本发明涉及虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术领域，尤其涉及一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法和系统。
背景技术：
电子游戏是计算机技术与传统游戏以及电影、音乐等艺术结合的产物。但相对传统游戏，电子游戏又有其独特的地方，即人与计算机的交互。在传统游戏中，所有的游戏参与者都是现实生活中的人，使用的都是真实的物件；而在电子游戏中，与游戏参与者交互的对象则变成计算机生成的虚拟人物、物品以及控件等。
VR游戏未出现时，大多数电子游戏多采用“键盘+鼠标”(一般应用于PC游戏)、主机游戏配套的输入设备(如摇杆等，多应用于大型游戏机；手柄、自身设置按键等，多应用于PS系列等小型主机游戏)、点击或滑动触摸屏(一般应用于手机游戏)作为其人机交互的手段。
无论采用上述何种交互手段，电子游戏特别是在交互手段的改进发展都遵循着这样一个规律，即随着电子游戏的发展，为了获得更好的游戏代入感，其交互方式越来越复杂。比如，从最早的MUD游戏，以文字作为实现人机交互功能的UI控件，到早期的2D游戏，采用大量的2D图形图标代替文字，再到2.5D游戏、3D游戏时尽量免使用2D UI控件，而是将更多的UI控件被绑定在3D场景模型、人物模型等(如NPC人物)上面，以3D UI控件的形式实现人机交互。同时，即使在3D游戏中，也做不到全部采用3D UI控件。一些表示人物、技能、任务等的控件通常会以2D UI控件的形式固定在游戏图形界面的边缘。
VR技术综合了(实时)计算机图形学、计算机仿真学、传感器、(广角)(立体)显示等多种技术，其通过在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，使游戏参与者具有身临其境的沉浸感，进而通过与上述虚拟环境或环境中其他游戏参与者进行仿真交互，最终借助其提供的可想像空间，达成在更广阔的空间内实现自然的且近乎真实的交互效果。本质上，VR技术是一种借助计算机及传感器等技术创造的一种崭新的人机交互手段；由于其良好的沉浸感能够带来更好地游戏代入感，故从其出现到发展的这段时间，VR游戏都是其应用的热点方向。
在VR游戏中，大量使用2D UI控件，不仅会像在传统电子游戏中那样破坏游戏代入感，同时还会严重影响VR技术带来的特有的沉浸感，故在VR游戏中，也会尽量避免使用2D UI控件而广泛采用3D UI控件。
然而，在进行VR游戏时，为获得身临其境的感觉(即沉浸感)，游戏参与者可以360度无死角转动视角。若为获得良好地游戏代入感而大量采用3D UI控件，当游戏参与者转头时，就会出现下面的问题，即转头前的原游戏场景中的3D UI控件消失在游戏参与者视野中，如果要用到上述UI控件时，只能在转回头寻找；但由于没有参照物，游戏参与者又很难精准地寻回原游戏场景及游戏场景中的3D UI控件。
因此，也正是由于上述原因，VR技术很难应用于交互复杂的3D电子游戏上。
技术实现要素：
为了解决上述问题，将VR技术应用到交互复杂的3D电子游戏上，本发明提供新的人机交互方案，在条件允许的情况下，尽量采用3D UI控件，同时在一些特殊情况下，采用尽量少的2D UI控件避免3D UI控件在视野中消失的缺陷。
本发明提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，该方法通过整理当前游戏场景中的3D UI控件，据此生成隐藏的UI控件列表，当视角改变使得其视野中的游戏场景发生改变时，游戏参与者可以通过提示调出上述UI控件列表或寻回原游戏场景，进而实现与原游戏场景中的3D UI控件进行互动，解决复杂交互模式VR游戏中3D UI控件随游戏参与者视角改变而移出视野造成无法交互的问题。此外，本发明还提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统。
本发明实施例提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，该方法包括，
当游戏参与者通过VR头戴设备进入存在3D UI控件第一游戏场景，整理所述第一游戏场景的3D UI控件并据此生成UI控件列表，并在当前场景下设置所述UI控件列表为隐藏；
判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野；若是，则在其移出后游戏参与者视野中的第二游戏场景的预设区域进行提示；若否，则不执行任何操作；所述预设区域可以是所述第二游戏场景中心区域外的任何区域，优选为所述第二游戏场景的边缘；
若出现提示，则在所述提示出现后，判断游戏参与者是否锁定该提示；若是，提示消失，弹出所述UI控件列表；此时，游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行操作或选中切换视野等。
进一步，上述方法中，判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程为，
记录头戴设备随游戏参与者转动的角度；当所述转动角度达到预设角度，即认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；所述预设角度一般不小于60度；
再进一步，所述转动角度的测控可以通过陀螺仪传感器实现；
若所述转动角度未达到预设角度，再进一步，游戏参与者眼球成像时其中央凹视野(Foveal vision area，成像最为清晰)未落在所述第一游戏场景的中心区域，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
此外，上述判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程也可以为，
直接通过判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野是否落在所述第一游戏场景的中心区域，若否，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
进一步，上述方法中，所述提示，优选为闪烁光标标识；所述光标尽量采用护目光；
再进一步，所述闪烁光标标识可以由原点、x轴指示标识、y轴指示标识组成；其中，所述x轴指示标识和y轴指示标识分别标记所述第二游戏场景与所述第一游戏场景的横向距离和纵向距离；
