实施步行动作时，“用户被被操控位支承的部位”是臀部，而“虚拟角色被所在环境支承的部位”是脚底。
[0030]因用户采用微动作控制自我角色，因此可以完成各种现实中无法完成的各种动作，如使自我角色执行下腰时，同时还出拳的动作。
[0031]同时“用户对所在操控位的作用力”与“虚拟角色对所在环境的作用力”也可以不相同；当虚拟角色执行一个动作而对所在环境实施作用力，继而使虚拟角色发生位移时，用户对所在环境并不会施于相同的作用力，或者实施操纵台的作用力不足于克服操纵台对用户主杆肢体的限制，因此无论虚拟角色发生多少位移，都可实现始终不离开操作台；如:用户坐在床上控制虚拟角色走路，只需用户上身微微前倾，而双脚在床上交替划动，而这样的动作并不会改变用户在床上的位置。
[0032]正因为无论虚拟角色无论如何运动，在虚拟环境中发生怎样的位移，用户都无需离开操控位，因此系统无需对虚拟角色的活动空间和活动形式进行限制以满足操纵空间对用户身体的限制要求(假设系统放开对虚拟角色的活动空间和活动形式的限制，如果使用传统技术就容易出现用户离开操纵台或撞墙的情况；如果使用本发明记载的技术，则不会出用户离开操纵台或撞墙的情况)。
[0033]本发明用户的身体无需离开所在位置的前提下，控制虚拟角色执行任意动作，且系统无需对动作类类型、数量、幅度进行限制；另外用户在操作过程中，均可躺着或坐着，因此用户可长时间轻松自如完成各项操控，不会因为体力不支而被迫中止；本发明产品适应人群极广，凡身体有活动肌能的人都可以通过本发明进行相应的人机互动。
[0034]本发明介绍的“动作放大系统”，可使用户身体无需发生位移或者仅发生微小位移就可以实现全部虚拟世界赋予的全部功能或能力，使得用户在虚拟世界全程中均只在同一处操控位上，同时还便于实现用户的运动部位和虚拟世界人物运动部位一致，使用户容易上手。
[0035]该方法可极大延长用户活动时间或减小运动能耗，这里的活动尤其指用户能实现且生活中可经常执行的复杂动作，如跳健美操，打蓝球等而非仅含单一动作(如:跑步)，假设一用户的跳某一健美操只能坚持20分钟，而通过本发明控制自我角色跳相同健美操的，该用户可坚持远超超过20分钟。
[0036]因用户采用微动作控制自我角色，因此可以完成各种现实中无法完成的各种动作，如使自我角色执行下腰时，同时还出拳的动作。
[0037]本发明介绍的“动作放大系统”，可使用户身体无需发生位移或者仅发生微小位移就可以实现全部虚拟世界赋予的全部功能或能力，使得用户在虚拟世界全程中均只在同一处操控位上，同时还便于实现用户的运动部位和虚拟世界人物运动部位一致，使用户容易上手。
[0038]通过本发明可实现自我角色“可如用户在现实般”充分、自由动作。
[0039]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0040]实施例
一种人机互动的控制方法
1)通过3Dmax进行3D建模，并构建虚拟角色A和B，其中虚拟角色A与用户对应；
2)通过双摄像头捕捉人体动作，使虚拟角色A即时执行用户的动作；
3)使虚拟角色B放大执行虚拟角色A的动作。
[0041]本实施例中虚拟角色B对虚拟角色A的动作放大方法可以采用以下步骤:
I)确定虚拟角色A身上可被控制的η个或以上点，至少包括:质心、头、肩、髋、臂、手、肘、腿、脚、膝，并记录为Al、Α2、…Α10。
[0042]2)确定虚拟角色B上可被跟踪的η个或以上点，至少包括:质心、头、肩、髋、臂、手、肘、腿、脚、膝，并记录为Β1、Β2、…Β10;使Α1、Α2、…AlO分别与Β1、Β2、…BlO——对应。
