基于MR混合现实设备的交互射击游戏方法与流程

基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法
技术领域
1.本发明涉及一种mr技术的应用拓展，尤其涉及一种基于mr混合现实设备实施游戏场景应用、供多人进行交互式射击游戏的方法。


背景技术：

2.多人团体射击游戏项目（俗称“吃鸡”游戏）不仅具有较高的娱乐性，而且还能够有效锻炼团队协作能力，提高团队的凝聚力，能满足从适龄儿童到中年成人以上较大跨度年龄范围的人群锻炼，因而多人团体射击游戏项目越来越受青睐。
3.作为实体锻炼性游戏，传统的该游戏项目大都开发在相对偏僻的乡野郊外、山区或密林之中，自然环境相当复杂。组织人群参与难度大且安全性保障不足。实际游戏过程中的器械弹药成本十分高昂，且胜负判定也存在很大的可作假或误差性。因此，自然环境、真实场景下的多人团体射击游戏项目普及程度难以迅速提升，可重复性也不高。
4.随着竞技电子技术的发展，赛车、球类等越来越多的游戏被赋予了新的开展方式，并以较高速度日新月异地发展着。目前团体射击类游戏展示方式有如下两种：（1）、基于pc端的射击游戏，用户通过电脑使用键盘和鼠标进行游戏操作。游戏的操作与交互反馈对于用户生理上无直观感受，且缺乏锻炼意义，久而久之只会因久坐而生病。（2）、基于vr的射击游戏，用户佩戴vr头盔在特定空旷的场地进行游戏，用于射击移动，用户移动范围有限。用户在佩戴vr头盔后，由于看不到外界真实环境，不敢走动，从而游戏的体验效果不佳。并且vr游戏者也看不到自己的身体和手部动作，所处的虚拟环境与真实世界环境是分割的，用户的体验真实感较差。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的旨在提出一种基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法，解决多人团体射击游戏投入成本、耗材消耗及游戏体感差的问题。
6.本发明实现上述目的的技术解决方案是：基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法，其特征在于包括步骤：构建射击游戏系统，包括两套以上前置集成深度摄像机的mr眼镜，基于云计算参与图像运算、虚拟地图存储和数据处理的服务器，以及用于游戏操作过程运算、识别用户定位朝向、并与mr眼镜通信交互指令和传输图像的适配控制器；游戏场景生成，由任一深度摄像机采集游戏真实场地的视频和图像数据，上传服务器并通过视觉场景重建的方法构建与真实环境1:1的虚拟空间，对应的虚拟地图数据存储于服务器，并随调取指令同步虚拟地图至mr眼镜生成混合真实场地的游戏场景；游戏互动，由两个以上游戏者各自携mr眼镜及适配控制器联网进入游戏，通过深度摄像机实时采集游戏者当前视野图像，上传服务器并与虚拟地图作匹配处理，判断每个游戏者的当前位置与朝向，在mr眼镜中呈现与真实环境相混合的游戏场景，部分时刻下游戏场景中含有其它游戏者和可作为掩体的实物对象；游戏者使用mr眼镜的光束瞄准目标对
象并操作虚拟按钮射出子弹，在子弹碰触到目标对象所佩戴mr眼镜所预设的感应范围，则目标对象的生命值按游戏软件预设的伤害程度相应减少；结束游戏，任意游戏者生命值降低至0，适配控制器输出脱离游戏的指令。
7.进一步地，所述游戏互动中，mr眼镜跟踪用户移动及视线朝向，通过深度摄像机以1/30秒的帧间隔采集实时的图像数据，其中图像数据至少包含两个定位特征点，以供服务器作匹配处理。
8.进一步地，所述适配控制器安装有游戏软件，并用于提供游戏运行环境和交互指令。
9.进一步地，双玩家对战模式下，所述适配控制器基于unity游戏引擎的网络交互模块联网。
10.进一步地，三玩家以上或分组对战模式下，所述适配控制器基于第三方服务器联网。
