一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法
【专利摘要】本发明提供一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，包括以下步骤：获取人体投影二值图像；提取人体投影轮廓矢量集合；对人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化，生成人体投影三维模型；对人体投影三维模型进行位置校正，使其与人体投影二值图像在方位、尺寸上匹配对应；将校正后的人体投影三维模型输入流体物理模拟系统，使其与虚拟物体发生交互，并将交互结果与人体投影二值图像结合显示。本发明通过捕获人体投影图像数据，对其进行处理得到可以应用于流体物理模拟系统中的三维模型，逼真地表现出人体投影在流体物理模拟系统中的碰撞与粘滞效果。
【专利说明】一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]现有的使用人体投影的互动游戏系统主要采用投影包围盒触发器的方法进行互动，该方法获得的人体投影与其实际外形轮廓差距较大，无法逼真地模拟出人体投影外形轮廓与流体物理模拟环境的碰撞与粘滞效果；此外，由于该方法在显示端上采用的是人体的真实投影，导致无法对投影图像进行后期特效处理，削弱了游戏画面的表现力。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，以提高人体投影在流体物理模拟系统中与虚拟物体之间进行交互的逼真性。
[0006]本发明的技术方案为:
一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，包括以下步骤:
(1)获取人体投影ニ值图像；
(2)对所述人体投影ニ值图像进行轮廓提取处理，得到人体投影轮廓矢量集合；
(3)对所述人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化处理，生成人体投影三维模型；
(4)对所述人体投影三维模型进行位置校正，使其与人体投影ニ值图像在方位、尺寸上匹配对应；
(5)将校正后的人体投影三维模型输入流体物理模拟系统，使其与所述流体物理模拟系统中的虚拟物体发生交互，并将交互结果与人体投影ニ值图像结合显示。
[0007]所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，所述步骤(I)中，人体投影ニ值图像的获取包括以下步骤:
(11)采用深度传感器捕获包含人体在内的整个环境的深度图像；
(12)利用VFC主动轮廓模型从所述深度图像中提取出人体投影对应区域的数据，构成人体投影深度图像；
(13)对所述人体投影深度图像进行ニ值化处理，得到人体投影ニ值图像。
[0008]所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，所述步骤(I)还包括:对所述人体投影ニ值图像进行特效处理，所述特效处理包括增加轮廓光芒。
[0009]所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，所述步骤(2)还包括:利用Douglas-Peucker近似算法对所述人体投影轮廓矢量集合进行简化，保留其中的关键点。
[0010]所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，所述步骤(3)中，利用Delaunay三角剖分算法对所述人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化处理。
[0011]由上述技术方案可知，本发明通过捕获人体投影图像数据，再对其进行处理得到可以应用于流体物理模拟系统中的三维模型，逼真地表现出人体投影在流体物理模拟系统中的碰撞与粘滞效果。本发明采用的人体投影并非真实光线造成的，而是人体投影对应区域的图像，对该图像进行特效处理，在显示端可以呈现出更好的视觉效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明具体实施例的方法流程图；
图2是实现本发明的一种硬件结构示意图。
[0013]【具体实施方式】
[0014]如图1所示，一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，包括以下步骤:
(1)采用深度传感器捕获包含人体在内的整个环境的深度图像；
(2)利用VFC(vector field convolution矢量场卷积)主动轮廓模型从步骤(I)获取的深度图像中提取出人体投影对应区域的数据，构成人体投影深度图像，对人体投影深度图像进行二值化处理，得到人体投影二值图像；根据表现需求，可以对人体投影二值图像进行诸如增加轮廓光芒等特效处理，以增强视觉效果；
(3 )对步骤(2 )中的人体投影二值图像进行轮廓线提取处理，得到人体投影轮廓矢量集合；利用Douglas-Peucker近似算法对提取出的人体投影轮廓矢量集合进行简化，保留其中的关键点；
(4)利用Delaunay三角剖分算法对简化后的人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化处理，生成可以在流体物理模拟系统中与虚拟物体进行交互的人体投影三维模型；
(5)对人体投影三维模型进行位置校正，使其与人体投影二值图像在方位、尺寸上匹配对应；
(6)将校正后的人体投影三维模型输入流体物理模拟系统，使其与所述流体物理模拟系统中的虚拟物体发生交互，并将交互结果与人体投影二值图像结合显示。
[0015]如图2所示，是将本发明应用于游戏系统中的一种硬件结构示意图，深度传感器4捕获包含用户I的人体在内的整个环境的深度图像数据(深度图像为二维位图)，传输给计算机主机6，计算机主机6先对深度传感器4获取的深度图像进行处理，得到人体投影二值图像，再对人体投影二值图像进行轮廓线提取处理得到人体投影轮廓矢量集合，最后将其三角化生成人体投影三维模型，经过位置校正，输入流体物理模拟系统中进行互动，并将互动结果传输给投影机3，同时，也将经过后期特效处理的人体投影二值图像传输给投影机3，投影机3将游戏交互结果投影到投影屏幕5上。
[0016]由于呈现在投影屏幕5上的是游戏交互场景画面与人体投影画面的结合，所以从外观上看是用户I的人体投影2与游戏中的虚拟物体发生交互碰撞，实际上是人体投影三维模型与虚拟物体发生交互碰撞。
[0017]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)获取人体投影二值图像； (2)对所述人体投影二值图像进行轮廓提取处理，得到人体投影轮廓矢量集合； (3)对所述人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化处理，生成人体投影三维模型； (4)对所述人体投影三维模型进行位置校正，使其与人体投影二值图像在方位、尺寸上匹配对应； (5)将校正后的人体投影三维模型输入流体物理模拟系统，使其与所述流体物理模拟系统中的虚拟物体发生交互，并将交互结果与人体投影二值图像结合显示。
2.根据权利要求1所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，其特征在于，所述步骤(I)中，人体投影二值图像的获取包括以下步骤: (11)采用深度传感器捕获包含人体在内的整个环境的深度图像； (12)利用VFC主动轮廓模型从所述深度图像中提取出人体投影对应区域的数据，构成人体投影深度图像； (13)对所述人体投影深度图像进行二值化处理，得到人体投影二值图像。
3.根据权利要求1所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，其特征在于，所述步骤(I)还包括:对所述人体投影二值图像进行特效处理，所述特效处理包括增加轮廓光芒。
4.根据权利要求1所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括:利用Douglas-Peucker近似算法对所述人体投影轮廓矢量集合进行简化，保留其中的关键点。
5.根据权利要求1所述的基于流体物理模拟系统的人体投影交互方法，其特征在于，所述步骤(3)中，利用Delaunay三角剖分算法对所述人体投影轮廓矢量集合进行三角网格化处理。
【文档编号】G06F3/01GK103529943SQ201310486753
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】田地 申请人:合肥金诺数码科技股份有限公司