裸眼3D互动游戏制作设备的制作方法

本发明涉及体感游戏技术领域，具体涉及一种裸眼3D互动游戏制作设备。

背景技术：

裸眼3D显示技术就是利用一系列的光学方法使人左、右眼产生视差从而接收到不同的画面，以形成裸眼3D立体效果的技术。裸眼3D显示技术不需要专用设备即可享受裸眼3D观影乐趣。

立体摄影是裸眼3D显示技术的基础，通过单台取景设备多次获取不同角度的画面或者多台取景设备同时获取不同角度的画面并合成在同一画面上以使左、右眼产生视差形成裸眼3D情景再现。现有的立体摄影与裸眼3D显示技术是分离的，即通过专业人员、专用设备获取立体图像，后期由裸眼3D显示设备播放以情景再现。

刊文于2016年3月的第51卷第3期的《山东大学学报（理学版）》公开了一种基于两视点DIBR的改进虚拟视点合成方法，该方法用于对两视点视频进行处理以生成裸眼3D显示器用显示信号。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种裸眼3D互动游戏制作设备，用于根据游戏参与者动作制作与其对应的游戏角色模型参与裸眼3D互动游戏。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种裸眼3D互动游戏制作设备，包括：存储有两视点游戏内容的计算机，以及与所述计算机对应连接的裸眼3D显示器和体感设备；所述体感设备包括用于获取游戏参与者人体数据的摄像装置，所述摄像装置包括两个摄像头/机，所述两摄像头/机以某一垂面为对称面设于该垂面两侧，且其光轴的交点B汇聚于所述垂面上，所述体感设备用于获取游戏参与者的人体数据和/或运动数据，并制作出左、右视点游戏角色模型；所述两视点游戏内容为采用双镜头摄像设备制作而成，该双镜头摄像设备带有两摄像头/机，该两摄像头/机两光轴间的夹角与所述体感设备的两摄像头/机光轴夹角相同，且该两摄像头/机的两光轴交点于点A；所述计算机安装有二转多视点板卡/模块，所述二转多视点板卡/模块对所述两视点游戏内容进行处理，以时间间隔t获取按顺序排列的左、右视点游戏场景和左、右视点游戏角色模型，并以点B重合于点A将左视点游戏角色模型合并于左视点游戏场景内、右视点游戏角色模型合并于右视点游戏场景内，获得左、右视点游戏画面；然后对所述左、右视点游戏画面进行二转多视点处理，并根据裸眼3D显示器的成像光栅规格合成裸眼3D图像；所述裸眼3D显示器接收所述裸眼3D图像并还原为互动游戏。

优选的，所述摄像装置的摄像头/机间距为55～70mm，所述摄像头/机的光轴形成的夹角为1.2～2.2°。

进一步的，所述体感设备还包括壳体和驱动机构，所述壳体内设有两个枢接孔，所述摄像机枢接于所述枢接孔内；所述驱动机构用于驱动所述摄像头/机同步转动。

再进一步的，所述驱动机构为步进电机驱动系统，所述摄像机的枢接轴上安装有齿轮盘，两个摄像头/机的齿轮盘互相啮合，所述驱动机构与其中一个齿轮盘传动连接。

优选的，所述两视点游戏内容为裁切处理后的内容，记点A距所述摄像设备的摄像装置的距离为L1，所述两视点游戏内容的其区域范围为：距所述摄像设备的摄像装置0.7×L1～1.62×L1。

进一步的，游戏参与者站立点B处；使距所述摄像设备的摄像装置0.7×L1～L1的区域的裸眼3D图像对应为所述裸眼3D显示器的“出屏”部分，距所述摄像设备的摄像装置L1～1.62×L1的区域的裸眼3D图像对应为所述裸眼3D显示器的“入屏”部分。

优选的，所述裸眼3D显示器的裸眼3D成像材料栅距与聚焦厚度比为1：6～1：10之间，单过渡周期为35～40度。

与现有技术相比，上述裸眼3D互动游戏制作设备的有益效果是：

采用相同光轴夹角的体感设备和摄像设备，保证摄取的游戏模型与游戏场景一致，从而能够无缝融合于游戏画面内；结合裸眼3D显示器，游戏体验更佳，代入感更强。

附图说明

图1为一种裸眼3D互动游戏制作设备的结构图。

图2为一种裸眼3D互动游戏制作设备的摄像装置的示意图。

图中，11为右摄像头，111为右齿轮，12为左摄像头，121为左齿轮，13为深度摄像机，14为开关，15为驱动机构，2为箱体，21为右枢接孔，22为左枢接孔，3为中垂面，4为游戏参与者，5为裸眼3D显示器，6为计算机，∠C为摄像机光轴形成的夹角，L4～L5对应于裸眼3D显示器的“出屏”部分，L5～L6对应于裸眼3D显示器的“入屏”部分。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例中所涉及的模块及零部件如无特别说明，均为常规市售产品；所涉及的方法或步骤，如无特别说明，均为常规方法或步骤。

