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AI虚拟手势玩飞机大战

王林
发布: 2023-05-17 11:34:06
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哈喽,大家好。

下面我们分解一下这个小项目,带大家来一步一步实现,文末获取项目完整的源代码。

1. 准备飞机大战程序

Github​上找到一个Python​版本的飞机大战程序,安装Pygame即可运行。

AI虚拟手势玩飞机大战

游戏操作简单,右上角是游戏暂停/开始按钮,用鼠标点击操作。

键盘的A、D、W、S​键用来控制飞机的移动方向,分别对应左、右、上、下。

所以我们的AI程序要完成两个最核心的功能,第一,识别手势;第二,将手势转换成鼠标、键盘操作,便可控制游戏。

2. 识别手势

这里,我们用opencv读取摄像头中的视频流。

将视频流中的每一帧送入mediapipe中的手掌检测模型,识别手掌 21 个关键点。

AI虚拟手势玩飞机大战

在我们的项目中,只用到了食指和中指,也就是左右中的第8和第12个点。

核心代码如下:

ret, frame = cap.read()
results = hands.process(frame[:, :, ::-1])
if results.multi_hand_landmarks:
# 遍历每个手掌
for hand_landmarks in results.multi_hand_landmarks:
finger_axis_8 = hand_landmarks.landmark[8]
finger_axis_12 = hand_landmarks.landmark[12]
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frame​是视频流中的每一帧,hands是手掌检测模型。

解析出来的finger_axis_8和finger_axis_12​两个对象中分别存放食指和中指的x、y坐标。

3. 手势控制游戏暂停

计算食指与中指坐标之间的距离,大于某个阈值,则移动鼠标,点击暂停游戏按钮。

AI虚拟手势玩飞机大战

游戏暂停

若食指与中指坐标之间的距离,小于某个阈值,则移动鼠标,点击开始游戏按钮

AI虚拟手势玩飞机大战

游戏开始

距离计算很简单,这里不贴代码了,重点说下Python控制鼠标。

我用的是PyUserInput​库,它提供了PyMouse和PyKeyboard两个类,分别控制鼠标和键盘。

当我们想用Python程序控制游戏的暂停与开始,只需要将鼠标移动到按钮的位置,执行一次点击操作即可。

# 定义鼠标对象
self.mouse = PyMouse()

def pause_or_start_game(self, dist):
"""
判断是否需要暂停(开始)游戏
:param dist:
:return:
"""
if (not self.is_pause and dist > 80) or (self.is_pause and dist < 80):
self.mouse.move(915, 125)
self.mouse.click(915, 125)

self.is_pause = not self.is_pause
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pause_or_start_game​函数的参数dist是食指与中指之间的距离。

暂停/开始按钮的坐标为(915, 125),每个电脑坐标不一样,需要大家根据自己的实际情况重新计算。

计算思路很简单,游戏边框大小为(480, 700)​,游戏在屏幕正中间启动,只要获取到屏幕的尺寸,就能大概估算出按钮的坐标。在调用PyMouse的move函数,检验、微调一下即可。

PyMouse的move​函数用来移动鼠标位置,click函数用来执行鼠标点击操作。

4. 手势控制飞机移动

这里,需要计算相邻两帧食指的x​坐标和y​坐标的移动方向和距离。从而决定按下键盘A、D、W、S中的哪一个。

同样的,移动的方向和距离很简单,这里也不说了,重点说下PyKeyboard模块控制键盘按键。

self.key_board = PyKeyboard()
# 按下按键
self.key_board.press_key(key)
# 停留一段时间
time.sleep(press_dwell)
# 释放按键
self.key_board.release_key(key)
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press_key和release_key​函数之间,调用了time.sleep(press_dwell)控制按键的时长,按键时间长,则飞机移动距离就长,反之,按键时间短,则飞机移动距离就短。

所以,这里的难点在于如何将食指的移动距离映射为按键的时长。

我用的是下面这段代码测出来

for i in range(n):
kb.press_key('A')
time.sleep(0.05)
kb.release_key('A')
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固定按键时长为0.05秒,测试飞机从中部移动到最左边,需要的最小的n。

AI虚拟手势玩飞机大战

飞机从中部移动到最左边,移动距离为 240,因此,240 / (n * 0.05)便是飞机每秒的移动距离。

我测出来的n=7​,因此,飞机每秒移动距离为685.7142857。

只要计算出食指的移动距离,除以685.7142857,就可以得出键盘的按键时长。

手势控制飞机移动的完整代码为:

def press_key_board(self, direction, move_dist):
"""
将手指移动距离,换算为按键间隔,并执行按键操作
:param direction:移动方向
:param move_dist:移动距离
:return:
"""
dist_per_sec = 685.7142857
if direction == 'x':
key = 'A' if move_dist < 0 else 'D'
elif direction == 'y':
key = 'W' if move_dist < 0 else 'S'
else:
return

press_dwell = math.fabs(move_dist / dist_per_sec)
self.key_board.press_key(key)
time.sleep(press_dwell)
self.key_board.release_key(key)
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项目的核心部分已经讲解完毕,完整代码已经整理好,需要的朋友评论区留言即可。

获取代码后,先看运行步骤.txt。

如果大家觉得本文对你有用就点个 在看 鼓励一下吧,后续我会持续分享优秀的 Python AI 项目。

以上是AI虚拟手势玩飞机大战的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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