面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置，包括：在重置发生时，确定多人在线虚拟现实应用中每一个用户从所处虚拟位置行走到自身虚拟目标点所需的时间；预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间；根据每一个用户的所需时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益；基于每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，实现对每一个用户的重定向控制。本发明专利技术通过控制所有用户的重置同时发生、同时结束来实现运动公平，同时尽可能延长所有用户重置间的步行距离，使重置次数尽可能少。使重置次数尽可能少。使重置次数尽可能少。

【技术实现步骤摘要】
面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置


[0001]本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置。

技术介绍

[0002]随着元宇宙行业的兴起，多人在线VR互动应用正在成为现实。在多人在线的VR游戏/应用中，多个用户分处不同的物理环境中，而他们却可以在网络的连接下在同一个虚拟环境中进行交互，呈现“多人异地”的特点。多人在线VR互动应用与虚拟现实交互一样，都依赖于重定向行走技术。
[0003]在现有技术中，虚拟现实交互应用的重定向行走技术，大都只关注同一个物理空间中单个或多个用户行走的情况，不考虑物理上异地的多个用户在虚拟空间中状态的关联，因为相同的物理空间使得所有用户大体上有均等的运动机会，运动不公平问题并不显著。但是在多人在线的VR游戏/应用中，当某个用户因为自己空间的障碍物或其他原因而发生重置时(该用户的行为将在虚拟空间中暂停)，其他用户在重置用户暂停的时段内却仍然可以在虚拟空间中继续运动，因此在这段时间内所有用户虚拟空间的相对位置发生了变化，这会对某些应用造成严重的不公平性(比如对抗性在线VR即时策略游戏)。此外，由于不同用户可能位于形状差异很大的物理空间，在进行相同的VR游戏时有的用户将固有地比其他用户重置更多次数、这会为VR游戏引入固有的不公平性。这种由不同物理空间带来的不公平性问题变得十分突出，虚拟现实交互应用的重定向行走技术不适用于多人在线的VR游戏/应用。
[0004]鉴于此，应当开发一种面向多人异地在线VR应用的重定向行走技术，以保证任一用户重置前后虚拟空间多个用户相对位置不发生变化，使所有用户拥有公平的运动机会，避免因虚拟空间运动不公平性而导致用户体验不佳。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置，用以解决现有技术中多人在线的VR游戏/应用由用户物理空间不同导致的运动不公平的问题，通过控制所有用户的重置同时发生、同时结束来实现运动公平，同时尽可能延长所有用户重置间的步行距离，使重置次数尽可能少。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，所述方法包括：
[0007]在重置发生时，确定多人在线虚拟现实应用中每一个用户的第一行走时间；其中，每一个用户的第一行走时间为每一个用户从所处虚拟位置行走到自身虚拟目标点所需的时间；
[0008]预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间；
[0009]根据每一个用户的第一行走时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大
可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益；
[0010]基于每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，实现对每一个用户的重定向控制；
[0011]所述重置发生的条件为所述多人在线虚拟现实应用中任一用户在物理空间行走时遇到障碍物。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走装置，所述装置包括：
[0013]第一行走时间确定模块，用于在重置发生时，确定多人在线虚拟现实应用中每一个用户的第一行走时间；其中，每一个用户的第一行走时间为每一个用户从所处虚拟位置行走到自身虚拟目标点所需的时间；
[0014]最大可行走时间确定模块，用于预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间；
[0015]重置朝向和重置运动增益确定模块，用于根据每一个用户的第一行走时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益；
[0016]重定向控制控制模块，用于基于每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，实现对每一个用户的重定向控制；
[0017]所述重置发生的条件为所述多人在线虚拟现实应用中任一用户在物理空间行走时遇到障碍物。
[0018]本专利技术提供的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法和装置，在重置发生时，确定多人在线虚拟现实应用中每一个用户的第一行走时间；其中，每一个用户的第一行走时间为每一个用户从所处虚拟位置行走到自身虚拟目标点所需的时间；所述重置发生的条件为所述多人在线虚拟现实应用中任一用户在物理空间行走时遇到障碍物；预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间；根据每一个用户的第一行走时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益；基于每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，实现对每一个用户的重定向控制。本专利技术控制位于不同物理空间的所有用户的重置同时发生、同时结束，保持用户虚拟空间状态的一致性，实现多人异地VR行走的运动公平；同时，在合理估计所有用户重置后至遇到障碍物的最大可行走时间以及所有用户从当前虚拟位置达到虚拟目标点所需时间的基础上，以延长所有用户重置间的步行距离为目的为每一个用户设定合适的重置朝向和重置运动增益，使得用户重置的频率显著降低。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术提供的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法的流程示意图；
