I發送的播放音頻信號後，播放該播放音頻信號，以發出聲音。該聲音播放模塊可以為揚聲器。另外，該聲音播放模塊還可以包括耳機，即聲音播放模塊可以通過外放的方式向用戶播出聲音，也可以通過耳機向用戶播出聲音。陀螺儀與收發模塊連接(如間接連接)。陀螺儀即角運動檢測裝置。陀螺儀主要、用於產生採集數據。陀螺儀可以將其感知到的角速度的變化轉換為電信號，從而產生採集數據。陀螺儀產生的採集數據可以作為遊戲控制信息通過接口模塊向3D遊戲運行裝置I發送。發光源4可以設置在遊戲手柄3中。發光源4可以與遊戲手柄3中的電源模塊連接，發光源4主要用於光源定位。光源跟蹤模塊5主要用於通過監測發光源4來獲得光源位置信息，並將光源位置信息作為遊戲控制信息向3D遊戲運行裝置I發送。例如，光源跟蹤模塊5可以對其實時捕捉的光源信號進行運算分析，以獲得在At時間段內光信號的位置變化的信息。光源跟蹤模塊5可以包括無線接口模塊以及有線接口模塊中的至少一個，即光源跟蹤模塊5可以通過有線連接方式或者無線連接方式與3D遊戲運行裝置I連接。一個具體的例子該光源跟蹤模塊5可以包括藍牙、2. 4GHz模塊、WIFI模塊、紅外模塊或者USB接口等等。本發明不限制光源跟蹤模塊5的具體實現方式。RGB彩色攝像頭6、以及3D深度感應器7主要用於攝取圖像，並將其攝取的圖像作為遊戲控制信息向3D遊戲運行裝置I發送。RGB彩色攝像頭6、以及3D深度感應器7可以包括無線接口模塊以及有線接口模塊中的至少一個，即RGB彩色攝像頭6、以及3D深度感應器7可以通過有線連接方式或者無線連接方式與3D遊戲運行裝置I連接。一個具體的例子RGB彩色攝像頭6、以及3D深度感應器7可以包括藍牙、2. 4GHz模塊、WIFI模塊、紅外模塊或者USB接口等等。3D遊戲運行裝置I可以從接收到的圖像序列中識別出用戶的動作，從而3D遊戲運 行裝置I可以將其識別出的動作轉換為遊戲(如體感遊戲)可有效識別的遊戲控制命令。3D深度感應器7可以包括紅外線發射器和紅外線CMOS攝像機，也可以包括雷射發射器和雷射攝像機，還可以包括LED發光設備和針對LED光進行捕捉的光學攝像機。圖2示出了本發明具體實施例的一種6D體感互動方法。圖2中，S200、運行基於3D建模的遊戲。上述基於3D建模的遊戲可以是體感遊戲，也可以是非體感遊戲，且該基於3D建模的遊戲可以是採用現有的3D建模技術而設計的遊戲。本發明不限制基於3D建模的遊戲所表現出來的具體遊戲名稱、以及如何採用現有的3D建模技術來構建遊戲的具體實現過程
坐寸οS210、接收遊戲控制信息。具體的，該遊戲控制信息可以由遊戲手柄、光源跟蹤模塊、RGB彩色攝像頭、以及3D深度感應器中的至少一個產生。另外，該遊戲控制信息可以為按鍵對應的遊戲控制信息，如遊戲手柄3的按鍵、計算機鍵盤、計算機滑鼠、或者遊戲機按鍵等的按鍵對應的遊戲控制信息；該遊戲控制信息也可以為拾取的聲音信息、攝取的圖像信息、獲得的光源位置信息、重力加速度傳感器以及陀螺儀產生的採集數據等，具體如上述系統實施例中的描述，在此不再詳細說明。本發明不限制遊戲控制信息的具體表現形式。S220、將接收到的遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令。一個具體的例子為在正在運行的基於3D建模的遊戲不是體感遊戲且用戶希望實現體感遊戲的情況下，接收到的遊戲控制信息其實是體感遊戲控制信息，從而應先識別出該體感遊戲控制信息所需要表達的體感遊戲控制命令，之後，再將體感遊戲控制命令轉換為鍵盤或者滑鼠所對應的遊戲控制命令，該轉換後的遊戲控制命令才可以提供給正在運行的遊戲。另一個具體的例子為在正在運行的基於3D建模的遊戲即為體感遊戲的情況下，接收到的遊戲控制信息其本身就是體感遊戲控制信息，識別出該體感遊戲控制信息所需要表達的體感遊戲控制命令，該識別出的體感遊戲控制命令可以直接提供給正在運行的遊戲。本發明可以採用多種方法基於遊戲控制信息確定出遊戲控制命令，例如，本發明可以基於Kinet技術根據其接收到的圖像序列來確定出體感遊戲控制命令；再例如，本發明可以基於語音識別技術根據其接收到的音頻信號來確定出體感遊戲控制命令。本發明不限制根據接收到的遊戲控制信息確定出正在運行的遊戲可以識別出的遊戲控制命令的具體實現過程。
S230、將遊戲控制命令提供給正在運行的遊戲。S240、對遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理操作，並以3D的形式顯示處理後的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。具體的，正在運行的遊戲(體感遊戲或者非體感遊戲)在運行過程中會產生一系列的遊戲畫面信息，本發明需要對該遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並以3D形式顯示處理後的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面，以產生3D形式的立體視覺效果。本發明可以根據其採用的3D技術的原理來實現上述對遊戲畫面信息的3D顯示方式處理操作，本發明不限制上述遊戲畫面的3D顯示方式處理操作以及以3D形式顯示遊戲畫面的具體實現過程。本發明可以通過現有的3D顯示器，如帶有視差柵欄的顯示器等來顯示該具有3D視覺效果的遊戲畫面。