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使用一種配備了固定攝像頭的槍型外設(shè)

（映維網(wǎng)Nweon?2022年02月15日）在多人AR/VR游戲中，精確判斷一名玩家發(fā)射的虛擬炮彈飛向另一名玩家的軌跡非常重要。原則上，根據(jù)兩名玩家的位置和發(fā)射軸的方向，系統(tǒng)可以確定虛擬炮彈是否擊中給定玩家。但大型環(huán)境，位置越遠(yuǎn)，誤差可能越大，從而對(duì)游戲體驗(yàn)產(chǎn)生糟糕的影響。另外，存在不可預(yù)測(cè)照明條件的室外和其他環(huán)境可能會(huì)進(jìn)一步降低精度。

在名為“ Virtual-projectile delivery in an expansive environment”的專利申請(qǐng)中，微軟就介紹了一種相關(guān)的解決方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在多人FPS場(chǎng)景中，穿戴AR/VR頭顯的玩家可以使用一種配備了固定攝像頭的槍型外設(shè)。其中，槍型外設(shè)的攝像頭可以在玩家扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)拍攝圖像，并用以幫助系統(tǒng)判斷是否有擊中目標(biāo)對(duì)象。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一玩家的游戲設(shè)備（AR/VR頭顯）處理在發(fā)射虛擬炮彈時(shí)獲取的目標(biāo)圖像，以確定是否有任何已識(shí)別對(duì)象被擊中。在確定已識(shí)別對(duì)象被擊中后，游戲設(shè)備將其位置和發(fā)射軸的方向告知網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在收到相關(guān)信息后，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)利用映射的玩家位置來(lái)確定哪位玩家最有可能被擊中。

圖1是一個(gè)多用戶PFS槍戰(zhàn)場(chǎng)景。在所示示例中，環(huán)境10是一個(gè)廣闊的真實(shí)戶外環(huán)境，允許玩家在其中自由移動(dòng)。

環(huán)境10中的每名游戲玩家（12；12’；12”；和12”’）都可以通過(guò)AR/VR游戲設(shè)備16參與沉浸式多人游戲14。

游戲設(shè)備16包括無(wú)線發(fā)射器18A和無(wú)線接收器20A。無(wú)線發(fā)射器和無(wú)線接收器允許游戲設(shè)備16通信耦合到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備，例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。游戲設(shè)備16同時(shí)包括置為感測(cè)游戲設(shè)備在環(huán)境10中的位置的位置傳感器22；游戲設(shè)備16同時(shí)可以包括任何絕對(duì)或相對(duì)位置感測(cè)組件，例如GPS接收器、WiFi位置傳感器和磁性位置傳感器等等；游戲設(shè)備16同時(shí)可以包括配置為感測(cè)游戲設(shè)備的絕對(duì)或相對(duì)方向的方向傳感器24A，例如慣性測(cè)量單元和/或任何其他方向感測(cè)組件。

所示的游戲設(shè)備16可以包括朝外的成像攝像頭和朝內(nèi)的成像攝像頭。其中，朝內(nèi)的成像攝像頭配置為解析玩家12的眼睛瞳孔位置，從而啟用注視點(diǎn)追蹤。

圖1的示例進(jìn)一步包括外設(shè)32。外設(shè)32可以采取步槍、手槍、弓箭、高爾夫球桿和棒球棒等不同形式。在圖1示例中，外設(shè)32采取步槍形式。

如圖3所示，槍型外設(shè)32包括以通信方式將外設(shè)耦合到游戲設(shè)備16的無(wú)線發(fā)射器18B。外設(shè)32同時(shí)包括方向傳感器24B，方向傳感器可包括IMU、GPS接收器和/或任何其他方向感測(cè)組件。在使用IMU的示例中，IMU可選地配置為三自由度（僅旋轉(zhuǎn)）追蹤。

外設(shè)32包括扳機(jī)鍵36，以及當(dāng)扳機(jī)鍵被觸發(fā)或以其他方式啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行的相關(guān)事件處理邏輯。事件處理邏輯與無(wú)線發(fā)射器18B接口，并允許無(wú)線發(fā)射器發(fā)送虛擬炮彈34發(fā)射的指示。發(fā)射指示由通信耦合游戲設(shè)備16的無(wú)線接收器20A接收。

外設(shè)32進(jìn)一步包括剛性安裝的外設(shè)攝像頭38。在所示的示例中，外設(shè)攝像頭38與步槍瞄準(zhǔn)鏡共享光軸A。在所述配置中，由外設(shè)攝像頭38獲取的十字線圖像自然地與外設(shè)32的發(fā)射軸B對(duì)齊并平行。

在一個(gè)示例中，外設(shè)攝像頭可以包括熱成像攝像頭。外設(shè)可經(jīng)由無(wú)線發(fā)射器18B和適當(dāng)?shù)目刂七壿嬇渲脼閷⒂赏庠O(shè)攝像頭38獲取的圖像發(fā)送到游戲設(shè)備16，以便在游戲設(shè)備的圖像處理引擎28中進(jìn)行處理。

