一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，包括以下步驟：獲取人體投影二值圖像；提取人體投影輪廓矢量集合；對人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化，生成人體投影三維模型；對人體投影三維模型進(jìn)行位置校正，使其與人體投影二值圖像在方位、尺寸上匹配對應(yīng)；將校正后的人體投影三維模型輸入流體物理模擬系統(tǒng)，使其與虛擬物體發(fā)生交互，并將交互結(jié)果與人體投影二值圖像結(jié)合顯示。本發(fā)明通過捕獲人體投影圖像數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行處理得到可以應(yīng)用于流體物理模擬系統(tǒng)中的三維模型，逼真地表現(xiàn)出人體投影在流體物理模擬系統(tǒng)中的碰撞與粘滯效果。
【專利說明】一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的使用人體投影的互動(dòng)游戲系統(tǒng)主要采用投影包圍盒觸發(fā)器的方法進(jìn)行互動(dòng)，該方法獲得的人體投影與其實(shí)際外形輪廓差距較大，無法逼真地模擬出人體投影外形輪廓與流體物理模擬環(huán)境的碰撞與粘滯效果；此外，由于該方法在顯示端上采用的是人體的真實(shí)投影，導(dǎo)致無法對投影圖像進(jìn)行后期特效處理，削弱了游戲畫面的表現(xiàn)力。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，以提高人體投影在流體物理模擬系統(tǒng)中與虛擬物體之間進(jìn)行交互的逼真性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，包括以下步驟:
(1)獲取人體投影ニ值圖像；
(2)對所述人體投影ニ值圖像進(jìn)行輪廓提取處理，得到人體投影輪廓矢量集合；
(3)對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化處理，生成人體投影三維模型；
(4)對所述人體投影三維模型進(jìn)行位置校正，使其與人體投影ニ值圖像在方位、尺寸上匹配對應(yīng)；
(5)將校正后的人體投影三維模型輸入流體物理模擬系統(tǒng)，使其與所述流體物理模擬系統(tǒng)中的虛擬物體發(fā)生交互，并將交互結(jié)果與人體投影ニ值圖像結(jié)合顯示。
[0007]所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，所述步驟(I)中，人體投影ニ值圖像的獲取包括以下步驟:
(11)采用深度傳感器捕獲包含人體在內(nèi)的整個(gè)環(huán)境的深度圖像；
(12)利用VFC主動(dòng)輪廓模型從所述深度圖像中提取出人體投影對應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)，構(gòu)成人體投影深度圖像；
(13)對所述人體投影深度圖像進(jìn)行ニ值化處理，得到人體投影ニ值圖像。
[0008]所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，所述步驟(I)還包括:對所述人體投影ニ值圖像進(jìn)行特效處理，所述特效處理包括增加輪廓光芒。
[0009]所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，所述步驟(2)還包括:利用Douglas-Peucker近似算法對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行簡化，保留其中的關(guān)鍵點(diǎn)。
[0010]所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，所述步驟(3)中，利用Delaunay三角剖分算法對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化處理。
[0011]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過捕獲人體投影圖像數(shù)據(jù)，再對其進(jìn)行處理得到可以應(yīng)用于流體物理模擬系統(tǒng)中的三維模型，逼真地表現(xiàn)出人體投影在流體物理模擬系統(tǒng)中的碰撞與粘滯效果。本發(fā)明采用的人體投影并非真實(shí)光線造成的，而是人體投影對應(yīng)區(qū)域的圖像，對該圖像進(jìn)行特效處理，在顯示端可以呈現(xiàn)出更好的視覺效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明具體實(shí)施例的方法流程圖；
圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，包括以下步驟:
(1)采用深度傳感器捕獲包含人體在內(nèi)的整個(gè)環(huán)境的深度圖像；