11.进一步地，游戏者通过适配控制器调整游戏误伤设定，误伤模式下所发射的子弹对所有参与游戏的目标对象均有效；非误伤模式下所发射的子弹仅对对方战队的目标对象有效，而对己方战队的目标对象无效。
12.进一步地，所述伤害程度的判断与mr眼镜对应子弹的感应范围正比例适配，当目标对象的mr眼镜感应被击中则生命值直接归零、脱离游戏。
13.应用本发明的交互射击游戏方法，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该方法通过应用mr眼镜和服务器还原并混合真实环境，能提升用户参与游戏的投入程度和沉浸感，在降低对游戏场地要求的基础上，用户安全感和活动随意性增强，有利于获得更真实的游戏体感。同时省却了搭建或制作虚拟射击环境的时间以及射击游戏耗材的成本，游戏结果判定真实、可靠。
附图说明
14.图1是本发明基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法的实施流程示意图。
具体实施方式
15.以下对本发明的具体实施方式作进一步的详述，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
16.有鉴于现有团体射击游戏各种展示方式的不足，本技术设计人结合多年智能终端与场景再现的技术研究经验，创新提出了一种基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法，通过对mr眼镜的功能拓展，为多人互动、团体射击游戏提出了新的技术解决方案。
17.本发明该交互射击游戏方法，从技术概述来看其包括如下几方面主要步骤：一、构建射击游戏系统，包括两套以上前置集成深度摄像机的mr眼镜，基于云计算参与图像运算、虚拟地图存储和数据处理的服务器，以及用于游戏操作过程运算、识别用户定位朝向、并与mr眼镜通信交互指令和传输图像的适配控制器；二、游戏场景生成，由任一深度摄像机采集游戏真实场地的视频和图像数据，上传服务器并通过视觉场景重建的方法构建与真实环境1:1的虚拟空间，对应的虚拟地图数据存储于服务器，并随调取指令同步虚拟地图至mr眼镜生成混合真实场地的游戏场景；三、游戏互动，由两个以上游戏者各自携mr眼镜及适配控制
器联网进入游戏，通过深度摄像机实时采集游戏者当前视野图像，上传服务器并与虚拟地图作匹配处理，判断每个游戏者的当前位置与朝向，在mr眼镜中呈现与真实环境相混合的游戏场景，部分时刻下游戏场景中含有其它游戏者和可作为掩体的实物对象；游戏者使用mr眼镜的光束瞄准目标对象并操作虚拟按钮射出子弹，在子弹碰触到目标对象所佩戴mr眼镜所预设的感应范围，则目标对象的生命值按游戏软件预设的伤害程度相应减少；四、结束游戏，任意游戏者生命值降低至0，适配控制器输出脱离游戏的指令。
18.针对以上概述方案需要说明的是：上述步骤一主要用于交待本方法赖以实现的硬件基础，而非脱离人机互动的空想方案。而系统各部分构件都分别赋予了功能定义，惟通过巧妙整合以实现用户在该射击游戏之中交互操作。其中mr眼镜主要用于用户（或称为游戏者）通过视觉、听觉感受射击游戏场景，以及通过mr眼镜一体集成的外附设备实施菜单选择、光束瞄准和子弹射击等操作；同时参与混合现实技术，作用于实时采集用户视野范围内的真实场景图像，上传服务器。而服务器则作为mr混合现实技术进行图像处理和场景重构的运算核心，通过视觉场景重建的方式构建与真实环境1:1还原的虚拟空间，并存储于对应的虚拟地图数据库中以供网络互联的外部用户终端（用户所佩戴的mr眼镜本身或与mr眼镜通信相连的适配控制器、智能手机等）调取。并且，服务器也用于跟踪参与游戏的多方mr眼镜的空间定位、计算游戏中双方的攻击效果及生命值变化等。而上述适配控制器中则安装有射击游戏系统软件，主要负责提供游戏运行环境、游戏操作过程的数据运算以及多台mr眼镜之间的通信桥接并交互各类指令信号。
