"A Recipe for Mixed Reality in 'Mario Kart Live' - Ed Tumbusch, Velan Studios | GDC2021"
在本次GDC2021大会的编程环节中，Ed Tumbusch，作为Velan Studios的首席混合现实程序员，分享了《Mario Kart Live: Home Circuit》如何将虚拟与现实世界巧妙融合，带来创新的游戏体验。这款作品通过将遥控卡丁车与Nintendo Switch连接，利用实时视频流捕捉第一人称视角的驾驶画面，并叠加数字内容，从而提升游戏的沉浸感。
首先，我们要理解什么是《Mario Kart Live: Home Circuit》。这是一个实体与虚拟相结合的赛车游戏，玩家需要在家中设定四个门作为赛道，通过驾驶物理世界的卡丁车，体验混合现实的竞速乐趣。游戏的核心在于如何在物理世界的基础上构建一个增强现实的赛车环境。
实现这一目标的关键要素包括：
1. 物理模型：卡丁车是游戏的实体基础，它在游戏中的位置（0,0,0）和角度（-3.0,0,8.5）被精确地追踪和计算，确保了虚拟内容的准确叠加。
2. 摄像头模型与校准：为了将虚拟元素无缝融入到实际场景中，摄像头模型的校准至关重要。开发者使用了OpenCV库中的函数，如`cv::findChessboardCorners()`和`cv::calibrateCamera()`进行摄像头的标定和去畸变处理，以保证视频图像的准确无误。
3. 数据流：游戏中的两个关键数据流是视频流和IMU（惯性测量单元）数据。视频流提供实时驾驶视图，而IMU样本则包含时间戳、加速度以及角速度等信息，用于判断卡丁车的运动状态。
4. 驾驶控制：通过分析视频流和IMU数据，系统能够实时调整卡丁车的转向和油门，使得虚拟和物理驾驶体验同步。
5. 视频与IMU数据的整合：IMU样本以连续的序列形式传输，与视频帧同步，确保了游戏中的动态效果与实际操作一致。
通过以上技术手段，开发者成功地构建了一个混合现实的赛车环境，让玩家能够在自己的家中享受到《Mario Kart Live: Home Circuit》带来的刺激和乐趣。这种混合现实技术的应用不仅提升了游戏的沉浸感，也为未来的游戏设计开辟了新的可能。
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