[0021]图2是本专利技术提供的在二维物理平面中构造的可行物理路径示意图；
[0022]图3是本专利技术提供的所述用户行走给定时间后可达物理空间范围示意图；
[0023]图4是本专利技术提供的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走装置的结构示意图；
[0024]图5是本专利技术提供实现面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]下面对领域专业名称进行阐述：
[0027]虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术：是利用计算机模拟三维虚拟世界，并提供给用户沉浸式、交互式视听体验的一类新兴可视媒体展示技术，该技术融合可视媒体计算、人机交互、应用数学等多个领域，具有为解决诸多实际问题如病人康复、老人陪伴、虚拟游览等提供新途径和可能性的潜力。
[0028]重置：虚拟现实领域的专有名词，表示暂停用户虚拟体验，而使用户调整自己的物理位姿后再继续虚拟体验的过程。
[0029]重定向行走(Redirected Walking，RDW)即是利用人在虚拟环境中交互感知的不精确性，通过路径弯曲、运动放缩等方法，实现有限物理空间下减少重置次数的方法的统称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述方法包括：在重置发生时，确定多人在线虚拟现实应用中每一个用户的第一行走时间；其中，每一个用户的第一行走时间为每一个用户从所处虚拟位置行走到自身虚拟目标点所需的时间；预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间；根据每一个用户的第一行走时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益；基于每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，实现对每一个用户的重定向控制；所述重置发生的条件为：所述多人在线虚拟现实应用中任一用户在物理空间行走时遇到障碍物。2.根据权利要求1所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述预估每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，包括：对于每一个所述用户，预估所述用户在其当前物理位置向每一种候选朝向重置时的最大可行走时间；从所述用户在其当前物理位置向每一种候选朝向重置时的最大可行走时间中选取最大值，并将所述最大值作为所述用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间。3.根据权利要求2所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述预估所述用户在其当前物理位置向每一种候选朝向重置时的最大可行走时间，包括：对于每一种所述候选朝向，确定由所述用户的物理位置和所述候选朝向构成的物理位姿；根据最大曲率增益，在二维物理平面中构造一系列从所述物理位姿起始的具有不同曲率增益的可行物理路径；确定每一条可行物理路径对应的可行走距离；基于每一条可行物理路径对应的可行走距离和所述用户在虚拟空间中的行走速度，确定使用最大平移增益时所述用户在每一条可行物理路径上的可行走时间；将所述使用最大平移增益时所述用户在每一条可行物理路径上的可行走时间中的最大值作为所述用户在其当前物理位置向所述候选朝向重置时的最大可行走时间；其中，所述每一条可行物理路径对应的可行走距离为每一条可行物理路径上起始点距首个障碍物的距离。4.根据权利要求3所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述基于每一条可行物理路径对应的可行走距离和所述用户在虚拟空间中的行走速度，确定使用最大平移增益时所述用户在每一条可行物理路径上的可行走时间，包括：计算每一条可行物理路径对应的可行走距离与所述用户在虚拟空间中的行走速度的比值；将所述比值与所述最大平移增益的乘积作为使用最大平移增益时所述用户在每一条可行物理路径上的可行走时间。5.根据权利要求1～4任一项所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述根据每一个用户的第一行走时间和每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益，包括：将每一个用户在其当前物理位置重置时的最大可行走时间记为每一个用户的第二行
走时间；计算每一个用户的第二可行走时间与第一行走时间的差值；判断是否存在所述差值不大于0的用户；根据判断结果，确定每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益。6.根据权利要求5所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述判断结果为是的情况下，每一个用户对应的重置朝向和重置运动增益的确定过程，包括：从所述差值不大于0的用户中选取第二可行走时间最小的用户；将选取的用户记为瓶颈用户，并将所述瓶颈用户的第二可行走时间作为此次重置到下次重置的间隔时间；将能使所述瓶颈用户行走所述间隔时间的朝向和运动增益作为所述瓶颈用户对应的重置朝向和重置运动增益；同时，基于所述间隔时间，分别确定每一个非瓶颈用户对应的重置朝向和重置运动增益。7.根据权利要求6所述的面向多人在线虚拟现实应用的重定向行走方法，其特征在于，所述基于所述间隔时间，分别确定每一个非瓶颈用户对应的重置朝向和重置运动增益，包括：对于每一个所述非瓶颈用户，从所述非瓶颈用户对应的物理空间下采样位置集合中寻找所述非瓶颈用户行走所述间隔时间能达到的采样位置，并将其归入第二集合；判断所述第二集合是否为空；若是，将能使所述非瓶颈用户行走自身第二行走时间的朝向和运动增益作为所述非瓶颈用户对应的重置朝向和重置运动增益；若否，计算所述非瓶颈用户在所述第二集合中每一个采样位置重置时的最大可行走时间；将最大可行走时间最大的采样位置作为第一最优采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松海，胥森哲，刘家宏，胡事民，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：