1.本发明涉及一种mr技术的应用拓展，尤其涉及一种基于mr混合现实设备实施的跑酷系统及游戏方法。
背景技术：
[0002]“跑酷”运动是时下风靡全球的时尚极限运动，以日常生活的环境（多为城市）为运动场所，依靠自身的体能，快速、有效、可靠地驾驭任何已知与未知环境的运动艺术。它也是一种探索人类潜能激发身体与心灵极限的一种哲学。跑酷不仅可以强健体质，使得自身越发敏捷，反应能力更加迅速，还可以给人带来成就感和焕然一新的精神面貌。
[0003]
目前跑酷游戏的方式有如下三种：其一基于真实跑酷环境的跑酷，将日常设施当做障碍物或辅助，在其间跑跳穿行。但是其带来的安全问题不可忽视，如不注意很容易受伤，甚至有生命危险。
[0004]
其二基于手机端的跑酷小游戏，用户通过在手机上滑动操作左移、右移、上跳、下蹲等操控，享受参与跑酷的刺激感与锻炼反应能力。但因为用户参与没有实际的运动，无法锻炼自己的身体体能及反应能力，仅可以锻炼大脑的反应能力。
[0005]
其三，基于ar的体感跑酷游戏，通过摄像头采集参与者的图像信息、捕捉参与者的运动信息，以奔跑、伸展、跳跃等肢体动作操控三维场景中的虚拟人物进行跑酷游戏，最终通过显示屏显示出实时跑酷的三维影像。这种方式参与的跑酷游戏，跑酷的赛道以及周边元素对于用户来说显示的是二维的，效果与手机屏幕类似。虽然用户可以通过移动操控虚拟人物，但参与游戏的真实感仍较弱。并且因为需要配套摄像头以及显示大屏，因此对于布置场地有要求，不能随时随地想玩就玩。
技术实现要素：
[0006]
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的旨在提出一种跑酷系统及游戏方法，解决mr技术与现实相结合的跑酷运动体验问题。
[0007]
本发明实现上述目的的一种技术解决方案是：一种跑酷系统，其特征在于包括：基于云计算参与图像运算、虚拟地图存储和数据处理的服务器，一套以上前置集成深度摄像机的mr眼镜，及其用于游戏过程运算、识别用户定位朝向、并与mr眼镜通信交互指令和传输图像的配套控制器。
[0008]
上述跑酷系统，进一步地，所述配套控制器中安装有跑酷游戏的系统软件。
[0009]
上述跑酷系统，进一步地，与所述服务器相联网的一台上位机中安装有跑酷游戏的系统软件，所述配套控制器与上位机通过服务器交互游戏数据。
[0010]
上述跑酷系统，进一步地，还包括设于真实环境内跑酷游戏相关的场景道具，所述场景道具与mr眼镜的游戏图像混合显示。
[0011]
本发明实现上述目的的另一种技术解决方案是：一种跑酷系统的游戏方法，基于服务器、mr眼镜及配套控制器体验运行，其特征在于包括步骤：
游戏副本生成，由任一深度摄像机采集人工搭建的真实游戏场景的视频和图像数据，上传服务器并通过视觉场景重建的方法构建与真实环境1:1还原的虚拟空间，或者利用计算机绘图技术构建跑酷相关的游戏场景，对应的虚拟地图数据存储于服务器，并随调取指令同步虚拟地图至mr眼镜生成混合真实场地的游戏图像；游戏过程，参与游戏者佩戴mr眼镜及适配控制器联网运行游戏，并通过操作适配控制器选定游戏副本，基于联网交互自服务器的虚拟地图数据在mr眼镜中遍历所选副本的虚拟地图及游戏道具，参与游戏者在mr眼镜所示虚拟的游戏图像中移动身体并做出对应的动作、收集游戏奖励；同时mr眼镜通过深度摄像机实时采集参与游戏者当前视野图像，上传服务器并处理实时图像，获得参与游戏者的移动速度、动作类型、动作幅度、朝向变化及游戏奖励收集结果；游戏结果反馈，由服务器或配套控制器对游戏过程运算，统计关于副本的全程耗时、碰撞障碍物次数、游戏奖励的收集量，结算游戏成就并以虚拟图像形式在mr眼镜中呈现。
[0012]