[0043]3)即时收集虚拟角色A的Α1、Α2、”.Α10的坐标。
[0044]4)令点Bm为虚拟角色B身上的核心点，即与虚拟环境物方M的接触点，并满足:Bm与M相互作用的状态发生变化时，可决定虚拟角色B的位置是否发生变化及如何变化；令点Am为化身身上的核心点；在允许使用者与化身使用不同参照系的前提下，使Am发生的位移是Bm的Xm倍，Xm符合最大幅度原则。
[0045]情形1:用户各肢干配合变化，使Bm与M相互作用的状态发生变化，并决定虚拟角色B的位置是否发生变化及如何变化，Bm与M之间的作用力不使用户产生位移(支承力和静摩力)；如:行走中的用户，将其双脚命名为脚I和脚2 ;当脚I与地面接触时，Bm是脚I与“地面”接触的一点，Bm与地面产生静摩擦力；用户重心向前推进，同时脚2向前迈进，并最终接触于地面；用户的重心继续向前移，使脚2与地面的作用力承担用户的重力，脚I收起并脱离与地面的接触；用户的重心继续向前移，脚2上Bm与地面产生静摩擦力。
[0046]情形2:用户各肢干配合变化，使Bm与M相互作用，并使Bm与M发生相对位移，Bm与M之间的作用力使用户产生位移；如:用户跳跃。
[0047]情形3:用户与环境中物方的接触部位没动，即Bm与M没有发生相对位移可以有多个核心点，核心点的位移可以为O。
[0048]5)Bj-l是化身上的、Am相邻的一个点，Cj-1是用户身上的、Bm相邻的一个点，Bj-1与Cj-1对应；所述点Bj-1以Am或与Am相对位置保持不变的点为参照物，使Bj-1发生的位移是Cj-1发生位移的Xm-1倍，Xm-1符合最大幅度原则；Bj+l是化身上的、Am相邻的另一个点，Cj+Ι是用户身上的、Bm相邻的另一个点，Bj+Ι与Cj+Ι对应；所述点Bj+Ι以Am或与Am相对位置保持不变的点为参照物，使Bj+Ι发生的位移是Cj+Ι发生位移的Xm+1倍，Xm+1符合最大幅度原则。
[0049]6) Bj-2是化身上的、Bj-1相邻的另一个点，Cj_2是用户身上的、Cj-1相邻的另一个点，Bj-2与Cj-2对应；所述点Bj-2以Bj-1或与Bj-1相对位置保持不变的点为参照物，使Bj-2发生的位移是Cj-2发生位移的Xj-2倍，Xj-2符合最大幅度原则；Bj+2是化身上的、Bj+Ι相邻的另一个点，Cj+2是用户身上的、Cj+Ι相邻的另一个点，Bj+2与Cj+2对应；所述点Bj+2以Bj+Ι或与Bj+Ι相对位置保持不变的点为参照物，使Bj-2发生的位移是Cj-2发生位移的Xj-2倍，Xj-2符合最大幅度原则。
[0050]7)从Bj-2和Bj+2起，使化身身上未确定位置关系的点，依次逐点按步骤6)所述以相邻已确定位置点或与该点相对位置保持不变的点为参照物，使其发生的位移是用户身上对应点发生位移的一定倍数，并使该倍数符合最大幅度原则，直到化身上的各点位置可确定。
【主权项】
1.一种人机互动的控制方法，专门针对用户置身于控制台上而进行的人机互动，专门针对在虚拟世界中建立自我角色，并使用户通过实施用户允许微动作方案控制虚拟环境中的自我角色实施相应的虚拟允许动作方案；其特征在于:它包括以下步骤: 1)在虚拟环境中建立第一自我角色，通过摄像头捕捉用户动作以控制第一自我角色与用户动作保持一致；在第一自我角色上记录i个或以上的点位置变化，至少包括:C1、C2、...Ci...Cm;m>=i ； 2)在虚拟环境中建立第二自我角色，并在第二自我角色身上标注i个或以上的点，至少包括:B1、B2、…Bi…Bn; n>=i;使C1、C2、…Ci分别与B1、B2、...Bi——对应； 3)使B1、B2、…Bi随Cl、C2、...Ci同步发生位置变化，且B1、B2、…Bi的位置变化值分别系C1、C2、…Ci位置变化值的X1、X2、…Xi倍，继而实现使第二自我角色同步放大执行第一自我角色的动作。