19.从更进一步的实施细节来看，上述游戏互动中，mr眼镜跟踪用户移动及视线朝向，通过深度摄像机以1/30秒的帧间隔采集实时的图像数据，其中图像数据至少包含两个定位特征点，以供服务器快速做出匹配处理，调取虚拟地图呈现于mr眼镜。
20.而且，游戏者还可以通过适配控制器调整游戏误伤设定，误伤模式下所发射的子弹对所有参与游戏的目标对象均有效；非误伤模式下所发射的子弹仅对对方战队的目标对象有效，而对己方战队的目标对象无效。而伤害程度的判断与mr眼镜对应子弹的感应范围正比例适配，当目标对象的mr眼镜感应被击中则生命值直接归零、脱离游戏。
21.为更具体、直观地理解、掌握本发明技术方案的设计精髓，以下更详细的多人交互射击游戏，可以按如下步骤详细展开描述。
22.将参与游戏的mr设备（mr眼镜和适配控制器的总称）连接同一个wifi局域网，参与游戏者佩戴mr眼镜并运行射击游戏系统软件（apk文件）。
23.当有两个玩家对战游戏时，采用unity的unet网络技术，无论哪一台mr设备先开启射击程序，则先开启的mr设备便作为主服务器，当另一台mr设备启动这个射击程序后会自动连接先前的主服务器。当两台mr设备连接成功时，就会进入到选择甲乙双方战队，可以通过光束或按钮操作选择加入相应的战队，选择完成后双方即进入对战游戏。
24.其中，需要对于unity的unet网络技术进行说明，它是unity游戏引擎针对联网做的网络交互模块，两台平级联网设备，其中一台既做为本方的处理机，又承担双方的后台服务终端，即存在主从机关系。当然，也可以是用第三方的后台服务器为主机，甲乙双方的前台处理机为从机。当有多个游戏者参与对战游戏时，需要设置后台服务终端，将多个游戏者的mr设备及后台服务终端设置在同一网络中（局域网或者广域网），多个游戏者在进入游戏后自主选择甲乙双方组队，就可以进行甲乙双方战队的对战游戏。最终根据哪个队的最后
一个队员“死亡”（即生命值为0时），则判定该方失败，整个游戏结束。
25.游戏过程中，可选设定仅向对方战队发射子弹射击有效，本战队成员射击无效。当射击对手时，游戏者可以使用mr设备的光束对准射击目标并点击按钮进行子弹射击。在子弹弹道曲线的运动过程中，若碰撞到目标对象的mr眼镜设定的碰撞范围，则目标对象的生命值相应的减少。通常情况下mr眼镜设为头戴设备，故当子弹超出高度向或横向一定距离，则可判断子弹射偏、目标对象未被击中；而当子弹临近mr眼镜的底侧范围，则可判定子弹击中肢体或手臂，目标对象生命值加速流失；又或者子弹直接碰撞到mr眼镜，则可判定子弹击中头部，目标对象生命值直接归零、脱离游戏。
26.同时在游戏中，游戏双方通过佩戴的mr眼镜对真实环境的实时采集，上传至服务器与采集的空间地图做匹配，判断当前用户位置。并以此为依据，可以将真实世界中的桌椅、墙体、绿植等作为掩体，子弹无法穿透掩体。
27.综合以上过程描述可见，对于参与该交互射击游戏方法的用户而言，首先其游戏不受场地限制，可随意运动、躲避，游戏动作更丰富，更有利于身心锻炼。再者游戏场地就是实际真实环境场地，例如办公室、家里、户外建筑等。并且模拟真实环境物体作为游戏的掩体，可用做位置躲藏与子弹躲避，虚拟与真实世界融合感更强。
28.以上关于本发明基于mr混合现实设备的交互射击游戏方法的实施例详述可见，其具备突出的实质性特点和显著的进步性：该方法通过应用mr眼镜和服务器还原并混合真实环境，能提升用户参与游戏的投入程度和沉浸感，针对vr设计游戏，在降低对游戏场地要求的基础上，用户可以实时观察真实环境，安全感和活动随意性增强，有利于获得更真实的游戏体感。同时通过mr设备实施游戏，对于场地、时间的要求降低，省却了搭建或制作虚拟射击环境的时间以及射击游戏耗材的成本，并且游戏结果判定真实、可靠。
29.除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。