进一步，上述方法中，判断是否锁定所述提示，其具体过程为，判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野落在所述提示上的时间超过预设时间，则认为锁定该提示；若否，则认为未锁定该提示；
进一步，上述方法中，若所述UI控件列表较长，无法在屏幕内完全显示，可以采用多页或滚动窗口模式；游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行翻页或滚动。
本发明实施例提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统，该系统包括，
UI控件列表生成单元，用于UI控件列表的生成；当游戏参与者通过VR头戴设备进入存在3D UI控件第一游戏场景，整理所述第一游戏场景的3D UI控件并据此生成UI控件列表，并在当前场景下设置所述UI控件列表为隐藏；
视野及游戏场景单元，用于判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野；
UI控件列表控制单元，根据视野及游戏场景系统对所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野的判断结果控制UI控件列表；具体地，
若所述第一游戏场景移出游戏参与者视野，则在其移出后游戏参与者视野中的第二游戏场景的预设区域进行提示；若否，则不执行任何操作；所述预设区域可以是所述第二游戏场景中心区域外的任何区域，优选为所述第二游戏场景的边缘；
若出现提示，则在所述提示出现后，判断游戏参与者是否锁定该提示；若是，提示消失，弹出所述UI控件列表；此时，游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行操作或选中切换视野等。
进一步，上述系统中，判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程为，
设置头戴设备设置转动监测模块，用于记录随游戏参与者转动的角度；当所述转动角度达到预设角度，即认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；所述预设角度一般不小于60度；
再进一步，所述转动监测模块可以通过陀螺仪传感器实现；
若所述转动角度未达到预设角度，再进一步判断，游戏参与者眼球成像时其中央凹视野(Foveal vision area，成像最为清晰)未落在所述第一游戏场景的中心区域，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
此外，上述判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程也可以为，
直接通过判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野是否落在所述第一游戏场景的中心区域，若否，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
进一步，上述系统中，所述提示，优选为闪烁光标标识；所述光标尽量采用护目光；
再进一步，所述闪烁光标标识可以由原点、x轴指示标识、y轴指示标识组成；其中，所述x轴指示标识和y轴指示标识分别标记所述第二游戏场景与所述第一游戏场景的横向距离和纵向距离；
进一步，上述系统中，设置锁定判断模块，用于判断是否锁定所述提示；具体地，判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野落在所述提示上的时间超过预设时间，则认为锁定该提示；若否，则认为未锁定该提示；
进一步，上述方法中，若所述UI控件列表较长，无法在屏幕内完全显示，可以采用多页或滚动窗口模式；游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行翻页或滚动。
本发明提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法和系统，通过整理当前游戏场景中的3D UI控件，据此生成隐藏的UI控件列表，当视角改变使得其视野中的游戏场景发生改变时，游戏参与者可以通过提示调出上述UI控件列表或寻回原游戏场景，进而实现与原游戏场景中的3D UI控件进行互动，解决复杂交互模式VR游戏中3D UI控件随游戏参与者视角改变而移出视野造成无法交互的问题，进而实现VR技术在复杂交互模式3D游戏中的应用，使游戏参与者体验到复杂交互模式的VR游戏更为逼真和畅爽的沉浸感和游戏体验。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和取得的有益效果更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地表述。但是应当理解，此处描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，如图1所示，该方法包括：
步骤101，当游戏参与者通过VR头戴设备进入存在3D UI控件第一游戏场景，整理所述第一游戏场景的3D UI控件并据此生成UI控件列表，并在当前场景下设置所述UI控件列表为隐藏；
步骤102，判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野；若是，则在其移出后游戏参与者视野中的第二游戏场景的预设区域进行提示(步骤102a)；若否，则不执行任何操作；所述预设区域可以是所述第二游戏场景中心区域外的任何区域，优选为所述第二游戏场景的边缘；
若出现提示，则在所述提示出现后，
步骤103，判断游戏参与者是否锁定该提示；若是，提示消失，弹出所述UI控件列表(步骤103a)；此时，游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行操作或选中切换视野等。
本发明实施例2提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，在实施例1的基础上，
判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程为，
