用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判

本发明涉及射击游戏瞄准，具体是用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法。背景技术：1、在虚拟现实射击游戏中，准心指示和命中位置判断之间存在着直接的关联关系，两者的精确匹配对于提供高质量的射击体验至关重要。2、准心指示通常是渲染在屏幕上的一个小型准星标记，它代表了玩家此刻的瞄准方向。而命中位置判断则是根据准心所指向的方向，通过投射射线与场景求交，计算出命中的具体位置和对象。3、在理想情况下，准心指示的位置和射线求交计算出的命中点应该是完全重合的。但在实际情况下，由于网络延迟的影响，二者之间可能会出现一定的偏差，从而降低射击的准确性，尤其是在多人在线射击游戏中，由于信息需要在客户端和服务器之间传输，会产生一定的网络延迟。4、这种延迟会导致以下两种情况：准心指示位置滞后，例如客户端渲染准心时使用的是之前某个时间点的数据，或者命中位置判断滞后，例如服务器进行命中检测时，使用的是旧有的目标位置数据；5、为此，本发明提出用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法。技术实现思路1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法，解决了在虚拟现实的射击游戏中，因存在网络延迟而导致准心命中位置渲染延迟的问题。2、为实现上述目的，提出用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法，包括以下步骤：3、步骤一：预先收集运动轨迹样本数据，并基于运动轨迹样本数据，训练运动状态预测模型；4、步骤二：为虚拟子弹构建基于物理的飞行模拟模型；5、步骤三：基于运动状态预测模型和飞行模拟模型，构建智能延迟补偿算法，校正虚拟子弹准心位置；6、步骤四：根据虚拟子弹准心位置，自适应调整准心在屏幕上的渲染位置，基于飞行模拟模型，对子弹飞行轨迹进行渲染；7、所述预先收集运动轨迹样本数据，包括以下步骤：8、步骤11：选择n个测试人员；n为选择的测试人员的数量；9、步骤12：为每个测试人员构建样本数据采集系统，用于高精度采集目标运动轨迹数据；10、步骤13：每个测试人员在测试环境中执行不同类型的运动动作；使用样本数据采集系统收集测试人员的每次执行运动动作时的运动训练数据，并为每个运动动作打上数据标注；所述数据标注为运动动作的类型；11、每个测试人员的每次运动动作的所述运动训练数据和数据标注组成运动轨迹样本数据；12、所述基于运动轨迹样本数据，训练运动状态预测模型，包括：13、步骤21：对于每组运动轨迹样本数据的运动训练数据，按照固定的时间窗口切分成不同数量独立的运动数据样本；具体的运动数据样本的数量根据运动轨迹样本数据的具体时长确定；14、步骤22：将切分后的运动轨迹数据，转化为由多元时序数据构成的多元运动序列；所述多元时序数据包括但不限于位置，旋转四元数，线速度，角速度等；15、步骤23：采用序列到序列的编码器-解码器架构，对目标运动轨迹进行运动状态预测模型的建模；16、所述运动状态预测模型的建模方式为：17、所述编码器为cnn+lstm编码器，所述cnn+lstm编码器使用一维卷积层提取局部空间特征，lstm模块捕捉长期时序依赖；18、所述解码器为lstm/gru解码器，通过门控循环单元，生成预测的未来运动状态序列；19、步骤24：在解码器输出端构建三个输出头，并联合学习多种预测任务；具体的，所述输出头包括位置预测头、速度预测头、姿态预测头；20、步骤25：设置运动状态预测模型的综合损失函数；21、所述损失函数的设置方式为：22、对于位置和速度预测的损失函数，使用平方损失函数衡量实际值与预测值的差异，对于姿态预测的损失函数，使用四元数加权损失函数衡量旋转误差；23、将位置、速度和姿态预测的损失函数加权求和，作为运动状态预测模型的综合损失函数；24、步骤26：以多元运动序列作为运动状态预测模型的输入，对运动状态预测模型进行训练，直至运动状态预测模型的综合损失函数达到收敛；25、所述为虚拟子弹构建基于物理的飞行模拟模型包括以下步骤：26、步骤31：建立虚拟现实场景的坐标系，并初始化物理环境参数；27、步骤32：建模子弹运动方程；28、步骤33：建立通过数值求解子弹轨迹的飞行模拟模型；29、所述基于运动状态预测模型和飞行模拟模型，构建智能延迟补偿算法，校正虚拟子弹准心位置包括以下步骤：30、步骤41：基于运动状态预测模型，预测目标未来的位置预测值、速度预测值和姿态预测值，作为未来运动状态；31、步骤42：通过使用飞行模拟模型，获得用户在虚拟现实场景中，发射虚拟子弹时，虚拟子弹的模拟运动轨迹；32、所述校正虚拟子弹准心位置包括以下步骤：33、步骤51：将射手视角映射到虚拟世界，获得初始瞄准方向的参数化表达，通过游戏引擎，构建射线与场景交互的仿真模块，求出初始命中点；34、步骤52：利用gpu时间戳和网络时间传输协议，估算从射手终端采集数据，到服务器返回真实渲染图像的端到端的延迟时间；35、步骤53：预设延迟步长时间，针对每一步长的延迟步长时间，通过智能延迟补偿算法获得射击目标的未来运动状态和虚拟子弹的模拟运动轨迹，并对未来运动状态和模拟运动轨迹求交点，计算出每一步长的延迟步长时间所对应的预测命中点；36、步骤54：对于每一个延迟步长时间对应的预测命中点，利用估计的系统状态的后验概率分布加权求和，获得每个预测命中点的命中概率；37、步骤55：从所有预测命中点中筛选出命中概率最大的预测命中点作为校准命中点；38、所述根据虚拟子弹准心位置，自适应调整准心在屏幕上的渲染位置的方式为：39、将校准命中点从三维世界坐标系通过空间坐标转换方法转换到射手视口坐标系；40、结合射手视角和fov参数，通过透视投影获取校准命中点在屏幕上的二维坐标；41、以透射投影后的二维坐标作为准心的中心位置参数；42、将准心的中心位置传递至gpu渲染管线，使用计算着色器在准心的中心位置动态生成顶点/纹理数据；43、所述基于飞行模拟模型，对子弹飞行轨迹进行渲染的方式围殴：44、读取校准命中点所对应的模拟运动轨迹，将该模拟运动轨迹传输至gpu显存；45、使用gpu渲染管线，基于顶点/几何着色器阶段，生成模拟运动轨迹中每个体元的顶点数据。46、提出一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；47、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法。48、提出一种计算机可读存储介质，其上存储有可擦写的计算机程序；49、当所述计算机程序在计算机设备上运行时，使得所述计算机设备执行上述的用于虚拟现实射击游戏的准心指示及命中位置判断方法。50、与现有技术相比，本发明的有益效果是：51、本发明通过预先收集运动轨迹样本数据，并基于运动轨迹样本数据，训练运动状态预测模型，为虚拟子弹构建基于物理的飞行模拟模型，基于运动状态预测模型和飞行模拟模型，构建智能延迟补偿算法，校正虚拟子弹准心位置，根据虚拟子弹准心位置，自适应调整准心在屏幕上的渲染位置，基于飞行模拟模型，对子弹飞行轨迹进行渲染；通过整合目标运动轨迹预测、射击弹道模拟、延迟估算等技术，融合多种传感器和视觉信息，最终在概率框架下给出理想的延迟补偿命中点预测，并将其精确投射回射手的视口中，作为动态校正后的准心位置，解决了在虚拟现实的射击游戏中，因存在网络延迟而导致准心命中位置渲染延迟的问题。