[发明专利]一种基于3D动画与虚拟现实结合的仿真枪场景设计方法

说明书

一种基于3D动画与虚拟现实结合的仿真枪场景设计方法，其属于游戏仿真枪技术领域。该方法包括手机APP的开发，在APP中设计多种3D动画效果；利用VR技术实现虚拟现实的结合，并利用IMAX使音响系统动态范围的延展性对声道进行重新混制以及仿真枪的使用。该方法采用仿真枪的气反馈冲击力模拟真枪的反馈力，且仿真枪重量类似真枪，利用激光瞄准或追踪，给使用者带来更真实的体验。基于3D动画与虚拟现实结合的仿真枪场景设计弥补了传统打枪场景的不足，使信息的呈现不仅能够反映真实的物理空间，而且能够将虚拟信息融入到真实的环境中，灵活完成多种打枪体验，为使用者提供更加真实的打枪体验。

技术领域

本发明涉及一种基于3D动画与虚拟现实结合的仿真枪场景设计方法，其属于游戏仿真枪技术领域。

背景技术

虚实结合的场景设计是将虚拟信息融入到真实的环境中，使信息的呈现不仅能够反映真实的物理空间，而且不受真实场景的约束，弥补了传统打枪场景的不足。虚拟现实的仿真枪场景的设计开发，将抽象的信息转化为具体的形态，能够为使用者提供更近真实的体验。

现有的打枪实验基地大多基于真实的空间环境，其中户外或是室内打枪场景都比较单一，多是在硬件设备基础上完成体验，不能够给与多种样式的场景体验，并且真实性不高。因此，对虚拟现实的仿真枪场景的设计开发就显得尤为重要。

发明内容

为了提高仿真枪体验的真实性，本发明提供一种基于仿真枪的场景设计方法。使用仿真枪的气反馈冲击力模拟真枪的反馈力，仿真枪重量类似真枪，利用激光瞄准或追踪。通过一款含多样场景设计的APP和VR眼镜的结合大大增强了仿真枪体验的真实性。APP中设计多种不同场景动画，针对不同的主题风格选取不同的场景增强真实性、渲染主题，并利用VR眼镜的虚拟现实效果，使得真实感更加饱满，让用户感觉就是置身于真实打枪现场。

一种基于3D动画与虚拟现实结合的仿真枪场景设计方法，该方法包括以下步骤：

S1、手机APP中3D动画设计

a、系统模型搭建包括人物模型、场景模型和虚拟仿真枪模型；

b、系统引擎开发包括场景搭建、材质创建、后期处理、烘焙光照和蓝图脚本；

c、通过Astar算法对游戏场景中预先设置的路径节点进行分析计算得出最短路径；从而找出当前最优路线，实现游戏人物的智能寻路；其基本原理是通过创建的开放式列表与封闭式列表对游戏场景中的所有路径节点进行比对和筛选，从而计算出最短的路径，为了节省游戏在这方面的计算开销，该算法采取的是模糊比对，省略了贪心算法中的回溯计算部分。将路径起始节点设为 A，目标节点设为 B，当前计算出的最优路径节点为 C，在仅考虑节点间的几何距离前提下其节点代价的计算可由公式得出:.通过计算的各个节点代价，选择代价最小的节点优先进行比对；

d、当在游戏中有多人物同时进行寻路移动时，实行优化策略，分为以下几步: 1)为每个人物建立一个碰撞列表用于记录此人发生过碰撞的路径信息; 2) 根据每人之间的优先级进行排序，当检测到碰撞后，将选择优先级别最高的人物重新进行节点定位和路径选择，同时停止其他人物的移动，直到优先级最高的人物通过再继续原路径的移动; 3) 将上一步碰撞检测到的路径信息记录到碰撞列表中，每次检测到碰撞后，都先在碰撞列表中进行查询。如果路径信息是重复的则要更新路径选择策略，如果路径信息无重复则要对碰撞列表进行更新。这主要是为了避免人物的路径重复，反复与同一人物发生碰撞。

S2、VR设备与手机APP的交互

a、通过数据串口，将APP中的动画及音效同步传输到VR设备中；

b、在外部环境中配有IMAX大尺寸银幕，获得高亮度、色彩饱和度和对比度并在IMAX的数字原底翻版技术处理过程中，并利用音响系统动态范围的延展性对声道进行混制；

S3、仿真枪的反馈交互

实现空间运动真实感：仿真枪通过枪械准星瞄向同步运动场景，仿真枪的激光位移传感器激光测距后通过激光位移传感器将物理信号转化为电信号，再与VR设备通信，然后通过USB口将实时数据同步到场景中；