(2)利用VFC(vector field convolution矢量場卷積)主動(dòng)輪廓模型從步驟(I)獲取的深度圖像中提取出人體投影對應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)，構(gòu)成人體投影深度圖像，對人體投影深度圖像進(jìn)行二值化處理，得到人體投影二值圖像；根據(jù)表現(xiàn)需求，可以對人體投影二值圖像進(jìn)行諸如增加輪廓光芒等特效處理，以增強(qiáng)視覺效果；
(3 )對步驟(2 )中的人體投影二值圖像進(jìn)行輪廓線提取處理，得到人體投影輪廓矢量集合；利用Douglas-Peucker近似算法對提取出的人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行簡化，保留其中的關(guān)鍵點(diǎn)；
(4)利用Delaunay三角剖分算法對簡化后的人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化處理，生成可以在流體物理模擬系統(tǒng)中與虛擬物體進(jìn)行交互的人體投影三維模型；
(5)對人體投影三維模型進(jìn)行位置校正，使其與人體投影二值圖像在方位、尺寸上匹配對應(yīng)；
(6)將校正后的人體投影三維模型輸入流體物理模擬系統(tǒng)，使其與所述流體物理模擬系統(tǒng)中的虛擬物體發(fā)生交互，并將交互結(jié)果與人體投影二值圖像結(jié)合顯示。
[0015]如圖2所示，是將本發(fā)明應(yīng)用于游戲系統(tǒng)中的一種硬件結(jié)構(gòu)示意圖，深度傳感器4捕獲包含用戶I的人體在內(nèi)的整個(gè)環(huán)境的深度圖像數(shù)據(jù)(深度圖像為二維位圖)，傳輸給計(jì)算機(jī)主機(jī)6，計(jì)算機(jī)主機(jī)6先對深度傳感器4獲取的深度圖像進(jìn)行處理，得到人體投影二值圖像，再對人體投影二值圖像進(jìn)行輪廓線提取處理得到人體投影輪廓矢量集合，最后將其三角化生成人體投影三維模型，經(jīng)過位置校正，輸入流體物理模擬系統(tǒng)中進(jìn)行互動(dòng)，并將互動(dòng)結(jié)果傳輸給投影機(jī)3，同時(shí)，也將經(jīng)過后期特效處理的人體投影二值圖像傳輸給投影機(jī)3，投影機(jī)3將游戲交互結(jié)果投影到投影屏幕5上。
[0016]由于呈現(xiàn)在投影屏幕5上的是游戲交互場景畫面與人體投影畫面的結(jié)合，所以從外觀上看是用戶I的人體投影2與游戲中的虛擬物體發(fā)生交互碰撞，實(shí)際上是人體投影三維模型與虛擬物體發(fā)生交互碰撞。
[0017]以上所述實(shí)施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)獲取人體投影二值圖像； (2)對所述人體投影二值圖像進(jìn)行輪廓提取處理，得到人體投影輪廓矢量集合； (3)對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化處理，生成人體投影三維模型； (4)對所述人體投影三維模型進(jìn)行位置校正，使其與人體投影二值圖像在方位、尺寸上匹配對應(yīng)； (5)將校正后的人體投影三維模型輸入流體物理模擬系統(tǒng)，使其與所述流體物理模擬系統(tǒng)中的虛擬物體發(fā)生交互，并將交互結(jié)果與人體投影二值圖像結(jié)合顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，其特征在于，所述步驟(I)中，人體投影二值圖像的獲取包括以下步驟: (11)采用深度傳感器捕獲包含人體在內(nèi)的整個(gè)環(huán)境的深度圖像； (12)利用VFC主動(dòng)輪廓模型從所述深度圖像中提取出人體投影對應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)，構(gòu)成人體投影深度圖像； (13)對所述人體投影深度圖像進(jìn)行二值化處理，得到人體投影二值圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，其特征在于，所述步驟(I)還包括:對所述人體投影二值圖像進(jìn)行特效處理，所述特效處理包括增加輪廓光芒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，其特征在于，所述步驟(2)還包括:利用Douglas-Peucker近似算法對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行簡化，保留其中的關(guān)鍵點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流體物理模擬系統(tǒng)的人體投影交互方法，其特征在于，所述步驟(3)中，利用Delaunay三角剖分算法對所述人體投影輪廓矢量集合進(jìn)行三角網(wǎng)格化處理。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK103529943SQ201310486753
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】田地 申請人:合肥金諾數(shù)碼科技股份有限公司