记录头戴设备随游戏参与者转动的角度；当所述转动角度达到预设角度，即认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；所述预设角度一般不小于60度；
进一步，所述转动角度的测控可以通过陀螺仪传感器实现；
若所述转动角度未达到预设角度，再进一步，游戏参与者眼球成像时其中央凹视野(Foveal vision area，成像最为清晰)未落在所述第一游戏场景的中心区域，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
此外，上述判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程也可以为，
直接通过判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野是否落在所述第一游戏场景的中心区域，若否，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野。
本发明实施例3提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，在实施例1或2的基础上，
所述提示，优选为闪烁光标标识；所述光标尽量采用护目光；
进一步，所述闪烁光标标识可以由原点、x轴指示标识、y轴指示标识组成；其中，所述x轴指示标识和y轴指示标识分别标记所述第二游戏场景与所述第一游戏场景的横向距离和纵向距离。游戏参与者可与根据该标识的实时变化，寻回原场景。
本发明实施例4提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法，在实施例1的基础上，
判断是否锁定所述提示，其具体过程为，判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野落在所述提示上的时间超过预设时间，则认为锁定该提示；若否，则认为未锁定该提示；
此外，若所述UI控件列表较长，无法在屏幕内完全显示，可以采用多页或滚动窗口模式；游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行翻页或滚动。
本发明实施例5提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统，该系统包括：
UI控件列表生成单元，用于UI控件列表的生成；当游戏参与者通过VR头戴设备进入存在3D UI控件第一游戏场景，整理所述第一游戏场景的3D UI控件并据此生成UI控件列表，并在当前场景下设置所述UI控件列表为隐藏；
视野及游戏场景单元，用于判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野；
UI控件列表控制单元，根据视野及游戏场景系统对所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野的判断结果控制UI控件列表；具体地，
若所述第一游戏场景移出游戏参与者视野，则在其移出后游戏参与者视野中的第二游戏场景的预设区域进行提示；若否，则不执行任何操作；所述预设区域可以是所述第二游戏场景中心区域外的任何区域，优选为所述第二游戏场景的边缘；
若出现提示，则在所述提示出现后，判断游戏参与者是否锁定该提示；若是，提示消失，弹出所述UI控件列表；此时，游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行操作或选中切换视野等。
本发明实施例6提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统，在实施例5的基础上，
判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程为，
设置头戴设备设置转动监测模块，用于记录随游戏参与者转动的角度；当所述转动角度达到预设角度，即认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；所述预设角度一般不小于60度；
再进一步，所述转动监测模块可以通过陀螺仪传感器实现；
若所述转动角度未达到预设角度，再进一步，游戏参与者眼球成像时其中央凹视野(Foveal vision area，成像最为清晰)未落在所述第一游戏场景的中心区域，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野；
此外，上述判断所述第一游戏场景是否移出游戏参与者视野，其具体过程也可以为，
直接通过判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野是否落在所述第一游戏场景的中心区域，若否，则认为所述第一游戏场景移出游戏参与者视野。
本发明实施例7提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统，在实施例5或6的基础上，
所述提示，优选为闪烁光标标识；所述光标尽量采用护目光；
再进一步，所述闪烁光标标识可以由原点、x轴指示标识、y轴指示标识组成；其中，所述x轴指示标识和y轴指示标识分别标记所述第二游戏场景与所述第一游戏场景的横向距离和纵向距离。游戏参与者可与根据该标识的实时变化，寻回原场景。
本发明实施例8提供一种在沉浸式VR游戏中实现人机交互的系统，在实施例5的基础上，
设置锁定判断模块，用于判断是否锁定所述提示；具体地，判断游戏参与者眼球成像时其中央凹视野落在所述提示上的时间超过预设时间，则认为锁定该提示；若否，则认为未锁定该提示。
此外，若所述UI控件列表较长，无法在屏幕内完全显示，可以采用多页或滚动窗口模式；游戏参与者可以通过输入设备或眼球控制技术(视角锁定一定时间或预定次数眨眼)进行翻页或滚动。
上述实施例提供的在沉浸式VR游戏中实现人机交互的方法或系统，解决复杂交互模式VR游戏中3D UI控件随游戏参与者视角改变而移出视野造成无法交互的问题，进而实现VR技术在复杂交互模式3D游戏中的应用，使游戏参与者体验到复杂交互模式的VR游戏更为逼真和畅爽的沉浸感和游戏体验。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。