視訊互動(dòng)游戲設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、在基于PC技術(shù)游戲的發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)歷了由游戲控制桿、鍵盤(pán)到鼠標(biāo)的變換。當(dāng)今正在發(fā)展的一種新型互動(dòng)游戲則是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的新型人機(jī)交互游戲，更加符合人與游戲中虛擬角色之間的交流，這種技術(shù)已經(jīng)成為人機(jī)交互領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)，即視訊互動(dòng)游戲。視訊互動(dòng)游戲是以攝像頭為輸入設(shè)備，輸入玩家影像進(jìn)行游戲控制的新型態(tài)游戲。它使用捕捉的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)操縱游戲，從而實(shí)現(xiàn)玩家與畫(huà)面上各種物體的互動(dòng)。目前視訊游戲的方式主要有兩大類(lèi):一類(lèi)是通過(guò)攝像頭獲取影像資料加載

2、到游戲中，作為控制參考，特點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)單，利用輪廓檢測(cè)或者是差幀檢測(cè)，對(duì)游戲中的元件進(jìn)行撞擊，或是移動(dòng)操作。另一類(lèi)是通過(guò)攝像頭捕獲到的動(dòng)作直接控制游戲中的角色進(jìn)行操作，如身體左右移動(dòng)，跳躍，手臂左右觸碰，特點(diǎn)是:操作豐富，內(nèi)容豐富，可玩性較強(qiáng)。
　　 OpenCV于1999年由Intel建立，現(xiàn)在由WillowGarage提供支持。OpenCV是一個(gè)基于BSD許可證授權(quán)（開(kāi)源）發(fā)行的跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)，可以運(yùn)行在Linux、Wi

3、ndows和MacOS操作系統(tǒng)上。它由一系列C函數(shù)和少量C++類(lèi)構(gòu)成，同時(shí)提供了Python、Ruby、MATLAB等語(yǔ)言的接口，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的很多通用算法。OpenCV提供的視覺(jué)處理算法非常豐富，并且它部分以C語(yǔ)言編寫(xiě)，加上其開(kāi)源的特性，處理得當(dāng)，不需要添加新的外部支持也可以完整的編譯鏈接生成執(zhí)行程序。
　　 本文利用OpenCV豐富的視頻圖像處理功能，對(duì)具有廣闊發(fā)展前景的視訊互動(dòng)游戲?qū)崿F(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究。文中

4、介紹了視訊游戲控制端的工作步驟、原理以及游戲整體創(chuàng)意，分析了控制輸入圖像的處理過(guò)程中存在的問(wèn)題。針對(duì)圖像采集時(shí)環(huán)境的光線、色彩對(duì)比度及亮度帶來(lái)的影響，選取不同顏色空間對(duì)采集效果的影響，以及噪聲和目標(biāo)確定等問(wèn)題，提出了不同的數(shù)字圖像處理算法和解決方法。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了游戲控制端的兩個(gè)部分—手勢(shì)識(shí)別和顏色跟蹤，并展示了游戲控制的結(jié)果，證明了該方法的實(shí)用性。
　　 本文研究的特色在于:(1)基于模板的靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別;(2)顏色跟蹤部分

5、采用典型Camshift算法，用來(lái)同步手勢(shì)信號(hào)的輸入;(3)在游戲加速方面，提出了兩種方法:攝像頭雙緩沖方法和線程同步技術(shù);(4)實(shí)現(xiàn)一款簡(jiǎn)單的視訊互動(dòng)游戲-“揮動(dòng)你的雙手”，手舞游戲，可以讓玩家動(dòng)用雙手，鍛煉協(xié)調(diào)能力，擯棄了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤(pán)操作，具有較高的趣味性，屬于第二類(lèi)視訊互動(dòng)游戲的開(kāi)發(fā)。
　　 論文主要由五部分組成，第一部分介紹了課題研究的背景和意義、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀;第二部分介紹了視訊互動(dòng)游戲控制基本原理與方法;第三部分介紹了