[发明专利]一种基于卡片的动态故事板交互方法

权利要求书

1.一种基于卡片的动态故事板交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，交互系统建立及预处理

步骤101，建立交互系统，包括操作平台，操作平台上方通过支架安装有光轴垂直于操作平台表面的相机以及投影仪，相机和投影仪均连接至计算机；

步骤102，标定相机

对相机进行标定，得到相机内参、畸变系数信息；

步骤103，标定投影仪

对投影仪进行标定，得到投影仪的内参、外参和畸变系数信息；

步骤104，对齐世界坐标系、屏幕坐标系与虚拟坐标系

在计算机上安装Unity软件，通过投影仪投射出的图像所在的坐标系为屏幕坐标系，则根据屏幕坐标系中的原点和中心点坐标，以及原点、中心点在Unity软件中的虚拟坐标系中的坐标，确定两个坐标系的几何变换关系；之后根据投影仪的内参、外参和畸变系数信息，得到虚拟坐标系与世界坐标系的几何变换关系；

步骤2，故事板设计

步骤201，设计标识卡片

标识卡片由两部分组成，包括为卡片和设置在卡片上的标识信息，标识信息具有与其一一对应的标签；

步骤202，设计虚拟角色

根据虚拟角色的动作是否直接由标识卡片控制，将虚拟角色分为两类：直接型和间接型；直接型虚拟角色直接通过操作标识卡片来控制，间接型虚拟角色通过操作直接型虚拟角色来控制；

直接型虚拟角色的触发事件分为两类：一是标识卡片的移动，二是交互对象的出现；直接型角色根据不同的触发事件，做出相应的动作，动作分为两类：基础动作、交互动作；

间接型虚拟角色的触发事件为与该虚拟角色进行交互的交互对象的出现，其动作由物理计算决定；

步骤203，设计标识卡片与虚拟角色的对应关系

设计不同的标识卡片，并使每一个直接型虚拟角色与一个标识卡片进行对应；

步骤3，虚拟角色制作及属性设计

步骤301，制作虚拟角色

在Unity软件中利用Anima2D插件制作直接型虚拟角色和间接型虚拟角色；

步骤302，制作直接型虚拟角色的动作

直接型虚拟角色的基础动作由循环播放的动画体现，交互动作由单次播放的动画体现；

步骤303，设置虚拟角色动作的触发事件

在Unity中，首先根据触发事件定义变量，通过脚本访问和更新该变量；然后用该变量表示触发事件，即动画过渡条件；

步骤304，设置间接型虚拟角色动作的物理属性；

步骤305，将标识卡片与虚拟角色进行关联；

步骤4，故事板的实现

步骤401，标识卡片识别

移动平放在所述操作平台的标识卡片，通过相机摄取标识卡片的图像，处理器在摄取的图像中搜索标识，得到识别结果，该识别结果包括是否识别到标识信息、识别到哪个标识信息以及标识卡片在相机坐标系中的旋转和平移向量信息；在摄取的图像中的标识卡片所在位置绘制出一个正方形区域，并显示在计算机的显示器上；

步骤402，计算虚拟角色在虚拟世界的位置

计算标识卡片在世界坐标系中的位置，该位置即标识卡片对应的虚拟角色在世界坐标系中的位置；计算虚拟角色在被投影的屏幕坐标系中的位置，然后计算虚拟角色在虚拟坐标系中的位置；

步骤403，虚拟角色显示

处理器根据是否识别到某一标识信息判断是否显示该标识对应的虚拟角色；根据虚拟角色在虚拟世界的位置，将虚拟角色投影到标识卡片所在的位置；

操作标识卡片，标识卡片对应的虚拟角色会根据触发事件做出相应的动作；

步骤103所述的对投影仪进行标定，得到投影仪的内参、外参和畸变系数信息，包括：

在操作平台上放置投影仪标定图像，通过相机拍摄投影仪标定图像并发送给计算机的处理器；之后，在所述操作平台上建立世界坐标系；

处理器结合所述相机的内参、畸变系数信息，将投影仪看作逆向的相机，计算相机外参，包括旋转向量、平移向量信息，计算投影仪内参，包括焦距、光学中心信息，计算投影仪外参，包括旋转向量、平移向量；计算投影仪畸变系数，包括径向畸变、切向畸变；

步骤305所述的将标识卡片与虚拟角色进行关联，具体为：

在Unity软件中，通过命名的方式，将标识卡片和其对应的直接型虚拟角色关联起来，从而实现通过操作标识卡片来对直接型虚拟角色进行操作。