基于体感技术的互动游戏平台研究与设计

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1、基于体感技术的互动游戏平台研究与设计　　基于体感技术的互动游戏平台研究与设计　　基于体感技术的互动游戏平台研究与设计　　基于体感技术的互动游戏平台研究与设计第一章绪论1.1体感互动游戏的概述体感互动游戏的概念特指用身体去感受和互动的游戏,不同于使用游戏摇杆、键盘、鼠标来控制游戏,引入多种传感器设备来代替传统的手柄或键盘操作[1]。比如在网球游戏中,手中的手柄好像网球拍一样,玩家可以做出任意动作;使用体感运动游戏产品,不受场地、天气的影响,并且具有很强的参与感,让玩家犹如置身真实的运动现场,具有丰富的娱乐性[2]。体感技术称为动作感应控制技术,由机器通过某些特殊方式对用户的感官动作进行识别

2、、解析,并按照预定感测模式,对相应动作在机器端作出反馈[3]。体感技术的实现主要包括体感设备(硬件)和体感系统(软件)。体感设备(硬件)动作识别,最大的目标是对人体运动的识别,然后以信息数据的方式输入电脑,以电子屏幕的方式与用户产生运动式交互活动,识别动作的准确性、速度、识别方式都直接影响用户体验感。体感系统(软件)能够稳定快速地对硬件信息进行处理,使其机器端作出连续稳定的反馈,动作信息的处理速度和动作识别计算方式是其关键因素。随着体感技术的演进,依照体感方式与原理的不同,目前主要有机械式、光学式、电磁式、惯性、声学等体感识别技术。如PU6050集成块和Cortex-M3控制芯片,MPU

3、6050集成了陀螺仪传感器和加速度传感器以及DMP数字运动处理器,陀螺仪传感器负责感知体感设备系统的瞬时姿态,加速度传感器负责把其自身输出的三维加速度值转换成体感设备在二维3D屏幕上的位移轨迹,DMP数字运动处理器负责融合陀螺仪传感器和加速度传感器输出的数据。2)体感设备系统第二部分是基于Cortex-M3控制芯片的STM32系统,该系统处理MPU6050集成块输出的数据,该数据为四元数数值,本文要研究一种算法,通过融合加速度传感器和陀螺仪传感器输出的数据,通过STM32处理,输出体感设备模块的定位坐标值。在STM32系统中设置有复位、校验按键以及控制游戏按钮从而能够使该体感设备灵活操作

4、游戏。3)网络平台搭建部分,主要是实现多个体感设备能够同时控制游戏系统,本文中体感设备使用串口连接,我们把每个体感设备的串口通过S3C4510BARM系统转换为网口,然后把每一个体感设备作为客户端,客户端和服务器之间的通信协议采用TCP/IP通信协议进行通信。.........2.2体感游戏的内容和设计一款好游戏的成功是离不开一个团队的,游戏的各个方面都需要各类人才实现最后综合在一起,开发人员各执其责,在自己的领域发挥最大的能力。在游戏的设计过程中,主策划师是这整个游戏的核心人员,这个人就是游戏的灵魂,他负责设计游戏的游戏背景,在这一款游戏的游戏方法、游戏规则、游戏挑战,都是由主策划来完

5、成的。然后,当主策划策划完整个游戏之后,团队中的其他幵发成员再各行己见,对游戏进行更加细致整体的修改。游戏设计虽然重要,美工有时候也更加重要,高质量的游戏画面同样会吸引玩家。美工的责任是管理游戏运行时候的图片,美工要负责对图片进行编辑还有处理。开发人员对整个游戏的脚本还有程序进行编写,团队中的所有成员,给自完成各自的工作,在整个游戏中实现自己的价值。整体游戏的分工如图2-2所示:要想让一款游戏能够在市场上活跃起来,就需要做各种努力。第一,游戏在开发之前就应该提前做好市场调查,对市场有了一个全面的了解,才能在获取市场的主动权,市场做的好,游戏就成功了一半,如果所做出的游戏大家都已经玩过类似

6、的了,既然之前的一款本身就很好了,又怎么会有人还去玩一款类似的游戏。按照正常的幵发流程,应该是这样,美工首先把游戏大致的图像制作好,然后幵发人员在这些图像的基础上去理解整个游戏,在图像的基础之上编写脚本和相应的代码,从而让图片跑起来。第二,所有的流程都不会说是一程不变得,在游戏的整个设计过程之中,必然会有不同的意见产生,通过分组讨论还有大型会议,互相研究分析任务。整个游戏的开发流程如图2-3所示。........第三章基于陀螺仪技术的定位算法研究......113.1陀螺仪和加速度传感器......113.1.1陀螺仪系统......113.1.2加速度传感器系统......123.1.

7、3陀螺仪和加速度传感器组合......143.2数据融合......153.3数据矫正......233.3.1数字滤波算法......233.3.2零点漂移的基准点动态自校正算法......253.4本章小结......29第四章基于摄像头技术的定位算法研究......304.1图像处理与分析......304.2摄像头标定......374.3本文改进算法......454.4本章小结......48第五章体感互动游戏软硬件平台