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申请/专利权人：杭州师范大学

摘要：本发明属于虚拟现实、人机交互领域，具体涉及一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，包括：在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态和视角缩小放大状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；将这些状态在Unity漫游场景中展现出来。本发明可以将手写数位板与Unity结合起来，以一种全新的虚拟漫游方式替代传统的键盘鼠标进行漫游。

主权项：1.一种基于手写数位板的虚拟场景漫游控制方法，其特征在于，包括：S100在系统预设阶段，设定多种虚拟场景漫游状态，包括默认状态、行走状态、奔跑状态、跳跃状态、视角旋转状态、视角缩小放大状态、空中自由位移状态、空中加减速状态，所述漫游状态分别对应着压感笔与数位板的特定属性和动作；所述默认状态的设定包括：系统运行后未进行漫游时的状态；所述行走状态的设定包括：当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于行走状态压力值设定范围时，即进入行走状态，行走方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置；所述奔跑状态的设定包括：当压感笔与数位板接触产生压力值，且压力值处于奔跑状态压力值设定范围时，即进入奔跑状态，奔跑方向是从当前位置出发指向压感笔指定位置；所述跳跃状态的设定包括：跳跃状态与压感笔或数位板上的第一按钮相对应，按下该第一按钮，则进行跳跃；所述视角旋转状态的设定包括：视角旋转状态对应着压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生的倾斜值，且压感笔需处于数位板上方感应区域内，此时压感笔不与数位板接触，但系统仍能获得压感笔的方位信息；用一个四元数来执行一个旋转，对应的四元数q公式表示为： 其中，单位向量轴为u＝x,y,z,θ2为旋转角度；当压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第一方向旋转；当压感笔与数位板X轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第一方向和第二方向上不旋转；当压感笔与数位板X轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第二方向旋转；当压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，对应视角水平向第三方向旋转；当压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，视角在第三方向和第四方向上不旋转；当压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，对应视角水平向第四方向旋转；其中，第一方向、第二方向、第三方向和第四方向与上下左右四个方向相对应，且第一方向与第二方向为反向，第三方向与第四方向为反向；所述视角缩小放大状态的设定包括：视角缩放状态对应着数位板上的触摸环，手沿触摸环顺时针旋转，视角放大，逆时针旋转，视角缩小；或者，手沿触摸环顺时针旋转，视角缩小，逆时针旋转，视角放大；所述空中自由位移状态的设定包括：所述空中自由位移状态的决定因素包括倾斜值、压力值和第二按钮信号，倾斜值由压感笔与数位板X、Y轴形成夹角而产生，压力值由压感笔与数位板接触所产生，第二按钮信号由按压压感笔或数位板上的第二按钮所产生；当提起压感笔，但压感笔仍处于感应区域内，且按住第二按钮时，则向上运动，进入空中自由位移状态；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触，同时与数位板X轴或Y轴的倾斜值为0～1之间，则向前运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第五方向运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板X轴和Y轴的夹角均为90度时，倾斜值为0，则在第五方向和第六方向上不运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第六方向运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角小于90度时，获取到的倾斜值处于0到1之间，则向第七方向运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角为90度时，倾斜值为0，则在第七方向和第八方向上不运动；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于空中自由位移状态压力值设定范围时，且压感笔与数位板Y轴的夹角大于90度时，倾斜值处于-1到0之间，则向第八方向运动；其中，第五方向、第六方向、第七方向和第八方向与前后左右四个方向相对应，且第五方向与第六方向为反向，第七方向与第八方向为反向；处于空中自由位移状态时，当压感笔与数位板接触产生压力值，该压力值处于下移压力值设定范围，且按住第二按钮时，则向下运动；所述空中加减速状态的设定包括：在空中进行位移操作时的速度大小分别对应数位板上的第三按钮和第四按钮，按下第三按钮实现加速，按下第四按钮实现减速；S101在用户正常使用阶段，获取、处理、分析压感笔与数位板的属性值变化，推断用户的漫游意图，并将其转化为相应的漫游状态；S102将这些状态在Unity漫游场景中展现出来；为压感笔与数位板X、Y轴的倾斜度给出一个容错设定值，当小于该容错设定值时，系统认定是用户的误操作，不会就执行相应操作；其中，采用最大似然估计算法来确定所述容错设定值，具体方法包括：1给定一个概率分布D以及一个分布参数θ1，θ1为容错设定值，假定其概率密度函数或概率聚集函数为fD，从这个分布中抽出一个具有n个值的采样X1,X2,...,Xn，这n个值的采样即对应n个压感笔的倾斜值P，则P＝x1,x2,...,xn＝fDx1,x2,...，xn|θ12利用最大似然估计算法估计寻找关于θ1的最可能的值，即在所有可能的θ1取值中，寻找一个值使这个采样的“可能性”最大化；3因为倾斜值是非连续的，因此将似然函数Lθ1简化为： 计算得到θ1的值。

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