視訊互動游戲設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、在基于PC技術(shù)游戲的發(fā)展過程中，經(jīng)歷了由游戲控制桿、鍵盤到鼠標的變換。當今正在發(fā)展的一種新型互動游戲則是基于計算機視覺的新型人機交互游戲，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)成為人機交互領(lǐng)域的一大研究熱點，即視訊互動游戲。視訊互動游戲是以攝像頭為輸入設(shè)備，輸入玩家影像進行游戲控制的新型態(tài)游戲。它使用捕捉的運動數(shù)據(jù)來操縱游戲，從而實現(xiàn)玩家與畫面上各種物體的互動。目前視訊游戲的方式主要有兩大類:一類是通過攝像頭獲取影像資料加載

2、到游戲中，作為控制參考，特點是:操作簡單，利用輪廓檢測或者是差幀檢測，對游戲中的元件進行撞擊，或是移動操作。另一類是通過攝像頭捕獲到的動作直接控制游戲中的角色進行操作，如身體左右移動，跳躍，手臂左右觸碰，特點是:操作豐富，內(nèi)容豐富，可玩性較強。
　　 OpenCV于1999年由Intel建立，現(xiàn)在由WillowGarage提供支持。OpenCV是一個基于BSD許可證授權(quán)（開源）發(fā)行的跨平臺計算機視覺庫，可以運行在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++類構(gòu)成，同時提供了Python、Ruby、MATLAB等語言的接口，實現(xiàn)了圖像處理和計算機視覺方面的很多通用算法。OpenCV提供的視覺處理算法非常豐富，并且它部分以C語言編寫，加上其開源的特性，處理得當，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，對具有廣闊發(fā)展前景的視訊互動游戲?qū)崿F(xiàn)技術(shù)進行了研究。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程中存在的問題。針對圖像采集時環(huán)境的光線、色彩對比度及亮度帶來的影響，選取不同顏色空間對采集效果的影響，以及噪聲和目標確定等問題，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，開發(fā)了游戲控制端的兩個部分—手勢識別和顏色跟蹤，并展示了游戲控制的結(jié)果，證明了該方法的實用性。
　　 本文研究的特色在于:(1)基于模板的靜態(tài)手勢識別;(2)顏色跟蹤部分

5、采用典型Camshift算法，用來同步手勢信號的輸入;(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)實現(xiàn)一款簡單的視訊互動游戲-“揮動你的雙手”，手舞游戲，可以讓玩家動用雙手，鍛煉協(xié)調(diào)能力，擯棄了傳統(tǒng)的鼠標鍵盤操作，具有較高的趣味性，屬于第二類視訊互動游戲的開發(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、國內(nèi)外現(xiàn)狀;第二部分介紹了視訊互動游戲控制基本原理與方法;第三部分介紹了