基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法。本发明专利技术聚焦于现有多人重定向方法会导致出现场地利用率不高，用户区域性聚集并因此使重置次数增加的问题。本发明专利技术的实施将物理空间划分为多个面积相近的区域，并实时计算每一区域的用户密度，再根据密度与距离计算区域得分，最后动态地将用户引导至低密度区域。并通过泊松盘采样在目标区域中选择最近的低密度点作为转向目标，以避免用户被导向至其他区域时发生碰撞。当用户不可避免与跟踪空间发生碰撞时，本发明专利技术所包含的基于区域密度的重置方法将通过计算区域得分为用户选择最合适的转向目标。适的转向目标。适的转向目标。

【技术实现步骤摘要】
基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法


[0001]本专利技术属于计算机虚拟现实领域，具体涉及一种基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法。

技术介绍

[0002]虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术的多用户应用需要在一个共享的跟踪空间中支持多用户同时进行虚拟漫游活动。其所面临的核心挑战就在于虚拟场景与现实场景不匹配所造成的失真感，以及多用户场景的动态特性。势场力的引入能让重定向方法更好的适应动态变化的多用户场景，具有巨大的发展空间。
[0003]目前，各类基于势场力的重定向方法在多用户场景中已表现出优秀的综合性能。然而，只聚焦于当前用户的方法会导致出现场地利用率不高，用户区域性聚集并因此使重置次数增加的问题。重定向方法需要对用户群进行整体的调度，让用户在跟踪空间中分布的更加均衡。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
种所描述的不足，提供一种基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法，该方法能够在提高跟踪空间的利用率，并减少潜在的碰撞风险，提升了用户虚拟漫游活动的连贯性。<br/>[0005]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1；根据跟踪空间的边界数进行区域划分，将其划分为若干个面积相近且符合要求的区域，并为每一区域计算中心点，作为该区域的吸引力目标；并计算跟踪空间内所有用户理想分布下的空间标准用户密度；步骤2；计算用户当前所处区域的实际区域用户密度，并与步骤1中的实际区域用户进行比较，确定是否需要对当前用户进行区域重定向；步骤3；对于步骤2中需要进行区域重定向的用户，根据实际区域用户密度和由步骤1得到的区域中心到用户位置的距离分别计算每个区域的密度得分与距离得分；再由密度得分与区域得分计算每个非当前用户所处区域的区域得分，选择区域得分最高的区域作为目标区域，用步骤1中得到的吸引力目标计算目标区域引力；步骤4；在步骤3确定的目标区域中进行泊松盘采样，选择距离当前用户最近且具有更低的用户密度采样点作为最优导向空间，并通过该点与当前用户的距离计算最优导向空间的引力；步骤5；根据用户当前位置以及跟踪空间信息与其他用户位置信息计算跟踪空间对用户产生的势场力；若步骤2中用户不需要进行区域重定向，则直接将势场力方向作用于用户单位时间步进方向；若步骤2中用户需要进行区域重定向，则计算最优区域引力、最优空间引力以及势场力的平衡合力，并将合力方向作用于用户单位时间步进方向；步骤6；用户根据步骤5的力作用进行单位时间步进运动时，若在移动过程中与跟踪空间或其他用户发生碰撞，则停止用户漫游活动，并通过步骤2与步骤3计算的目标区域作为潜在转向目标，最后得到实际转向方向后，通过重置方法引导用户转向安全方向再使其继续漫游活动。2.根据权利要求1所述的基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法，其特征在于：所述步骤1中的区域划分具体方式：计跟踪空间的边界数为临时区域数N
temp
，然后通过N
temp
计算每个区域的平均面积S
a
；接下来，使用跟踪空间的中心和边界的两个端点确定每个临时区域的范围；针对当前区域的实际面积S
m
进行判断，步骤1中区域要求为每个区域的实际面积S
m
≥S
a
；若S
m
&lt;S
a
，则将当前区域与相邻区域中面积较小的一方合并；最终，跟踪空间会被划分成若干满足面积条件的区域；步骤1中的空间标准用户密度D
s
为跟踪空间内所有用户数与跟踪空间总面积的比值。3.根据权利要求1所述的基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法，其特征在于：所述步骤2中的实际区域用户密度D
a
为当前用户所处区域内的用户数与区域面积S
m
的比值；若当用户所在区域的实际区域用户密度D
a
大于空间标准用户密度D
s
时，则需要对该区域内的所有用户进行区域重定向；有用户进行区域重定向；其中S
a
为区域面积。W
j
的值取1时，表示User
j
处于该区域内，W
j
取值为0时则相反。4.根据权利要求1所述的基于区域密度的虚拟现实重定向行走方法，其特征在于：步骤3具体如下：
首先计算区域的距离得分，距离得分S
d
的计算遵循就近原则，优先考虑与用户距离较近的区域；通过用户在跟踪空间内的坐标位置P
user
(x
u
,y
u
)和该区域的中心点坐标P
cen
(x
c
,y
c
)，为每个区域计算一个距离得分：其中k为距离缩放参数，向量d＝(x
u
‑
x
c
,y
u
‑
y
c
)为用户和区域中心的距离；随着用户与区域中心的距离增加，区域的距离得分将呈反比例递减的趋势；一个区域的距离得分越低，表明该区域距离用户越远。再根据实际区域用户密度来计算区域的密度得分，当实际区域用户密度D
a
小于空间标准用户密度D
s
时，密度得分随着密度的减小而增加，旨在鼓励用户进入相对较为空旷的区域，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋滢，蔡洪瑞，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：