关于WII光枪定位的设计(转)

方法1. 简单1 LED方法

这是一个很忽悠的方法，把LED看成是屏幕中心，把光枪摄像头的视野范围看作是屏幕范围。

假设WII枪头摄像头的数据范围为[0,1024]*[0,768]，显示器屏幕分辨率为dx,dy。如果从手柄获取到的坐标值为x,y，则对应的屏幕位置为(x*dx/1024,y*dy/1024)。LED的位置放在屏幕中间最好，放在边缘也不差。如果给定人所站位置及屏幕大小等数据，那么可以得到精确的打法。

方法2. 貌似是官方的2LED方法

使用2 LED。感觉跟上面的方法原理类似，由于是2LED，所以还能多识别枪的旋转方向。2LED的位置放在屏幕上方或下方中间。

参考：

wiki - wiimote/pointing

---http://www.wiibrew.org/wiki/Wiimote/Pointing

A Better Wiimote Pointer

----http://blog.dawnofthegeeks.com/?p=496

 

上面两种方法的精确度改进

上面两种方法都是不精确的，没有定位过程和关于屏幕分辨率的设置。为了加强使用体验，我发现了一个来自http://www.davidhawley.co.uk/WiiSensorBar.aspx的文章《Make your Wiimote aim accurately and how the Wii sensor bar works with widescreen tv's》。按照里面的方法，可以通过修改人距离屏幕的距离或者LED间距离来改良精确度。最赞的是，页面里还包含了一个计算器，直接看图：

 

方法3：我的精确方法

假设1：2（不够求解就用3）个LED与屏幕处于同一个平面，令该平面为X-Y平面。

假设2：枪使用总是平衡的。（如果这个不假设的话，可以多加LED或者使用枪内置的加速度传感器的数据也可以，不过暂不确定加速度传感器的精确程度）

那么要解决的问题有2个：

问题1，如果枪所在点为(x,y,z)且方向为(n,m,p)，那么通过这条直线的方程及平面方程Z=0就可以求得枪射在X-Y平面上的位置。

如何求x,y,z,n,m,p这6个值？有些值是可以直接固定的，例如方向不考虑大小则可以令p=1。当然，基本解决思路是用待定系数法。 系数法中的方程来源：有方向向量(n,m,p)及A,B，可以求出新的方向向量P（下面有解释）。其中A,B是枪头摄像头所获得的某LED的x,y坐标点转化得到的该LED到枪与枪所指方向的x,y轴方向的偏移角度。这样，用P和点(x,y,z)可以得到某LED的坐标值（这个已知），那么可以两个方程。

问题2，通过开始对屏幕的四个角分别开一枪得到四角的X-Y坐标值，以及通过获取屏幕的分辨率，那么以后得到的X-Y坐标值就可以通过映射转换到屏幕分辨率值。如何转换，没思考下去，应该挺简单的。

当前遇到的问题是： 有方向向量(n,m,p), 给出A,B后， 如何求出新的方向向量P？

为了解释下A,B,是什么，看下面新的坐标系。

如果用这个新的坐标系来解释A、B的话。方便点，左边箭头轴是X'，上箭头是Y'，斜的那个是Z'。  那么向量P在Z'Y'上投影与Z'轴正方向的夹角为A,在Z'X'上投影与Z'轴正方向的夹角为B。

待续。。。

特别鸣谢：

其实1LED方法是追不了月的名字很长的火云大爷最先提出的而我在后面看到2LED方法时才决定使用的，虽然说理论上有明显的缺陷，但是实际效果还不错。另外他还提出了一个很忽悠的理论上都还不知道怎么求解的2LED方法，这里就略过了。

非常感谢小罗同学在这个问题上花费了不少时间并在最后给我指出了这个问题其实不是那么容易解决的，于是我想到下次可以试试用数值方法去求解。