[发明专利]面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法及其系统

说明书

本发明公开了一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法及其系统。其中，该方法包括如下步骤：获取手柄松开操作键时，被掷虚拟物品所获得的三维方向上的初始速度和角速度；将获得的初始速度和角速度转化为对应于虚拟环境中坐标系的三维方向上的初始速度和角速度值；根据虚拟环境中的三维方向上的初始速度和角速度，结合重力加速度因素，计算虚拟环境中的抛掷轨迹；将虚拟物品根据所述抛掷轨迹显示出来。本发明采用多种方式获取抛掷物体的初始速度和角速度，能够准确模拟抛掷物体的运动轨迹，很好地满足虚拟现实应用中实现最佳抛掷虚拟效果的需求。

技术领域

本发明涉及一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法，同时涉及相应的虚拟物品抛掷仿真系统，属于虚拟现实技术领域。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称为VR)技术是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。

目前，人们正在开发新的虚拟现实装置，以便更加方便、自然地与智能设备(例如VR头戴式显示器)进行交互，例如游戏手柄/摇杆、3D数据手套、位置追踪器、眼动仪、动作捕捉器等。在现有的虚拟现实应用中，很多用户用来玩游戏，例如利用手柄抛出球体等。在这些游戏中，为了能将用户的手部动作真实地反应到虚拟场景中，使用户得到更好的体验，则需要得到最佳的抛掷虚拟效果。

在申请号为200910047359.3的中国专利申请中，公开了一种虚拟物体抓取与抛掷的人机交互方法及系统。该方法的具体工作步骤包括：1)头部、手部数据的获取，2)实现基于视觉感知的抓取识别，3)实现基于磁力跟踪的抛掷识别，4)实现抛体实时旋转。该技术方案将抓取和抛掷这一连贯性动作结合在一起作为一种交互手段,并运用增强现实技术将虚拟物体作为抓取和抛掷的对象，使用户能够直接感知场景的震撼效果、并且具有操作自然、实时性强和经济实用的优点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真系统。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种面向虚拟现实环境的虚拟物品抛掷仿真方法，包括如下步骤：

获取手柄松开操作键时，被掷虚拟物品所获得的三维方向上的初始速度和角速度；

将获得的初始速度和角速度转化为对应于虚拟环境中坐标系的三维方向上的初始速度和角速度值；

根据虚拟环境中的三维方向上的初始速度和角速度，结合重力加速度因素，计算虚拟环境中的抛掷轨迹；

将虚拟物品根据所述抛掷轨迹显示出来。

其中较优地，获取被掷虚拟物品所获得的三维方向上的初始速度和角速度时，采用摄像机定位、激光定位、传感器定位中的任意一种。

其中较优地，所述传感器是由三轴陀螺仪和三轴角速度计组成的六轴传感器，或者由三轴陀螺仪、三轴角速度计、三轴地磁计组成的九轴传感器中的一种。

其中较优地，采用摄像机定位方式时，进一步包括如下步骤：

在摄像机定位系统中，获取相邻两帧深度图像；

根据深度图像中手柄的位置计算手柄的三维位移值；

获取相邻两帧深度图像的时间间隔；

根据手柄的三维位移值和相邻两帧深度图像的时间间隔计算手柄松开操作键时被掷虚拟物品获得的三维方向上的初始速度。