实施例1：一种裸眼3D互动游戏制作设备，参见图1-2，包括：存储有两视点游戏内容的计算机6，以及与计算机6对应连接的裸眼3D显示器5和体感设备；体感设备包括用于获取游戏参与者人体数据的摄像装置、图像采集卡和与图像采集卡对应连接的人机接口，人机接口与计算机6连接，摄像装置包括两个焦距可调节一致的摄像头（11，12），摄像头11和摄像头12以其连线的中垂面3为对称面设于该垂面两侧，且其光轴的交点B汇聚于中垂面3上，即游戏参与者4的位置处，体感设备用于获取游戏参与者的人体数据和/或运动数据，并制作出左、右视点游戏角色模型；两视点游戏内容为采用摄像设备制作而成，该摄像设备带有与体感设备设置两镜头有相同光轴夹角的双镜头摄像装置，摄像设备的两摄像机的光轴交点于点A（同样对应于图2中的游戏参与者4的位置处）；计算机6安装有二转多视点板卡（型号为EV301S3），二转多视点板卡对两视点游戏内容进行处理，以时间间隔t（t满足人眼的视觉残留标准，即和≤1/12s）获取按顺序排列的左、右视点游戏场景和左、右视点游戏角色模型，并以点B重合于点A将左视点游戏角色模型合并于左视点游戏场景内、右视点游戏角色模型合并于右视点游戏场景内，获得左、右视点游戏画面；然后对所述左、右视点游戏画面进行二转多视点处理，并根据裸眼3D显示器5的成像光栅规格合成裸眼3D图像；裸眼3D显示器5接收所述裸眼3D图像并还原为互动游戏。

本实施例中，体感设备与计算机6通过RS232总线和USB总线连接；二转多视点板卡为现有产品，3D电影制作依赖于该产品。

参见图1，摄像装置的摄像头（11，12）间距为60mm，摄像头（11，12）的间距是以镜头处的位置计算的，摄像头11的光轴和摄像头12的光轴形成的夹角∠C为1.2～2.2°。体感设备还包括与箱体2固定连接的壳体21、选型为步进电机驱动系统的驱动机构15，壳体内设有两个枢接孔（21，22），摄像头（11，12）枢接于所述枢接孔（21，22）内，图2中，摄像头（11，12）的镜头处与其枢接轴在同一垂线上，其在转动时，仍能保持摄像机间距恒定60mm；摄像机（11，12）的枢接轴上安装有齿轮盘（111，121），两个摄像机的齿轮盘（111，121）互相啮合，驱动机构15与其中一个齿轮盘传动连接，图2中，驱动机构15与齿轮盘121啮合连接。两个摄像机的齿轮盘（111，121）互相啮合以实现所述驱动机构用于驱动所述摄像机同步转动。由于摄像机11与摄像机（11，12）连线的夹角范围在88.9～89.4°之间，即摄像机（11，12）的转动角度为0.5°，因此需控制驱动机构15的齿轮直径与齿轮盘（111，121）的直径比以实现减速效果。

在其它实施例中，摄像头11和摄像头12的间距还可以是55～70mm。限定摄像头的间距和摄像头的光轴夹角，使当摄像头间距为55mm时，摄像头的光轴的交点距摄像装置的距离为1.43～2.63m，当摄像头间距为70mm时，摄像头的光轴的交点距摄像装置的距离为1.82～3.34m，符合3D用体感设备的常规使用距离。

本实施例中，两视点游戏内容为裁切处理后的内容，记点A距所述摄像设备的摄像装置的距离为L1，所述两视点游戏内容的其区域范围为：距所述摄像设备的摄像装置0.7×L1～1.62×L1。按图2类比，即图2中的L4～L6间的区域。

参见图2，游戏参与者站立点B处；使距所述摄像设备的摄像装置0.7×L1～L1的区域（即L4～L5间的区域）的裸眼3D图像对应为所述裸眼3D显示器的“出屏”部分，距所述摄像设备的摄像装置L1～1.62×L1的区域（即L5～L6间的区域）的裸眼3D图像对应为所述裸眼3D显示器的“入屏”部分。在点B处，体感设备获取的左、右视点游戏角色模型的画面效果更优；游戏场景、游戏角色模型、裸眼3D显示器配合后，当游戏参与者做出动作后，能够在裸眼3D显示器的屏幕上显示出“出屏”、“入屏”效果，更具震憾力。

本实施例中，裸眼3D显示器5的裸眼3D成像材料栅距与聚焦厚度比为1：6～1：10之间，单过渡周期为35～40度。如此配置裸眼3D显示器的参数，体验人员在体感设备的有效范围内，不会出现晕眼问题。

上述用于裸眼3D互动产品的图像采集设备的工作过程是：游戏参与者站于体感设备的中垂面内的位置处，参见图2，体感设备的镜头光轴汇聚于游戏参与者处，获取游戏参与者的人体数据和/或运动数据，制作游戏角色模型，其中游戏角色模型中设置有第一互动感应碰撞点；游戏场景中设置有多个目标物，目标物上设置有第二互动感应碰撞点；通过二转多视点板卡将游戏模型合并于游戏场景内，在二转多视点处理过程中，当第一互动感应碰撞点与第二互动感应碰撞点碰撞后，游戏角色模型与目标物产生互动行为（互动行为包括抓捕、目标物相应的动作反应等）；由于采用一致的相同光轴夹角、焦距，故由双镜头体感设备获取的游戏模型能够无缝融合于游戏场景内的同样位置。即使游戏参与者左右移动，体感设备获取的游戏模型依然能够融入于游戏场景中的对应位置且不会在整体上产生视角的不一致。

在游戏场景中，多个目标物的互动感应碰撞价值互不相同，当目标物对应的第一互动感应碰撞点离点A越远，则其互动感应碰撞价值越大。

实施例2：作为对实施例1的改进，一种裸眼3D互动游戏制作设备，摄像机（11，12）的镜头与其枢轴有一定的距离，以摄像头11和摄像头12的间距为55mm，摄像头11与摄像头11和摄像头12的连线处夹角为88.9°，当摄像头11与摄像机头和摄像头12的连线处夹角为89.4°时，保证摄像头11和摄像头12的间距为70mm，此关系可通过三角形定理精确确定。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。