VR第五组期末项目论文

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'VR第五组期末项目论文'
VR应用——VR积木游戏摘要随着科学技术不断发展,越來越多的VR产品出现在我们的视野中。VR眼镜,VR头 盔,VR游戏己然给我们的生活带来变化!我们将VR运用在我们的项目中,采用Oculus进 行现实和虚拟的交互,并用Leapmotion检测手指,完成整个搭积木的游戏。我们组运用到 了虚拟现实期中研究的VR引擎(Unity 3D),游戏的场景和人物的搭建是在游戏引擎unity 3D 中完成的,为体验者提供一个良好的游戏环境。本文主要是对项冃的设计,实现和技术细节 的介绍。关键词:Le叩motion Unity 3D VR技术细节VR application ■ VR building blocks gameABSTRACTWith the development of science and technology , more and more VR products appear in our vision. VR glasses, VR helmet and VR game have brought great changes to our lives! We will use VR in our project, the use of Oculus for real and virtual interaction, and Leapmotion detection of fingers, to complete the whole building blocks of the game? Our group apply the VR engine (Unity 3D)which we researched in the mid of virtual reality course, the building of the game scenes and characters are completed in the game engine unity 3D, in order to provide a good experienee for the game environment. This paper is mainly about the design, implementation and technical details of the project.Key words: Leapmotion Unity 3D VR Technical details1 VR积木游戏及LeapMotion介绍1」LEAP MOTION手势识别过程简介 51.2 Leap Motion Orion 的优劣势 71.2.1 Orion 的优势 71.2.2 Orion 的劣势 71.3 Leap Motion在VR及Unity环境下手势识别开发步骤 81.4 Leap Motion手势识别相关API分析 81.5 VR积木项目手势控制具体实现 91.5.1前进后退手势实现 101.5.2抓起物体手势实现 111.5.3挥手打招呼手势实现 122 NPC部分介绍 132.1引入NPC的目的 132.2 NPC资源信息 132.3 NPC动画实现细节 142.3.1资源选取 142.3.2人物行为 142.3.3自我介绍 142.3.4 问候 152.3.5 等待 162.3.6 行走 162.3.7 下蹲 172.4 NPC语音实现细节 172.4.1资源获取 172.4.2语音播放 172.4.3人物口型 172.5AI 行为 18251 AI 框架 182.5.2 Painted eggshell 态(彩蛋态) 182.5.3 Introduction 态 182.5.4 sayHello 态 182.5.5 walking 态 182.5.6 idle 态(等待态) 192.5.7脚本信息 193 场景部分介绍 213」场景概要 213.2闯关模式 213.2.1关卡1:大门 213.2.2关卡2:祭坛 223.3自由模式 223.4积木技术细节 223.5积木产生器 233.6关卡提示 233.7摆放检测 243.8关卡通过 244项目的展望 255 附录 265.1图片 265.2 表 261 VR积木游戏及LeapMotion介绍游戏玩家首先带上我们提供的Oculus进入游戏场景里,可以根据Oculus里面看到的界 面选择游戏模式,有闯关模式和自由模式。选择闯关模式后就可以进行游戏了,你可以在场 景里看到Unity chan,对她招手,她会向你问好。接着按我们给岀的图形选择适当的形状的 积木搭建,如果完成搭建就可以进入下一关继续游戏。选择自由模式后,有很多图形可以搭 建,玩家可以进行自rti选择练习搭积木。Leap Motion是面向PC以及Mac的体感控制器制造公司Leap于2013年发布的体感控 制器,其设备支持利用手掌和手指动作來进行输入,但无需手部接触或者触摸。虽然Leap Motion硕件已经发布多年但其开发者仍在不断更新检测算法及SDKo尤其是最近的Orion 版SDK将Leap Motion和VR结合起来,实现对VR应用更直接更舒适的操作体验。LeapMotion倡导的三维空间交互与VR可谓完美结合,因此Orion应运而生oOrion是原有的LeapMotion软件的一个升级版本,硬件不变。在VR系统中,Orion提供了一种手势的输入方式,它可以将手部的活动信息实时反馈到处理器,最后显示在VR头显中。Figure 11.1 LEAP MOTION手势识别过程简介简单来说,Leap Motion是基于双目视觉的手势识别设备。Figure 2双目视觉是有两个摄像头,利用双目立体视觉成像原理,通过两个摄像机来提取包括三 维位置在内的信息进行手势的综合分析判断,建立的是手部的立体模型。这种方法对于用户 手势的输入限制较小,可以实现更加自然的人机交互,但由于需要进行立体匹配,且由于立 体模型的复杂性,需要处理大量的数据,计算相对来说较复杂。要实现双目手势识别首先需要对双忖摄像头做标定,即是计算空间中左右两台摄像机位 置的儿何关系。首先是对单摄像机的标定,其主要任务是计算摄像机的内部参数(包含摄像 机的投影变换矩阵和透镜畸变参数)和外部参数(包含相对于某个世界坐标系的旋转矩阵和 平移向量),形象点说,摄像机本身存在畸变,如果不经过标定过程,摄像机所拍摄出的影 响是冇在畸变的,即可能将原本的矩形显示成不规则的圆角四边形。然后是标定,即计算空 两台摄像机在空间中的相对的儿何位置关系(包含旋转矩阵和平移向量),通俗讲就是使得 两台摄像机所成的影像显示在同一水平线上。具体的手势识别过程:(1) 首先从双目摄像头采集操作者手势动作的左右视觉图像,通过立体视觉算法生成 深度图像。具体过程:经过立体
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