需要說明的是，S240與S210、S220、以及S230之間並沒有明確的先後執行順序，例如，在剛運行遊戲時，雖然並沒有產生遊戲控制信息，但是，本發明同樣可以對運行的遊戲產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理操作並以3D形式顯示遊戲畫面。以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種6D體感互動系統,其特徵在於,該系統包括 3D遊戲運行裝置，用於運行基於3D建模的遊戲，接收外部輸入的遊戲控制信息，將所述遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令，將該遊戲控制命令提供給所述正在運行的遊戲，對所述遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並輸出所述處理後的遊戲畫面信息； 3D顯示裝置，用於以3D的形式顯示所述3D遊戲運行裝置輸出的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。
2.如權利要求I所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述系統還包括 遊戲手柄，用於根據用戶的操作產生遊戲控制信息，並將所述遊戲控制信息傳輸給所述3D遊戲運行裝置。
3.如權利要求2所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述遊戲手柄包括 重力加速度傳感器； 遊戲控制鍵； 收發模塊，用於將所述重力加速度傳感器和遊戲控制鍵產生的遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。
4.如權利要求3所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述遊戲手柄還包括 聲音擷取模塊，用於拾取聲音，並產生所述聲音的音頻信號，所述收發模塊將所述聲音的音頻信號作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送；和/或 聲音播放模塊，用於播放所述收發模塊接收到的所述3D遊戲運行裝置發送來的播放音頻信號；和/或 陀螺儀，用於產生採集數據，所述收發模塊將所述採集數據作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。
5.如權利要求I所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述系統還包括 用於光源定位的發光源； 光源跟蹤模塊，用於通過監測所述發光源獲得光源位置信息，並將所述光源位置信息作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送。
6.如權利要求I所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述系統還包括 RGB彩色攝像頭和/或3D深度感應器，用於攝取圖像，並將所述攝取的圖像作為遊戲控制信息向所述3D遊戲運行裝置發送； 所述3D遊戲運行裝置識別接收到的圖像中的用戶的動作，並將所述動作轉換為所述遊戲可識別的遊戲控制命令。
7.如權利要求6所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述3D深度感應器包括紅外線發射器和紅外線CMOS攝像機，或者包括雷射發射器和雷射攝像機，或者包括LED發光設備和針對LED光進行捕捉的光學攝像機。
8.如權利要求I至7中任一權利要求所述的6D體感互動系統，其特徵在於，所述系統還包括 3D眼鏡。
9.一種6D體感互動方法,其特徵在於,包括 運行基於3D建模的遊戲；接收遊戲控制信息； 將所述遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令； 將所述遊戲控制命令提供給所述正在運行的遊戲； 對所述遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理操作，並以3D的形式顯示所述處理後的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。
10.如權利要求9所述的6D體感互動方法，其特徵在於，所述遊戲控制信息由遊戲手柄、光源跟蹤模塊、RGB彩色攝像頭、以及3D深度感應器中的至少一個產生。
全文摘要
本發明是有關於一種6D體感互動系統和方法。其中的系統包括3D遊戲運行裝置和3D顯示裝置。3D遊戲運行裝置主要用於運行基於3D建模的遊戲，接收外部輸入的遊戲控制信息，將所述遊戲控制信息轉換為正在運行的遊戲可識別的遊戲控制命令，將該遊戲控制命令提供給所述正在運行的遊戲，對所述遊戲在運行過程中產生的遊戲畫面信息進行3D顯示方式處理，並輸出所述處理後的遊戲畫面信息；3D顯示裝置主要用於以3D的形式顯示所述3D遊戲運行裝置輸出的遊戲畫面信息對應的遊戲畫面。本發明提供的技術方案充分利用了3D建模的遊戲所具有的3D特點，並帶給用戶實際的視覺立體感，提高人們的遊戲體驗，非常適於實用。
文檔編號A63F13/10GK102755742SQ20111010684
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者吳冠廷 申請人:德信互動科技(北京)有限公司