[发明专利]一种在虚拟现实环境中实现拧螺丝的方法

说明书

本发明公开了一种在虚拟现实环境中实现拧螺丝的方法，包括以下步骤：在虚幻引擎中添加一个螺丝刀类ScrewDiver和一个螺丝类Screw；当检测到螺丝刀和螺丝发生碰撞时，将第一组件Arrow附着到玩家的手上，经过一帧时间后，获取组件Arrow的方向向量，计算组件Arrow和组件ArrowNoMove当前的方向向量在SD平面上的投影的夹角LocalRot；判断玩家的手的旋转方向，使螺丝旋转一个角度LocalRot；判断当前螺丝是否拧完，若否，继续进行下一帧的拧螺丝步骤，若是，结束。本发明实现了玩家在虚拟现实环境中模拟出较真实的螺丝刀拧螺丝的感觉，即使玩家中途改变握姿，也可以正常旋转螺丝刀。

技术领域

本发明涉及虚拟现实环境的动作捕捉领域，特别涉及一种在虚拟现实环境中实现拧螺丝的方法。

背景技术

虚幻引擎4(UE4)是美国Epic游戏公司研发的一款3A级次时代游戏引擎，渲染效果强大，采用物理材质系统，是开发者最喜爱的引擎之一。UE4画面效果完全达到3A游戏水准，光照和物理渲染效果强大。

当前技术在虚拟现实的应用中，模拟用手拧物品等动作，比如拧旋钮，螺丝等，基本都是玩家用手去触碰该物品，在碰撞检测事件中播放物品旋转的动画，直接完成整个拧物品的操作。这样的方式，模拟手拧虚拟物品的效果不真使得玩家并没有身临其境的感受。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种在虚拟现实环境中实现拧螺丝的方法，玩家在虚拟现实环境中可以模拟出较为真实的螺丝刀拧螺丝的感觉，且拧螺丝刀的时候玩家的握姿方向都可以改变。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种在虚拟现实环境中实现拧螺丝的方法，包括以下步骤：

在虚幻引擎中添加一个螺丝刀类ScrewDiver和一个螺丝类Screw；

所述螺丝刀类ScrewDiver包括第一组件Arrow和第二组件ArrowNoMove；所述组件ArrowNoMove固定在螺丝刀上；所述第一组件Arrow初始位置和初始方向均与第二组件ArrowNoMove的位置和方向一致；

当检测到螺丝刀和螺丝发生碰撞时，进行拧螺丝步骤：将第一组件Arrow附着到玩家的手上，经过一帧时间后，获取第一组件Arrow的方向向量，计算第一组件Arrow和第二组件ArrowNoMove当前的方向向量在垂直于螺丝刀方向轴的平面上的投影的夹角LocalRot；判断玩家的手的旋转方向为顺时针还是逆时针，根据判断的结果使螺丝旋转一个角度LocalRot；

判断当前螺丝是否拧完，若否，继续进行下一帧的拧螺丝步骤，若是，结束。

优选地，在计算得到第一组件Arrow和第二组件ArrowNoMove当前的方向向量在垂直于螺丝刀方向轴的平面上的投影的夹角LocalRot后，把第一组件Arrow重置到螺丝刀上。

具体地，当检测到螺丝刀和螺丝发生碰撞时，调用虚幻引擎自带的碰撞框碰撞调用函数BeginOverlap，使螺丝刀接收到BeginOverlap事件，接着调用箭头附着函数SetLastVecPoint，将第一组件Arrow附着到玩家手上。

所述判断玩家的手的旋转方向，具体为：

令第一组件Arrow当前在垂直于螺丝刀方向轴的平面的上的投影向量为向量ArrowProjection，第二组件ArrowNoMove当前的向量为向量ArrowNoMove；

将向量ArrowNoMove和向量ArrowProjection进行叉乘得出的向量与螺丝刀方向进行比较，如果方向一致则玩家的手在这一帧的旋转方向是顺时针，如果方向相反则玩家的手在这一帧方向的旋转方向为逆时针。