具體地，圖像處理引擎的對(duì)象識(shí)別機(jī)30可以對(duì)從外設(shè)接收的圖像執(zhí)行對(duì)象識(shí)別。在一個(gè)示例中，可以在SLAM功能中使用由外設(shè)攝像頭38獲取的圖像，從而對(duì)環(huán)境10中的參考對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，并確定外設(shè)在環(huán)境中的絕對(duì)方向。在一個(gè)示例中，來(lái)自SLAM、GPS接收機(jī)等的絕對(duì)方位數(shù)據(jù)可用于通過(guò)傳感器融合方法來(lái)細(xì)化來(lái)自方位傳感器24B的三自由度方位數(shù)據(jù)。對(duì)象識(shí)別同時(shí)可用于在圖像中識(shí)別和定位一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義對(duì)象類的目標(biāo)對(duì)象。

命中信號(hào)、命中分配以及位置和方向數(shù)據(jù)可以由任何合適的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，并且可以在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)40和游戲設(shè)備16之間以任何合適的方式進(jìn)行通信。同樣，虛擬炮彈發(fā)射的觸發(fā)信號(hào)或其他指示，以及代表虛擬炮彈發(fā)射器發(fā)射軸方向的數(shù)據(jù)，可以以任何適當(dāng)形式從外設(shè)32傳輸?shù)接螒蛟O(shè)備16。例如紅外、藍(lán)牙等。

圖5是專利示例方法50的各個(gè)方面。在方法50的52處中，游戲設(shè)備接收第一玩家的虛擬炮彈發(fā)射器發(fā)射虛擬炮彈的指示。在虛擬炮彈發(fā)射器是具有扳機(jī)鍵或扳機(jī)鍵功能的外設(shè)示例中，當(dāng)扳機(jī)鍵或扳機(jī)鍵功能啟動(dòng)時(shí)，外設(shè)可發(fā)送發(fā)射指示。

在54處，游戲設(shè)備接收與第一玩家的虛擬炮彈發(fā)射器的發(fā)射軸對(duì)齊的圖像。在56處，根據(jù)在52處接收到發(fā)射指示，游戲設(shè)備確定在54處接收到的圖像的炮彈遞送區(qū)域中是否成像了識(shí)別對(duì)象。所述確定在由游戲設(shè)備運(yùn)行的對(duì)象識(shí)別引擎中進(jìn)行，例如訓(xùn)練過(guò)的機(jī)器學(xué)習(xí)引擎。

6A至6E示意性地說(shuō)明了在56處進(jìn)行的示例測(cè)定。圖6A示出了可由外設(shè)攝像頭38獲取的示例圖像58A。圖58A包括一個(gè)中央炮彈發(fā)射區(qū)60A。炮彈發(fā)射區(qū)域與未識(shí)別對(duì)象62的圖像相交。在根據(jù)接收到發(fā)射指示來(lái)處理圖像58A時(shí)，游戲設(shè)備確定在炮彈遞送區(qū)域中未成像任何可識(shí)別對(duì)象。

圖6B示出了可由外設(shè)攝像頭38獲取的另一示例圖像58B。在所述圖像中，識(shí)別出的對(duì)象64B被成像在炮彈發(fā)射區(qū)域60B中。在根據(jù)接收到發(fā)射指示來(lái)處理圖像58B時(shí)，游戲設(shè)備確定在炮彈遞送區(qū)域中成像了識(shí)別的對(duì)象，并且可以進(jìn)一步確定所述對(duì)象的類別：敵對(duì)游戲玩家。

炮彈發(fā)射區(qū)域的大小可以因第一玩家發(fā)射的虛擬炮彈類型而異。例如，與虛擬橄欖球相對(duì)應(yīng)的發(fā)射區(qū)域可能要大得多，如圖6C所示。

回到圖5，在方法50的65處，當(dāng)在56處確定在圖像的炮彈遞送區(qū)域中成像了識(shí)別的對(duì)象時(shí)，游戲設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器輸出命中信號(hào)。命中信號(hào)指示已識(shí)別的對(duì)象已接收到由第一玩家發(fā)射的虛擬炮彈，亦即第二玩家被第一玩家擊中。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)可以根據(jù)擊中位置和炮彈類型計(jì)算對(duì)第二玩家的傷害。

通過(guò)上述方式，由槍型外設(shè)搭載的攝像頭在第一玩家扣動(dòng)扳機(jī)鍵時(shí)拍攝的圖像可以幫助系統(tǒng)判斷虛擬炮彈是否有擊中目標(biāo)。

相關(guān)專利：Microsoft Patent | Virtual-projectile delivery in an expansive environment

名為“Virtual-projectile delivery in an expansive environment”的微軟專利申請(qǐng)最初在2020年7月提交，并在日前由美國(guó)專利商標(biāo)局公布。

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