[发明专利]一种放大系统及其运用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可使人机互动的仿生虚拟世界的生成方法及运用。

背景技术

战车上的各控制件其实都不用再联接的，但这种传统方式显然机械控件多，成本高，而且携带不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种让用户可身临其境进入虚拟世界，并完全通过自身的相应部位控制虚拟世界赋于自我角色享有的功能和能力方法及使用的设备。

为了便于理解本发明，特对所涉及的各术语进行如下名词解释。

自我角色：指在虚拟世界中，可被用户操控的，并被用户认为是自己的虚拟角色，可是人类或任意活动物方。

用户允许微动作方案：当用户实施某一个或一个组符合条件的微动作时，可以对计算机发出一控制指令；这里的微动作尤其指用户小幅度的动作，如：相应的任意关节移动位移小于20cm，具体表现如：手臂微动、脚微曲；本发明的上述条件，尤其包括限定不发出命令的情形。

虚拟允许动作方案：虚拟世界赋于自我角色或虚拟世界中器具可以进行的动作或动作方案，所述动作方案包括连续的动作组合、动作力度、速度等。

活动关节：用户并非全部关节的活动都可以控制我自我角色相部位的活动，尤其自我角色为非人类时，并没有用户身上的某些关节，因此本发明所指的“活动关节”是指虚拟世界赋于自我角色可活动部位而对应于用户实际身体上的关节。另一方面，当自我角色的活动部多于用户实际的活动关节数时，则采用本发明介绍的其他方法。

反向动作：自我角色所在的虚拟世界场景执行与用户发出的指令具有矢量值相同但方向相反的矢量动作；所述矢量动作本发明尤其特指任意时间点上的位移变化、体积变化,如图1所示：以矢量动作为纵坐标，以时间为横坐标建立坐标系，则用户发出的指令与自我角色所在的虚拟世界场景对应曲线图以横坐标呈轴对称关系，如：从时间点t1到时间点t2，用户要朝东南方向前进5米时，只要在该时间段上使自我角色所在场景向西北方向移动5米就可实现；再如：从时间点t1到时间点t2，用户要自己全身等比例变大2倍，则自我角色所在场景在相同时间段缩小两倍，这里尤其指出：用户的变身或变形指令里，要先判断是否包括眼睛及双眼间距的变化，如果眼睛及双眼间距没有变化，则场景在体积上不会变化，即 场景的体积矢量动作与自我角色的眼睛及双眼间距离的体积矢量动作具有：矢量值相同、方向相反的关系。

所述反向动作是使虚拟世界中自我角色所在场景执行与自我角色头部方向相反而矢量值相同的矢量动作，且两者在分别以同一矢量动作和时间为坐标轴的坐标系中，其矢量动作时间图以时间坐标轴呈轴对称关系。

手掌：如图2所示手掌1包括手腕11在内的所有手掌上的关节，如手指12。

脚掌：如图2所示脚掌2包括脚腕21在内的所有脚掌2上的关节，如脚指头22。

评价运动幅度的指标：被跟踪部位发生的位移及方向、被跟踪部位在两个时间点上的夹角。

为实现上述目的，本发明技术方案为：

一、用户可在现实中的同一处操控位完成虚拟世界的各种操作。

实现该技术效果的技术方案是采用动作放大系统,所述的动作放大系统是指设定用户或虚拟世界道具执行任一用户允许动作的最大幅度M、对应虚拟世界中自我角色的虚拟允许动作的最大幅度为N、在t时间点上用户或虚拟世界道具执行该允许动作的幅度为Mt,对应虚拟世界中人或物的执行相应的允许动作的幅度为Nt,则该系统满足：当Mt大于或等于M时，Nt＝N；当Mt小于M时，N大于Nt大于Mt如：用户手臂抬起5度时，自我角色则完全抬起手臂，当用户抬手臂的角度大于５度，自我角色均完全抬起手臂，这里，我们称５度为用户执行抬手臂的最大幅度，显然用户手臂不仅可以抬5度。

这里尤其指出：无残疾且健康的用户执行某允许动作时，实际的运动极限均大于该允许动作的最大幅度，而为了更有效实现本技术效果，虚拟世界过程采用动作放大系统时，最好通过对用户肢体的限制只允许其进行小幅度的微动作。

所述用户允许微动作方案满足：当用户以最大幅度M完成任一微动作时，躯干上除手掌和脚掌外的任意相邻的两部份的角度变化值小于30度。如：某允许微动作方案涉及上臂和下臂的角度，在实施该动作的前后角度为120度和140度，则该相邻两部份的夹角变化值就为+20度。另外 本发明可提供持续动作命令，当用户持续对弹性装置作用时，用户可保持转身等动作。因此用户可在任意姿势下控制自我角色的任意动作方案。本发明所述最大幅度M优选正负5度以内。