基于FPGA的体感游戏-论文.pdf

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1、2014୍3ᄅ15ರ现代电子技术Mar.201437ज6௹ModernElectronicsTechniqueVol.37No.647ࠎႿFPGAุۋႳ༤艾兵，张敏，赵元清（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）摘要：体感游戏是视觉与本体感觉和动作控制的集合，伴随着虚拟现实技术的迅猛发展，正逐步走入市场。为了达到视觉、运动相结合的目的，采用加速度传感器与VGA显示器相结合的方法，通过戴有速度手套的手的运动来完成对游戏界面中的滑块控制，接住随机下落的方块而获得分数。最后进行了板级测试，实现了开机界面、模式

2、切换、难度调节、计分、游戏暂停与重新开始等功能。通过验证，游戏获得了较好的互动性、参与感与沉浸感。关键词：加速度传感器；FPGA；VGA；体感游戏中图分类号：TN710⁃34文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2014）06⁃0047⁃04MotionsensinggamebasedonFPGAAIBing，ZHANGMin，ZHAOYuan⁃qing（HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China）Abstract：Motionsensinggamei

3、sacombinationofvisualsense，proprioceptionandmotioncontrol.Alongwiththerapiddevelopmentofvirtualtechnology，itisgraduallyenteringintothemarket.Inordertoachievethepurposeofvisualsenseandmovement，amethodtocombinetheaccelerationsensorandVGAdisplaywasadopted.The

4、gameinterfaceslideriscontrolledbymovingaglovedhandtocatchthefallingblocksforscores.Itpassedboard⁃leveltesting.Itsfunctionsofbootinterface，modeswitching，difficultyregulation，scoring，pauseandrestartwererealized.Thebetterinteraction，senseofparticipationandim⁃

5、mersionofthegamewereobtained.Keywords：accelerationsensor；FPGA；VGA；motionsensinggame[2]高游戏的沉浸感与趣味性，同时保持了对于键盘操作0引言的兼容性。计算机游戏领域已经到了一个同质化相当严重的1系统设计方案时代。机械性的重复相同的动作致使玩家的兴趣越来越低。而现在游戏产业迎来了一个转折点，开始向交互该系统主要由两个部分组成，分别是数据采集单性、置入感等方向发展。而良好的沉浸感要求游戏必须元、显示控制单元。数据采集单元主要实现

6、对运动控制[1]信息的采集、数据的修正与处理、上传到显示控制单元在互动性上有创新。过去，游戏大部分是通过键盘与鼠标来完成控制的，但随着传感器技术、微机视觉的进等功能。显示控制单元主要实现游戏的开始、难度设步，使得利用自己的行动来对机器发出指令的愿望得以定、模式切换、显示等功能。整体框图如图1所示。实现。这种人机互动模式以更为自然性、直观性的运动、语音等摸式代替电脑的键盘和鼠标等外设。现在已经有了很多创新成果，如三维摄像机、传感器球拍、数据手套等。一些公司也推出了各种平台，如日本任天堂公司的Wii、微软的Ki

7、nect、华硕的Xtion等。这些设备一般较为昂贵，本文设计目的是低成本来完成人机交互，利用FPGA作为主控制器，借助现代家庭较为普及的电脑的显示器，实现体感游戏的设计，提图1系统整体框图收稿日期：2013⁃12⁃2348现代电子技术2014୍37ज1.1数据采集单元按键的信号，根据两个单元间的编码准则产生相应的控数据采集单元主要包括从控制器、加速度传感器、制指令，通过串口上传到显示控制中心。程序设计流程LED显示、按键、串口四个硬件部分。各部分的选择和图如图2所示。功能如下：从控制器选用STC89C51单

8、片机，此系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、低功耗、高性价比的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，并且有LQFP封装，使得速度手套可以做到小型化。加速度传感器选用的是ADXL345。它是一款完整的3轴加速度测量系统。既能测量运动或冲击导致的动态加速度，也能测量静止加速度，例如重力加速度，使得器件可作为倾斜传感器使用。本设计中利用了其测静止加速度的功能，得到倾斜角度，从而产生控制指令。采集单元中用了