一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法技術

本申請涉及一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，屬于虛實物體碰撞交互領域。本申請包括：獲取深度圖像；基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型；根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互。通過本申請，在虛實物體碰撞交互過程中，低多邊形三維模型可以較大程度地在保留場景三維形狀的前提下減少碰撞體的演算數據，因而提升物理模擬速度，進而能夠有效提升碰撞交互實時性和流暢性，同時低多邊形三維模型具有較好的視覺沖擊力，可以提升用戶的沉浸體驗感。

A Collision Interaction Method for Virtual Objects in Dynamic Scene

The application relates to a virtual object collision interaction method in dynamic scene, belonging to the field of virtual object collision interaction. The application includes: acquiring depth images; constructing low polygon three-dimensional model based on the acquired depth images; and collision interaction between virtual objects based on the constructed low polygon three-dimensional model. Through this application, in the process of virtual object collision interaction, the low-polygon three-dimensional model can reduce the computational data of the collision body to a large extent while retaining the three-dimensional shape of the scene, thus improving the speed of physical simulation, thus effectively improving the real-time and fluency of collision interaction, and at the same time, the low-polygon three-dimensional model. It has good visual impact and can enhance users'immersion experience.

【技術實現步驟摘要】
一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法
本申請屬于虛實物體碰撞交互領域，具體涉及一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法。
技術介紹
增強現實(AugmentedReality，簡稱AR)是指將計算機生成的場景、虛擬物體或系統提示信息疊加到真實場景中，從而實現對現實的增強。增強現實系統將真實世界信息與虛擬信息進行了有機結合，兩種信息互補、疊加，強化了人們對真實世界的認知和感知。在認知訓練、交互場景模擬、游戲、娛樂、廣告宣傳等許多領域都有重要應用價值，成為近年來研究和應用的熱點。存在的問題是，在增強現實系統中，虛實物體間的碰撞交互的流暢性和實時性仍然表現欠佳，使得“虛實結合”的沉浸體驗感仍有改進提升需求。
技術實現思路
為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法。為實現以上目的，本申請采用如下技術方案：一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，所述方法包括：獲取深度圖像；基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型；根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互。進一步地，所述基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型，包括：對獲取的深度圖像進行裁剪處理，得到能夠覆蓋虛實物體碰撞交互區的深度圖像；對裁剪得到的深度圖像進行采樣處理，獲得深度圖像的多個采樣點，并對深度圖像的多個采樣點進行降噪處理；遍歷降噪處理后的全部采樣點，剔除不在預設深度閾值范圍內的采樣點；根據采樣點在自身所在預設區域范圍內體現的凹凸性，將采樣點區分為凸點或者凹點；對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合；利用三角剖分算法得到所述頂點集合中各頂點組成網格的三角形連接方式；基于所述頂點集合和所述頂點集合中各頂點組成網格的三角形連接方式，構建低多邊形三維模型。進一步地，所述根據采樣點在自身所在預設區域范圍內體現的凹凸性，將采樣點區分為凸點或者凹點，包括：計算采樣點的深度值與所述預設區域的所有頂點深度值的平均值的差值；若所述差值大于第一預設數值，則將采樣點選擇為凸點；若所述差值小于第二預設數值，則將采樣點選擇為凹點。進一步地，所述對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合，包括：遍歷所有凸點和凹點，并將每個遍歷點分別與選中點隊列中的所有選中點進行距離比較；若某一遍歷點與選中點隊列中的所有選中點之間的距離均超過預設閾值距離，則將所述某一遍歷點添加到所述選中點隊列，并通過所述選中點隊列獲得所述頂點集合。進一步地，所述對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合，還包括：判斷上一幀所述頂點集合中的頂點是否滿足如下條件：上一幀的頂點是否仍在當前幀中，或者，上一幀的頂點在當前幀中的凹凸度是否在預設閾值范圍內；將滿足所述如下條件的上一幀的頂點添加到當前幀的所述頂點集合中。進一步地，所述基于所述頂點集合和所述頂點集合中各頂點組成網格的三角形連接方式，構建低多邊形三維模型，包括：提取mesh的頂點信息但對mesh不進行渲染，根據mesh的頂點信息分別創建多個mesh，拼接多個mesh以獲得所述多邊形三維模型；和/或，根據三角形頂點深度信息對三角形進行分類；通過預設算法標記材質紋理中各像素點對應所在的三角形，并為三角形附上對應顏色；創建材質并附加到mesh上進行渲染。進一步地，所述根據mesh的頂點信息分別創建多個mesh，包括：根據預設高度閾值線對所述三角形進行處理。進一步地，所述根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互，包括：實時更新碰撞體，以與建立的所述低多邊形三維模型的保持一致；進行用戶視角校準；利用虛擬按鍵和/或手勢進行虛實物體碰撞交互，并剔除虛實物體碰撞交互過程中的干擾噪聲；進行虛實物體碰撞交互顯示。進一步地，所述進行用戶視角校準，包括：攝像機位置設置為用戶體驗視角位置；將攝像機渲染內容存在為動態貼圖；低多邊形三維模型的UV設置為對應點在攝像機下的視口坐標系坐標；將動態貼圖賦予用戶視角的所述低多邊形三維模型。進一步地，所述剔除虛實物體碰撞交互過程中的干擾噪聲，包括：對當前幀的整體穩定性進行判斷，得到整體穩定性判斷結果，根據整體穩定性判斷結果對當前幀整體穩定性進行處理；對當前幀的單個像素點進行穩定性判斷；基于對當前幀的單個像素點的穩定性判斷，判斷預設手部進入邊界的像素點穩定性，并確定手部進入位置；根據確定的手部進入位置，判斷手部進入位置附近像素點的穩定性，并對被判斷出不穩定的像素點周圍的其他像素點進行穩定性判斷；重復對被判斷出不穩定的像素點周圍的其他像素點進行穩定性判斷，直至判斷出手部進入碰撞交互區的區域范圍。本申請采用以上技術方案，至少具備以下有益效果：本申請基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型；根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互，虛實物體碰撞交互過程中，低多邊形三維模型可以較大程度地在保留場景三維形狀的前提下減少碰撞體的演算數據，因而提升物理模擬速度，進而能夠有效提升碰撞交互實時性和流暢性，同時低多邊形三維模型具有較好的視覺沖擊力，可以提升用戶的沉浸體驗感。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請一個實施例提供的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法的流程示意圖；圖2為本申請一個實施例提供的基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型的流程示意圖；圖3a為根據高度閾值線對三角形進行處理的一個實施例示意圖；圖3b為根據高度閾值線對三角形進行處理的另一個實施例示意圖；圖3c為根據高度閾值線對三角形進行處理的另一個實施例示意圖；圖4為本申請一個實施例提供的根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互的流程示意圖；圖5為本申請一個實施例提供的進行用戶視角校準的流程示意圖；圖6為本申請一個實施例提供的剔除虛實物體碰撞交互過程中的干擾噪聲的流程示意圖。具體實施方式為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本申請的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本申請所保護的范圍。圖1為本申請一個實施例提供的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：步驟S101、獲取深度圖像。步驟S102、基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型。步驟S103、根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互。對于上述實施例方案，對于獲取深度圖像，在實際應用中，可以通過三維深度獲取設備獲取，比如通過微軟公司的Kinect三維深度獲取設備，這種設備不僅能獲得場景的視覺信息，還能感知場景的深度信息，Kinect通過深度傳感器能夠得到關于周圍環境的三維深度信息，這種信息被稱為深度圖像。與彩色圖像相比，深度圖像能直接反映物體表面的三維特征。可以理解的是，通過深度圖像構建低多邊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述方法包括：獲取深度圖像；基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型；根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互。