上述跑酷系统的游戏方法，进一步地，游戏过程中所述mr眼镜通过深度摄像机以1/30秒的帧间隔采集实时的图像数据，其中图像数据至少包含两个定位特征点，以供服务器作匹配处理，跟踪参与游戏者的移动、动作及视线朝向。
[0013]
上述跑酷系统的游戏方法，进一步地，所述游戏副本为单人模式，单个mr眼镜及其配套控制器与服务器联网。
[0014]
上述跑酷系统的游戏方法，进一步地，所述游戏副本为追逐模式，两个以上参与游戏者通过各自的mr眼镜及配套控制器基于unity游戏引擎的网络交互模块联网，各配套控制器根据所对应的参与游戏者的实时游戏进度遍历虚拟地图和游戏道具，并在各mr眼镜中虚拟地图瞬时交集状态下，终止游戏并反馈结果，或者游戏副本如常完结且各mr眼镜中虚拟地图未同时发生交集状态下，反馈结果。
[0015]
上述跑酷系统的游戏方法，进一步地，所述游戏副本为竞速模式，两个以上参与游戏者通过各自的mr眼镜及配套控制器基于unity游戏引擎的网络交互模块联网，各配套控制器根据所对应的参与游戏者的实时游戏进度遍历虚拟地图和游戏道具，在完成游戏副本后结算各参与游戏者的全程耗时、碰撞障碍物次数、游戏奖励的收集量，并进行排名或等级评定。
[0016]
上述跑酷系统的游戏方法，进一步地，游戏过程中参与游戏者在选定游戏副本的同时输入自身身高作为游戏参数，交互自服务器的游戏道具在虚拟地图中均适配所述游戏参数；并且随服务器感知参与游戏者碰撞障碍物、成功规避障碍物或收集游戏奖励的结果，游戏副本还含对应呈现于虚拟地图的游戏道具变形特效及声效。
[0017]
应用本发明的跑酷系统及游戏方法，具备突出的实质性特点和显著的进步性：它将mr技术与现实运动有机结合，提升了传统运动项目的娱乐性和互动性，增强了游戏的现实感，并且有利于保障运动安全性；参与游戏者需身体力行，有切实可靠的锻炼身体及反应能力的效果；再者，只需要一台mr设备进行远程联网即可开始游戏，降低了跑酷游戏的开展门槛，具有随时随地的游戏可参与性；且真实环境实时可见，参与游戏者可随意移动，安全感和游戏体感更强。
具体实施方式
[0018]
以下对本发明的具体实施方式作进一步的详述，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。
[0019]
有鉴于现有跑酷展示方式的不足，本技术设计人结合多年智能终端与场景再现的技术研究经验，创新提出了一种跑酷系统及游戏方法，通过对mr眼镜的功能拓展，为单人或多人互动的跑酷游戏提出了新的技术解决方案。
[0020]
本发明该跑酷系统，从系统架构的技术概述来看，其主要包括服务器、一套以上的mr眼镜两部分，当然mr眼镜还有与其功能配套的控制器。从功能划分理解，其中服务器基于云计算参与图像运算、虚拟地图存储和数据处理，mr眼镜集成深度摄像机，而配套控制器主要用于游戏过程运算、识别用户定位朝向、并与mr眼镜通信交互指令和传输图像。
[0021]
该跑酷系统从游戏的系统软件载体来看，其可选安装于配套控制器，也可选安装于与服务器相联网的一台上位机中。由此则配套控制器可通过服务器与上位机交互游戏数据。在配套控制器硬件资源充足的情况下，游戏的安装载体可任意选择。
[0022]
此外，上述跑酷系统还包括设于真实环境内跑酷游戏相关的场景道具，该场景道具与mr眼镜的游戏图像混合显示。
[0023]
另一方面，本发明所提出的一种跑酷系统的游戏方法，则基于服务器、mr眼镜及配套控制器体验运行，包括如下三方面步骤。
[0024]
游戏副本生成，由任一深度摄像机采集人工搭建的真实游戏场景的视频和图像数据，上传服务器并通过视觉场景重建的方法构建与真实环境1:1还原的虚拟空间，或者利用计算机绘图技术构建跑酷相关的游戏场景，对应的虚拟地图数据存储于服务器，并随调取指令同步虚拟地图至mr眼镜生成混合真实场地的游戏图像。通常情况下，该部分步骤独立于游戏的实际进程之外，主要涉及副本生成及更新。