2.如权利要求1所述的一种人机互动的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括以下步骤: 1)令第二自我角色身上任意点Bj为第二自我角色身上的核心点，令第一自我角色身上的任意点Cj为第一自我角色身上的核心点；在允许第一自我角色与第二自我角色使用不同参照系的前提下，使Bj发生的位移是Cj的Xj倍，Xj符合最大幅度原则； 2)Bj-1是第二自我角色身上的、Bj相邻的一个点，Cj-1是第一自我角色身上的、Cj相邻的一个点，Bj-1与Cj-1对应；所述点Bj-1以Bj或与Bj相对位置保持不变的点为参照物，使Bj-1发生的位移是Cj-1发生位移的Xj-1倍，Xj-1符合最大幅度原则；Bj+l是第二自我角色身上的、Bj相邻的另一个点，Cj+Ι是第一自我角色身上的、Cj相邻的另一个点，Cj+Ι与Cj+Ι对应；所述点Bj+Ι以Bj或与Bj相对位置保持不变的点为参照物，使Bj+Ι发生的位移是Cj+Ι发生位移的Xj+Ι倍，Xj+Ι符合最大幅度原则； 3)Bj-2是第二自我角色身上的、Bj-1相邻的另一个点，Cj-2是第一自我角色身上的、Cj-1相邻的另一个点，Bj-2与Cj-2对应；所述点Bj-2以Bj-1或与Bj-1相对位置保持不变的点为参照物，使Bj-2发生的位移是Cj-2发生位移的Xj-2倍，Xj-2符合最大幅度原则；Bj+2是第二自我角色上的、Bj+1相邻的另一个点，Cj+2是第一自我角色身上的、Cj+1相邻的另一个点，Bj+2与Cj+2对应；所述点Bj+2以Bj+Ι或与Bj+Ι相对位置保持不变的点为参照物，使Bj+2发生的位移是Cj+2发生位移的Xj+2倍，Xj+2符合最大幅度原则； 4)从Bj-2和Bj+2起，使第二自我角色身上未确定位置关系的点，依次逐点按步骤3)所述以相邻已确定位置点或与该点相对位置保持不变的点为参照物，使其发生的位移是第一自我角色身上对应点发生位移的一定倍数，并使该倍数符合最大幅度原则，直到化身上的各点位置可确定。
【专利摘要】本发明提供了一种人机互动的控制方法，它包括以下步骤：1）在虚拟环境中建立第一自我角色，通过摄像头捕捉用户动作以控制第一自我角色与用户动作保持一致；在第一自我角色上记录i个或以上的点位置变化，至少包括：C1、C2、…Ci…Cm;m>=i；2）在虚拟环境中建立第二自我角色，并在第二自我角色身上标注i个或以上的点，至少包括：B1、B2、…Bi…Bn；n>=i；使C1、C2、…Ci分别与B1、B2、…Bi一一对应；3）使B1、B2、…Bi随C1、C2、…Ci同步发生位置变化，且B1、B2、…Bi的位置变化值分别系C1、C2、…Ci位置变化值的X1、X2、…Xi倍，继而实现使第二自我角色同步放大执行第一自我角色的动作。
【IPC分类】G06F3/01, G06T13/40
【公开号】CN104914992
【申请号】CN201510168355
【发明人】黄得锋
【申请人】黄得锋
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月11日