[發明專利]一種VR角色控制方法

在審

• 申請號: 202010778151.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN114053685A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 葉玉寧
• 申請（專利權）人: 葉玉寧
• 主分類號: A63F13/212
• 分類號: A63F13/212;A63F13/245
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種VR角色控制方法，包括以下步驟：S1：根據上半身定位設備和‘靈魂體’定位點牽引法控制上半身位姿；S2：根據下肢控制器的輸入信息控制下半身位姿；S3：根據VR頭顯的旋轉信息和手部控制器上的單個按鍵控制人體中心的三自由度旋轉；S4：通過下肢控制器的特定操作控制人體中心的二自由度水平平移；S5：通過下肢控制器的特定操作和游戲地形控制防跌倒碰撞體的高度，進而控制人體中心的垂直平移。本發明的好處是，避免了VR游戲中的穿模，同時幾乎完全依靠物理引擎完成交互，增加真實感與沉浸感；在坐姿下用小范圍的運動來讓游戲角色的人體中心移動，既控制方便舒適，又可以一定程度上緩解暈動癥。

技術領域

本申請屬于VR領域，尤其涉及一種VR角色控制方法。

背景技術

在現有的VR游戲中，存在著一些問題：一是由于虛擬和現實的物理差異，操縱者必然無法保證自己的動作和游戲中完全一致，這會導致穿模、和游戲物體交互不真實等問題；二是大部分VR采用站姿進行角色控制，雖然更加擬真一些，但很消耗體力，不適合在家長時間且舒適地游玩VR，而坐姿下的移動輸入和下肢控制并不完善，相比站姿少了很多自由度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷與不足，提供一種VR角色控制方法，一方面利用操縱者與游戲角色的動作不一致性，通過‘靈魂體’定位點牽引法避免了VR游戲中的穿模且實現了與VR中虛擬物品更加真實的交互；另一方面提供了一種坐姿下通過特定步驟解決人體中心移動輸入的方法。

為了實現上述目的，本發明按照以下技術方案實現：

S1：根據上半身定位設備和‘靈魂體’定位點牽引法控制上半身位姿；

S2：根據下肢控制器的輸入信息控制下半身位姿；

S3：根據VR頭顯的旋轉信息和手部控制器上的單個按鍵控制人體中心的三自由度旋轉；

S4：通過下肢控制器的特定操作控制人體中心的二自由度水平平移；

S5：通過下肢控制器的特定操作和游戲地形控制防跌倒碰撞體的高度，進而控制人體中心的垂直平移。

優選地，所述上半身定位設備包括有一個VR頭顯，一對大臂定位器，一對手部控制器，都必須有六自由度的信息；其中手部控制器最好包含手指的位姿信息，比如使用ValveIndex的指虎手柄。

進一步，所述步驟S1中的‘靈魂體’定位點牽引法具體步驟為：在‘靈魂體’的特定部位上設置有定位點，角色實體對應部位也設置有定位點，其中角色實體上的定位點帶有剛體組件且相對于身體某個部位固定；以角色實體中的定位點為向量起點，靈魂體中的相應定位點作為向量終點，定義向量a；每一個物理幀賦給角色實體上的定位點一個相對于人體中心的新速度v，v等于向量a除以物理幀刷新時間，若a模長大于設定值則不改變定位點的速度；同時根據定位點的質量，之前的速度和動量定理在下軀干施加反作用力。

優選地，所述下肢控制器采用申請號為202010133708X中的下肢控制器。

進一步，所述步驟S3中控制人體中心的三自由度旋轉的具體步驟為：根據初始頭顯四元數，t時刻頭顯的四元數，可以計算出由到的旋轉向量n；操縱者按下手部控制器上的按鍵，且n對應的旋轉角大于設定值，則游戲角色的人體中心會繞n旋轉；若角色處于地面狀態，則先將n投影到世界坐標系的豎直軸獲得向量ny，然后進行同樣的操作。

進一步，所述步驟S4中控制人體中心的二自由度水平平移的具體步驟為：對于單個下肢控制器的輸入數據，建立對應的x，y，z相空間，每一個物理幀獲得一個相坐標(t),根據上一幀的相坐標點可以獲得一個相速度(t)，計算此時的(t)=(t)(t)；將一個時間周期內的(t)平均化得到，再計算，k為控制系數；將兩個下肢控制器得到的速度相加得到合速度，在一個時間周期結束時賦給人體中心合速度，并保證人體中心沿自身坐標豎直軸速度不變。