[0025]
游戏过程，参与游戏者佩戴mr眼镜及适配控制器联网运行游戏，并通过操作适配控制器选定游戏副本，基于联网交互自服务器的虚拟地图数据在mr眼镜中遍历所选副本的虚拟地图及游戏道具，参与游戏者在mr眼镜所示虚拟的游戏图像中移动身体并做出对应的动作、收集游戏奖励；同时mr眼镜通过深度摄像机实时采集参与游戏者当前视野图像，上传服务器并处理实时图像，获得参与游戏者的移动速度、动作类型、动作幅度、朝向变化及游戏奖励收集结果。
[0026]
游戏结果反馈，由服务器或配套控制器对游戏过程运算，统计关于副本的全程耗时、碰撞障碍物次数、游戏奖励的收集量，结算游戏成就并以虚拟图像形式在mr眼镜中呈现。
[0027]
从更进一步的实施细节来看，上述游戏过程中，利用mr眼镜跟踪用户移动、动作及视线朝向。具体实现为：通过深度摄像机以1/30秒的帧间隔采集实时的图像数据，其中图像数据至少包含两个定位特征点，以供服务器快速做出匹配处理，调取虚拟地图呈现于mr眼镜。
[0028]
为更具体、直观地理解、掌握本发明技术方案的设计精髓，更详细的跑酷游戏，可以按如下步骤详细展开描述。
[0029]
根据游戏副本的多样性，该跑酷游戏具有多种可选的玩法。当游戏副本为单人模式时，由单一的参与游戏者穿戴mr眼镜及其配套控制器，并以此与服务器联网，即可按上述
步骤进行运动游戏。
[0030]
而当游戏副本设定为追逐模式时，顾名思义需要两个以上的参与游戏者开展。由此，则两个以上参与游戏者通过各自的mr眼镜及配套控制器基于unity游戏引擎的网络交互模块联网，各配套控制器根据所对应的参与游戏者的实时游戏进度遍历虚拟地图和游戏道具。并在各mr眼镜中虚拟地图瞬时交集状态下，即表明一方玩家已追到另一方玩家，终止游戏并反馈结果，或者游戏副本如常完结且各mr眼镜中虚拟地图未同时发生交集状态下，反馈“未追到”的结果。
[0031]
又游戏副本设定为竞速模式时，同理两个以上参与游戏者通过各自的mr眼镜及配套控制器基于unity游戏引擎的网络交互模块联网，各配套控制器根据所对应的参与游戏者的实时游戏进度遍历虚拟地图和游戏道具。该模式下通常需要每个参与游戏者均完成整个副本对应的全部路线长度，并在完成游戏副本后结算各参与游戏者的全程耗时、碰撞障碍物次数、游戏奖励的收集量，并进行排名或等级评定。
[0032]
除以上跑酷游戏副本设定的差异性外，本发明游戏方法还对玩家多样性进行了适配性改善。即游戏过程中参与游戏者在选定游戏副本的同时输入自身身高作为游戏参数，交互自服务器的游戏道具在虚拟地图中均适配所述游戏参数，由此避免因玩家身高与副本设定不符而导致的偏差；并且随服务器感知参与游戏者碰撞障碍物、成功规避障碍物或收集游戏奖励的结果，游戏副本还含对应呈现于虚拟地图的游戏道具变形特效及声效。
[0033]
以上关于本发明跑酷系统及游戏方法的实施例详述可见，其具备突出的实质性特点和显著的进步性：它将mr技术与现实运动有机结合，对于参与该跑酷游戏方法的用户而言，游戏不受场地限制，可随移动、纵跃、蹲躲、闪避，游戏动作更丰富，更有利于身心锻炼，提升了传统运动项目的娱乐性和互动性，增强了游戏的现实感，并且有利于保障运动安全性；参与游戏者需身体力行，有切实可靠的锻炼身体及反应能力的效果；再者，游戏场地即实际真实环境场地，只需要一台mr设备进行远程联网即可开始游戏，降低了跑酷游戏的开展门槛，具有随时随地的游戏可参与性；且真实环境实时可见，参与游戏者可随意移动，安全感和游戏体感更强。
[0034]
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。