【技術特征摘要】
1.一種動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述方法包括：獲取深度圖像；基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型；根據構建的低多邊形三維模型進行虛實物體碰撞交互。2.根據權利要求1所述的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述基于獲取的深度圖像構建低多邊形三維模型，包括：對獲取的深度圖像進行裁剪處理，得到能夠覆蓋虛實物體碰撞交互區的深度圖像；對裁剪得到的深度圖像進行采樣處理，獲得深度圖像的多個采樣點，并對深度圖像的多個采樣點進行降噪處理；遍歷降噪處理后的全部采樣點，剔除不在預設深度閾值范圍內的采樣點；根據采樣點在自身所在預設區域范圍內體現的凹凸性，將采樣點區分為凸點或者凹點；對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合；利用三角剖分算法得到所述頂點集合中各頂點組成網格的三角形連接方式；基于所述頂點集合和所述頂點集合中各頂點組成網格的三角形連接方式，構建低多邊形三維模型。3.根據權利要求2所述的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述根據采樣點在自身所在預設區域范圍內體現的凹凸性，將采樣點區分為凸點或者凹點，包括：計算采樣點的深度值與所述預設區域的所有頂點深度值的平均值的差值；若所述差值大于第一預設數值，則將采樣點選擇為凸點；若所述差值小于第二預設數值，則將采樣點選擇為凹點。4.根據權利要求2或3所述的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合，包括：遍歷所有凸點和凹點，并將每個遍歷點分別與選中點隊列中的所有選中點進行距離比較；若某一遍歷點與選中點隊列中的所有選中點之間的距離均超過預設閾值距離，則將所述某一遍歷點添加到所述選中點隊列，并通過所述選中點隊列獲得所述頂點集合。5.根據權利要求4所述的動態變化場景虛實物體碰撞交互方法，其特征在于，所述對區分為凸點或者凹點的采樣點進行篩選，以獲得滿足預設條件的頂點集合，還包括：判斷上一幀所述頂點集合中的頂點是否滿足如下條件：上一幀的頂點是否仍在當前幀中，或者，上一幀的頂點在當前幀中的凹凸度是否在預設閾值范圍內；將滿足所述如下條件的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳小令，苑辰，云澤，劉曉斌，費子昂，
申請(專利權)人：藍色智庫北京科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11